Diversos microrganismos do solo, a exemplo da rizobactéria Bacillus aryabhattai, são conhecidos pela sua capacidade de mobilizar as reservas de zinco do solo. Tal capacidade é muito vantajosa para agricultura, especialmente no contexto dos solos brasileiros, já que a deficiência de zinco é uma condição recorrente nos solos do país. Conheça mais sobre o papel da rizobactéria Bacillus aryabhattai na mobilização e biofortificação de zinco, além da sua ação na promoção do crescimento da soja e do trigo!
A importância do zinco na agricultura
A limitação da disponibilidade do zinco para as plantas é um fator que pode causar problemas para a agricultura.
Atualmente, uma das estratégias que podem ser usadas para aumentar a disponibilidade de desse nutriente e mitigar os impactos negativos da sua deficiência nos agroecossistemas é a utilização de microrganismos rizosféricos benéficos.
As espécies de pelo menos quatro gêneros de microrganismos do solo são reconhecidas pela sua capacidade de mineralizar e solubilizar zinco presente nos solos, com destaque para o gênero Bacillus.
O gênero Bacillus contempla espécies de microrganismos com diversas características desejáveis no campo, incluindo a capacidade de resistir a condições ambientais adversas, formar associações com diversas plantas hospedeiras e poder ser facilmente formulado e armazenado. Sendo esse o caso da espécie Bacillus aryabhattai.
Mas, qual é a importância do zinco para a agricultura e o que pode afetar a sua disponibilidade para as plantas?
O zinco é um micronutriente muito importante para produção das culturas agrícolas, por ser um cofator das reações enzimáticas de diversos ciclos bioquímicos dos vegetais.
Entre tais processos, estão inclusos a fotossíntese, a regulagem do crescimento das plantas e seus mecanismos de defesa contra doenças.
Diversas formas químicas do zinco podem ser encontradas no solo, sendo que cada uma delas apresenta diferentes níveis de disponibilidade para as plantas. Ele está presente:
- Na solução do solo, em formas iônicas ou organicamente complexadas;
- De forma oclusa, em óxidos hidratados de ferro, alumínio e manganês;
- Nos sítios de troca dos coloides orgânicos e inorgânicos do solo;
- Aprisionado em minerais de silicato primários e secundários;
- Complexado com a matéria orgânica.
O zinco presente na solução do solo representa uma das formas mais biodisponíveis desse nutriente para as plantas. Entretanto, ao mesmo tempo é uma das primeiras reservas de zinco do solo a serem esgotadas, principalmente nos sistemas agrícolas de cultivo intensivo.
Em sistemas de cultivo de soja e trigo, por exemplo, a colheita de 6,5 toneladas de grãos chega a remover 416 gramas de zinco por hectare por ano. Apesar de aparentemente serem pequenas quantidades, o volume de zinco exportado e extraído é maior do que outros micronutrientes, como o molibdênio e o cobre.
É o que afirma o pesquisador Rajendra Prasad, no artigo Zinc biofortification of food grains in relation to food security and alleviation of zinc malnutrition.
A alta extração de zinco nos sistemas agrícolas de cultivo intensivo está entre as principais causas que vem intensificando as condições de deficiência de zinco nos solos brasileiros. Deficiência essa que limita não apenas a produtividade das culturas, mas também afeta negativamente a qualidade nutricional e a saúde humana.
Segundo os pesquisadores Nerinéia D. Ribeiro e Osmar S. dos Santos, no artigo Aproveitamento do zinco aplicado na semente na nutrição da planta, a deficiência de zinco afeta cerca de 170 milhões de hectares somente nos solos sob vegetação de Cerrado.
Dentro desse contexto e da utilização dos microrganismos do solo para melhorar a disponibilidade de zinco para as plantas, como o Bacillus aryabhattai pode contribuir nisso?
A atuação da rizobactéria Bacillus aryabhattai na solubilização e mobilização do zinco do solo
O Bacillus aryabhattai é uma espécie de rizobactéria que foi isolada da atmosfera e identificada pela primeira vez em 2009, sendo posteriormente constatada a sua presença na rizosfera do solo em 2012.
Ele é caracterizado como uma rizobactéria gram positiva formadora de endósporos, em formato de bastonete, capaz de crescer em ambientes:
- Salinos, sendo tolerante às concentrações de NaCl de 4-10%;
- Com temperaturas entre 15-37ºC;
- Com pH entre 6-10.
É o que relatam Aketi Ramesh e outros pesquisadores, no artigo Inoculation of zinc solubilizing Bacillus aryabhattai strains for improved growth, mobilization and biofortification of zinc in soybean and wheat cultivated in Vertisols of central India.
Nesse mesmo estudo, os pesquisadores avaliaram a capacidade de diferentes cepas do Bacillus aryabhattai para solubilização de zinco, estabelecendo diferentes experimentos in vitro e a campo.
Nos experimentos conduzidos in vitro, duas cepas se destacaram quanto à capacidade de solubilizar três diferentes compostos de zinco. Os resultados mostraram que a solubilização do fosfato de zinco foi significativamente maior que os demais meios avaliados, que continham óxido de zinco e carbonato de zinco.
Tais resultados foram atribuídos à capacidade das cepas de Bacillus aryabhattai de extrusar prótons e produzir ácidos orgânicos que, por sua vez, conseguem desestabilizar os compostos e liberar o zinco. Apresentando também um efeito secundário de liberação dos nutrientes adsorvidos nas partículas do solo e de complexação de íons indesejáveis.
Tanto na rizosfera da soja, quanto do trigo, contatou-se que a inoculação do Bacillus aruabhattai resultou no aumento do zinco trocável do solo de até 36.4%. E, ao mesmo tempo, houve a redução de até 16% o zinco complexado com a matéria orgânica.
Nas plantas de soja e trigo inoculadas com o Bacillus aryabhattai também foi observado um aumento significativo na concentração de zinco na parte aérea e na porção comestível das culturas.
Além disso, também houve um crescimento importante na atividade e na produção de alguns compostos envolvidos com a promoção do crescimento das plantas e nutrição vegetal, tais como:
- Ácido indolacético (IAA);
- Mesilato de deferoxamina;
- Desidrogenase e glicosidase;
- Amônia;
- Auxina.
A biofortificação de zinco de alimentos é uma solução muito importante do ponto de vista nutricional, visto que um terço da população mundial ainda sofre com as consequências negativas da falta do consumo de quantidade adequadas de zinco na dieta.
Assim, o estudo mostrou o potencial do Bacillus aryabhattai em melhorar a disponibilização do zinco, um micronutriente importante para a fisiologia vegetal, além da sua contribuição no crescimento e nutrição das espécies pesquisadas.
O potencial do Bacillus aryabhattai na nutrição das plantas
Tendo em vista os diferentes efeitos benéficos do Bacillus aryabhattai na mineralização e solubilização do zinco e de outros nutrientes do solo, ele pode se tornar um importante aliado do agricultor para nutrição das plantas.
Principalmente quando consideramos que os seus benefícios vão muito além da nutrição vegetal, abrangendo também outras áreas.
É o caso da promoção do crescimento vegetal, a biorremediação do solo e a mitigação dos impactos relacionados aos estresses bióticos e abióticos. Dessa maneira, o uso de microrganismos como esse na agricultura pode ser uma importante ferramenta para melhorar a produtividade das lavouras!
