E aí E aí [Música] o Olá esta é mais uma edição da nossa aula sobre os sistemas de fixação biológica do n2 atmosférico a primeira versão publicada em meados de 2016 TV uma ótima aceitação com milhares de visualizações é mas infelizmente atualmente ela está com problemas técnicos no áudio e por isso nós decidimos lançar esta nova edição a fixação biológica do nitrogênio atmosférico é um dos processos biológicos mais importantes do planeta e talvez de todo o universo este processo nada mais é do que a conversão enzimática do n2 amônia e é realizado por microrganismos diazotróficos
E esses micro-organismos são exclusivamente procarióticos englobando bactérias actinomicetos e cianobactérias existem basicamente três sistemas de fixação biológica do de nitrogênio atmosférico o sistema simbiótico o sistema associativo EA fixação por organismos de vida livre e o sistema simbiótico é caracterizado por uma relação bioquímica e anatômica entre dois organismos distintos o hospedeiro eucariótico no caso a planta e o hóspede procariotico a bactéria e no sistema associativo que nós chamamos associações bactérias presentes na rizosfera penetram no sistema radicular alojam-se nos Espaços intercelulares da raiz algumas inclusive conseguem viajar até a parte aérea Alô janduci no caule E no
caso das gramíneas no como essas bactérias são chamadas de bactérias endofíticas e ali naquela região intercelular da Raiz e da parte aérea elas fazem diversas atividades incluindo a produção de substâncias reguladoras do crescimento e é claro também a fixação biológica do n2 atmosférico e beneficiando a planta e do sistema de vida livre bactérias vivem exclusivamente na rizosfera das plantas todas as plantas podem apresentar essas bactérias em suas resolvi esferas que é que são as zonas sob a influência das raízes aqui na rizosfera então elas também fazem inúmeras atividades incluindo esse importante processo que é a
conversão do n2 amônia este nitrogênio na forma de amônia e depois de amônio vai ser então utilizado posteriormente pelas plantas para o seu metabolismo a simbiose mais estudada é mais importante do ponto de vista agronômico é a que ocorre entre plantas as nossas e bactérias diazotróficas destacando-se os gêneros rhizobium e breve rhizobium temos também a simbiose entre plantas não leguminosas como aquelas das famílias casuarinaceae Beto lá se a Emily Cássia e entre outras e actinomicetos do gênero franquia Vale mencionar ainda a simbiose entre plantas pteridófitas do gênero assola e cianobactérias provavelmente do gênero a na
bina e no sistema simbiótico a fonte de energia das bactérias diazotróficas são os açúcares e outros metabólitos produzidos pela planta Hospedeira a partir da fotossíntese na simbiose entre as leguminosas e os rizóbios foram observadas quantidades Entre 50 e 400 kg de nitrogênio por hectare e por ano na simbiose entre não leguminosas e actinomicetos foram obtidos valores entre 20 e 300 quilos de nitrogênio por hectare por ano esta relação é de grande relevância em ecossistemas florestais de regiões temperadas a simbiose o azolla e anabaena tem sido utilizada com muito sucesso em agroecossistemas com arroz inundado em
várias partes do mundo nessas condições esta simbiose tem produzido entre 10 e 100 quilos de nitrogênio por hectare por ano proporcionando reduções expressivas no uso de fertilizantes nitrogenados deste esquema do livro de máquina mineral Nutrition of Higher Plants podemos entender é porque os sistemas simbióticos são mais eficientes em relação aos demais sistemas em termos de quantidade de nitrogênio fixado com esta figura representa um modelo de relações entre o complexo nitrogenase e reações bioquímicas nos bacteroides e no citoplasma celular em nódulos de leguminosas e note que a planta por meio do floema envia para o bacteroide
açucares prontamente assimiláveis que são rapidamente oxidados gerando elétrons e energia na forma de ATP para a ativação do complexo nitrogenase essas reações em série promovem a rápida conversão do n2 a amônia que será rapidamente utilizada no metabolismo das bactérias e da planta Hospedeira é um exemplo de simbiose bem-sucedida nos agroecossistemas tropicais Principalmente nos solos de cerrados brasileiros é aquela que ocorre entre a cultura da soja EA bactéria breve rhizobium japonicum este painel apresenta um Panorama da cultura da soja no Brasil com ênfase no uso da simbiose visando elevar a produção de acordo com dados fornecidos
pelo IBGE Nós somos o segundo produtor mundial de soja com estimativa da safra de 2014/2015 de 95 milhões de toneladas cultivadas em aproximadamente 32 milhões de hectares com uma produtividade média de três 1011 kg por hectare isto porque como podemos ver nesta fotografia o processo da Fé e são simbiótica entre a planta e a bactéria é muito eficiente de acordo com pesquisadores da Embrapa hoje na soja brasileira é praticamente desnecessária a aplicação de adubos nitrogenados aqui temos dados de algumas Décadas atrás para mostrar que este sistema vem funcionando há muito tempo nesta pesquisa foram testadas
4 steps da bactéria bradyrhizobium japonicum em contraste com uma testemunha que não recebeu inoculação e é possível verificar que a o rendimento da soja em todos os casos quando foi inoculada foi super eu a testemunha para uma peça com a percentagem de FC de aproximadamente entre que oscilou entre 62 e 192 por cento e com uma quantidade de nitrogênio fixado entre 48 e noventa e cinco quilos por hectare hoje é uma realidade uso de inoculantes com bactérias fixadoras de nitrogênio no Brasil e no mundo como a gente percebe nesta Fotografia tudo isto proporcionados pela pesquisa
científica realizada em centros de pesquisa da Embrapa e nas as brasileiras aqui temos dados atualizados sobre a cultura da soja no Brasil de acordo com a companhia Nacional de abastecimento na safra 2019/2020 estima-se a colheita de 120, 4 milhões de toneladas de grãos a área plantada Neste período foi de 36,8 milhões de hectares com uma produtividade média de três mil duzentos e sessenta e nove quilos por hectare e e como podemos ver neste gráfico Um dos fatores responsáveis por esses excelentes números foi o uso de inoculantes portadores de bactérias fixadoras do nitrogénio atmosférico essas informações
Foram fornecidas pela Associação Nacional dos produtores e importadores de inoculantes e observa-se que a partir de 2012 o crescimento na comercialização desses produtos foi continuando e até 2018 em neste ano 2018 tivemos a comercialização de aproximadamente 13 milhões de doses de inoculantes turfosos e aproximadamente 50 milhões de doses de inoculantes líquidos para a soja e esses números mostram lá pujança desse setor EA importância dos inoculantes com bactérias fixadoras de nitrogênio no manejo da cultura da soja no Brasil no sistema associativo as bactérias diazotróficas habitam a rizosfera e os espaços intercelulares tanto do sistema radicular quanto
da parte aérea de muitas plantas sendo consideradas micro-organismos verdadeiramente endofíticos é preciso deixar bem claro que neste sistema as bactérias não penetram nas células da planta Hospedeira E por isto este sistema não pode ser considerado uma simbiose clássica aqui temos um detalhe de como ficam as e a elas ocupam esses espaços intercelulares fixando nitrogênio aqui Isto é muito comum na rizosfera de muitas gramíneas de importância econômica como a cana-de-açúcar eo milho destacam-se inclusive neste processo bactérias heterotróficas que geralmente são abundantes em solos tropicais como essas dos gêneros as os pylon é gluconacetobacter e estas bactérias
citadas são todas é Peró tróficas utilizando como fontes de energia os resultados produzidos pelas raízes os resultados e outras substâncias produzidas pelas raízes são compostas por moléculas orgânicas muito grandes e por isto não são aproveitadas imediatamente pelas bactérias diazotróficas essas substâncias devem Antes ser hidrolisados enzimaticamente pelas bactérias que é um processo que demanda muita energia É principalmente por este motivo que a eficiência dos sistemas associativos é menor em relação aos sistemas simbióticos e deve ser enfatizar contudo que devido aos avanços nas pesquisas nos sistemas associativos foram obtidas quantidades de nitrogênio fixado bastante razoáveis oscilando entre
10 e 200 kg de nitrogênio por hectare e por ano como podemos ver neste mosaico de informações o uso de bactérias diazotróficas associativas na cultura da cana-de-açúcar tem se mostrado bastante promissor com inúmeras pesquisas apresentando excelentes resultados aqui um Panorama da cultura da cana-de-açúcar no Brasil enfocando o uso racional do sistema associativo de acordo com dados fornecidos pela Conab de 2016 Nós somos o o produtor Mundial EA previsão de produção de cana para a safra 2015/2016 será de 659 milhões de toneladas em uma área plantada de 8996 hectares atingindo uma produtividade média de 60 70
e 3228 quilos por hectare neste cenário estima-se o uso de 672 mil toneladas de fertilizantes nitrogenados aqui apresentamos dados de uma pesquisa comparando cinco variedades de cana-de-açúcar Ea participação da fixação biológica do nitrogênio da atmosfera e na aquisição deste elemento pelas plantas observa-se que o efeito deste processo na nutrição da cana é muito grande contribuindo entre 51 e 84 por cento em relação as quantidades totais de nitrogênio absorvidas pelas variedades da cana esta fotografia a mostra uma das principais bactérias diazotróficas associativas utilizadas nas pesquisas com cana-de-açúcar a espécie gluconacetobacter diazotrophicus os pesquisadores da Embrapa principalmente
do centro de agrobiologia no Rio de Janeiro produziram um inoculante composto por esta bactéria juntamente com outras espécies de azoto tróficas resultado resultados de Pesquisas implicações diretas no campo têm mostrado que este produto tem proporcionado ótimos resultados com uma redução significativa no uso dos fertilizantes nitrogenados na cultura da cana-de-açúcar em várias regiões do Brasil aqui também temos dados atualizados sobre a produção de cana-de-açúcar no Brasil de acordo com a Conab e na safra 2019/2020 estima-se a produção de 600 e 15,9 milhões de toneladas em uma área plantada de 8,4 milhões de hectares e produtividade média
de 73 mil 486 kg por hectare embora tem havido uma retração na produção total e na área plantada em relação à safras anteriores a produtividade média foi um pouco superior e o Brasil ainda mantém a posição de maior produtor mundial de cana-de-açúcar neste cenário e em outras gramíneas de importância Agronômica pouso de inoculantes com bactérias fixadoras do nitrogénio e atmosférico vem se consolidando nos últimos anos principalmente a partir de 2014 e em 2018 tivemos a comercialização de mais de 9 milhões de doses desses produtos Isto mostra que hoje é uma realidade o uso de inoculantes
na cana-de-açúcar e em outras gramíneas e a importância das bactérias associativas no manejo das culturas principalmente gramíneas na agricultura brasileira o nosso sistema de vida livre bactérias diazotróficas de diversos tipos metabólicos fixam nitrogênio de forma independente elas fazem esse processo em ambientes aquáticos na superfície do solo e na região da res os fera é a quantidade de nitrogênio fixada nesse sistema é bem menor do que nos sistemas simbióticos e associativos mas a magnitude e da fixação depende da espécie bacteriana envolvida no processo no caso dos microrganismos heterotróficos de vida livre como espécies do gênero azotobacter
que vivem na rizosfera a quantidade de nitrogênio fixada oscila entre 1 e 5 kg de nitrogênio por hectare por ano resta é considerada uma quantidade bastante modesta e a baixa eficiência desses organismos heterotróficos deve-se principalmente à com o som com outros nichos microbianos que atuam na rizosfera e também a fatores edafoclimáticos e fisiológicos que Em algumas situações podem ser desfavoráveis no caso dos microrganismos autotróficos de vida livre como as cianobactérias a quantidade de nitrogênio fixada é bem maior girando em torno de 10 a 80 kg de nitrogênio por hectare e por ano festa maior eficiência
dos organismos autotróficos deve-se ao fato de que eles também fazem a fotossíntese é o e ao fazerem esse processo disponibilizam açúcares e outros metabólitos que são rapidamente oxidados gerando energia na forma de ATP fazendo um funcionar o complexo enzimático nitrogenase responsável pela conversão do M2 anh3 e aqui fornecemos algumas informações para enfatizar a importância dos microrganismos de vida livre na fixação do nitrogénio atmosférico nesta tabela retirada do livro de Sylvia e colaboradores observamos a grande diversidade de tipos metabólicos envolvidos no processo Então temos bactérias anaeróbias aeróbias facultativas microaerofilas até as anaeróbias obrigatórias e as fototróficas
a E no caso de microrganismos aeróbios para muito atuantes nos solos tropicais destacamos esse gêneros azotobacter as os pylon Bayern índia entre outros inclusive hoje nós já dispomos de produtos com esses microrganismos para a aplicação em muitos agroecossistemas principalmente com gramíneas Então temos esse inoculante aqui com as os pylon bastante utilizado na agricultura brasileira nos dias de hoje aqui temos uma colônia de bactérias do gênero Bayern índia que é muito ativa aqui nos nossos solos tropicais os solos de cerrados sempre vamos encontrar essas bactérias atuando aqui na risoto uma das plantas no caso dos microrganismos
autotróficos ou fotolito trópicos que fixam o nitrogênio desta Camus aqui o grupo das cianobactérias que é um grupo diferenciado de bactérias que tem essa dupla função fazer a fotossíntese e fixar o nitrogênio da atmosfera aqui temos um representante do gênero a na Bena ó e aqui do gênero nos Stories então nessas células normais essas bactérias essa cena bactérias fazem a fotossíntese e nessas células diferenciadas chamadas heterocistos elas fazem o processo da fixação do nitrogênio da atmosfera essas bactérias vem trabalhando há bilhões de anos no planeta e segundo muitos especialistas elas são responsáveis pela oxigenação da
nossa atmosfera E pela grande diversidade de vida que temos hoje no nosso planeta e enfatizamos que todos esses sistemas de fixação biológica do nitrogênio atmosférico são de extrema importância para a manutenção da vida no planeta e contudo com a invenção da Agricultura há mais ou menos 12 mil anos antes do presente EA consequente evolução dos conhecimentos e a intervenção humana na otimização de sistemas foi e continua sendo crucial para a sustentabilidade dos ecossistemas naturais e agrícolas EA supressão da fome no planeta Terra e era isto que eu tinha para hoje vejo vocês no outra oportunidade
tchau E aí E aí [Música] E aí E aí [Música]
