Nitrogênio na cultura do feijoeiro

FBN e metabolismo do nitrogênio

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A fixação biológica de nitrogênio (FBN) no feijoeiro-comum (Phaseolus vulgaris L.) pode contribuir com cerca de 20 a 60 kg/ha de nitrogênio (N). Em média, a inoculação de sementes de feijoeiro-comum pode aumentar 6% a produtividade, com exceção das situações com uso de maiores doses de N (>100 kg/ha) (Pias et al., 2022). Os elementos molibdênio (Mo), cobalto (Co) e níquel (Ni) são essenciais para o bom desenvolvimento, atividade e manutenção dos nódulos devido seus papéis na atividade da enzima nitrogenase (Mo), na regulação dos níveis internos de O₂ (Co) e na atividade da enzima hidrogenase (Ni) (Figura 1).

Figura 1. Fixação biológica do nitrogênio. Os elementos destacados em verde indicam a importância para os respectivos processos da FBN. O esquema foi adaptado de Ong e Brian (2024) e Mayrink (2024)

      Pesquisas recentes indicam que a adição de selênio (Se) pode aprimorar ainda mais esse processo. O selênio demonstrou ter um impacto positivo nos processos de nodulação e FBN, especialmente por meio do aumento da síntese de flavonoides como a genisteína e a daidzeína nas raízes. Esses flavonoides são moléculas sinalizadoras fundamentais na indução da nodulação. O aumento da produção desses flavonoides, resultante da aplicação de Se, leva a um maior número de nódulos e a uma maior produção de ureídeos (Cunha et al., 2022).

      À adequada nutrição com magnésio (Mg), potássio (K) e fósforo (P) também impacta na atividade dos nódulos. Esses nutrientes suportam na síntese e transporte de fotoassimilados das folhas para as raízes, consequentemente, aumentam a disponibilidade de açúcares para os nódulos. Além disso, o zinco (Zn) atua na manutenção da FBN, pois, melhora a síntese de leg-hemoglobinas – moléculas responsáveis pela regulação dos níveis internos de O₂ (Marschner, 2011).

Apesar de relevante, a quantidade de N advinda da FBN não supre a demanda total de N para lavouras de altas produtividades, uma vez que a extração de N pela cultura pode variar de 33,5 a 72,5 kg/t (Soratto et al., 2013). Diante disso, adubações nitrogenadas eficientes tornam-se uma prática indispensável.

      Em uma metanálise de um banco de dados composto por 99 artigos científicos, Pias et al. (2022) apontou que o teor de matéria orgânica do solo (MOS) e a cultura precedente são os principais fatores que afetam a resposta da produtividade do feijoeiro à adubação com N e a escolha da dose de N aplicada. Dessa forma, com base nas análises, as doses de maior retorno econômico são:

MOS > 2% → 50 kg/ha

MOS < 2% → 70 kg/ha (anterior: leguminosa)

                   → 100 kg/ha (anterior: gramínea)

Uma vez adequadamente fertilizada, nutrientes como molibdênio (Mo) e níquel (Ni) desempenham um importante papel na eficiência do metabolismo do N vegetal. O uso de Mo e Ni é particularmente importante devido à sua ação nas atividades da nitrato redutase (NR) e da urease, respectivamente (Marschner, 2011). A NR, primeira enzima a atuar no metabolismo do N, é responsável pela conversão do nitrato em nitrito. A urease, por sua vez, atua na conversão da ureia em amônia/amônio para posterior assimilação como aminoácidos. Adicionalmente, o Ni e o Co atuam na redução da síntese do etileno, garantindo a viabilidade das folhas do baixeiro da planta por um período mais longo.

Referências:

‌Cunha, M. L. O., de Oliveira, L. C. A., Silva, V. M., Montanha, G. S., & Dos Reis, A. R. (2022). Selenium increases photosynthetic capacity, daidzein biosynthesis, nodulation and yield of peanuts plants (Arachis hypogaea L.). Plant Physiology and Biochemistry, 190, 231-239.

Ong, A.; O’Brian, M.R., 2024. Bradyrhizobium japonicum (diazoefficiens). Trends in Microbiology. 32, 614-615. DOI:https://doi.org/10.1016/j.tim.2024.03.0102024

Marschner, H. (Ed.). (2011). Marschner's mineral nutrition of higher plants. Academic press

Pias, O. H. D. C., Welter, C. A., Tiecher, T., Cherubin, M. R., Flores, J. P. M., Alves, L. A., & Bayer, C. (2022). Common bean yield responses to nitrogen fertilization in Brazilian no-till soils: A meta-analysis. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 46, e0220022.

Soratto, R. P., Fernandes, A. M., Santos, L. A. D., & Job, A. L. G. (2013). Nutrient extraction and exportation by common bean cultivars under different fertilization levels: I-macronutrients. Revista Brasileira de Ciência do Solo, 37, 1027-1042.