A soja é o principal item de exportação do Brasil, que desde 2021 se firmou como o maior produtor do mundo, contribuindo com 42% da produção global.
Na safra 2022/2023, de acordo com dados da Companhia Nacional de Abastecimento (CONAB), o país produziu mais de 154 milhões de toneladas, utilizando uma área de 44 milhões de hectares, o que resultou em uma produtividade média de 3.508 kg por hectare.
A nodulação da soja é um processo químico/bioquímico que afeta diretamente a eficiência da fixação biológica de nitrogênio (FBN), importante para o crescimento e desenvolvimento da soja em condições tropicais do Brasil. Portanto, compreender quando e como avaliar a nodulação pode ser decisivo para aumentar a produtividade das lavouras de soja.
Além disso, elementos como níquel e selênio contribuem para a nodulação e na atividade das bactérias fixadoras de nitrogênio. O níquel é um cofator necessário para a produção de urease, uma enzima que ajuda na utilização eficiente do nitrogênio pela planta. Por outro lado, o selênio, embora requerido em menores quantidades, pode influenciar positivamente a resistência das plantas a estresses ambientais e melhorar sua saúde geral.
Vamos entender quais são os principais fatores que contribuem para a boa nodulação da soja?!
Boa leitura!
O que são nódulos da soja?
Os nódulos da soja são estruturas formadas pela simbiose entre as raízes das plantas de soja e bactérias fixadoras de nitrogênio, principalmente do gênero Bradyrhizobium.
O nitrogênio (N) é um nutriente necessário para a soja, com uma extração de cerca de 83 kg para cada tonelada de grãos produzidos. Sua falta pode levar a perdas na produtividade e desempenha diversas funções bioquímicas na planta, como na formação de aminoácidos, proteínas e ácidos nucleicos.
Embora o nitrogênio constitua 78% do volume atmosférico, ele não está disponível em formas que as plantas possam absorver. Através da fixação biológica de nitrogênio (FBN), as bactérias convertem o nitrogênio atmosférico em formas utilizáveis.
No entanto, essas bactérias nem sempre estão presentes em quantidade suficiente no solo, sendo necessário inoculá-las para atender à demanda da soja. A inoculação com Bradyrhizobium pode aumentar a produtividade média da soja em até 8% em comparação com plantas não inoculadas.
Os nódulos, resultantes dessa simbiose, são formados quando as bactérias penetram nas raízes da soja e induzem o crescimento de células específicas. Uma característica marcante dos nódulos é a coloração interna rosácea, causada pela leghemoglobina, que transporta oxigênio. Nódulos com essa coloração são considerados viáveis e saudáveis (Figura 1).
Quando e como avaliar a nodulação da soja?
A avaliação da nodulação da soja já pode ser feita entre 8 a 12 dias após a emergência das plantas. Nesse período, já é possível notar os primeiros nódulos nas raízes, com uma quantidade média de 4 a 8 nódulos bem formados.
Esses nódulos iniciais, conhecidos como nódulos primários, localizam-se principalmente na raiz principal e são essenciais para a fixação biológica de nitrogênio (FBN) no início do desenvolvimento da planta.
Para que a FBN seja eficiente, o ideal é que os nódulos tenham pelo menos 2 mm de diâmetro, pois nódulos desse tamanho tendem a ser mais ativos no processo de fixação de nitrogênio.
Para uma análise mais precisa, recomenda-se examinar o sistema radicular a partir do estágio V3 (Figura 2).
As etapas de nodulação e de FBN são intensificadas das duas primeiras semanas após a germinação até o florescimento, quando uma planta de soja bem nodulada deve entre 15 e 30 nódulos saudáveis na raiz principal, além de uma boa quantidade de nódulos secundários, que também contribuem significativamente para a FBN.
A quantidade e a massa dos nódulos, tanto primários quanto secundários (Figura 3), estão diretamente relacionadas à capacidade da planta de realizar a FBN, o que impacta diretamente na disponibilidade de nitrogênio e, consequentemente, a produtividade da lavoura.
No período final de enchimento de grãos os nódulos começam a senescer. Com a leghemoglobina perdendo sua função, observa-se alteração da coloração interna dos nódulos para tons esverdeados ou marrons.
Veja no vídeo abaixo a explicação do professor Dr. Gil Câmara, da ESALQ/USP, sobre ocorre a nodulação das raízes da soja:
Quais fatores afetam a nodulação da soja?
A nodulação da soja pode ser influenciada por diversos fatores que afetam diretamente a formação e a eficiência dos nódulos responsáveis pela fixação biológica de nitrogênio. Alguns deles são:
Qualidade e inoculação do rizóbio
A qualidade da inoculação do rizóbio na soja depende de seguir práticas recomendadas, como usar produtos registrados e dentro da validade, armazenados corretamente, e realizar a inoculação em ambiente adequado, protegido do sol e com temperatura inferior a 30°C.
Para inoculantes turfosos, utilize solução açucarada para garantir aderência às sementes.
A dosagem de inoculantes líquidos deve ser adequada para fornecer a concentração mínima de células (1,2 milhões por semente) e o volume total de líquidos não deve exceder 300 mL/50 kg de sementes.
Produtos químicos, como agrotóxicos, devem ser aplicados antes do inoculante, garantindo que o tratamento seja realizado à sombra e a semeadura ocorra no mesmo dia.
Temperatura do Solo
Temperaturas extremas afetam negativamente a atividade do rizóbio e a nodulação. A faixa ideal de temperatura do solo para a nodulação da soja está entre 25°C e 30°C.
Disponibilidade de Nitrogênio no Solo
O excesso de N disponível no solo pode reduzir a nodulação, pois a planta prioriza a absorção direta do nutriente em vez de formar nódulos.
Umidade e compactação do solo
A nodulação depende de uma boa umidade do solo. Solos secos podem inibir a atividade das bactérias e dificultar a formação de nódulos, enquanto solos encharcados podem criar condições anaeróbicas que matam as bactérias e prejudicam a nodulação.
Solos compactados, por sua vez, dificultam o desenvolvimento das raízes e a distribuição dos nódulos. Solos bem estruturados e descompactados favorecem a penetração das raízes e a formação de nódulos tanto na raiz principal quanto nas laterais.
Fertilidade do solo
A fertilidade do solo é um fator crucial para a nodulação da soja, pois influencia diretamente a saúde e a eficiência dos nódulos.
O pH ideal do solo para a nodulação é entre 6,0 e 6,5. Solos muito ácidos ou alcalinos prejudicam a sobrevivência e a atividade das bactérias fixadoras de nitrogênio.
A disponibilidade adequada de fósforo (P) e potássio (K) é essencial para o desenvolvimento dos nódulos e o crescimento saudável das plantas.
A presença de micronutrientes, como molibdênio e cobalto, é fundamental para a fixação biológica de nitrogênio (FBN), ajudando a garantir uma nodulação eficaz. Além disso, estudos recentes mostram que elementos como níquel e selênio também pode influenciar o processo de nodulação na soja, conforme veremos adiante.
Níquel na nodulação e produtividade da soja
O níquel (Ni) é um micronutriente importante para o crescimento da soja, particularmente em sua função no metabolismo do nitrogênio e na fixação biológica de nitrogênio (FBN).
Estudos indicam que o Ni está diretamente envolvido na atividade de metaloenzimas, como a [Ni-Fe]-hidrogenase e a urease, que são relevantes para a eficiência da FBN e a produção de amônia, respectivamente (Bosse et al., 2024). A deficiência de Ni pode levar ao acúmulo de ureia nas folhas, prejudicando o crescimento e o rendimento da soja.
Recentes investigações revelaram que cultivares modernas de soja podem apresentar deficiência latente de Ni em campo. A fertilização com Ni, especialmente em doses de 3 mg dm-3, demonstrou aumentar a atividade da urease, a taxa de fotossíntese, a nodulação e a concentração de ureídeos, resultando em maior produtividade das plantas.
No entanto, os mecanismos exatos por trás do aumento da nodulação em resposta ao Ni ainda não estão totalmente claros e podem estar relacionados à quimiotaxia (Bosse et al., 2024).
A quimiotaxia entre raízes de leguminosas e rizóbios depende da exsudação de compostos como açúcares e isoflavonoides pelas raízes. Esses isoflavonoides, como a daidzeína e genisteína, ativam a expressão dos genes Nod em rizóbios, induzindo a nodulação.
Bosse et al. (2024) propuseram que a fertilização com Ni aumenta a produção de isoflavonoides, promovendo a quimiotaxia e a nodulação, o que resultou em um aumento de 20,80% na nodulação em comparação com plantas não tratadas.
Além disso, a FBN é beneficiada pela ação do Ni na atividade da nitrogenase e na biossíntese de ureídeos, que são fundamentais para o transporte de nitrogênio (Figura 4).
Selênio na nodulação e produtividade da soja
Pesquisas realizadas por Silva et al (2024), concluíram que selênio aumenta significativamente o número de nódulos nas raízes da soja. Essa nodulação é importante para a fixação biológica de nitrogênio, o que é relevante para a produtividade da soja.
Além de promover a nodulação, o selênio também eleva a produção de daidzeína, uma isoflavona benéfica, tanto nas raízes quanto nos nódulos.
O suprimento exógeno de daidzeína mostrou aumentar ainda mais o número de nódulos, sugerindo que essa isoflavona desempenha um papel importante na indução da nodulação em resposta ao selênio.
Esses resultados indicam uma interação positiva entre a presença de selênio e a nodulação, favorecendo a eficiência do uso de nitrogênio pelas plantas de soja.
Os pesquisadores também observaram que o tratamento com selênio resultou em níveis elevados de açúcares totais e compostos nitrogenados na soja.
Essa melhoria na disponibilidade de nutrientes sugere que o selênio não apenas beneficia a nodulação, mas também impacta positivamente o metabolismo das plantas (Figura 6).
Por fim, a análise do transcriptoma revelou que o selênio regula positivamente genes para a nodulação, evidenciando as mudanças metabólicas e celulares que ocorrem em resposta ao tratamento.
Esses resultados ressaltam o potencial da biofortificação com selênio para melhorar a nodulação e a fixação de nitrogênio em soja, oferecendo uma abordagem sustentável para aumentar a produtividade agrícola.
Conclusão
A avaliação da nodulação, especialmente em estágios iniciais de crescimento, permite identificar o desenvolvimento “saudável” dos nódulos, que são fundamentais para a absorção de nitrogênio. A presença de nódulos “saudáveis” não apenas indica a eficácia da FBN, mas também impacta diretamente o rendimento das plantas.
A incorporação de elementos, como níquel e selênio, potencializa ainda mais a eficiência da nodulação. O níquel é um cofator em enzimas que facilitam a utilização do nitrogênio, e sua deficiência pode comprometer o crescimento da soja. A fertilização com níquel tem mostrado resultados promissores, aumentando a nodulação e, consequentemente, a produtividade. Esse relacionamento entre exsudação de isoflavonoides e nodulação evidencia a importância do manejo adequado desses micronutrientes.
O selênio, por sua vez, não só aumenta o número de nódulos, mas também eleva a produção de daidzeína, uma isoflavona benéfica para a simbiose. A aplicação de selenato tem mostrado interações positivas com a nodulação, sugerindo que a biofortificação com selênio pode ser uma estratégia eficaz para melhorar a eficiência do uso de nitrogênio.
Portanto, a nodulação da soja, quando monitorada e otimizada com o uso de elementos como níquel e selênio, pode resultar em aumento na produtividade da soja. Investir em pesquisa e desenvolvimento nessa área é fundamental para fortalecer a posição do Brasil como líder mundial na produção de soja, garantindo não apenas a saúde das lavouras, mas também a segurança alimentar e a sustentabilidade do setor.
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Referências
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Sobre o autor:
Alasse Oliveira da Silva
Doutorando em Produção Vegetal (ESALQ/USP)
- Engenheiro agrônomo (UFRA) e Técnico em agronegócio
- Mestre e especialista em Produção Vegetal (ESALQ/USP)
SILVA, A.O. Nodulação da soja: quando avaliar e qual o papel de elementos como níquel e selênio?2024. Blog Agroadvance. Disponível em: https://agroadvance.com.br/blog-nodulacao-da-soja/. Acesso: xx Xxx 20XX.
