O que é fixação biológica de nitrogênio (FBN)?
Você sabia que o nitrogênio (N) é o elemento mais abundante na atmosfera, porém os vegetais não conseguem absorvê-lo em sua forma elementar (N2)? Sendo o N é um dos elementos mais importantes para o crescimento vegetal, como as plantas conseguem acessá-lo de maneira natural? Para isso, é necessário que haja a transformação do N em uma forma que os vegetais possam assimilá-lo. E isso ocorre por meio da fixação biológica de nitrogênio (FBN), que é um processo bioquímico e natural, realizado por microrganismos procarióticos conhecidos como diazotróficos. Esses microrganismos podem ser de vida livre ou podem associar-se a vegetais.
No contexto agrícola, a importância da FBN está no estabelecimento de relações simbióticas entre as bactérias fixadoras de N e as plantas da família das leguminosas. Nessa associação, as bactérias fornecem o N para as plantas através de substâncias nitrogenadas mediante a formação de nódulos em suas raízes. Portanto, as leguminosas possuem uma vantagem competitiva em relação as outras plantas, pois têm a capacidade de estabelecer simbiose com bactérias fixadoras de N, o que lhes permitem maior aquisição desse elemento, reduzindo, assim, os gatos com adubos nitrogenados solúveis. E outras plantas não-leguminosas também são capazes de se beneficiarem da FBN? Pesquisas recentes têm demonstrado que sim. Confira no próximo tópico.
FBN em não-leguminosas
A FBN também pode ocorrer em gramíneas – como milho, trigo, cana-de-açúcar e arroz – embora em menor magnitude em relação às leguminosas. A principal diferença entre a FBN entre leguminosas e não-leguminosas está na forma como a associação acontece. Em primeiro lugar, em leguminosas, são as bactérias conhecidas como rizóbios que estabelecem simbiose com as plantas através das suas raízes. Por outro lado, em gramíneas, a associação é estabelecida com bactérias denominadas diazotróficas associativas. Em segundo lugar, em leguminosas, ocorre a formação de estruturas especializadas, denominadas nódulos, onde ocorre a fixação do N. Enquanto que, nas gramíneas, não ocorrem mudanças estruturais nas raízes e as bactérias alojam-se próximas às raízes ou no interior dos tecidos do vegetal.
Dessa forma, essas peculiaridades implicam em diferentes quantidades de N aproveitado pelas culturas mediante a FBN. Por um lado, a maioria das leguminosas conseguem suprir todo o N necessário à cultura através da FBN. Por outro lado, as quantidades de N fixadas por gramíneas são muito baixas, o que não garante o suprimento nutricional. Assim, a utilização de adubos nitrogenados é necessária para atender a demanda nutricional desse elemento. Além das gramíneas, microrganismos fixadores de N também já foram encontrados em plantas, como banana, café, mandioca, dendê e mamão. No entanto, dados sobre a eficiência da FBN nessas plantas ainda são incipientes. Assim, a sua contribuição para essas plantas tem sido objeto de vários trabalhos de pesquisa.
Fatores que afetam a FBN
Ao se introduzir, por exemplo, uma leguminosa em determinada área de cultivo, esta tende a formar nódulos e se beneficiar da FBN. Entretanto, a eficiência do processo de simbiose entre vegetal e bactéria depende de fatores relacionados às plantas, às bactérias, ao clima e ao solo. Em relação ao clima e ao solo, o teor de umidade elevado ou reduzido, elevadas temperaturas, a acidez do solo, a presença de elementos tóxicos e metais pesados, a alta disponibilidade de N e a baixa disponibilidade dos demais nutrientes reduzem a capacidade de associação entre plantas e bactérias. Além disso, essa associação só é possível se as populações nativas das bactérias compatíveis às plantas estiverem presentes no solo.
Nodulação natural e inoculação
A associação simbiótica pode ocorrer naturalmente entre planta e bactérias presentes no solo ou por meio da inoculação com cepas de bactérias recomendadas para a cultura. Em relação a nodulação natural, a capacidade de FBN varia bastante entre as leguminosas. Por exemplo, o feijão-caupi, também conhecido como feijão de corda ou macassar, juntamente com a soja, são as leguminosas com maior capacidade de aproveitar o N por meio da FBN. Entretanto, para a maioria das culturas que se beneficiam da FBN – como o feijão comum – a nodulação natural é pouco significativa para suprir a demanda nutricional de N.
Assim, é comum a prática de inoculação, que é um processo em que bactérias fixadoras de N, selecionadas através de pesquisas, são adicionadas às sementes das plantas antes da semeadura para favorecer a FBN. Inclusive, a prática de inoculação é muito comum na cultura da soja, conforme veremos mais adiante no texto. Atualmente, existem no mercado diversos inoculantes disponíveis para diversas culturas, não só leguminosas, como também gramíneas. O uso desse produto tem contribuído significativamente para a redução da adubação nitrogenada solúvel, mas sem comprometer a produtividade das culturas. E o melhor de tudo: são de baixo custo, não poluem o ambiente e são produzidos a partir de materiais renováveis.
Relação FBN x Produtividade
O fornecimento de N via adubação nitrogenada possibilita o aumento da produtividade agrícola da maioria das culturas. Entretanto, essa prática possui alguns impactos negativos no agroecossistema. Assim, o uso de adubos nitrogenados altamente solúveis pode causar prejuízos financeiros ou ambientais consideráveis ao produtor rural. Além disso, para a produção desses adubos, é necessário combustíveis fósseis, como o petróleo, que não são renováveis. E, ao mesmo tempo, demandam alto gasto energético.
Diante disso, atualmente é relevante e crescente a adoção de métodos alternativos ao uso adubos nitrogenados altamente solúveis nos agroecossistemas sustentáveis. Nesse sentido, a FBN tem se evidenciado como uma alternativa eficiente para a substituição da adubação nitrogenada em determinados grupos de plantas. Mas será que a FBN é tão eficiente quanto a adubação mineral para suprir a demanda nutricional de N nas plantas? Será que a FBN contribui para altas produtividades agrícolas?
A resposta é sim. A FBN, aliada a outras práticas de manejo, como a adubação orgânica, contribui para elevar a produtividade das culturas e pode substituir a adubação nitrogenada. Há uma estimativa global de que a FBN contribua com 258 milhões de toneladas de N em diferentes ecossistemas. No contexto agrícola, a contribuição é estimada em 60 milhões de toneladas. E, no Brasil, o caso mais exitoso e que merece ser citado, devido ao seu destaque a nível mundial, é a experiência da FBN na soja brasileira.
FBN na cultura da soja
De acordo com dados do Governo Federal, estima-se uma economia de US$ 6 bilhões anuais pela exploração da FBN em substituição à adubação nitrogenada mineral na cultura da soja. Para maior eficiência da FBN na soja é necessário realizar a inoculação das sementes com bactérias selecionadas do gênero Bradyhrizobium. De acordo com a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa), o uso de inoculantes na cultura da soja iniciou-se a partir da década de 1960. E, atualmente, corresponde a uma das experiências mais exitosas de eficiência da FBN em uma cultura.
Ainda de acordo com a Embrapa, atualmente são economizados R$ 898,00/ha através da substituição da adubação nitrogenada pela FBN na cultura da soja. Ao considerar a área plantada com soja no Brasil, a economia proporcionada pela não utilização de adubos nitrogenados é de R$ 24,9 bilhões anuais, algo em torno de US$ 10,3 bilhões de dólares (Dados da Embrapa). Diante da eficiência da FBN na cultura da soja, e também de outros fatores, o Brasil ocupou o posto de 2º maior produtor e exportador mundial de soja desde 2000. Alcançando, em 2020, o 1º lugar, com 126 milhões de toneladas produzidas e 84 milhões exportadas.
FBN e adubação verde
A adubação verde compreende ao uso de plantas que são cultivadas em rotação ou associação com cultivos comerciais, visando manter, melhorar ou restaurar as propriedades físicas, químicas e biológicas do solo. Quando plantas da família das leguminosas são utilizadas como adubos verdes, há uma vantagem especial: a ciclagem e a mineralização do N, devido à realização da FBN. Assim, em muitas lavouras, o cultivo de leguminosas como adubos verdes tem como principal objetivo o fornecimento de N para a cultura principal. Essa prática reduz os gastos com adubação nitrogenada e aumenta a produtividade da lavoura, contribuindo para maior retorno financeiro para o produtor rural.
Benefícios da FBN
A FBN traz inúmeros benefícios para os agroecossistemas e para o produtor rural. Além do aumento da produtividade das culturas, por meio do fornecimento de nitrogênio, também há uma redução direta nos gastos de produção, devido a não utilização ou da redução do uso de adubos nitrogenados. Além disso, o não uso da adubação nitrogenada também proporciona menor impacto ambiental, pois com a FBN não há emissão de gases do efeito estufa e nem poluição do meio ambiente. Uma outra vantagem é o fato de a FBN ser um processo natural, logo, diferentemente dos adubos nitrogenados, não são utilizados combustíveis fósseis não renováveis, como o petróleo.
6 Benefícios da FBN
- Aumento da produtividade agrícola;
- Economia com adubos nitrogenados;
- Redução dos custos de produção;
- Não utilização de matérias primas não renováveis;
- Redução da emissão dos Gases de Efeito Estufa (GEE);
- Redução da poluição ambiental.
Diante de tantos benefícios, vale a pena tentar investir na fixação biológica de nitrogênio, não é verdade? E, nós da Agroteg Digital, estamos dispostos a te ajudar a alcançar os melhores resultados no seu negócio rural.
Conclusão
A fixação biológica de nitrogênio (FBN) é um processo natural que ocorre através da associação simbiótica entre bactérias fixadoras do nitrogênio atmosférico (N2) e determinados grupos de plantas, em especial as leguminosas. Essa simbiose é uma das associações biológicas mais importantes para a manutenção da vida no Planeta Terra. Já que o nitrogênio (N) é um dos elementos mais importantes para o crescimento e desenvolvimento vegetal. E, embora presente em grande quantidade na atmosfera, as plantas não conseguem absorvê-lo em sua forma elementar. O que seria da humanidade se não existisse a possibilidade de bactérias disponibilizarem N em forma assimiláveis para as plantas?
A adubação nitrogenada tem sua importância, porém seu uso não é infinito. Já que, para a produção de adubos nitrogenados, são utilizadas fontes fósseis, como o petróleo, que são finitas a longo prazo. Além disso, a adubação nitrogenada é um dos fatores que mais oneram o custo de produção do produtor rural. E, ainda, contribuem para a emissão de gases do efeito estufa (GEE) na agricultura e outros problemas ambientais, como a eutrofização de lagos, a contaminação do lençol freático etc.
Nesse sentido, a FBN é uma tecnologia economicamente viável e capaz de mitigar os possíveis danos ao meio ambiente ocasionados pela adubação nitrogenada. Ao mesmo tempo que eleva a produtividade das culturas e diminui os custos de produção. Assim, diante de tudo que foi apresentado ao longo do texto, chegamos à conclusão de que a FBN é uma alternativa eficiente em substituição da adubação nitrogenada.
Links úteis:
FBN: Perguntas e respostas – Embrapa: bit.ly/emprapafbn
Cartilha FBN – Governo Federal: bit.ly/govfbn
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No contexto agrícola, a importância da FBN está no estabelecimento de relações simbióticas entre as bactérias fixadoras de N e as plantas da família das leguminosas. Nessa associação, as bactérias fornecem o N para as plantas através de substâncias nitrogenadas mediante a formação de nódulos em suas raízes. Portanto, as leguminosas possuem uma vantagem competitiva em relação as outras plantas, pois têm a capacidade de estabelecer simbiose com bactérias fixadoras de N, o que lhes permitem maior aquisição desse elemento, reduzindo, assim, os gatos com adubos nitrogenados solúveis. E outras plantas não-leguminosas também são capazes de se beneficiarem da FBN? Pesquisas recentes têm demonstrado que sim. Confira no próximo tópico.
FBN em não-leguminosas
A FBN também pode ocorrer em gramíneas – como milho, trigo, cana-de-açúcar e arroz – embora em menor magnitude em relação às leguminosas. A principal diferença entre a FBN entre leguminosas e não-leguminosas está na forma como a associação acontece. Em primeiro lugar, em leguminosas, são as bactérias conhecidas como rizóbios que estabelecem simbiose com as plantas através das suas raízes. Por outro lado, em gramíneas, a associação é estabelecida com bactérias denominadas diazotróficas associativas. Em segundo lugar, em leguminosas, ocorre a formação de estruturas especializadas, denominadas nódulos, onde ocorre a fixação do N. Enquanto que, nas gramíneas, não ocorrem mudanças estruturais nas raízes e as bactérias alojam-se próximas às raízes ou no interior dos tecidos do vegetal.
Dessa forma, essas peculiaridades implicam em diferentes quantidades de N aproveitado pelas culturas mediante a FBN. Por um lado, a maioria das leguminosas conseguem suprir todo o N necessário à cultura através da FBN. Por outro lado, as quantidades de N fixadas por gramíneas são muito baixas, o que não garante o suprimento nutricional. Assim, a utilização de adubos nitrogenados é necessária para atender a demanda nutricional desse elemento. Além das gramíneas, microrganismos fixadores de N também já foram encontrados em plantas, como banana, café, mandioca, dendê e mamão. No entanto, dados sobre a eficiência da FBN nessas plantas ainda são incipientes. Assim, a sua contribuição para essas plantas tem sido objeto de vários trabalhos de pesquisa.
Fatores que afetam a FBN
Ao se introduzir, por exemplo, uma leguminosa em determinada área de cultivo, esta tende a formar nódulos e se beneficiar da FBN. Entretanto, a eficiência do processo de simbiose entre vegetal e bactéria depende de fatores relacionados às plantas, às bactérias, ao clima e ao solo. Em relação ao clima e ao solo, o teor de umidade elevado ou reduzido, elevadas temperaturas, a acidez do solo, a presença de elementos tóxicos e metais pesados, a alta disponibilidade de N e a baixa disponibilidade dos demais nutrientes reduzem a capacidade de associação entre plantas e bactérias. Além disso, essa associação só é possível se as populações nativas das bactérias compatíveis às plantas estiverem presentes no solo.
Nodulação natural e inoculação
A associação simbiótica pode ocorrer naturalmente entre planta e bactérias presentes no solo ou por meio da inoculação com cepas de bactérias recomendadas para a cultura. Em relação a nodulação natural, a capacidade de FBN varia bastante entre as leguminosas. Por exemplo, o feijão-caupi, também conhecido como feijão de corda ou macassar, juntamente com a soja, são as leguminosas com maior capacidade de aproveitar o N por meio da FBN. Entretanto, para a maioria das culturas que se beneficiam da FBN – como o feijão comum – a nodulação natural é pouco significativa para suprir a demanda nutricional de N.
Assim, é comum a prática de inoculação, que é um processo em que bactérias fixadoras de N, selecionadas através de pesquisas, são adicionadas às sementes das plantas antes da semeadura para favorecer a FBN. Inclusive, a prática de inoculação é muito comum na cultura da soja, conforme veremos mais adiante no texto. Atualmente, existem no mercado diversos inoculantes disponíveis para diversas culturas, não só leguminosas, como também gramíneas. O uso desse produto tem contribuído significativamente para a redução da adubação nitrogenada solúvel, mas sem comprometer a produtividade das culturas. E o melhor de tudo: são de baixo custo, não poluem o ambiente e são produzidos a partir de materiais renováveis.
Relação FBN x Produtividade
O fornecimento de N via adubação nitrogenada possibilita o aumento da produtividade agrícola da maioria das culturas. Entretanto, essa prática possui alguns impactos negativos no agroecossistema. Assim, o uso de adubos nitrogenados altamente solúveis pode causar prejuízos financeiros ou ambientais consideráveis ao produtor rural. Além disso, para a produção desses adubos, é necessário combustíveis fósseis, como o petróleo, que não são renováveis. E, ao mesmo tempo, demandam alto gasto energético.
Diante disso, atualmente é relevante e crescente a adoção de métodos alternativos ao uso adubos nitrogenados altamente solúveis nos agroecossistemas sustentáveis. Nesse sentido, a FBN tem se evidenciado como uma alternativa eficiente para a substituição da adubação nitrogenada em determinados grupos de plantas. Mas será que a FBN é tão eficiente quanto a adubação mineral para suprir a demanda nutricional de N nas plantas? Será que a FBN contribui para altas produtividades agrícolas?
A resposta é sim. A FBN, aliada a outras práticas de manejo, como a adubação orgânica, contribui para elevar a produtividade das culturas e pode substituir a adubação nitrogenada. Há uma estimativa global de que a FBN contribua com 258 milhões de toneladas de N em diferentes ecossistemas. No contexto agrícola, a contribuição é estimada em 60 milhões de toneladas. E, no Brasil, o caso mais exitoso e que merece ser citado, devido ao seu destaque a nível mundial, é a experiência da FBN na soja brasileira.
FBN na cultura da soja
De acordo com dados do Governo Federal, estima-se uma economia de US$ 6 bilhões anuais pela exploração da FBN em substituição à adubação nitrogenada mineral na cultura da soja. Para maior eficiência da FBN na soja é necessário realizar a inoculação das sementes com bactérias selecionadas do gênero Bradyhrizobium. De acordo com a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa), o uso de inoculantes na cultura da soja iniciou-se a partir da década de 1960. E, atualmente, corresponde a uma das experiências mais exitosas de eficiência da FBN em uma cultura.
Ainda de acordo com a Embrapa, atualmente são economizados R$ 898,00/ha através da substituição da adubação nitrogenada pela FBN na cultura da soja. Ao considerar a área plantada com soja no Brasil, a economia proporcionada pela não utilização de adubos nitrogenados é de R$ 24,9 bilhões anuais, algo em torno de US$ 10,3 bilhões de dólares (Dados da Embrapa). Diante da eficiência da FBN na cultura da soja, e também de outros fatores, o Brasil ocupou o posto de 2º maior produtor e exportador mundial de soja desde 2000. Alcançando, em 2020, o 1º lugar, com 126 milhões de toneladas produzidas e 84 milhões exportadas.
FBN e adubação verde
A adubação verde compreende ao uso de plantas que são cultivadas em rotação ou associação com cultivos comerciais, visando manter, melhorar ou restaurar as propriedades físicas, químicas e biológicas do solo. Quando plantas da família das leguminosas são utilizadas como adubos verdes, há uma vantagem especial: a ciclagem e a mineralização do N, devido à realização da FBN. Assim, em muitas lavouras, o cultivo de leguminosas como adubos verdes tem como principal objetivo o fornecimento de N para a cultura principal. Essa prática reduz os gastos com adubação nitrogenada e aumenta a produtividade da lavoura, contribuindo para maior retorno financeiro para o produtor rural.
Benefícios da FBN
A FBN traz inúmeros benefícios para os agroecossistemas e para o produtor rural. Além do aumento da produtividade das culturas, por meio do fornecimento de nitrogênio, também há uma redução direta nos gastos de produção, devido a não utilização ou da redução do uso de adubos nitrogenados. Além disso, o não uso da adubação nitrogenada também proporciona menor impacto ambiental, pois com a FBN não há emissão de gases do efeito estufa e nem poluição do meio ambiente. Uma outra vantagem é o fato de a FBN ser um processo natural, logo, diferentemente dos adubos nitrogenados, não são utilizados combustíveis fósseis não renováveis, como o petróleo.
6 Benefícios da FBN
- Aumento da produtividade agrícola;
- Economia com adubos nitrogenados;
- Redução dos custos de produção;
- Não utilização de matérias primas não renováveis;
- Redução da emissão dos Gases de Efeito Estufa (GEE);
- Redução da poluição ambiental.
Diante de tantos benefícios, vale a pena tentar investir na fixação biológica de nitrogênio, não é verdade? E, nós da Agroteg Digital, estamos dispostos a te ajudar a alcançar os melhores resultados no seu negócio rural.
Conclusão
A fixação biológica de nitrogênio (FBN) é um processo natural que ocorre através da associação simbiótica entre bactérias fixadoras do nitrogênio atmosférico (N2) e determinados grupos de plantas, em especial as leguminosas. Essa simbiose é uma das associações biológicas mais importantes para a manutenção da vida no Planeta Terra. Já que o nitrogênio (N) é um dos elementos mais importantes para o crescimento e desenvolvimento vegetal. E, embora presente em grande quantidade na atmosfera, as plantas não conseguem absorvê-lo em sua forma elementar. O que seria da humanidade se não existisse a possibilidade de bactérias disponibilizarem N em forma assimiláveis para as plantas?
A adubação nitrogenada tem sua importância, porém seu uso não é infinito. Já que, para a produção de adubos nitrogenados, são utilizadas fontes fósseis, como o petróleo, que são finitas a longo prazo. Além disso, a adubação nitrogenada é um dos fatores que mais oneram o custo de produção do produtor rural. E, ainda, contribuem para a emissão de gases do efeito estufa (GEE) na agricultura e outros problemas ambientais, como a eutrofização de lagos, a contaminação do lençol freático etc.
Nesse sentido, a FBN é uma tecnologia economicamente viável e capaz de mitigar os possíveis danos ao meio ambiente ocasionados pela adubação nitrogenada. Ao mesmo tempo que eleva a produtividade das culturas e diminui os custos de produção. Assim, diante de tudo que foi apresentado ao longo do texto, chegamos à conclusão de que a FBN é uma alternativa eficiente em substituição da adubação nitrogenada.
Links úteis:
FBN: Perguntas e respostas – Embrapa: bit.ly/emprapafbn
Cartilha FBN – Governo Federal: bit.ly/govfbn
