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A soja é uma das culturas mais importantes do mundo, desempenhando um papel fundamental na alimentação humana e animal, bem como na indústria. Para garantir que a soja alcance seu pleno potencial de produção e qualidade, é essencial prestar atenção à saúde dos nódulos radiculares, que desempenham um papel crucial na fixação biológica do nitrogênio (FBN). Neste artigo, vamos explorar a importância de nutrientes como molibdênio (Mo), níquel (Ni), cobalto (Co), enxofre (S), fósforo (P) e magnésio (Mg) na manutenção dos nódulos ativos por mais tempo através da sua influência direta, sobre o nódulo e indireta, atuando na manutenção das folhas baixeiras, metabolização do nitrogênio, produção e transporte de açúcares e formação de novos nódulos.
A fixação de Nitrogênio
A soja é capaz de fixar o nitrogênio atmosférico graças à parceria simbiótica que estabelece com as bactérias do gênero Bradyrhizobium. Essas bactérias, que colonizam as raízes da planta, formam nódulos radiculares onde ocorre a fixação do nitrogênio. Importante destacar que para cada saca de soja produzida, a planta precisa de aproximadamente 4,9 kg de N. Ou seja, se considerar uma produtividade de 70 sc/ha, sua necessidade será de até 343 kg/ha de N. Esse N pode ser totalmente fornecido via fixação biológica. Contudo, para garantir a eficácia desse processo, uma série de nutrientes desempenha um papel crucial na saúde e longevidade dos nódulos. Além do solo ter uma fertilidade equilibrada, a aplicação de nutrientes essenciais ao processo e bioestímulos via tratamento de semente e aplicação foliar são importantes para suprir as demandas diretas e indiretas dos nódulos.
Nutrientes-chave no tratamento de sementes (ação direta no nódulo)
- Molibdênio: o Mo é componente central da enzima nitrogenase, que é responsável por converter o nitrogênio atmosférico (N2) em formas utilizáveis pelas plantas (ureídeos). A falta de Mo pode levar a nódulos disfuncionais e, consequentemente, à redução da produtividade da soja.
- Níquel: O Ni tem um papel central na atividade da hidrogenase, enzima que catalisa a oxidação do H2 liberado como subproduto da FBN (Polacco et al., 2013; Brazzolotto et al., 2016). Essa reciclagem do H2 gera uma economia energética ao nódulo e evita que o H2 possa competir com o N2 pela nitrogenase. Assim, o tratamento de sementes com Ni é estratégico para aumentar a eficiência da FBN.
- Cobalto: O Co é outro elemento que desempenha um papel vital na fixação de nitrogênio. O Co é essencial para a síntese da cobalamina, molécula precursora da leghemoglobina, responsável por regular a concentração de oxigênio dentro do nódulo, possibilitando manter a bactéria viva e a enzima nitrogenase ativa.
Cerca de 90% do N são fixados nos estádios reprodutivos
A formação e renovação dos nódulos radiculares ocorre constantemente durante o ciclo fenológico da soja, sendo este fenômeno extremamente dinâmico e responsivo aos efeitos fisiológicos. Assim os estímulos nutricionais e fisiológicos, além da inoculação, realizados no tratamento de sementes, são responsáveis pela formação de nódulos que irão suprir o primeiro pico de demanda de N na soja, no estádio fenológico R1 (início do florescimento). Já o segundo estímulo nutricional e fisiológico, deve ocorrer em V4, na busca pela renovação de nódulos que irão suprir a demanda de N no estádio R5.3 (enchimento de grão) (Figura 1).
Figura 1. Variação da nodulação durante o ciclo fenológico da soja, expressa em número total de nódulos em raízes de 10 plantas. Fonte: Câmara, 2014; ICL.
Nódulos ativos durante todo o ciclo
Nutrientes como Mo, Ni, Co, S, P e Mg aplicados próximo ao estádio V4 desempenham função importante na manutenção dos nódulos ativos por mais tempo, com uma influência mais indireta sobre o nódulo através da manutenção das folhas baixeiras, metabolização do nitrogênio, produção e transporte de açúcares e produção de moléculas que atraem bactérias para formação de novos nódulos.
Manutenção das folhas baixeiras
Assim como toda interação simbiótica, ao converter o N2 em uma forma de N que a planta consegue utilizar, a bactéria precisa ser recompensada. A recompensa são açúcares e outras moléculas orgânicas que a planta produz através da fotossíntese e transloca para nódulo para “alimentar” a bactéria. Considerando que esse movimento de açúcares ocorre de forma majoritária a distâncias não muito longas, a manutenção das folhas baixeiras é um fator determinante na longevidade dos nódulos de soja, pois é a fonte de açúcares mais próxima dos nódulos. Portanto, garantir que essas folhas permaneçam saudáveis e ativas é essencial. Para isso, a aplicação de Ni e Co próximo ao estádio fenológico V4 é um manejo importante para reduzir a síntese de etileno e, assim, diminuir a senescência e abscisão das folhas do terço inferior da planta.
Produção e transporte de açúcares
Além do Ni e Co aplicados para reduzir a perda de folhas baixeiras, a suplementação de Mg e P pode servir de estímulo à fotossíntese, sendo o Mg constituinte da clorofila e ativador da enzima Rubisco e o P nutriente chave para a produção de moléculas energéticas. Com a maior produção de açúcares pela fotossíntese, torna-se ainda mais importante o equilíbrio nutricional com K e Mg, que estão diretamente relacionados ao transporte destes açúcares até o nódulo, suprindo a demanda energética deste.
Metabolização do nitrogênio
O principal produto da FBN são moléculas chamadas ureídeos, que são transportadas dos nódulos para a parte aérea (King e Purcell, 2005). O acúmulo de ureídeos nas folhas não é desejado, pois a FBN tende a ser significativamente diminuída pelo fenômeno conhecido como “efeito feedback” (King e Purcell, 2005; Fagan et al., 2007). Assim, é preciso metabolizar esses ureídeos na parte aérea para incorporar o nitrogênio em moléculas orgânicas provindas da fotossíntese e, então, produzir aminoácidos, proteínas, hormônios etc. Nessa metabolização dos ureídeos a enzima urease tem importante atuação, sendo esta encima dependente de Ni (Zrenner et al., 2006). Logo, para evitar o acúmulo de ureídeos na parte aérea e garantir um suprimento constante de nitrogênio para a planta, o suprimento de Ni torna-se um manejo de destaque. O Mo aplicado na parte aérea também auxilia na metabolização do N que está na forma de nitrato, em sua maioria absorvido da mineralização da matéria orgânica do solo, pois é essencial para a atividade da enzima nitrato redutase.
Formação de novos nódulos
A formação de nódulos nas raízes ocorre na fase inicial de desenvolvimento da planta e obtém pleno estabelecimento a partir do estádio fenológico V4. Neste momento é muito importante avaliar a performance da nodulação: a raiz da soja deve conter no mínimo de 10 a 15 nódulos ativos e medir de 3 a 8 mm com a coloração rósea, indicando que a bactéria está viva e respirando (Câmara, 2014). Contudo, a vida dos nódulos geralmente é de 5 a 8 semanas, sendo necessária a constante renovação destes para suprir a alta demanda de N, sobretudo na fase reprodutiva. A atração do Bradyrhizobium para próximo da raiz ocorre pela liberação de exsudatos pelas raízes. O S e o Ni desempenham papel importante na produção desses compostos químicos que a planta produz e que serve como atração para as bactérias simbiontes, auxiliando na constante renovação de nódulos no sistema radicular.
Conclusão
A longevidade dos nódulos de soja e, portanto, a eficiência da fixação de nitrogênio, depende da disponibilidade de nutrientes como Ni, Co, Mo, S, P e Mg. Assim, uma fertilidade equilibrada do solo somada à aplicação de nutrientes essenciais ao processo via tratamento de semente e aplicação foliar pode ser uma estratégia eficaz para otimizar o crescimento e a produtividade da soja. Com o devido cuidado e atenção aos detalhes, podemos aproveitar ao máximo a capacidade da soja de fixar o nitrogênio, contribuindo não apenas para a sustentabilidade econômica do produtor, mas também para a segurança alimentar global. A maximização da longevidade dos nódulos de soja não é apenas uma questão agronômica, mas também um passo em direção a um futuro mais seguro e sustentável. Portanto, a nutrição da soja deve ser uma prioridade para todos os envolvidos na agricultura.
Bibliografia
BRAZZOLOTTO, D.; GENNARI, M.; QUEYRIAUX, N.; SIMMONS, T. R.; PECAUT, J.; DEMESHKO, S.; MEYER, F.; ORIO, M.; ARTERO, V. DUBOC, C. Nickel-centred proton reduction catalysis in a model of [NiFe] hydrogenase. Nature Chemistry, v. 8, n. 11, p. 1054-1060, 2016.
CÂMARA, G. M. D. S. Fixação biológica de nitrogênio em soja. IPNI - Informações agronomicas Nº147. Piracicaba-SP, Brasil. 2014.
FAGAN, E. B.; MEDEIROS, S. L. P.; MANFRON, P. A.; CASAROLI, D.; SIMON, J.; NETO, D. D.; LIER, Q. D. J. V.; SANTOS, O. S. MÜLLER, L. Fixação biológica do nitrogênio em soja - revisão. Revista da FZVA, v. 14, n. 1, p. 89-106, 2007.
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