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FIXAÇÃO BIOLÓGICA DO NITROGÊNIO POR

LEGUMINOSAS FORRAGEIRAS

Mariana Vieira Santos TavaresThaís Melo da FonsecaProfessor: Juliano Cury

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO JOÃO DEL-REI

INTRODUÇÃO

� A fixação biológica de Nitrogênio é considerada um dos processos mais importantes para a agricultura atual;

� Dispensa o uso de adubaca o química nitrogenada;

� Fornece “alimento para plantas” e ganhos para o meio ambiente;

� Participa ativamente do programa Agricultura de Baixo Carbono (ABC);

� Está prática contribui para o desenvolvimento contínuo de animais inclusive em épocas de seca;

� Esse processo consiste na capturarão de N2 atmosférico pelas bactérias;

VÍDEO

BACTÉRIAS DO GÊNERO RHIZOBIUM

� São as bactérias mais comuns encontradas;� Participa ativamente da muitos ciclos da FBN.

http://portuguese.alibaba.com/product-free/rhizobium-126432128.html

Bactéria do gênero Bradyrhizobium

� Apresentam crescimento lento;� Encontrados frequentemente no interior da

células;� crescimento ótimo em temperatura de 25° e 30°

C.

http://www.lookfordiagnosis.com/mesh_info.php?term=Bradyrhizobium&lang=3

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BACTÉRIAS DO GÊNERO BEIJERINCKIA

o São encontrado em abundância em solos latéricostropicais;

o Possuem capacidade de fixar N2 sob condiçõesestressantes, em diferentes variações de pH e napresença de íons como alumínio em elevadaconcentração;

� E também são capazes de participar da fixaçãode nitrogênio em simbiose com plantas demetabolismo tipo C4.

Vários autores tem relatado em pesquisas aocorrência de nódulos em leguminosasforrageiras tropicais não inoculadas em solos:

� africanos; � asiáticos; � australianos;� e americanos inclusive no cerrado.

� Essa nodulação está associada à ocorrênciageneralizada de Rhizobium ou Bradyrhizobiumnos solos da região chegando a atingir 10000000células/grama de solo;

� Porém há controversas e deficiência em estudossobre a eficiência na fixação de N2 com plantascom altos graus de especificidade;

Classificação de leguminosas forrageiras tropicais

Tabela1: Thaís Melo da Fonseca

* O gênero stylosanthes foi retirado do grupo promíscua inefetiva (explicação adiante)

� O gênero Stylosanthes foi classificadoinicialmente, como promíscuo por (Galli,1958;Noris 1965) posteriormente comprovou-se aespecificidade da hospedeira em algumasespécies do gênero (Norris 1967);

� Diante da relação do potencial de fixação denitrogênio dessa leguminosa no cerrado, jáexistem algumas informações.

Distribuição das frequências de produção de massa seca quando ohospedeiro homólogo foi inoculado em vasos de Leonard, com 105estirpes Rhizobium spp. Isolados de Stylosanthes grandifolia e s.

guianensis.

Gráfico 1: Biologia dos solos do cerrado

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� Apenas 35% das estirpes de Stylosanthes

grandifolia foram classificadas como efetivas oumuito efetivas ou muito efetivas;

� Rendimento de massa seca igual ou superior a90% do obtido com adubação nitrogenada;

� Enquanto em S.guianensis, apenas 30% dasestirpes receberam essa classificação.

CARACTERIZAÇÃO DAS ESTIRPES NATIVAS

A caracterização das estirpes nativas é condição essencialpara o desenvolvimento de estudos de competitividade queindicarão a possibilidade de sucesso de inoculação dasleguminosas forrageiras. Rhizobium/Bradyrhzobiumrespectivamente.

http://www.lookfordiagnosis.com/Bradyrhizobium&lang http://www.cilr.uq.edu.au/soybean-nodulation-control

O conhecimento da ecologia das estirpes deRhizobium/Bradyrhzobium presentes ouintroduzidas nos solos tropicais seja aindabastante restrito, a população nativa éconsiderada como diversa, sob vários aspectos.Observou-se diferenças:

� Na mobilidade eletroforética (EPM);

� Variação no nível de nitrogênio entre diferentesisolados, a partir de um grande número deplantas hospedeiras.

� A diversidade dos antígenos de superfícies deestirpes nativas de solos tropicais foi reconhecidapara algumas leguminosas tropicais e paraestirpes de Rhizobium tropici, isoladas dos solosde cerrado. Essas estirpes(Rhizobium tropici)

nodulam Leucaena leucocephala, o feijoeiro (Phaseolus vulgaris) e outras leguminosastropicais, apresentando ampla diversificação nospadrões de proteína celular total, proteínas demembranas e nos padrões genômicos.

� Alta variação também foi observada em umestudo de relação sorológica entre 91 estirpesisoladas de nódulos de Centrosema spp. e Arachis

spp.

� As 15 estirpes originalmente isoladas de Arachis

spp. foram tipificadas em 6 dos 19 sorogruposidentificados. (Figura 4)

• A distância relativa entre grupos indica ampladiversidade sorológica nas estirpes capazes denodular Arachis spp;• Os números dos sorogrupos circulados contêmestirpes isolados de Arachis spp.

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� Os métodos tradicionais de identificação deestirpes de Rhizobium, como técnicas sorológicasou utilização da resistência intrínseca aantibióticos, embora usados com mais frequência,tem apresentado limitações para as estirpes quese associam ás leguminosas forrageias tropicais.

� Se por um lado o pequeno tamanho dos nódulos ea possível existência de reações cruzadas entre asestirpes invalidam o uso de técnicas sorológicasmais comuns. Por outro lado, a ocorrência deestirpes com alta resistência a antibióticos.

� Considerando a limitação das informações atuaissobre a ecologia do rizóbio nos solos tropicais, autilização de técnicas já disponíveis, maisespecíficas, baseadas na análise dos componentescelulares, especialmente proteínas e ácidosnucléicos, poderão aumentar o conhecimentosobre a competição rizobiana.

RESPOSTA À INOCULAÇÃO E ADUBAÇÃO

NITROGENADA

� Vários fatores determinam a necessidade deinoculação das leguminosas forrageiras, incluindoa ocorrência anterior da forrageira,ou de outrasleguminosas cultivadas na área;

� Alguns estão relacionados com a presença,número e nível de eficiência de fixação denitrogênio das estirpes nativas do solo, enquantooutros com a habilidade relativa do inoculanterizobiano em competir efetivamente com apopulação do solo pelos sítios de infecção dasraízes.

� Nos solos tropicais ácidos , essa competitividadepode ser influenciada pelo baixo pH, toxidez dealumínio e manganês, deficiência de cálcio,presença de microrganismos antagônicos e pelosníveis de mineralização de N, dentre outrosfatores.

� Apesar de os solos tropicais serem normalmentedeficientes de N, em alguns casos podem ocorrerausência de resposta à fertilização nitrogenadadas leguminosas forrageiras. Isso se verificaquando estirpes de rizóbio efetivas estãopresentes no solo ou, ainda, quando N não é ofator limitante ao desenvolvimento da planta.

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� Se os níveis de N mineral do solo são adequadosao crescimento da planta, poderá ser necessárioselecionar combinações rizobio-leguminosa,capazes de fixar N2 na presença de N. Outraalternativa, seria a adoção de medidas euminimizassem a disponibilidade de N no solo.

� Em um experimento conduzido na casa devegetação, a adição de palha de arroz ao solo,para reduzir o N mineral, elevouacentuadamente a nodulação e a atividade denitrogenase de S. capitata e S. macrocephala.(Tabela 2)

� Normalmente leguminosas específicas em relação aoseu microssimbionte, como a Leucaena leucocephala,respondem favoravelmente à inoculação. Nos cerradosas plantas desse gênero, cultivadas sem inoculação,apresentam-se sempre com baixa nodulação.

� A Centrosema spp. é outra leguminosa forrageiraconsiderada específica, em que, alguns casos,responde positivamente à inoculação.

� O gênero Stylosanthes, apesar das informações daliteratura indicando a especificidade hospedeira paraalguns dos seus ecótipos, em geral, não apresentaresposta à inoculação, possivelmente em decorrênciada grande variabilidade genética da população deRhizobium/Bradyrhizobium spp.

� O gênero Arachis nodula-se com estirpes derizóbio de diversas espécies de plantashospedeiras, mas poucas são capazes de fixaraltos níveis de nitrogênio, tornando-opotencialmente capaz de responder à inoculação;

� Leguminosas promíscuas, em geral, nãorespondem à inoculação.

� Considerando o crescente aumento dos trabalhoscitando resposta à inoculação, mesmo comleguminosas efetivas promíscuas, além dacomplexidade dos fatores que condicionam osucesso de um inoculante, tem sido recomendadopor vários autores a condução de testes prévios deinoculações de inoculação em solos intactos ou emexperimento de campo.

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CONSIDERAÇÕES FINAIS

� Os resultados das pesquisas realizadas até opresente, indicam que a utilização dasleguminosas forrageiras, podem levar a umaprodução animal mais alta e sustentada, além decontribuir para o aumento da fertilidade do solo;

� Para garantir os benefícios propiciados pelasleguminosas forrageiras, é recomendávelselecionar as plantas capazes de adaptar edesenvolver processos de FBN, frente aosestresses típicos dos solos tropicais, como: seca,acidez, deficiência de minerais, além dos efeitosda luz e da temperatura.

� Por outro lado, é preciso determinar anecessidade de inoculação para cada novacircunstância, considerando a localidade,histórico de uso da terra, clima, tipo de solo evariedade ou espécie de leguminosa.

� A utilização de novas técnicas moleculares como,por exemplo, o uso de genes marcadores iráaumentar sobre a ecologia rizobiana, osresultados dessa implantação permitirãoimplementar estudos de competitividade epersistência no campo de estirpes inoculadas,assim fornecendo subsídios para definir avalidade de inoculação.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

� Biologia dos solos dos cerrados – Milton A. T. Vargas, Mariangela Hungria - Embrapa

� https://www.youtube.com/watch?v=f5-4m1vlXz4

� http://elingeniero-y-� elabuelo.blogspot.com.br/2011/06/el-efecto-beneficioso-

de-las.html� http://pt.dreamstime.com/� http://www.cilr.uq.edu.au/soybean-nodulation-control� http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S1516-

35982008001300008&script=sci_arttext

� http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/Repositorio/revistabi

otecnologia1ID-0wLrpPCbk3.pdf