Autores
Renato Passos Brandão – Gerente do Deptº Agronômico do Grupo Vittia
Viviane C. Martins Bordignon – Gerente de Produtos Inoculantes
Camila Abrahão – Assistente Técnica do Deptº Agronômico do Grupo Vittia
O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar, sendo uma cultura de grande importância socioeconômica no Estado de São Paulo, Zona da Mata de Alagoas e Pernambuco. Recentemente, ocorreu uma grande expansão da cultura da cana-de-açúcar no Triângulo Mineiro, Goiás, Mato Grosso do Sul e Mato Grosso.
Além da produção de açúcar, a cana é uma das melhores alternativas para a produção de biocombustíveis (etanol). Atualmente, as unidades de produção também atuam na geração de energia elétrica, aumentando a receita e contribuindo para a sustentabilidade da atividade econômica (Conab, 2017).
Nitrogênio na cana
As quantidades de nitrogênio extraídas do solo pela cana-de-açúcar variam de acordo com os métodos de cultivo, variedade, tipo de solo e produtividade do canavial. O nitrogênio é o segundo nutriente mais absorvido pela cana-de-açúcar, superado apenas pelo potássio.
P2O5 = P x 2,291
K2O = K x 1,205
No Brasil, em média, são aplicados 45 kg/ha de N na cana-planta e 80 kg/ha de N nas soqueiras. O acúmulo de N total nas folhas verdes e secas e nos colmos da cana-planta podem atingir 260 kg/ha de N (Vittia et al., 2011) e 120 kg/ha de N nas soqueiras (Baptista et al., 2014), valores superiores ao fornecimento via adubação nitrogenada.
A complementação da necessidade do nitrogênio da cana é proveniente do solo – mineralização da matéria orgânica, aporte de nitrogênio via descargas elétricas e fixação biológica do nitrogênio.
Funções do nitrogênio
O nitrogênio está diretamente relacionado com a produtividade e a qualidade da cana-de-açúcar. Este elemento é responsável pelo desenvolvimento vegetativo da cana. Entretanto, pode diminuir o teor de sacarose dos colmos.
Tem função estrutural, participando de diversos compostos orgânicos nitrogenados – aminoácidos, proteínas, aminas, amidas, aminoaçúcares, dentre outros (Malavolta, 2006). Atua na produção da clorofila e está envolvido diretamente na fotossíntese da cana-de-açúcar (Prado, 2008).
Ciclo do nitrogênio
O nitrogênio é um dos elementos químicos mais dinâmicos na natureza e suas transformações são mediadas por microrganismos (Figura 1). O nitrogênio é o principal componente da atmosfera, correspondendo a cerca de 78% de sua composição.
Entretanto, poucas espécies são capazes de utilizá-lo, dentre as quais algumas bactérias e cianobactérias, em um processo biológico denominado de fixação biológica do nitrogênio – FBN. Nesse processo, as bactérias convertem o nitrogênio gasoso (N2) em amônia (NH3) que posteriormente é convertida em íon amônio (NH4+).
N2 (g) + 3H2 (g) → 2NH3 (g) + H+ (aq) → 2NH4+ (aq)
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A transformação do íon amônio para nitrato, denominada nitrificação, ocorre em duas etapas no solo e é mediada por bactérias do gênero Nitrosomonas e Nitrobacter. As bactérias do gênero Nitrosomonas promovem a oxidação do amônio (NH4+) para nitrito (NO2-), conforme mostra a reação abaixo.
NH4+ (aq) + 3O2 (g) → 2NO2- (aq) + 2H2O (aq) + 4H+ (aq)
O nitrito é um produto intermediário, pois é rapidamente oxidado a nitrato, pela ação das bactérias do gênero Nitrobacter.
2NO2- (aq) + O2 (aq) → 2NO3- (aq)
O nitrato produzido na nitrificação pode ser absorvido pelas plantas, utilizado pelos microrganismos, perdido por lixiviação ou por volatilização.
Como acontece a volatilização
A volatilização é a perda de nitrogênio na forma gasosa (N2O e N2) por meio da redução microbiológica do nitrato em ambientes anaeróbicos. A desnitrificação não é um fenômeno exclusivo de solos inundados. A compactação do solo pode criar ambientes com baixa oxigenação acelerando a desnitrificação.
Adubação nitrogenada
A adubação nitrogenada é a forma mais usual para o fornecimento deste nutriente para a cana-de-açúcar. Porém, é um dos insumos agrícolas que mais demanda energia para a síntese e processamento, contribuindo para a elevação do custo de produção das culturas (Alves et al., 2016).
A adubação nitrogenada apresenta baixa eficiência na cultura da cana-de-açúcar. As perdas de nitrogênio por lixiviação, desnitrificação e volatilização são expressivas. Além do aspecto econômico, o óxido nitroso (N2O) é um dos gases de efeito estufa (GEE).
Estratégias de aumento da eficiência do nitrogênio
Os sistemas agrícolas possuem baixa eficiência no aproveitamento dos fertilizantes nitrogenados. A taxa de recuperação do nitrogênio aplicado no solo pelos fertilizantes nitrogenados é baixa. Em média, estima-se que apenas 50% do nitrogênio aplicado no solo é absorvido pelas plantas (Fernandes, 2016).
Dentre as práticas que aumentam a eficiência da adubação nitrogenada, destaca-se o parcelamento do nitrogênio aplicando as maiores doses nas fases de maior demanda da cultura, evitar a utilização da ureia em sistemas de colheita com cana crua e fertilizantes de liberação lenta ou controlada.
O uso de inibidores de nitrificação melhora a eficiência dos fertilizantes nitrogenados com o íon amônio reduzindo a velocidade de transformação para o nitrato, forma química mais facilmente lixiviada.
Fixação biológica do nitrogênio
A fixação biológica do nitrogênio, realizada por microrganismos fixadores de N2, é um processo que transforma o nitrogênio atmosférico (N2), uma molécula abundante na atmosfera, em uma forma assimilável pelas plantas – NH3.
Essa interação é determinada pelo genótipo da planta que proporciona um ambiente favorável para a bactéria, como proteção e nutrição. Em contrapartida, a bactéria fornece nitrogênio às plantas.
Um exemplo de um exímio processo simbiótico é entre as bactérias do gênero Bradyrhizobium spp. com a cultura da soja. O Brasil é campeão mundial na utilização desta tecnologia, contribuindo para a redução do efeito estufa no Planeta Terra.
Porém, existem outras bactérias capazes de fixar o nitrogênio atmosférico. São bactérias de vida livre, podendo ou não se associar com as plantas, dentre os quais o Azospirillum brasilense, que possui a capacidade de fixar o nitrogênio atmosférico, porém em quantidades bem inferiores às fixadas pelo Bradyrhizobium spp. Segundo Urquiaga et al. (2012), a quantidade de nitrogênio fixado biologicamente em cana-de-açúcar é de aproximadamente 40 kg/ha.
Além disso, o Azospirillum brasilense também é conhecido como bactéria promotora de crescimento, sintetizando hormônios vegetais indispensáveis para o desenvolvimento das plantas, como auxinas, giberelinas, citocininas e ácido indolacético – AIA.
Conforme comentado anteriormente, é uma bactéria diazotrófica de vida livre, que coloniza a rizosfera de plantas sem a formação de nódulos, podendo também ser endofíticas, ou seja, capazes de penetrar nos tecidos das plantas (Figuras 2 e 3). Por possuir essas características, essas bactérias podem se associar a diversas espécies vegetais, como milho, trigo, arroz, soja, feijão, cana-de-açúcar e ainda pode ser utilizada em pastagens.
A maior produção de fitohormônios por plantas que possuem relação estabelecida com o Azospirillum brasilense resulta em benefícios diretos no melhor desenvolvimento das plantas, bem como no maior aproveitamento de recursos naturais do solo e daqueles fornecidos pelas práticas culturais, calagem e adubação, dentre outras.
Shankariah e Hunsigi (2001) verificaram que a inoculação com o Azospirillum brasiliense aumentou a produção de cana-planta e cana-soca em aproximadamente 5,0 a 9,0 t/ha, respectivamente.
Lino (2018) verificou que a aplicação de Azospirillum brasiliense com a menor dose de nitrogênio (60 kg/ha) em soqueira de cana-de-açúcar – variedade RB855156 -, aumentou a produção de colmos em 12 t/ha e 2,1 t/ha de açúcar, apresentando resultados similares ao tratamento com a maior dose de nitrogênio (120 kg/ha).
Portanto, é uma bactéria que pode contribuir significativamente para o desenvolvimento vegetativo e incremento da produtividade de cana-de-açúcar.
Biomax® Azum
Biomax® Azum é um inoculante líquido formulado com Azospirillum brasilense (AbV5) na concentração de 3 x 108 UFC/mL. Contém solução estabilizada do metabolismo das bactérias, permitindo maior viabilidade e efetividade da estirpe da bactéria fixadora de nitrogênio.
Benefícios
• Fornecimento de nitrogênio adicional em complementações às adubações nitrogenadas;
• Maior desenvolvimento vegetativo da cana;
• Melhora o aproveitamento de água e nutrientes pela cana;
• Garante excelente relação investimento-benefício;
• Maior sustentabilidade do sistema de produção;
• Maior produtividade e rentabilidade das culturas, como a cana-de-açúcar.
O Grupo Vittia tem desenvolvido vários trabalhos a campo, para melhor entendimento da resposta dessa bactéria na cultura da cana-de-açúcar e tem verificado incrementos significativos nos parâmetros biométricos dessa cultura, bem como na produtividade.
Considerações finais
O uso do Azospirillum brasiliense em cana-de-açúcar é uma alternativa viável economicamente para o setor sucroenergético. É uma tecnologia de baixo custo e sem impactos ambientais.
Promove incremento no teor foliar de nitrogênio, bem como de produtividade, tanto em cana-planta quanto em cana-soca, e a sua associação com fertilizantes nitrogenados tem apresentado maior eficiência em diferentes variedades de cana-de-açúcar.
