Quais as vantagens da fixação biológica de nitrogênio para a planta?

A agricultura e as atividades do setor envolvem variadas e complexas interações entre o ecossistema (incluindo fatores abióticos e bióticos) e o tipo e nível de intensidade dos sistemas de produção realizados. A produtividade e os resultados econômicos dependerão de muitos fatores. Alguns destes fatores são normalmente medidos com o objetivo de calcular o benefício econômico do negócio em cada estação.

Além da quantidade e da qualidade esperada do produto agrícola colhido (grãos, leite, carne, fibras etc.), a agricultura e as técnicas do setor terão um grande impacto sobre outros aspectos do meio ambiente, tais como as propriedades do solo (níveis de nutrientes, pH, estrutura física) e as características das comunidades microbianas, de insetos e vegetais no ambiente geral do campo de produção.

Embora a conscientização no setor agrícola tenha crescido, ainda se apresentam dificuldades para monitorar algumas dessas mudanças de forma apropriada. Logo, a correta execução de práticas agronômicas e tecnologias certificadas é vital para produzir a cultura desejada de maneira sustentável e em níveis apropriados.

1 - Os múltiplos benefícios da rotação de culturas

A rotação de culturas não visa apenas diversificar a produção e reduzir os riscos de comercialização (devido a uma possível diminuição da demanda e preços baixos de certos produtos agrícolas).

Existem vários benefícios gerados a partir de uma rotação de cultura planejada corretamente como a produção diversificada de culturas em uma mesma área crescendo durante a mesma estação (na fazenda e a nível regional) e uma correta sucessão de culturas ao longo das diferentes estações. As principais vantagens ao alternar cultivos são:

✅ redução do impacto negativo sobre certas propriedades do solo e a erosão

✅ melhor controle de doenças, manejo de pragas e plantas daninhas

✅ aumento geral da reciclagem de nutrientes

✅ e maior eficiência no uso da chuva e da luz solar.

Dependendo do tipo da rotação de culturas planejada, também pode haver um grande benefício em termos de

✅ aumento do sequestro de carbono e

✅ fixação de nitrogênio atmosférico (N2)

Uma rotação de culturas bem planejada gera
múltiplos benefícios para o agricultor

A atmosfera é um enorme reservatório de nitrogênio (78% da atmosfera é composta de nitrogênio), mas como está sob a forma de N2, tripla ligação, as plantas não podem fazer uso direto dele. Entretanto, alguns gêneros de microrganismos (a maioria dos quais são categorizados como rhizobium spp.) podem utilizar o nitrogênio atmosférico e transformá-lo em compostos químicos que as plantas podem absorver.

Isto é o que chamamos de Fixação Biológica de Nitrogênio (FBN).

O processo de FBN ocorre em vários ecossistemas onde espécies de leguminosas e de rizóbios específicos (bactérias gram negativas do solo dos gêneros Rhizobium, Bradyrhizobium, Sinorhizobium, Mesorhizobium entre outras) podem se associar em uma simbiose. Isso permite que estas bactérias fixem o nitrogênio atmosférico em formas utilizáveis pelas leguminosas em seu metabolismo. A simbiose específica entre uma determinada espécie de leguminosa e espécies de rizóbios correspondentes, permite que ocorra o processo de fixação N, nos nódulos radiculares, criados como resultado da proximidade entre o simbionte e a planta hospedeira.

Esta simbiose é extremamente específica, o que significa que cada espécie de leguminosa só pode estabelecer uma simbiose com suas espécies de rizóbios correspondentes.

Se você estiver interessado em aprender mais sobre o processo de nódulos radiculares, você pode ler este artigo que mostra o processo em detalhes.

A FBN é um processo natural no qual
o nitrogênio atmosférico é convertido em formas
utilizáveis pelas plantas para seu metabolismo

3 - ¿Por qué inocular los cultivos de leguminosas con rizobios?

Gracias a la evolución natural, en los ecosistemas naturales e inalterados suelen coexistir especies de leguminosas endémicas con sus correspondientes especies específicas de rizobios, lo cual da lugar a los procesos de nodulación y fijación de nitrógeno que se producen en consecuencia.

Assim, ao semear espécies de leguminosas, seja para grãos ou para forragem, o uso de inoculantes de alta qualidade acelera a introdução de cepas específicas e eficientes de rizóbios no solo.

A colocação da bactéria na proximidade das raízes – seja aplicada sobre a semente ou no sulco – promove a nodulação precoce da planta com as cepas inoculadas.

A tecnologia de inoculação produziu excelentes resultados na produção de forragem e grãos em uma ampla gama de espécies de leguminosas cultivadas.

Na maioria dos ambientes, aumenta a produtividade sem a necessidade de fertilização química.

Esta prática agronômica altamente recomendada gera enormes benefícios para os agricultores, mesmo que área não tenha histórico de uma leguminosa em particular, bem como quando o solo pode ter populações nativas ou introduzidas de rizóbios específicos.

4 - Diferentes tipos de leguminosas e suas taxas de fixação de nitrogênio

As quantidades de nitrogênio fixadas por leguminosas bem inoculadas e bem noduladas dependerão das espécies vegetais, das características do solo e do meio ambiente que estão crescendo.

🌱🌱 spécies anuais de leguminosas en em 🌱🌱

Nas fases iniciais de crescimento, as taxas de fixação de nitrogênio são baixas. Elas aumentam rapidamente à medida que a biomassa vegetal se desenvolve, atingindo níveis significativos nos estágios iniciais de reprodução para suportar o aumento da demanda de nitrogênio da planta

exemplo : grãos de soja, lentilhas, amendoins etc.

Normalmente obtêm uma proporção significativa de suas necessidades de nitrogênio dos rizóbios associados. O restante é integrado através da absorção de nitrogênio do solo.

Uma alta proporção do total de nitrogênio acaba como proteína no grão e será removida do ecossistema do campo durante a colheita.
Ainda assim, grandes quantidades de nitrogênio permanecerão no campo como constituintes proteicos dos caules, folhas, raízes e restolho em geral.

Então, o processo natural de decomposição transforma esse nitrogênio em parte da matéria orgânica do solo.

Em seguida, os processos de mineralização tornarão o nitrogênio disponível para as culturas subsequentes na rotação.

🌿🌿 Espécies perenes / forrageiras 🌿🌿

As taxas de fixação de nitrogênio variam ao longo do ano, dependendo do crescimento da biomassa aérea e da sazonalidade da espécie.

exemplo: alfafa, trevos, cornichão, …

Com leguminosas forrageiras a FBN pode atingir altos níveis. Tem um impacto positivo direto no crescimento das pastagens, nas propriedades do solo e no nitrogênio residual para as próximas culturas.

Por exemplo, em climas temperados, a FBN pode atingir níveis de 30 a 35 Kg de nitrogênio/tonelada de matéria seca aérea/hectare/ano.

Dependendo do sistema de produção e do uso do pasto forrageiro (pastagem direta, ensilagem, fardos), haverá diferentes níveis de retirada da matéria seca para fora do campo, bem como de nitrogênio reciclado no solo.

Mas nas pastagens perenes, sempre em grande quantidade de folhas senescentes e outros órgãos integrados ao solo.

Isto representa altas entradas de N que, após decomposição e mineralização, beneficiarão gramíneas associadas as pastagens e aumentarão os níveis de N no solo.

5 - Como escolher a mistura certa de cobertura vegetal?

Ao escolher as espécies vegetais para as culturas de cobertura, vários parâmetros devem ser levados em conta.

Quando se busca um rápido estabelecimento, taxas de crescimento inicial, produção total de biomassa e fortes sistemas radiculares para favorecer a descompactação do solo são características principais das espécies gramíneas e brasicaceae, svocê tem que considerar o espécies gramíneas e brasicaceae.

Estabelecimento rápido, taxas de crescimento inicial, produção total de biomassa e fortes sistemas radiculares para favorecer a descompactação do solo
👉 com gramíneas e brasicaceae

Para leguminosas selecionadas semeadas como culturas de cobertura, como ervilhacas e trevos anuais, os níveis de fixação de nitrogênio que podem ser atingidos nos curtos períodos de crescimento tornam-se essenciais e atrativos.

Alto nível de fixação de nitrogênio 👉 ervilhacas e trevos anuais

Abaixo, representação das plantas comumente utilizadas em culturas de cobertura e suas raízes.

Clique na imagem para uma versão maior.

Por fim, um pasto ou cultura de cobertura incluindo leguminosas – que pode ser finalizado pela aplicação de herbicidas ou lavoura – contém em geral uma quantidade importante de biomassa aérea e subterrânea de alta qualidade e baixa relação carbono/nitrogênio, que inicia rapidamente um processo de decomposição e é incorporada ao sistema do solo, contribuindo para um aumento dos níveis de nitrogênio.

6 - Conclusão

Espécies de leguminosas incorporadas em uma agricultura ou rotação agrícola terão um grande impacto no sistema de produção, já que representam uma excelente forma de incorporar nitrogênio ao sistema, devido à Fixação Biológica de Nitrogênio que ocorre quando crescem em associação com bactérias rizóbias específicas.

Esta forma de incorporar nitrogênio ao sistema é muito eficiente e sustentável do ponto de vista ambiental e geralmente obtida a um custo muito menor do que a fertilização química. Por isso, representa uma grande vantagem na inclusão de leguminosas em uma rotação, seja uma rotação baseada apenas em culturas de grãos ou uma rotação onde as culturas de grãos são complementadas com culturas de cobertura e pastagens.

Qual a vantagem da fixação biológica do nitrogênio?

Qual a importância da fixação biológica de nitrogênio para as plantas?

Quais benefícios da associação com bactérias fixadoras de nitrogênio para as plantas?

O que é a fixação biológica de nitrogênio e qual sua importância para a fertilidade do solo e nutrição das plantas?