Fixação Biológica do Nitrogênio (FBN) Fernando D. Andreote Marcio R. Lambais

Base do processo N2  NH3

N2  NH3 Fixação não-simbiótica (associativa) FBN – dois sistemas Fixação simbiótica Fixação não-simbiótica (associativa)

Cianobactérias Filo do domínio Bacteria Organismos fixadores de N e C Presença ou não de heterócito Baixo O2 devido a respiração acelerada, espessamento da parede celular e bloqueio do PSII Fixação temporal em espécies não-heterocitadas

Simbiose Anabaena-Azolla

Simbiose Anabaena-Azolla planta aquática de tamanho reduzido estabelece simbiose com Anabaena sistema fixador de nitrogênio atmosférico Incorporação de Azolla em área de cultivo de arroz

Diazotróficos associativos na rizosfera Bactérias rizosféricas – colonizam áreas próximas e superfícies de raízes das plantas Diazotrófico Espécie Vegetal Azotobacter paspali Paspalum notatum Azospirillum brasiliensis/ Azospirillum lipoferum Milho, arroz, sorgo, trigo, cevada Azospirillum amazonense Panicum boliviense, Paspalum repens, Sorghum arudinaceum, Brachiaria humidicola, Brachiaria brizantha Beijerinckia spp. Cana-de-açúcar, braquiária Burkholderia brasiliensis Arroz, mandioca, batata-doce e cana-de-açúcar

Diazotróficos associativos Bactérias endofíticas – colonizam tecidos internos das plantas Organismos inter e intra-celulares Colonizam as plantas de maneira assimbiótica Alguns capazes de fixar nitrogênio

A FBN em canaviais Realizada pela associação de bactérias endofíticas Maior eficiência da inoculação quando a inoculação é feita com mistura de estirpes de bactérias endofíticas fixadoras de nitrogênio.

Fatores que influenciam a FBN em canaviais Ciclo da cultura - A densidade de bactérias fixadoras de nitrogênio no interior da cana varia ao longo do ciclo da cultura. Disponibilidade de água - A colonização da cana por algumas bactérias endofíticas varia com a disponibilidade de água no solo. Períodos secos - menor colonização de algumas bactérias Nitrogênio no solo - Plantas em solos ricos em nitrogênio apresentam raízes e colmos com maior concentração de N e menos bactérias fixadoras Genéticos - Genótipo da espécie do vegetal - existem variações significativas de interação do genótipo vegetal com bactérias endofíticas fixadoras de N - na maioria das variedades estão presentes as mesmas bactérias fixadoras de nitrogênio.

Associação Gluconacetobacter - cana-de-açúcar G. diazotrophicus é uma bactéria endofítica isolada do colmo de cana-de-açúcar É uma bactéria acidófila (cresce em meio com pH 3) e tolerante a altas concentrações de açúcar Cana-de-açúcar pode obter até 60% de sua necessidade de N da FBN (aproximadamente 164 kg N fixado ha-1 ano-1). Outras bactérias endófitas ocorrem em cana, tais como Herbaspirillum seropedicae. Transferência via toletes

Inoculante para cana-de-açúcar Desenvolvido pela EMBRAPA Mistura de Gluconacetobacter diazotrophicus Herbaspirillum seropedicae Herbaspirillum rubrisubalbicans Azospirillum amazonense Burkholderia tropica Recomendado para cana de primeiro ano (inoculante + 30 kg N por ha)

FBN em cana-de-açúcar Variedade de cana N na planta (kg ha-1 ano-1) % CB 45-3 281 175 62 SP 70-1143 258 173 67 NA 56-79 129 109 84 Krakatau 342 239 70 Chunee 110 56 51

Inoculante para Arroz, Milho e Trigo Azospirillum Aumenta 15-25% produção de milho e trigo Economiza 50% do fertilizante nitrogenado

Variação de crescimento* (%) Aumento da produção por Azospisrillum Espécie Vegetal Bactéria Variação de crescimento* (%) Pennisetum americanum A. lipoferum 0-29 A. brasiliense -3-32 Panicum maximum 0-16 Zea mays 0-37 0-154 Oryza sativa -32-99 Sorghum bicolor A. brasiliense/A. lipoferum 0-370 *Em relação ao tratamento não-inoculado N fixado em gramíneas ~ 25-50 kg N ha-1 ano-1 (aproximadamente 17% das necessidades das culturas)

Bibliografia recomendada