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Técnica alternativa: co-inoculação de soja com Azospirillum e Bradyrhizobium visando incremento de produtividade.

Ivana Marino Bárbaro[1],
 Sandro Roberto Brancalião[2],
Marcelo Ticelli[3],
Fernando Bergantini Miguel [4],
José Antonio Alberto da Silva[5].

A pesquisa atual com soja tem desenvolvido novas tecnologias de cultivo e materiais genéticos que resultam em incremento sucessivo de produtividade e, por conseqüência, maior necessidade de nitrogênio. O nitrogênio (N), por se constituir em elemento imprescindível na síntese de proteínas, requer demanda elevada para a cultura, acumulando cerca de 100 a 200 kg de N/ha, das quais 67% a 75% são alocados nas sementes.

As principais fontes de N disponíveis para a soja são os fertilizantes nitrogenados e a fixação biológica de nitrogênio (FBN). No Brasil, a FBN representa a fonte economicamente e ecologicamente mais viável para a cultura. A simbiose, que ocorre entre esta leguminosa e as bactérias do gênero Bradyrhizobium (bactérias do grupo rizóbio) resulta na formação de nódulos nas raízes da planta, possibilitando a obtenção de todo o N que a cultura necessita, mesmo com expectativa de alta produtividade de grãos.

Taxonomicamente, as bactérias que nodulam a soja foram classificadas, inicialmente, na espécie Rhizobium japonicum, posteriormente reclassificada como Bradyrhizobium japonicum e, recentemente, subdividida em B. japonicum e B. elkanii.

Existe grande variabilidade, entre as estirpes que nodulam a soja, quanto à eficiência do processo simbiótico e à capacidade competitiva frentes às bactérias estabelecidas no solo.

Atualmente no Brasil, têm-se utilizado nos inoculantes a combinação de duas das quatro estirpes: Bradyrhizobium elkanii: Semia 587 e Semia 5019 (29w) e, B. japonicum: Semia 5079 (CPAC-15) e Semia 5080 (CPAC-7).

Para conseguir manter o esforço da pesquisa brasileira, que posicionou o Brasil, atualmente, como o país com maior contribuição do processo biológico para a cultura, é necessário não somente investir em reinoculação com as estirpes selecionadas, mas também desenvolver pesquisas sobre a dinâmica das populações de rizóbios nos solos, novas tecnologias de inoculação, bem como, outras alternativas como co-inoculação de rizóbios com outras espécies de bactérias.

A literatura tem reportado que a introdução de estirpes de rizóbio superiores na fixação de N2, geralmente não é bem sucedida, dada a sua inabilidade em ocupar os nódulos em solos com população elevada de estirpes nativas ou naturalizadas (introduzidas via inoculantes). A competitividade de uma estirpe de rizóbio é influenciada por diversos fatores, relacionados com os genótipos das bactérias, da planta hospedeira e fatores ambientais.

Deste modo, a ocupação dos nódulos por estirpes de rizóbio introduzidas no solo, via inoculantes, tornou-se um desafio para os pesquisadores, que vêm desenvolvendo diversos trabalhos, em diferentes áreas da pesquisa, para solucioná-lo.

Além das pesquisas conduzidas estritamente com o rizóbio para aumentar sua competitividade intrínseca, outros estudos avaliam o efeito da interação entre o rizóbio e outros microrganismos. Nesse contexto, pesquisadores conseguiram incrementar a colonização e a nodulação de soja, através da co-inoculação de B. japonicum com bactérias do gênero Bacillus, produtoras de antibióticos. Inicialmente, foram obtidas variantes de B. japonicum eficientes e tolerantes aos antibióticos de Bacillus spp. A seguir, a variante resistente a antibióticos ocupou mais nódulos quando co-infectada com Bacillus em um solo com população de Bradyrhizobium estabelecida.

Outros relatos demonstram efeitos positivos na nodulação pela co-inoculação de rizóbio com outras espécies de bactérias. Esta contribuição foi relacionada com a produção de fito-hormônios, pectinase ou sinais moleculares, em Bacillus cereus, Azospirillum spp., Agrobacterium e outras espécies de microrganismos.

Diante desses resultados, em diversos laboratórios tem-se procurado isolar e identificar microrganismos, ou componentes presentes em seus metabólitos, que possam influenciar a eficiência de fixação do nitrogênio e a capacidade competitiva do rizóbio.

No Brasil, porém, estudos sobre a tecnologia de co-inoculação de Bradyrhizobium e Azospirillum na cultura da soja ainda não foram elucidados.

As bactérias do gênero Azospirillum, principalmente a da espécie A. brasilense tem sido usada como inoculante em diversas culturas como: cereais, algodão, tomate, banana, cana-de-açúcar, café, forrageiras, etc.

Produtos a base de Azospirillum brasilense tem sido preconizados para co-inoculação de soja, juntamente com Bradyrhizobium tanto na Argentina como na África do Sul. Deste modo, há um grande interesse em práticas alternativas, que visem a redução na aplicação de insumos (fertilizantes), ou mesmo da melhoria da absorção destes, nas áreas de produção agrícolas.

As bactérias simbióticas e assimbióticas têm sido estudadas intensamente desde os anos 70. Uma ampla revisão sobre os resultados obtidos em experimentos desenvolvidos entre 1974-1994 foi realizada por OKON & LABANDERA que revelaram êxito com a inoculação da ordem de 60 a 70 % nos experimentos realizados em solos e regiões climáticas diferentes, com incrementos significativos, geralmente de 10 a 30%, nos rendimento dos cultivos.

Considerando a vasta quantidade de variedades, cultivos, solos e condições climáticas avaliadas, os resultados da inoculação com Azospirillum refletem claramente a capacidade da bactéria de promover o desenvolvimento das plantas e o impacto positivo gerado sobre o rendimento dos cultivos de grãos.

O desenvolvimento desta prática deu-se início na era da Biofertilização que consiste na maneira de administrar nas plantas algum nutriente que elas necessitam para o seu crescimento mediante processo biológico com a intervenção de diferentes microorganismos.

A inoculação mista de leguminosas com bactérias simbióticas e assimbióticas, consiste na utilização de combinações de diferentes microorganismos, aos quais produzem um efeito sinérgico, na qual se superam os resultados produtivos obtidos com os mesmos, quando utilizados na forma isolada.

As interações biológicas de Bradyrhizobium com outras bactérias do solo, tem sido objeto de interesse, dada sua evidente repercussão econômica. Sua conseqüência se traduz na potencialização da nodulação e maior crescimento, em resposta a interação positiva entre as bactérias simbióticas (no caso Bradyrhizobium) e as bactérias diazotróficas, em especial as pertencentes ao gênero Azospirillum.

Estas combinações de bactérias aplicadas nas sementes têm proporcionado maior produção vegetal, na qual se relaciona na forma direta com uma maior fixação de nitrogênio nas quais estes microorganismos atuam. Nos casos onde se tem utilizado A. brasilense, tem se demonstrado que o efeito benéfico da associação se deve em maior parte a capacidade que a bactéria tem de produzir fito-hormônios que determinam um maior desenvolvimento do sistema radicular, e, portanto, a possibilidade de explorar um volume mais amplo de solo.

O gênero Azospirillum está incluído dentro do grupo de bactérias denominadas “Bactérias Promotoras de Crescimento Vegetal” (BPCP). A pesquisa relata que a estimulação da nodulação posterior pela inoculação de leguminosas com A. brasilense pode estar relacionada com o incremento na indução da produção de genes Nod, de raízes laterais, da densidade de pelos radiculares e nas ramificações dos seus pelos.

Burdmann (1999-2000) em vários ensaios a campo com A. brasilense, verificou um incremento nos rendimentos das leguminosas com a inoculação mista, obtendo valores superiores aos obtidos com somente a inoculação com Bradyrhizobium. Estes resultados coincidem com os citados por outros pesquisadores nas quais também reportaram os efeitos positivos para diversos tipos de leguminosas.

Outros autores mencionam que, os organismos rizosféricos perfazem um papel importante na agricultura pela capacidade de decompor e reciclar elementos que são inutilizados em seu estado natural e os mesmos são capazes de estabelecer entre si relações que podem conduzir a proteção contra patógenos. Estes organismos são capazes de influir positivamente sobre a germinação das sementes e no desenvolvimento posterior das raízes.

Os resultados obtidos com a inoculação combinada de leguminosas pode no entanto, mostrar respostas contraditórias, ou seja, tanto estimular como inibir a formação de nódulos e o crescimento radicular em um sistema simbiótico, variando em função do nível de concentração do inóculo e do tipo de inoculação. Assim, é preciso efetuar uma adequada seleção de estirpes diazotróficas compatíveis e aplicadas numa relação celular ótima. A direção e magnitude dos efeitos são fortemente influenciados pela escolha das estirpes e a densidade molecular adequada.

A fim de determinar a ótima relação de estirpes para o cultivo da soja se procede a avaliação de diferentes relações e determinação da de melhor eficácia produtiva. Entretanto, faltam estudos de investigação básica, tanto sobre a bactéria como sua interação com a planta, para um melhor entendimento da associação Azospirillum/planta.

Diante dessas considerações, pesquisadores da APTA Alta Mogiana e IAC em parceria com a empresa privada Stoller do Brasil (PROJETO SIGA NRP: 2822) vem conduzindo ensaios em campo com o propósito de verificar a eficiência da co-inoculação de Bradyrhizobium juntamente com Azospirillum na cultura da soja, visando incrementar a produtividade, através da otimização da fixação biológica do nitrogênio.

Figura 1 - Abertura de trincheiras para coleta de plantas de soja visando avaliação de parâmetros de fixação biológica de nitrogênio, no ensaio de co-inoculação realizado na APTA/PRDTA-AM, Colina-SP.	Figura 2 - Planta de soja recém coleta no campo, com sistema radicular e nódulos no estádio V6 de desenvolvimento na APTA/PRDTA-AM, Colina-SP.
Figura 3 – Lavagem de sistema radicular de planta de soja em laboratório, para posterior avaliação de parâmetros de fixação biológica de nitrogênio.	Figura 4 - Dez plantas de soja por tratamento devidamente limpas e identificadas para posterior avaliação de parâmetros de fixação biológica do nitrogênio.
Figura 5 – Separação da parte aérea do sistema radicular de soja a ser avaliada	Figura 6 – Avaliação do parâmetro número de nódulos por planta de cada tratamento envolvendo o ensaio de soja com inoculantes a base Azospirillum brasilense e Bradyrhizobium na APTA/PRDTA-AM, Colina-SP.
Figura 7 – Colheita das parcelas úteis referente ao ensaio de co-inoculação utilizando a cultivar MG BR 46 Conquista realizado na APTA/PRDTA-AM, Colina-SP.

[1] Enga. Agra. Dra. - Pesquisadora do Pólo Regional de Desenvolvimento Tecnológico dos Agronegócios da Alta Mogiana, Colina-SP. E-mail: imarino@apta.sp.gov.br;

[2] Eng. Agr. Dr. - Pesquisador do Instituto Agronômico de Campinas, Campinas-SP. E-mail: brancaliao@iac.sp.gov.br;

[3] Eng. Agr. MSc. - Pesquisador do Pólo Regional de Desenvolvimento Tecnológico dos Agronegócios da Alta Mogiana, Colina-SP. E-mail: mticelli@apta.sp.gov.br;

[4]Adm. - Pesquisador do Pólo Regional de Desenvolvimento Tecnológico dos Agronegócios da Alta Mogiana, Colina-SP. E-mail: fbmiguel@apta.sp.gov.br;

[5] Eng. Agr. Dr. - Pesquisador do Pólo Regional de Desenvolvimento Tecnológico dos Agronegócios da Alta Mogiana, Colina-SP. E-mail: jaas@apta.sp.gov.br;