Você sabia que alguns microrganismos benéficos do solo, como o Bacillus aryabhattai, são capazes de melhorar a disponibilidade de nutrientes para as plantas? Descubra como isso é possível e quais os mecanismos que essa rizobactéria utiliza para promover esse benefício!
Quais fatores influenciam a disponibilidade de nutrientes no solo?
O solo é considerado um dos ecossistemas mais biodiversos e dinâmicos do planeta, onde se encontram 14 dos 17 nutrientes essenciais requeridos pelas plantas.
Essa dinâmica do solo também se estende a esses nutrientes, que podem ter a sua disponibilidade afetada dependendo das interações que estabelecem com as propriedades e componentes físicos, químicos e biológicos do solo.
É importante destacar que a disponibilidade de um nutriente corresponde a todas as reações e processos pelos quais ele passa desde a sua liberação na solução do solo até sua absorção durante o ciclo da cultura.
Dentre os componentes físicos do solo que influenciam na disponibilidade de nutrientes, podemos citar o material de origem como um dos principais fatores que determinam essa condição.
No caso do Brasil, como parte do material de origem dos solos são pobres em nutrientes e ainda passaram por um intenso processo de formação, que acabou levando a perdas de nutrientes por lixiviação, a prática da agricultura no nosso país acabou ficando muito dependente da utilização de fertilizantes.
Já no caso das propriedades químicas do solo, podemos destacar o pH e a capacidade de troca catiônica (CTC) do solo como os fatores que mais exercem influência sob a disponibilidade de nutrientes no solo.
Isso porque os nutrientes tendem a estar mais disponíveis para as plantas em solos com pH mais próximo a neutralidade e com alta CTC, propriedade que permite uma maior retenção temporária daqueles nutrientes catiônicos nas camadas mais superficiais do solo.
Por fim, dentre os componentes biológicos, podemos destacar os microrganismos do solo como sendo aqueles que mais irão influenciar na disponibilidade dos nutrientes.
Os microrganismos do solo são considerados um dos principais agentes que coordenam grande parte das transições que acontecem entre os diferentes “reservatórios” de nutrientes presentes no solo.
No caso do potássio, por exemplo, é proposto que existem pelo menos mais de 10 diferentes “reservatórios” no sistema solo-planta, também conhecidos como pools.
É o que escrevem Sylvie M. Brouder e outros pesquisadores no capítulo The Potassium Cycle and Its Relationship to Recommendation Development, do livro Improving Potassium Recommendations for Agricultural Crops.
Uma visão mais ampliada do ciclo do potássio no solo. (Fonte: Adaptado de Bell et al., 2021)
Por isso, alguns microrganismos são considerados espécies chaves para melhorar a disponibilidade de nutrientes no solo, otimizando a nutrição das plantas e reduzindo custos com a aplicação dos fertilizantes.
Uma das espécies mais investigadas nos últimos anos é o Bacillus aryabhattai, uma rizobactéria promotora de crescimento que tem demonstrado contribuições significativas para melhorar a nutrição de plantas.
Como a rizobactéria Bacillus aryabhattai melhora a disponibilidade de nutrientes no solo
O Bacillus aryabhattai é uma espécie de rizobactéria promotora de crescimento de plantas capaz de proporcionar uma ampla variedade de benefícios nos sistemas agrícolas, desde a biorremediação de compostos tóxicos e indesejados no solo à melhoria da resistência das plantas a estresses.
Dentre esses benefícios, um deles tem atraído a atenção de muitos agricultores: a melhoria da disponibilidade de nutrientes no solo.
Estudos genômicos sobre essa espécie de rizobactéria identificaram que ela é capaz de expressar genes relacionados à produção de ácidos orgânicos, como:
- Ácido glucônico;
- Ácido fórmico;
- Ácido acético;
- Ácido málico;
- Ácido cítrico.
A produção de ácido málico, por exemplo, depende da presença de genes como malato desidrogenase mdh e fosfoenolpiruvato carboxilase (PEPC) ppc. Enquanto, a síntese de ácido cítrico depende da presença dos genes ácido acético quinase ackA e ácido cítrico sintase gltA.
É o que observaram Yifan Chen e outros pesquisadores, no artigo Whole-Genome Sequencing and Potassium-Solubilizing Mechanism of Bacillus aryabhattai SK1-7.
Os ácidos orgânicos, como o próprio nome sugere, contemplam um grupo de substâncias produzidas naturalmente por plantas, animais e microrganismos que possuem propriedades ácidas.
Por isso, ao entrarem em contato com os minerais presentes no solo eles conseguem desestabilizar a sua estrutura e promover a disponibilização dos nutrientes contidos nele, apresentando também um efeito secundário de liberação dos nutrientes adsorvidos nas partículas do solo e de complexação de íons indesejáveis.
Grande parte dos ácidos orgânicos tem caráter aniônico, ou seja, apresentam carga negativa. Assim, ao interagir com a fase sólida do solo, eles conseguem competir diretamente pelos sítios de adsorção nos quais os nutrientes aniônicos estão retidos e liberá-los, aumentando a disponibilidade de nutrientes no solo.
Além disso, os ácidos orgânicos também apresentam a capacidade de formar complexos organometálicos estáveis com ferro e alumínio, dois íons que têm um efeito indesejado de retenção de nutrientes no solo e que podem levar à expressão de sintomas de toxicidade nas plantas.
No estudo Potassium-solubilizing activity of Bacillus aryabhattai SK1-7 and its growth-promoting effect on Populus alba, Yifan Chen e outros pesquisadores destacaram que essa produção de ácidos orgânicos esteve entre os principais fatores que permitiram a disponibilização de mais de 30% do potássio avaliado no experimento.
Outros estudos também observaram que o B. aryabhattai é capaz de reduzir a adsorção indesejada do fósforo no solo e ainda melhorar a disponibilidade de zinco e nitrogênio para as plantas.
No artigo Effect of organic acids on release of phosphorus from phosphate rocks, K. Kpomblekou-A e outros pesquisadores explicam que a melhor disponibilidade de fósforo, associada à produção de fitormônios, promove a melhor atividade de uma enzima relacionada à nodulação das plantas.
A nodulação é uma etapa importante do processo de crescimento vegetal, durante a qual o nitrogênio é fixado e absorvido pelas plantas.
Além dos mecanismos do B. aryabhattai que atuam diretamente sobre os reservatórios de nutrientes no solo, também existem aqueles que indiretamente favorecem a absorção de nutrientes pelas plantas.
Os microrganismos do solo trazem diferentes benefícios que contribuem para melhor nutrição das lavouras, o que inclui a melhoria da disponibilidade de nutrientes no solo.
De acordo com a Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa), quando as bactérias tolerantes à seca, como o B. aryabhattai, colonizam o sistema radicular das plantas sob estresses abióticos, elas produzem substâncias que hidratam as raízes, chamadas exopolissacarídeos.
Com as raízes mais hidratadas, o conteúdo relativo de água das plantas aumenta e elas conseguem lidar melhor com condições de estresse hídrico, podendo inclusive apresentar um desempenho superiores àquelas não inoculadas.
No artigo Potential of phosphate solubilizing bacillus strains for improving growth and nutrient uptake in mugbean and maize crops, Maqshoof Ahmad e seus colegas relatam que as plantas de milho co-inoculadas com Bacillus aryabhattai S10 e outra espécie do gênero Bacillus tiveram um incremento de 32% no conteúdo relativo de água.
Benefício esse que é muito relevante para as culturas de safrinha, já que elas passam por períodos de veranico que acabam acentuando esse tipo de estresse nas plantas.
Outra influência positiva que o B. aryabhattai exerce sobre as raízes das plantas, melhorando a sua capacidade de aproveitamento de nutrientes do solo, é a promoção do crescimento das plantas e a melhoria da sua proteção contra pragas do solo.
Normalmente, plantas com sistemas radiculares mais bem desenvolvidos e profundos conseguem explorar um maior volume do solo e, consequentemente, acessar aquelas reservas de água e nutrientes de camadas mais profundas do solo.
Já no caso da proteção das pragas dos solos, estudos indicam que B. aryabhattai é capaz de exercer o controle de diferentes espécies de nematoides fitoparasitas, utilizando mecanismos que vão desde a produção de enzimas para degradação da parede celular dos ovos à competição por recursos da área.
Assim, a sua presença consegue evitar os danos que essas pragas causam no sistema radicular das plantas, que podem acabar comprometendo a capacidade de absorção de água e nutrientes pelas culturas.
Portanto, podemos concluir que o Bacillus aryabhattai é capaz de promover tanto a melhoria da disponibilidade de nutrientes no solo quanto da absorção de nutrientes pelas culturas agrícolas.
A rizobactéria Bacillus aryabhattai apresenta um papel muito importante para melhorar a nutrição de plantas
Em resumo, a disponibilidade de nutrientes no solo pode ser afetada por diferentes propriedades físicas, químicas e biológicas do solo. Por isso, saber manejá-las é muito importante para alcançar um melhor desempenho e otimização das diferentes fontes de nutrientes que podem ser encontradas no solo.
Para aumentar a disponibilidade de nutrientes através da melhoria da qualidade biológica do solo, o agricultor pode buscar utilizar espécies de microrganismos capazes de promover esse benefício.
Uma dessas espécies é o Bacillus aryabhattai, uma rizobactéria capaz de melhorar a disponibilidade de nutrientes no solo, como o potássio, fósforo, zinco e nitrogênio, e ainda contribuir com a capacidade de absorção de nutrientes pelas plantas através da promoção de diferentes benefícios.
