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A Importância da Fixação Biológica de Nitrogênio (FBN)



A Fixação Biológica de Nitrogênio (FBN) é um processo essencial para a agricultura e o meio ambiente, que ocorre quando certas espécies de plantas formam uma simbiose com bactérias específicas, conhecidas como fixadoras de nitrogênio. Essas bactérias têm a capacidade de converter o nitrogênio atmosférico em formas utilizáveis pelas plantas, como amônia e nitrato. A simbiose entre as plantas e as bactérias fixadoras de nitrogênio é particularmente relevante na cultura da soja.


As bactérias fixadoras de nitrogênio, pertencentes ao gênero Bradyrhizobium, estabelecem uma relação simbiótica com as raízes das plantas de soja. Essa associação resulta em uma maior disponibilidade de nitrogênio para a planta, sem a necessidade de aplicação de fertilizantes nitrogenados sintéticos.


O uso de inoculantes contendo bactérias fixadoras de nitrogênio na cultura da soja tem sido uma tecnologia recomendada para aumentar a eficiência da fixação biológica de nitrogênio. Hungria e Nogueira (2019) afirmam que a inoculação da soja com essas bactérias pode resultar em ganhos significativos de produtividade, redução de custos com fertilizantes nitrogenados e diminuição do impacto ambiental causado pela produção e aplicação desses insumos químicos. Portanto, a FBN contribui para suprir a demanda de nitrogênio da cultura e é realizada com a inoculação de bactérias Bradyrhizobium spp. e pela coinoculação de Azospirillum brasilense.


Impacto Econômico


De acordo com pesquisas da Embrapa Soja, a coinoculação pode gerar ganhos médios entre 8,4% a 16,1% em rendimentos de grãos (Hungria e Nogueira, 2019). Além dos ganhos em produtividade para os agricultores, também são gerados benefícios econômicos e ambientais. Uma breve explicação sobre os cálculos foi dada por Hungria e Mendes (2015) e atualizada recentemente.


Em média, para cada 1.000 kg de grãos de soja são necessários 78 kg de N, dos quais 54 kg são exportados pelos grãos e 24 kg permanecem nos restos culturais (Seixas et al., 2020). Considerando a produtividade média nacional de 3.529 kg/ha na safra 2020/21 (Conab, 2021), a demanda de nitrogênio seria de 275 kg/ha. Os solos brasileiros raramente fornecem mais de 20 kg/ha de N por safra, reduzindo essa necessidade para 255 kg/ha de N. A eficiência do uso do fertilizante nitrogenado pelas plantas é baixa, estimada em 30 a 50% (Reetz Jr., 2016) e de 45 a 60,7% (Lara-Cabezas; Pádua, 2007), este último em estudo realizado no Brasil. Assumindo um valor de eficiência de 50%, chega-se à estimativa de uma demanda de 510 kg/ha de N, para que os 255 kg/ha sejam aproveitados pela planta.


Considerando-se a taxa de câmbio de US$ 1 = R$ 5,4759 em janeiro de 2021, com um custo de US$ 0,91 por kg de N (janeiro de 2021) para a ureia, a principal fonte de N utilizada no país (CONAB, 2021), o custo do N-fertilizante necessário para a cultura da soja seria de US$ 462/ha. Em comparação, considerando-se os preços em 2020, o custo médio do inoculante seria de US$ 0,86/ha (Conab, 2021). Portanto, nos 38,526 milhões de ha cultivados com soja em 2020/2021 (Conab, 2021), tem-se a extraordinária economia de US$ 17,88 bilhões.


Impacto Ambiental


Além da cultura da soja, a fixação biológica de nitrogênio também pode ser explorada em outros sistemas agrícolas. Em um estudo realizado por Lara-Cabezas e Padua (2007), foi observado que a aplicação de nitrogênio em cobertura na cultura do milho, em consórcio com a braquiária, resultou em maior eficiência de uso do nitrogênio e redução das perdas por lixiviação, quando comparado ao uso exclusivo de fertilizantes nitrogenados sintéticos.


A utilização da fixação biológica de nitrogênio, juntamente com práticas agrícolas sustentáveis, como o manejo integrado de nutrientes e a rotação de culturas, pode promover uma agricultura mais sustentável e resiliente. Além dos benefícios econômicos, como a redução dos custos com fertilizantes, essa abordagem também contribui para a redução da pegada de carbono da agricultura e a preservação dos recursos hídricos.


A fixação biológica de nitrogênio também desempenha um papel importante na sustentabilidade ambiental da agricultura. A produção de fertilizantes nitrogenados sintéticos é um processo intensivo em utilização energia, que consome grandes quantidades de combustíveis fósseis e emite gases de efeito estufa. Além disso, o uso excessivo de fertilizantes nitrogenados sintéticos pode levar à poluição dos recursos hídricos, como rios e lagos, devido à lixiviação de nitratos.


De acordo com o IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change), o setor agrícola é responsável por cerca de 70% das emissões globais de óxido nitroso (N2O), um gás de efeito estufa potente, resultante da aplicação excessiva de fertilizantes nitrogenados sintéticos. A fixação biológica de nitrogênio, por sua vez, contribui para a redução dessas emissões, uma vez que as plantas de leguminosas, como a soja, captam o nitrogênio do ar, sem liberar grandes quantidades de N2O na atmosfera.


Em relação ao impacto ambiental, as estimativas médias do IPCC (2006) indicam que 1 kg de N-fertilizante corresponde à emissão de, aproximadamente, 10,5 kg de equivalentes de CO2, dos quais 4,5 kg são relacionados à síntese e cerca de 6 kg ao transporte, à aplicação e às perdas como N2O. Com base nesses números, a FBN com a cultura da soja evitou, na safra 2020/2021, a emissão de 206 milhões de toneladas de equivalentes de CO2 para a atmosfera pelo não uso de N-fertilizantes. Além disso, a FBN diminui o impacto causado pela lixiviação de nitrato proveniente dos fertilizantes, grande fonte de poluição da água (Coskun et al., 2017). Esses benefícios econômicos e ambientais resultam em ganhos sociais, melhorando não só a qualidade de vida dos agricultores, mas também de toda a sociedade.


Em resumo, a fixação biológica de nitrogênio desempenha um papel fundamental na agricultura e no meio ambiente. A simbiose entre as plantas e as bactérias fixadoras de nitrogênio, como observado na cultura da soja, oferece benefícios econômicos, como o aumento da produtividade e a redução dos custos com fertilizantes nitrogenados sintéticos. Além disso, essa forma de captação de nitrogênio contribui para a sustentabilidade ambiental, reduzindo as emissões de gases de efeito estufa e a poluição dos recursos hídricos. A adoção da fixação biológica de nitrogênio, aliada a práticas agrícolas sustentáveis, é essencial para promover uma agricultura mais eficiente e ecologicamente responsável.


Fontes:


CONAB - Companhia Nacional de Abastecimento. Séries históricas – soja. 2021a. Disponível em: www.conab.gov.br/info-agro/safras/serie-historica-dassafras/item/7666-soja/. Acesso em 30 ago. 2021.


COSKUN, D.; BRITTO, D.; SHI, W.; KRONZUCKER, H. J., Nitrogen transformations in modern agriculture and the role of biological nitrification inhibition. Nature Plants, v. 3, p. 17074, 2017. DOI:10.1038/nplants.2017.74


HUNGRIA, M; MENDES, I. C. Nitrogen fixation with soybean: the perfect symbiosis? In: DE BRUIJN, F.J. (Ed.). Biological nitrogen fixation. v. 2. New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 2015. p. 1009-1023. DOI: 10.1002/9781119053095.ch99


HUNGRIA, M.; NOGUEIRA, M. A. Tecnologias de inoculação da cultura da soja: Mitos, verdades e desafios. In: Boletim de Pesquisa n. 19, 2019/2020. Rondonópolis: Fundação MT, 2019. p. 50-62. (Fundação MT. Boletim, 19).


IPCC (Intergovernmental Panel on Climate Change). IPCC guidelines for National greenhouse gas inventories. Disponível em www.ipcc-nggip.iges.or.jp/public/2006gl/. Acesso em: 30 ago. 2021.


LARA-CABEZAS, W. A. R.; PADUA, R. V. Eficiência e distribuição de nitrogênio aplicado em cobertura na cultura de milho consorciada com Brachiaria ruziziensis, cultivada no sistema Santa Fé. Bragantia, v. 66, p. 131-140, 2007. DOI: 10.1590/S0006-87052007000100016


SEIXAS, C. D. S.; NEUMAIER, N.; BALBINOT JUNIOR, A. A.; KRZYZANOWSKI, F. C.; LEITE, R. M. V. B. C. (Eds.). Tecnologias de produção de soja. Londrina: Embrapa Soja, 2020. 347 p. (Embrapa Soja. Sistemas de Produção, 17)


REETZ JR., H. F. 2016. Fertilizers and their efficient use. Paris: International Fertilizer Use Association, 2016. 110 p.

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