Conteúdo

1. Fixação Biológica
de Nitrogênio
José Pereira da Silva Jr.
Embrapa Trigo

2. Dinâmica de N no Ambiente
Ciclo e Compartimentos

3. Dinâmica de N no Ambiente
Ciclo e Compartimentos

4. Dinâmica de N no Ambiente
Ciclo e Compartimentos
80%
16%
3%
1%
Compartimentos de N no Solo
MOS
NH+4 Fixado Solo
Biota Solo
Microbiota
99%
0%
1%
0%
0%
0%
1%
Relação entre compartimentos
Atmosfera
Carvão mineral
Hidrosfera
MOS
NH4+ Fixado Solo
Biota Solo
Microbiota

5. Dinâmica de N no Ambiente
Ciclo e Compartimentos
N2 - Abundante mas Estável
Tempo de Residência – 10.000 anos
Estabilidade decorre :
- Quant. e ângulo das ligações covalentes
- Distância entre os átomos

6. A Fixação de N
Método Industrial
Desenvolvido Final 1ª Década Século XX
Catalisadores ósmio e urânio  Atualmente extensivamente o ferro.
Custo Energético ton NH3– 26 MJ ~ 6 Barris de Petróleo

7. A Fixação de N

8. A Fixação de N
Fenômeno Biológico
Só alguns grupos de bactérias possuem nitrogenase
Estabelecem relações Simbióticas ou Associativas

9. A Fixação de N
Fenômeno Biológico

10. A Fixação de N
Fontes Destinos
Galloway et al. 2003

11. A FBN em soja
Nódulos na “coroa”:
mais precoces
Coloração interna avermelhada:
nódulos ativos

12. Consumo de Fertilizantes por Diferentes
Culturas no Brasil
13%
1%
46%
6%
21%
19%
Área Plantada, %
Cana de açucar Algodão Soja
Café Milho Outros

13. • Para cada 1000 kg de grãos de soja são necessários 80
kg de N;
• Biofertilizante baseado em bactérias (rizóbios) que
retiram o N do ar e o disponibiliza às plantas em
nódulos nas raízes;
• Dispensa o uso de N mineral na cultura
• Vantagem diferencial do Brasil - Relação média de uso
fertilizantes NPK em soja nos USA – 1:1,4:2,0. (USDA,
2011) e no Brasil em torno de 1:10:10.
A FBN em soja

14. Benefícios da Inoculação na Rotação
Wietholter 2000 Hungria, 2007
Impacto da Soja no Trigo Subsequente

15. Balanço de N (kg ha-1) calculado pela diferença entre a entrada de N (fertilizante
e FBN ) e a saída (produtos colhidos e perdas de N). Dourados MS
Benefícios FBN na Rotação
Alves et al. 2006

16. A FBN em soja
• Tecnologia de baixo custo, mas de grande resultado.
• Dúvidas:
– Preciso reinocular áreas antigas?
– Compatibilidade com produtos químicos para
tratamento de sementes?
– Pode-se pré-inocular ?
– Aplicação tardia de N é viável ?

17. Isolamento e caracterização morfo-fisiológica;
Testes de eficiência agronômica;
Formulação de inoculantes;
Controle da qualidade de inoculantes
(nacionais e importados), Ministério da
Agricultura.
Como se obtém um inoculante?

18. Esquerda: inoculada
Direita: não-inoculada
Atrás: inoculada
Frente: não inoculada
FBN em soja cultivada nos cerrados

19. Reinoculação
+ 8%
(P<0,05)
b a b
Hungria et al. 2006, 2007, +dados não
publicados
+ 80 ensaios
Solo com 103 a 106 células/g solo
Rendimentos >2.000 kg/ha

20. 4200
4300
4400
4500
4600
4700
4800
4900
5000
5100
Rendimento (kg/ha)
NI IP
Solo com 4,3 x 104 células/g solo
Embrapa Soja,
Cultivar BRS 360 RR
Reinoculação
• Rizóbios mais ativos fisiologicamente;
• Nodulação mais precoce e abundante na coroa da raiz principal, com maior
eficiência na fase inicial de crescimento;
• Incrementos médios de 8% na produtividade.
Nogueira & Hungria 2014

21. Diferentes produtos são tóxicos às bactérias fixadoras e
interferem na nodulação e rendimento;
Evitar aplicação de fungicidas e/ou micronutrientes junto
com o inoculante;
Sendo necessário o tratamento, deixar a inoculação por
último;
 Usar produtos compatíveis.
Tratamento das sementes e inoculação

22. Tratamento das sementes e inoculação
 Inoculantes especiais: protetores celulares
 Alternativa: aplicação no sulco de semeadura em dose
equivalente a 3,6 x 106 céls/semente (inoculante + água
de 50 L/ha).

23.  Co e Mo são essenciais para a fixação biológica de N;
 Indicação: 2-3 g de Co e 12-25 g de Mo/ha via semente ou
foliar em V3-V5.
Aplicação de Cobalto e Molibdênio

24. Quedas drásticas no número de células de rizóbios nas
sementes ocorrem após 24 h da inoculação;
Essas quedas são acentuadas na presença de produtos
químicos e inoculantes comuns;
Sementes pré-inoculadas x inoculantes para inoculação
antecipada.
Cuidados com inoculação antecipada

25. Inoculação antecipada
Turfoso
0 10 15 20 30
Log
UFC/semente
0
1
2
3
4
5
6 Turfoso (T)
T + CoMo
T + CoMo + Maxim XL
T + CoMo + Tiram + Carbendazim
Líquido A
0 10 15 20 30
Log
UFC/semente
0
1
2
3
4
5
6
Turfoso (T)
Liq. A +CoMo + Adesivo + Protetor
Liq. A + CoMo + Adesivo
Liq. A + CoMo
Liq. A+ CoMo + Adesivo + Protetor +
Maxim XL
Liq. A + CoMo + Tiram +
Carbendazim
ente
5
6 Turfoso (T)
Líq. B
Líq. B + Maxim XL
Nogueira & Hungria 2014
Tempo, horas

26. Inoculação antecipada: Atualmente
Tratamento industrial
Tempo, dias
0 2 3 4 6 8 10
Log
UFC/semente
0
1
2
3
4
5
Inoc. Padrão
Inoc. Padrão + Ind.
Inoc.1+ Ind.
Inoc.2 + Ind.
Inoc.3 + Ind.

27. Inoculação antecipada x Tratamento Semente
Silva-Júnior et al. 2017

28. • Doses “Start”;
• Imobilização do N na palhada do PD;
• Soja geneticamente modificada;
• Tipo de crescimento: determinado x indederminado;
• Precocidade;
• Senescência dos nódulos na floração;
• “FBN não é suficiente para altas produtividades”
Uso de N-mineral na soja
“Argumentos” Históricos

29. Fertilizante
Nitrogenado

31. N-ureia em cobertura em R5.3 – Sólida
Ponta Grossa, safra 2012/2013
Doses de N (Ureia)
0 50 100 200
Produtividade
(kg/ha)
3000
3300
3600
3900
4200
4500
4800
5100
Propr. I
Propr. II
Propr. III
Nogueira & Hungria 2014

32. N-ureia em cobertura em R5.3 – Foliar
Ponta Grossa, safra 2012/2013
Doses de N (Ureia)
0 5 10 15
Produtividade
(kg/ha)
3300
3600
3900
4200
4500
4800
5100
Propr. I
Propr. II
Nogueira & Hungria 2014

33. Uso de N-mineral na soja
Rendimentos de grãos de BMX Ativa safra 2012-2013. Guarapuava
Fontoura e Barth 2013

34. Coinoculação Rizóbio x Azospirillum
Hungria et al. 2013
• Efeito é dependente da dose de Azospirillum
• A interação Azospirillum x rizóbio é menos frequente do
que o efeito do rizóbio isolado

35. Considerações
 N mineral limita a nodulação e a fixação de N, além de
não contribuir para o aumento da produtividade da
cultura e ser poluente ambiental;
 O sistema de plantio direto na palha (menor oscilação
de temperatura e umidade, etc.) favorece a
sobrevivência dos rizóbios no solo e nas sementes.

36. Recomendações
 Usar substância adesiva para inoculante turfoso (solução
açucarada a 10%, 300 mL/50 kg de sementes);
 Não inocular “na caixa” da semeadora!
 Duplicar a dose em “áreas novas” ou quando usar produtos
químicos nas sementes.

37. FBN em Gramíneas – Um outro Filme
• Outros Personagens –
 Bactérias de diferentes famílias
• Outro Enredo –
 Relação Associativa
 Menor capacidade de fixação e de transferência de
N fixado.

38. Azospirillum em Gramíneas
 Bactéria promotora de crescimento
 Forma associação com raízes das gramíneas em
geral
 Difere da relação entre rizóbio e leguminosa pelo
nível de especificidade gene a gene e anatomia

39. Inoculação em Trigo
ZAE 94 - Herbaspirillum seropedicae; SP 245 - Azospirillum brasilense; TFI 08 - Raoutella terrigina;
MXC 5 Paenibacillus polymyxa
0
Trigo Irrigado e Inoculado com bactérias promotoras de
crescimento – Cultivar Aliança/Planaltina

40. Inoculação em Trigo
ZAE 94 - Herbaspirillum seropedicae; SP 245 - Azospirillum brasilense; TFI 08 - Raoutella terrigina;
MXC 5 Paenibacillus polymyxa
0
Trigo Irrigado e Inoculado com bactérias promotoras de
crescimento – Cultivar BH 1146 /Planaltina

41. Inoculação em Trigo
ZAE 94 - Herbaspirillum seropedicae; SP 245 - Azospirillum brasilense; TFI 08 - Raoutella terrigina;
MXC 5 Paenibacillus polymyxa
Trigo Inoculado com bactérias promotoras de crescimento
Cultivar Guamirim /Passo Fundo

42. Inoculação em Trigo
Safra 2012 – Passo Fundo
2019
2819
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
Sem A. brasilense Com A. brasilense
RG
(kg/ha)
CD 123
Castro et al. 2013

43. Inoculação em Trigo
Safra 2012 – Passo Fundo
3209
3984
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
4500
Sem A. brasilense Com A. brasilense
RG
(kg/ha)
TBIO ALVORADA
Castro et al. 2014

44. Safra - ano 2009
Rendimento de Grãos (kg/ha) – cv. QUARTZO
0
1200
2400
3600
4800
3705
4038
SEM inoculante
COM inoculante
Inoculação em Trigo
Castro et al. 2014

45. 0
1200
2400
3600
4800
SEM inoculante
COM inoculante
Inoculação em Trigo
Rendimento de Grãos (kg/ha) – cv. FUNDACEP RAÍZES
Castro et al. 2014
Safra 2009

46. 0
1200
2400
3600
4800
3500
3920
SEM inoculante
COM inoculante
Inoculação em Trigo
Safra 2008
Rendimento de Grãos (kg/ha) – FUNDACEP RAÍZES
Castro et al. 2014

47. 2,000
2,400
2,800
3,200
3,600
4,000
4,400
Cesar Henrich Cleiton Tartori Deonildo Bitti Divino Cenci Dulismar Bernardi Gilmar Lago Jacir Novillo Liandro Fortuna Luciane Lazzaretti Rosa Venturini
Rendimento
de
Grãos
de
Trigo,
Kg/ha
Com
sem
Inoculação em Trigo
Unid. Observação: Inoculação com Azospirillum brasilense em Trigo Safra 2013
Parceria : Embrapa Trigo-Emater/Regional Passo Fundo

48. 2,000
2,400
2,800
3,200
3,600
4,000
4,400
Cesar Henrich Cleiton Tartori Deonildo Bitti Divino Cenci Dulismar Bernardi Gilmar Lago Jacir Novillo Liandro Fortuna Luciane Lazzaretti Rosa Venturini
Rendimento
de
Grãos
de
Trigo,
Kg/ha
Com
sem
Inoculação em Trigo
Unid. Observação: Inoculação com Azospirillum brasilense em Trigo Safra 2013
Parceria : Embrapa Trigo-Emater/Regional Passo Fundo

49. Período : 2011-2014
Trabalhos apresentados: 28
Resultados Apresentados nas RCBPTT
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
5.RCBPTT
6.RCBPTT
7.RCBPTT
8.RCBPTT
Total
Respostas à Azospirillum, nº ensaios
Total Negativo Neutro Positivo

50. -100
-50
0
50
100
150
Rendimento
relativo,
%
Diversidade Genotípica de Trigo Qto à Inoculação com A. brasilense
Inoculação em Trigo
Rendimento Relativo= (Inoculado – Controle)/Controle x 100
Total de Genótipos = 237

51. Considerações
 Há resposta de trigo a inoculação com A. brasilense,
mas a sua ocorrência tem se mostrado de grande
amplitude, inclusive com efeito negativo;
 Resultados até o momento indica que a magnitude da
resposta está relacionada ao background genético,
embora ainda não esteja claro que outros fatores
estaria modulando essa resposta.

52. Obrigado pela Atenção
jose.silva-junior@embrapa.br