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A inoculação de bactérias diazotróficas em cana-de-açúcar para fixação biológica do nitrogênio tem mostrado resultados interessantes, principalmente no estímulo ao crescimento radicular, o que tem resultado, em alguns casos, em incrementos de produtividade da cultura.

Atualizado: 18/10/2023

As interações entre plantas e microrganismos são estudadas há anos, sendo um dos pilares para a produção agrícola sustentável.

O maior exemplo da interação entre microrganismos e plantas está na fixação biológica de nitrogênio (FBN), onde determinadas bactérias são capazes de fixar o nitrogênio atmosférico e torná-lo disponível para o uso das plantas.

Para culturas leguminosas, sendo o maior exemplo a soja, esta interação já é amplamente consolidada e conhecida, contudo, para gramíneas, como a cana-de-açúcar, estudos estão sendo realizados visando o melhor entendimento deste processo.

O manejo do nitrogênio na cultura da cana-de-açúcar é um assunto que sempre está em discussão, tendo em vista o seu complexo ciclo, além da sua importância para a produção agrícola.

Devido a isso, pesquisas e o desenvolvimento de novas formas de manejo ou tecnologias, são necessárias para aumentar a eficiência de uso deste nutriente, assim como a sustentabilidade de produção.

A interação entre bactérias e gramíneas

Tendo em vista o avanço nos estudos da simbiose entre microrganismos e plantas leguminosas, outras culturas também passaram a ser alvo de pesquisas para entender como essas relações acontecem.

A primeira descoberta da associação de bactérias diazotróficas (fixadoras de nitrogênio) de vida livre em grâmineas foi realizada por Döbereiner (1953), onde a autora encontrou bactérias do genêro Beijerinckia em raízes de cana-de-açúcar e grama batatais (Paspalum notatum).

Após esses trabalhos, foram descobertas várias outras bactérias que são capazes de realizar a fixação de nitrogênio do ar e que se relacionam com as gramíneas.

Um dos gêneros mais estudados foi o Azospirillum, o qual apresenta benefícios consistentes em culturas como o milho, por exemplo, em que observa-se aumento do desenvolvimento radicular e o fornecimento de 30 a 50 kg ha^-1 de nitrogênio para esta cultura (FANCELLI, 2010).

Trabalhos mais recentes da EMBRAPA, inclusive recomendam a redução de 25% da dose de N em milho inoculado com Azospirillum brasilense, como mostrado neste artigo sobre Novidades no uso de Azospirillum pelo milho e cana-de-açúcar.

Resultados de fixação biológica em cana-de-açúcar

Após vários anos de estudos, pesquisadores encontraram e isolaram em raízes da cana-de-açúcar, as principais bactérias responsáveis por fixar nitrogênio e produzir hormônios de crescimento, sendo elas (REIS, et. al., 2009).:

• Herbaspirillum seropedicae,
• Herbaspirillum rubrisubalbicans,
• Gluconacetobacter diazotrophicus,
• Burkholderia tropica e
• Nitrospirillum amazonense.

Com isso, essas bactérias foram foco da grande maioria das pesquisas realizadas até o momento, sendo também utilizadas nos trabalhos apresentados a seguir.

Em trabalho avaliando a inoculação de uma mistura de bactérias diazotróficas (Gluconacetobacter diazotrophicus, Herbaspirillum rubrisubalbicans, Herbaspirillum seropedicae, Nitrospirillum amazonense  and Paraburkholderia tropica) em mudas pré-brotadas (MPB) das cultivares RB86-7515 e IACSP95-5000, via imersão dos mini-rebolos no inoculante, Santos et al. (2018), encontraram excelentes respostas no desenvolvimento radicular.

A variedade RB86-7515 apresentou incrementos de 51% e 70% no comprimento e volume de raízes, respectivamente.

Já a variedade IACSP95-5000, apresentou incrementos de 61% comprimento de raízes, e 50% volume de raízes. Estes benfícios para o sistema radicular, refletiram em incrementos na biomassa da parte aérea nas duas cultivares avaliadas..

Na Figura 1 tem-se os resultados obtidos por Gava et. al., 2018, em que avaliou-se a aplicação foliar de inoculante (realizada 25 dias após o corte) em terceira soqueira da variedade SP80-3280, associada ou não com adubação nitrogenada.

Os pesquisadores verificaram um tendência de incremento de produtividade quando realizou-se a inoculação, independentemente da adubação nitrogenada, apesar do ganho não ser significativo do ponto de vista estatístico. Procurando avaliar efeito da inoculação na fixação biológica de nitrogênio, através da técnica de nitrogênio marcado isotopicamente (¹⁵N), os autores concluiram que não houve efeito a prática da inoculação na FBN.

Ao avaliar a resposta das variedades RB86-7515 e RB72-454 a aplicação do inoculante no corte de soqueira, Schultz et al. (2012), verificaram que a primeira teve ganhos de produtividade com a inoculação.

Além disso, estes autores também utilizaram a técnica de nitrogênio marcado (¹⁵N) para avaliação da fixação biológica de nitrogênio, e observaram que não houve efeito da inoculação neste processo, indicando que o principal benefício do uso do inoculante foi como promotor de crescimento.

Em outro estudo Santos et al. (2019) avaliaram o efeito da aplicação de molibdênio (Mo) no sulco de plantio na fixação biológica de N. Os autores concluiram que a aplicação do micronutriente aumentou o acúmulo de N na biomassa das cultivares RB967515 e RB92579 em 20% e 16%, respectivamente, e que o Mo foi responsável por melhorar a eficiência da fixação biológica de nitrogênio da cana-de-açúcar em 22%, independente da variedade.

Este resultado indica a possibilidade do aumento da eficiência da FBN com a aplicação no sulco de plantio de micronutrientes que atuam no metabolismo do nitrogênio, como por exemplo o molibdênio.

Conclusão

Trabalhos publicados na literatura indicam que a FBN é responsável por cerca de 12% a 72% do N que é absorvido pela cana (variando de acordo com as variedades e ambientes de produção), e mostram que a prática da inoculação não tem efeito significativo neste processo.

Desta forma infere-se que os efeitos positivos obtidos com a inoculação são oriundos da produção de fitohormônios, pelas bactérias, os quais atuam como promotores de crescimento, sendo esta resposta também variável conforme o tipo de ambiente de produção e a variedade cultivada.

Apesar da necessidade de mais pesquisas procurando entender melhor a resposta da cana-de-açúcar a inoculação, esta prática apresenta um futuro promissor, visando principalmente o estímulo ao crescimento de raízes e parte áerea, podendo ser realizada via imersão dos toletes, sulco de plantio, corte de soqueira ou via foliar, no início do desenvolvimento. Além disso, pode ser uma boa estratégia para o desenvolvimento de mudas pré-brotadas.

Já para o manejo de nitrogênio no sistema de produção da cana-de-açúcar, outras práticas devem ser adotadas visando a complementação da adubação mineral e a maior eficiência deste nutriente, como por exemplo a utilização de adubos verdes em áreas de reforma e aplicação de adubos orgânicos.

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Referências

DÖBEREINER, J. Azotobacter em solos ácidos. Biological Institute Ecology Experimental Agriculture, v. 11, p. 1-36, 1953.

FANCELLI, A. L. Boas práticas para uso eficiente de fertilizantes na cultura de milho. Informações Agronômicas, n.131, p.1-16, 2010.

GAVA, G. J. C.; SCARPARE, F. V.; CANTARELLA, H.; KÖLLN, O. T.; RUIZ-CORRÊA, S. T.; ARLANCH, A. B.; TRIVELIN, P. C. O. 2019. Nitrogen source contribution in sugarcane-inoculated plants with diazotrophic bacterias under urea-N fertigation management. Sugar Tech 21(3):462–470.

REIS, V. M.; BALDANI, J. I., URQUIAGA, S., 2009. Recomendação de uma mistura de estirpes de cinco bactérias fixadoras de nitrogênio para inoculação de cana-de-açúcar. Seropédica: Embrapa Agrobiologia. Circular Técnica, 30. 4 p. https://www.infoteca.cnptia.embrapa.br/handle/doc/664311.

SANTOS, R. L.; FREIRE, F. J.; OLIVEIRA, E. C. A.; TRIVELIN, P. C. O.; FREIRE, M. B. G. S.; BEZERRA, P. C.; OLIVEIRA, R. I.; SANTOS, M. B. C. 2019. Changes in biological nitrogen fixation and natural-abundance N isotopes of sugarcane under molybdenum fertilization. Sugar Tech 21(6):925-935.]

SANTOS, S.G; CHAVES, V. A.; RIBEIRO, F. S.; ALVES, G. C.; REIS, V. M. 2018. Rooting and growth of pre-germinated sugarcane seedlings inoculated with diazotrophic bacteria. Appl Soil Ecol. https://doi.org/10.1016/j.apsoil.2018.08.015.

SCHULTZ, N.; MORAIS, R. F.; SILVA, J. A.; BAPTISTA, R. B.; OLIVEIRA, R. P.; LEITE, J. M.; PEREIRA, W.; CARNEIRO JÚNIOR, J. B.; ALVES, B. J. R.; BALDANI, J. I.; BODDEY, R. M.; URQUIAGA, S.; REIS, V. M. Avaliação agronômica de duas variedades de cana-de-açúcar incouladas com bactérias diazotróficas e adubadas com nitrogênio. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 47, n.2, p. 261-268, 2012.

Sobre o autor:

Atualizado por: Beatriz Nastaro Boschiero (Chefe-editorial na Agroadvance)