Nitrogênio e inoculantes em soja
Eng.-Agr. Miguel Belmonte Jr.Microxisto - São Mateus - PR 1. O nitrogênio em soja
O N é o nutriente requerido em maiores quantidades pela cultura da soja, sendo que, para produtividade de 3000 kg/ha, são necessários 250 kg de N/ha, dos quais 169 a 190 são exportados pelos grãos. As três fontes de fornecimento dessas elevadas doses de N são:1) o solo, particularmente pela decomposição da M.O.; 2) fertilizantes nitrogenados; 3) processo de fixação biológica do N atmosférico (N2).O reservatório de N presente na M.0. do solo é limitado, podendo ser esgotado rapidamente por alguns cultivos. Além disso, as condições de temperatura e umidade predominantes no território brasileiro aceleram os processos de decomposição da M.0. e de perdas de N, resultando em solos com teores pobres no nutriente, variando entre 0,05 a 0,3% de N. Deve-se considerar, ainda, que a preservação da M.0. com uma relação C/N adequada é importante para a manutenção dos organismos do solo, sem os quais a sustentabilidade dos sistemas agrícolas é inviável. Os fertilizantes nitrogenados representam a forma assimilada com maior rapidez pelas plantas, mas a um custo elevado. O processo industrial que transforma o N2 em amônia (NH3) requer: 1) hidrogênio (derivado de gás de petróleo); 2) catalizador contendo Fe; 3) altas temperaturas (300 a 600 0C); 4) altas pressões (200 a 800 atm). O gasto de fontes energéticas não-renováveis é calculado, então, em seis barris de petróleo por tonelada de NH3 sintetizada. Um agravante na utilização dos fertilizantes nitrogenados reside na baixa eficiência de sua utilização pelas plantas, raramente ultrapassando 50%. Isso significa que, se o agricultor colocar 100 kg de N no solo, 50 kg serão perdidos, em curto espaço de tempo, pelos processos de lixiviação e pela transformação em formas gasosas, tanto pela DENITRIFICAÇÃO (transformação pela ação de microrganismos, em formas gasosas, N2 e N2O) como pela volatilização (perdas gasosas, NH3). Finalmente, deve-se considerar os problemas de poluição ambiental com lixiviação do N, até atingir o lençol freático, causando doenças ao homem e animais que estão associados ao consumo dessas águas contaminadas e já representam um sério problema na Europa.A terceira fonte de N para a cultura da soja é a que resulta do processo de fixação biológica do N2, realizado por algumas bactérias específicas que habitam o solo. Embora o N2 constitua 78% dos gases atmosféricos, que também se difundem pelo espaço poroso do solo, nenhum animal ou planta consegue utilizá-lo como nutriente, devido à tripla ligação que existe entre dois átomos de N2, que é uma das mais fortes ligações que se tem conhecimento na natureza. Algumas bactérias do gênero Bradyrhizobium, conseguem formar estruturas especializadas nas raízes da soja, chamadas nódulos. Dentro dos nódulos das bactérias, através de uma enzima chamada DINITROGENASE, conseguem quebrar a tripla ligação do N2 atmosférico e provocar sua redução até NH3, a mesma forma obtida no processo industrial. A essa AMÔNIA são, então, rapidamente incorporados íons H+, abundantes nas células das bactérias, ocorrendo a transformação em íons AMÔNIO (NH4+) que são então distribuídos para a planta hospedeira e incorporados em formas de N orgânico.É importante salientar que o N do fertilizante é mais facilmente absorvido pela soja porque já está em uma forma prontamente disponivel, ao passo que, no caso do processo biológico, a planta precisa ”investir um certo capital” na formação dos nódulos. Com esse processo a planta recupera logo no início do ciclo vegetativo o benefício nutricional.
2. A fixação simbiótica do N2
As bactérias que formam os nódulos nas raízes da soja eram classificadas, até alguns anos atrás, na espécie Rhizobium japonicum. Com o avanço nos estudos de taxonomia das bactérias, foram detectadas grandes diferenças, particularmente no âmbito genérico, entre as estirpes desta bactéria (equivalente a variedades em plantas ou raças de patógenos), resultando na reclassificação em duas novas espécies, Bradyrhizobium japonicum e Bradyrhizobium elkanii. Em linguagem popular, essas bactérias são, muitas vezes denominadas somente de rizóbio ou bradirizóbio. A formação de um simples nódulo é resultante de um processo complexo, envolvendo diversos estágios. Inicialmente, ocorre um estímulo do crescimento das bactérias na rizosfera da planta hospedeira, que será seguido pela expressão de diversos genes, tanto da bactéria com da planta hospedeira. A seguir, as bactérias penetram na raíz da soja e provocam o crescimento de algumas células da planta hospedeira, formando nódulos, onde ficam alojadas. Quando os nódulos estão em plena atividade, apresentam em sua parte interna, coloração rósea intensa, devido à atividade da LEGHEMOGLOBINA, cuja função é a mesma da hemoglobina do sangue humano, ou seja, o transporte de oxigênio, essencial as funções vitais de todos os seres aeróbicos.
3. Momentos de fixação de N2
Em condições de campo, entre cinco e oito dias após a emergência já é possível observar a formação dos primeiros nódulos com bom tamanho, e em número de quatro a oito, ao redor de 10 a 12 dias após a emergência. Nessa etapa, muitas vezes se observa que as plantas noduladas estão um pouco amareladas, em relação àquelas que receberam uma dose inicial de fertilizante nitrogenado. Isso ocorre porque, conforme já mencionado, o fertilizante nitrogenado está ”pronto” para ser utilizado, enquanto que a ”máquina biológica de nitrogênio” está em seus últimos ajustes. Esses sintomas desaparecem após dois a três dias e é importante mencionar que, em diversos experimentos conduzidos pela EMBRAPA, tanto na Região Sul como nos Cerrados, não foi constatado nenhum incremento no rendimento das plantas devido à aplicação dessa dose inicial de fertilizante nitrogenado, também conhecida como ”dose de arranque” ou dose ”starter”. Após esse período inicial, a nodulação e a fixação do N2 intensificam até o florescimento ou o período de formação das vagens. Na época do florescimento, uma planta de soja bem nodulada deve mostrar, no campo, entre 15 e 30 nódulos ou 100 a 200 mg de nódulos secos por planta. Ao contrário do que muitos divulgam, os nódulos podem continuar ativos mesmo durante o período de enchimento de grãos, quando então inicia o processo de senescência. Muitas vezes, pode ocorrer uma formação secundária de nódulos após o florescimento, que também contribuirá para o fornecimento de N para os grãos aumentando o rendimento. Em diversas pesquisas que utilizaram fertilizantes com 15N, i’é, isótopo marcado que permite quantificar, com precisão, a contribuição do N do solo, do N do fertilizante e do N do processo biológico, ficou determinado que as taxas de fixação do N2, na cultura da soja, se situam entre 60 a 250 kg de N/ha, representando em média, 75% do N total acumulado pelas plantas, mas podendo atingir porcentuais de até 97%.
4. Primeira inoculação de bradirrizóbio
A soja é uma das culturas mais antigas do mundo, com relatos sobre seu cultivo, na China, ao redor de 2500 a.C. . A cultura foi trazida para o Brasil no final do século passado, mas somente a partir dos anos 60 passou a ser utilizada com maior intensidade na Região Sul e, a partir da década seguinte, nos Cerrados. Como a soja não ocorre naturalmente no Brasil, também não existe o rizóbio nativo capaz de nodulá-la, justificando a obrigatoriedade da inoculação em áreas de primeiro cultivo. Em solos de primeiro ano, sob vegetação de Cerrados, foram relatados vários insucessos da inoculação. Algumas vezes, a falta de nodulação ocorre devido a fatores biológicos e químicos do solo e, freqüentemente, também devido à má qualidade do inoculante. Na EMBRAPA Cerrados, nodulações bem sucedidas foram obtidas pela inoculação do arroz que precede a da soja, seguida pela reinoculação da soja. Outra vezes, o teor de N nas áreas novas é elevado, principalmente pela mineralização do N da vegetação nativa. A inoculação, então, pode não resultar em incrementos no rendimento, mas auxilia no estabelecimento da população do rizóbio no solo, o que favorecerá futuras culturas, quando se esgotarem as reservas de N do solo. Contudo, é importante salientar que, nessa situação, as plantas também não responderão à aplicação do fertilizante nitrogenado, pois o N do solo já é suficiente para satisfazer as necessidades da soja. Exemplo dessa situação foi observado em experimento conduzido na fazenda Solta, em Balsas - MA. A inoculação permitiu o estabelecimento das bactérias no solo e aumentou o número de nódulos, mas não resultou em maior rendimento, pois apenas o N do solo já garantiu o rendimento máximo. Assim, a aplicação de 200 kg de N/ha também não contribuiu para incrementar o rendimento ou a massa de 100 grãos.
5. Reinoculação em soja
Atualmente, restam poucas áreas que ainda não receberam inoculantes e a população de bradirizóbio estabelecida nos solos, às vezes, é muito elevada, da ordem de 103 (1000) a 106 (1.000.000) bactérias/g de solo. O inoculante é um insumo barato, mas muitos agricultores reclamam que o processo da inoculação é laborioso, mas os trabalhos da EMBRAPA mostram que os incrementos justificam.
6. Quais bactérias inocular
Pesquisadores da área de microbiologia do solo procuram selecionar estirpes cada vez melhores, principalmente porque, como as novas cultivares de soja produzem mais, as bactérias devem apresentar taxas mais elevadas de fixação do N2 . A determinação das estirpes recomendadas é complexa, pois deve considerar diversos fatores, como a eficiência com todas cultivares recomendadas, capacidade de competir com os microrganismos do solo, a fermentação adequada na indústria e, principalmente, capacidade de se adaptar aos solos sem nenhum prejuízo à microflora natural do mesmo. Os pesquisadores se reunem, a cada dois anos, definem quais são as melhores estirpes de bradirizóbio e uma lista é enviada ao Ministério da Agricultura. As indústrias de inoculantes recebem, sem nenhum custo de pesquisa, essas bactérias. Inoculantes provenientes de outros países também podem ser comercializados no Brasil, desde que adotem às exigências da legislação, inclusive a de utilizar estirpes nacionais.Hoje, são quatro as estirpes recomendadas, três da espécie Bradyrhizobium elkanii (SEMIA 587, SEMIA 5019 ou 29w e SEMIA 5079 ou CPAC 15) e uma de Bradyrhizobium japonicum (SEMIA 5080 ou CPAC 7). Estudos conduzidos no Brasil e no exterior indicam que é mais seguro comercializar inoculantes com duas estirpes e, portanto, os inoculantes comercializados no Brasil devem conter duas dessas estirpes. Não importa a combinação dessas estirpes pois, em uma análise geral de mais de 30 experimentos conduzidos durante quatro safras, em diversos locais, não foram constatadas diferenças significativas, estatisticamente, entre as diversas combinações e todas forneceram o N necessário à cultura.
7. O número de bactérias por semente
Pela nova legislação em vigor, o número mínimo de células de um inoculante deve ser de 108 células/g ou ml de inoculante até o prazo final de validade do produto. A primeira vista, parece um número elevado, 100 milhões de bactérias em apenas uma grama de inoculante. Abaixo desse número, porém, a probabilidade de sucesso é muito pequena, principalmente em solos já cultivados com soja. Isso ocorre porque, em diversos estudos, foi determinado que, para conseguir competir com a população estabelecida no solo, é necessária uma vantagem numérica de pelo menos 1000 vezes. Como a população estabelecida nas áreas tradicionais de soja freqüentemente atinge 104 a 105 bactérias por grama de solo, um bom inoculante deve possuir, pelo menos, 108 células/g ou ml de inoculante. Nas instruções do produto, vem especificado que o mesmo deve ser diluído 10, 20 ou mais vezes. Desse modo, o produto, após aplicado às sementes não apresentará o número adequado de células. Futuramente esse problema será solucionado, pois a legislação definirá que um inoculante deverá apresentar um número mínimo de células por semente, que ficará ao redor de 80.000 células/semente de soja.
8. Inoculantes mais eficientes
Os inoculantes à base de turfa, cujo pH é previamente corrigido a 6,5 a 7,0 tem sido utilizado há anos no Brasil e exterior, com excelentes resultados. No passado, o óleo diesel, óleo mineral e querosene foram testados como veículos mas não se mostraram eficientes. Os agricultores são ávidos por inoculantes líquidos, que facilitam o trabalho e desgastam menos as máquinas. Essa exigência de mercado faz com que, freqüentemente, produtos de má qualidade sejam vendidos, prejudicando a fixação biológica do N. Hoje, a pesquisa recomenda apenas inoculantes TURFOSOS, porque existem inúmeros experimentos, conduzidos nas diversas regiões do Brasil, que respaldam sua utilização. Contudo, estudos tem sido feitos com inoculantes que não à base de turfa, visto que muitos preferem esses produtos, os quais estão também sendo testados quanto a compatibilidade com fungicidas e micronutrientes. Isto é necessário porque a turfa confere uma pequena , mas importante; proteção ao rizóbio contra estresses hídricos, térmicos e de toxicidade por fungicidas e micronutrientes, mas o comportamento do inoculante líquido ainda não foi determinado, logo, deve-se consultar a Embrapa - Soja ou Cerrados, para obter as últimas informações sobre novos produtos.
9. Cuidados na compra de inoculantes
- Verificar se o produto apresenta o número de registro no M.A.- Verificar o prazo de validade do inoculante, que deve constar na embalagem, jamais comprando produto vencido.- Certificar-se que o produto antes de ser comprado estava sendo conservado em condições adequadas de umidade e temperatura (no máx. 30 0C). Após a compra conservar o inoculante em local protegido do sol e arejado até o momento da utilização. Não esquecer que o inoculante contém seres vivos sensíveis ao calor.- Observar como fazer a inoculação, misturas com fungicidas e micronutrientes, encontradas nas Recomendações Técnicas para a Cultura da Soja - Embrapa.
10. Fatores limitantes à fixação biológica de N2
As leguminosas que fixam N2 são nutricionalmente mais exigentes, pois requerem os nutrientes necessários ao hospedeiro, ao rizóbio e ao sistema simbiótico. Desse modo, todo o trabalho de inoculação pode ser perdido se o agricultor não realizar a calagem na dose adequada e com antecedência mínima para que as reações ocorram ou, ainda, se houver deficiência dos macro e micronutrientes. O Mo é um componente da enzima DINITROGENASE e, muito importante, assim como o Co ao processo biológico. As temperaturas elevadas e o estresse hídrico, muitas vezes atuando juntos, são os principais fatores ambientais limitantes à fixação biológica do N2, sendo o período mais crítico o inicial principalmente em SOLO DESCOBERTO, onde as temperaturas muitas vezes ultrapassam os 40 0C na superfície, prejudicando a sobrevivência do rizóbio e a infecção das raízes. Nesse contexto a semeadura DIRETA é extremamente favorável. (Mariângela Hungria, Rubens Campo - Embrapa-Soja, Milton Alexandre T. Vargas - Embrapa-Cerrados).
11. Molibdênio e cobalto em soja
A simbiose entre espécies de Rhizobium e Bradyrhizobium com as leguminosas caracteriza-se como um dos sistemas fixadores de N2 mais eficientes que se conhece na atualidade.Leguminosas eficientemente noduladas, apresentam concentrações de Mo nos nódulos que chegam a ser DEZ VEZES SUPERIORES às encontradas nas folhas. Em condições de deficiência de Mo, esse tende a se acumular APENAS nos nódulos, em detrimento das outras partes da planta (Pate, citado por Vidor e Peres, 1988). A participação do Mo como cofator nas enzimas NITROGENASE, REDUTASE do NITRATO e OXIDASE do SULFETO, está intimamente relacionada com o transporte de elétrons durante às reações bioquímicas. Mais de 58% do Mo requerido pela soja é absorvido nos primeiros 45 dias. No final do ciclo, cerca de 67% do Mo deverá estar contido nos legumes, evidenciando a grande translocação deste micronutriente durante o crescimento da soja. O Co participa da formação da COBAMINA, que é precursora da cianocobalamina e/ou hidroxicobalamina (vitamina B12), fundamental para a sobrevivência do rizóbio. Admitindo-se tudo que foi visto acima e a consistência de trabalhos de campo realizados por Gedi Jorge Sfredo, Clóvis Manuel Borkert, Áureo F. Lantmann, Maurício C. Meyer, José Marcos G. Mandarino e Maria Cristina Neves de Oliveira - Embrapa-Soja, recomenda-se a aplicação de Mo nas doses de 12 a 25 g/ha e de Co nas doses 1 a 5 g/ha. A aplicação deve ser efetuada junto com as sementes, por ocasião da semeadura.