Você sabia que os microrganismos contribuem anualmente com a fixação de cerca de 60 milhões de toneladas de nitrogênio no mundo todo? Isso faz deles um agente importante no ciclo desse nutriente essencial para a produtividade das lavouras agrícolas. Entenda, a seguir, qual o papel dos microrganismos no ciclo do nitrogênio e como eles podem potencializar a adubação das lavouras!
Como funciona o ciclo do nitrogênio?
O ciclo do nitrogênio, também conhecido como o ciclo do azoto, é considerado um dos processos de ciclagem de nutrientes mais importantes para a sustentação dos sistemas de produção de alimentos no mundo.
Estima-se que, sem a fixação industrial de nitrogênio, seria necessário um aumento de 225% no espaço destinado ao cultivo agrícola para atender uma população estimada de 9,2 bilhões de pessoas em 2050.
É o que escrevem Chris J. Dawson e outros pesquisadores, no artigo Fertilizer availability in a resource-limited world: Production and recycling of nitrogen and phosphorus.
Do ponto de vista agrícola, o ciclo do nitrogênio é considerado indispensável para a nutrição de diversas culturas agrícolas, uma vez que ele permite que esse nutriente esteja disponível para a absorção das plantas.
Isso acontece porque, diferentemente de outros nutrientes, quase a totalidade do nitrogênio encontrado na natureza se encontra retido na matéria orgânica ou ainda na forma de moléculas diatômicas (N2) de alta estabilidade na atmosfera.
Dessa forma, a absorção de nitrogênio pelas plantas acaba sendo muito dependente das transformações biogeoquímicas pelas quais esse nutriente passa na natureza.
Representação esquemática do ciclo do nitrogênio. (Fonte: Gomes et al., 2000)
Quando pensamos na dinâmica do nitrogênio na natureza, existem 5 processos principais que permitem a transição desse elemento entre o solo, as plantas e a atmosfera. São eles:
- A fixação;
- A amonificação;
- A nitrosação;
- A nitratação;
- A desnitrificação.
Cada uma dessas etapas permite que os compostos nitrogenados transitem entre seus diferentes estados de oxidação para que sejam disponibilizados pelas plantas, sendo que a maior parte dessas transições é governada pela ação dos microrganismos.
Mas, como exatamente se dá ação dos microrganismos no ciclo do nitrogênio?
Quais são os microrganismos envolvidos no ciclo do nitrogênio?
Durante o ciclo do nitrogênio, diferentes grupos de microrganismos do solo estão envolvidos com os processos de transformações pelos quais esse nutriente passa na natureza.
O primeiro deles inclui as bactérias fixadoras de nitrogênio, também conhecidas como rizóbios, que são frequentemente encontradas em associação com as raízes de plantas leguminosas, como a soja.
As bactérias fixadoras de nitrogênio são capazes de promover a catálise e redução do nitrogênio atmosférico (N2) à amônia (NH3), através da ação de um complexo enzimático conhecido como nitrogenase.
Entretanto, como esse complexo é extremamente sensível ao oxigênio, essas bactérias acabam formando estruturas nodulares especializadas nas raízes das plantas leguminosas para otimizar o processo de fixação biológica de nitrogênio (FBN).
Assim, é estabelecida uma relação simbiótica entre as plantas e os microrganismos, na qual as bactérias contribuem fornecendo nitrogênio para o seu hospedeiro e as plantas contribuem com o fornecimento de exsudatos radiculares, que alimentam as populações microbianas.
Segundo a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa), globalmente a fixação biológica de nitrogênio chega a contribuir com mais de 250 milhões de toneladas de nitrogênio por ano, sendo 60 milhões só na agricultura.
Nódulos nas raízes de feijão, indicando a presença das bactérias fixadoras de nitrogênio (Fonte: FERREIRA, E. P. B. – Embrapa Arroz e Feijão, 2015)
Além das bactérias fixadoras de nitrogênio, outros microrganismos estão envolvidos com o processo de ciclagem de nutrientes. Eles incluem:
- Os microrganismos decompositores, como bactérias e fungos, que promovem a liberação do nitrogênio contido na matéria orgânica do solo;
- As bactérias nitrossomonas, que são responsáveis pela transformação da amônia (NH3) já fixada em nitrito (NO2–);
- As nitrobactérias, que são responsáveis pela transformação do nitrito (NO2–) em nitrato (NO3–);
- Bactérias desnitrificantes do gênero Pseudomonas, que são responsáveis pela transformação do nitrato (NO3-) novamente na forma gasosa de nitrogênio (N2).
Dessa forma, podemos perceber que a presença dos microrganismos no solo acaba sendo indispensável para que as plantas tenham acesso ao nitrogênio. Mas, como o agricultor pode aplicar esse conhecimento na prática?
Qual a importância do ciclo do nitrogênio para a agricultura?
O ciclo do nitrogênio pode levar a diferentes contribuições na agricultura, que vão desde a redução da produção de fertilizantes nitrogenados à otimização da absorção de nitrogênio pelas plantas.
Como o nitrogênio, quase sempre, é um dos nutrientes mais requeridos pelas plantas e a fixação biológica de nitrogênio fica restrita a algumas culturas, existe um grande mercado para os fertilizantes nitrogenados.
Entretanto, a produção deles pode ter um grande impacto ambiental. Estima-se que a produção de amônia gere uma grande quantidade de gás carbônico e ainda tenha potencial para causar a eutrofização das águas.
É o que escreve a pesquisadora Rosana Faria Vieira, no documento Ciclo do nitrogênio em sistemas agrícolas, da Embrapa.
A eutrofização das águas ocorre quando grandes quantidades de nitrogênio são lixiviadas para os corpos d’água.
Isso, por sua vez causa um aumento excessivo de algas e microrganismos que reduzem a disponibilidade de oxigênio na água e causam a morte de outros organismos que vivem nos ecossistemas afetados.
Além disso, o nitrogênio também pode ser liberado para a atmosfera na forma de amônia através do processo de volatilização, principalmente quando os fertilizantes nitrogenados são aplicados em superfície. Essa volatilização acaba contribuindo negativamente para intensificação das mudanças climáticas.
Portanto, para evitar esses problemas, o agricultor precisa buscar reduzir o consumo de fertilizantes nitrogenados e mitigar as perdas de nitrogênio por lixiviação e volatilização. E isso pode ser feito aplicando os conhecimentos do ciclo do nitrogênio.
Uma das formas de reduzir o consumo de fertilizantes nitrogenados pode ser feita através da potencialização do processo de fixação biológica de nitrogênio no solo.
Para isso, o agricultor pode tanto inocular microrganismos fixadores de nitrogênio na sua lavoura, no caso das leguminosas, ou ainda usar da adubação verde e da rotação de culturas para usufruir o potencial desses microrganismos de aumentar os teores de nitrogênio no solo mesmo em lavouras com outras culturas.
Já no caso da redução das perdas de nitrogênio por lixiviação ou volatização, grande parte das soluções se encontram nas novas tecnologias presentes nos fertilizantes e no parcelamento da aplicação desse nutriente.
Apesar de ser um dos mais importantes para as plantas, também é um dos que se perde mais facilmente no manejo. Por isso, técnicas que otimizem a adubação são fundamentais.
Hoje já existem no mercado novas fontes de nutrientes capazes de aumentar a retenção de nitrogênio no solo, como o K Forte®, cuja matéria-prima nacional rica em glauconita ajuda a evitar as perdas de nitrogênio do solo.
Assim, o agricultor deve sempre considerar as características dos fertilizantes aplicados na sua lavoura para evitar as consequências que as perdas de nitrogênio podem gerar para o ambiente.
A aplicação dos conhecimentos acerca do ciclo do nitrogênio pode otimizar a adubação nitrogenada
Em resumo, o ciclo de nitrogênio é um importante mecanismo natural que permite a ciclagem do nitrogênio nos ecossistemas através da ação de diferentes tipos de microrganismos do solo.
Portanto, o uso de estratégias que potencializem a ação desses seres microscópicos, seja através da inoculação de cepas de interesse, seja através da aplicação adequada de fertilizantes, são muito importantes para otimizar os resultados positivos que a adubação nitrogenada pode proporcionar para lavouras!
