Plantas que apresentam sintomas de deficiência de ferro podem ser algo recorrente em solos salinos e ácidos. Isso porque tais condições levam a uma baixa disponibilidade de nutrientes, o que é mais proeminente no caso do ferro. Porém, novos estudos indicam que essa situação pode ser revertida com o uso de algumas rizobactérias, como o Bacillus aryabhattai. Descubra de que maneira a rizobactéria Bacillus aryabhattai pode atenuar os efeitos da deficiência de ferro de plantas cultivadas em solos salinos, através da produção de sideróforos!
O que causa a falta de ferro nas plantas?
Diversos fatores podem levar à falta de ferro nas plantas, como a correção inadequada do solo ou a compactação excessiva do mesmo. Entretanto, a condição que tem potencial para atingir a maior parte das áreas agrícolas brasileiras é a salinização do solo.
O processo de salinização corresponde ao acúmulo progressivo de cristais salinos no solo. Ele pode ocorrer de forma natural, quando o solo já é naturalmente rico em sais solúveis. Além disso, ele pode ainda ser influenciado pelas atividades humanas, através da irrigação ou pela aplicação de fertilizantes com elevado índice salino.
Quando a concentração desses sais se torna excessiva, o potencial osmótico da água no solo acaba sendo alterado, o que pode resultar na morte microbiana e das raízes das plantas, em um processo chamado de plasmólise.
As consequências da alta salinidade do solo, além de trazerem prejuízos para a microbiota do solo e a produtividade das culturas agrícolas, também podem comprometer severamente a disponibilidade de alguns nutrientes no solo, como o ferro.
O excesso de sais presentes no solo pode afetar diretamente a produtividade das culturas e trazer diversos efeitos negativos para a lavoura.
O ferro é considerado um micronutriente muito importante, uma vez que participa de diversos processos metabólicos das plantas, como a respiração e a fotossíntese. Ele ainda está envolvido em processos biológicos dos microrganismos, como a síntese de oxigênio e a formação de biofilme.
Todavia, a disponibilidade de ferro em solos salinos é severamente comprometida. Nesse tipo de solo, ele é encontrado principalmente na sua forma oxidada (Fe3+), que não é disponível para as plantas. É o que explica o professor emérito Kim H. Tan, em seu livro Principles of soil chemistry.
Buscando encontrar uma forma de atenuar os efeitos negativos desse problema, diversas pesquisas centraram seus esforços em conhecer mais sobre microrganismos do solo.
Isso porque eles desenvolveram diversos mecanismos para sobreviver em condições com baixa disponibilidade de ferro. Mas, como esses mecanismos funcionam e qual o papel dos microrganismos na disponibilização do ferro?
O papel dos microrganismos do solo na disponibilização do ferro
Os microrganismos do solo desenvolveram diferentes mecanismos para sobreviver em condições com baixa disponibilidade de ferro, que incluem a produção de compostos orgânicos, como os sideróforos.
Os sideróforos são moléculas quelantes de íons férricos (Fe3+) capazes de formar complexos estáveis com o ferro (Fe3+) e reduzi-lo ao íon ferroso (Fe2+), uma forma biodisponível de ferro para as plantas.
Relatos científicos indicam que algumas espécies do gênero Bacillus são capazes de secretar sideróforos em condições de baixa disponibilidade de ferro, denominados 2,3-dihidroxibenzoil glicina.
Assim, a identificação de microrganismos com potencial para produzir sideróforos e o estabelecimento de interações benéficas destes com as plantas se torna muito importante no contexto agrícola.
Em um recente estudo, conduzido por Shahnaz Sultana junto a outros pesquisadores, foi observado que a aplicação da rizobactéria Bacillus aryabhattai favoreceu o crescimento de uma cultivar de arroz sensível à salinidade, ao proporcionar:
- Aceleração da produção de clorofila e hormônios vegetais, como o ácido indolacético (AIA);
- Redução na formação de compostos indicadores de estresse, como o malondialdeído (MDA);
- Aumento da disponibilidade de nutrientes e acumulação de prolina.
É o que os pesquisadores relatam no artigo Isolation and identification of salt-tolerant plant-growth promoting rhizobacteria and their application for rice cultivation under salt stress, Can.
Em outro estudo, Shahnaz Sultana e outros cientistas investigaram mais a fundo os mecanismos do Bacillus aryabhattai relacionados ao aumento da disponibilidade de nutrientes para as plantas sob condições de estresse, com especial foco no ferro.
Nesse trabalho os pesquisadores constataram que essa rizobactéria apresentava a capacidade de secretar sideróforos. Tais resultados se encontram no artigo Screening of siderophore-producing salt-tolerant rhizobacteria suitable for supporting plant growth in saline soils with iron limitation.
Nessa pesquisa, foi observado que o B. aryabhattai em estudo se mostrou um dos melhores microrganismos promotores do crescimento de plantas capazes de produzir sideróforos, tanto em condições normais quanto salinizadas.
Produção de sideróforos por diferentes espécies de microrganismos promotores de crescimento, incluindo do Bacillus aryabhattai, sob diferentes concentrações salinas do meio. (Fonte: Sultana et al, 2021)
A produção de sideróforos foi verificada por ensaio de sulfonato de cromo azurol (CAS) pela presença de um halo de 7mm de diâmetro, obtido após o cultivo in vitro da rizobactéria Bacillus aryabhattai por 24h.
Além disso, também foi verificada a expressão do gene entD, que já é relacionado à produção de sideróforos em outras espécies de microrganismos.
Dessa forma, o estudo conduzido por Shahnaz Sultana e seus colegas se configura como o primeiro relato científico que mostra uma correlação direta entre o gene entD e a expressão fenotípica do Bacillus aryabhattai para produção de sideróforos.
Presença do halo ao redor da zona de inoculação de uma cepa de Bacillus aryabhattai (1) em ensaio CAS, indicando a produção de sideróforos. (Fonte: Sultana et al, 2021)
A pesquisa ainda mostra que essa capacidade de produção de sideróforos do Bacillus aryabhattai pode se tornar um importante recurso para que os agricultores consigam mitigar os efeitos da deficiência de ferro e de outros nutrientes nas plantas.
O uso da rizobactéria Bacillus aryabhattai é uma importante alternativa para atenuar os efeitos da deficiência de ferro
Assim, tendo em vista a produção de sideróforos pelo Bacillus aryabhattai, essa rizobactéria apresenta grande potencial como importante aliada do agricultor para atenuar os efeitos da deficiência de ferro induzida, principalmente nas áreas de cultivo salinizadas.
Além disso, o produtor agrícola também pode contar com os diversos outros benefícios do uso dessa rizobactéria no campo, ao seguir as principais boas práticas envolvidas com inoculação de microrganismos na lavoura!
