Brasil: Consórcio de bactérias tem potencial de aumentar em até 30% a produtividade do arroz

Pesquisadores da Embrapa Clima Temperado (RS) desenvolveram um consórcio de bactérias capaz de promover a Fixação Biológica de Nitrogênio (FBN) em arroz, técnica usada em leguminosas para disponibilizar à planta o nutriente presente na atmosfera. Em experimentos, o inoculante foi capaz de aumentar em até 30% a produtividade do cereal. Os microrganismos estão aptos a se transformar em um novo bioinsumo para a cultura e os cientistas buscam parceiros para levá-lo ao mercado (veja quadro).

A cultivar BRS Pampa CL, com adubação nitrogenada de cobertura reduzida (90 kg de N por hectare) combinada com dois consórcios bacterianos, resultou em elevadas produtividades em quatro safras agrícolas. Os resultados obtidos comprovaram que a formulação de um inoculante turfoso tem eficiência agronômica na produtividade de grãos dessa cultivar.

Também foram registrados valores elevados de índice relativo de clorofila e maior acúmulo de nitrogênio nos grãos de arroz como efeito da FBN. A produção de massa seca da parte aérea foi 33% superior em relação ao cultivo feito sem nitrogênio e sem as bactérias de Fixação Biológica do Nitrogênio.

Os cientistas testaram dois grupos de bactérias. O primeiro consórcio foi formado por uma espécie de Pseudomonas e duas de Bacillus sp. e resultou em produtividade média de grãos de arroz de 10.585 kg por hectare. O outro continha espécies de Bacillus, de Aeromicrobium e de Rhizobium apresentou produtividade média de grãos de arroz de 11.405 kg por hectare, equiparando-se à produtividade com uso da adubação completa recomendada para o arroz (11.204 Kg ha-¹).

“Ficou demonstrada a funcionalidade do gênero Bacillus para aumentar o desempenho produtivo do arroz irrigado. Além disso, os consórcios bacterianos, com diferentes gêneros e espécies, agregam a multifuncionalidade para o benefício das plantas de arroz”, declara a  pesquisadora da Embrapa Maria Laura Turino Mattos, que conduziu a pesquisa e é responsável por uma coleção com cerca de 500 microrganismos isolados para o arroz irrigado no ambiente de terras baixas.

O problema

Um dos desafios da Região Sul do País é aumentar a rentabilidade e a qualidade do arroz irrigado, cultivado em 1,3 milhão de hectares de terras baixas. E na orizicultura irrigada por inundação, segundo Mattos, a aplicação de fertilizantes químicos nitrogenados (FQN) é essencial para obter altas produtividades. Segundo ela, o uso racional da adubação nitrogenada mineral é fundamental não somente para aumentar a eficiência de recuperação, mas também para elevar a produtividade das culturas e diminuir o custo de produção e os riscos de contaminação ambiental.

“Na lavoura arrozeira, em áreas de terras baixas, apenas 50% do nitrogênio aplicado é integralmente aproveitado pela planta de arroz, e isso tem onerado muito o custo de cada hectare de lavoura. A baixa eficiência agronômica da adubação nitrogenada pode contribuir para o aumento das emissões de gases de efeito estufa”, explica.

A cientista comenta que o uso de doses elevadas de nitrogênio na fase inicial do cultivo do arroz promove o crescimento excessivo das plantas, causando autossombreamento das folhas e aumentando a suscetibilidade a doenças fúngicas (principalmente à brusone), assim como o acamamento de plantas, que dificulta a colheita e, por consequência, reduz a produtividade e a qualidade dos grãos, além de aumentar os custos de produção.

O estudo do consórcio de bactérias para o arroz

Trabalhos anteriores com as bactérias endofíticas diazotróficas, que interagem positivamente com genótipos de arroz irrigado em terras baixas, apresentaram potencial de 20% a 30% de aumento na produção de arroz. Os resultados motivaram a equipe a realizar um estudo de avaliação da eficiência agronômica de novas bactérias endofíticas diazotróficas para as condições edafoclimáticas de terras baixas no Rio Grande do Sul.

Mattos destaca que o estudo demonstra que as novas bactérias possuem habilidade de colonizar plantas de arroz. “O predomínio é a colonização na zona pilífera da raiz, iniciando na endoderme, espalhando-se pelo xilema e alcançando as partes aéreas, o que faz aumentar o desenvolvimento da planta e a produção de grãos de arroz”, observa

A Pesquisa

As bactérias “do bem” foram isoladas de folhas, colmos e raízes da cultivar de arroz irrigado BRS Taim e foram obtidas bactérias endofíticas diazotróficas de colmos da cultivar de arroz irrigado BRS Pelotas. Uma outra identificação da presença dessas bactérias foi feita nas cultivares de arroz irrigado BRS Querência, BRS Pampa e BRS Pampeira, todas da Embrapa.

A cada safra, os tratamentos foram avaliados pela determinação da massa de grãos e componentes de produção, com registros da eficiência agronômica durante quatro safras agrícolas: 2015/2016, 2017/2018, 2018/2019 e 2019/2020 nas condições edafoclimáticas da Estação Experimental Terras Baixas da Embrapa Clima Temperado, em Pelotas (RS).

“É uma pesquisa robusta, que leva anos para obter um microrganismo, sendo necessário para isso a identificação do potencial para uso na agricultura, a validação de eficiência no campo e a comprovação de que ele não é patogênico a homens e plantas, e que não irá impactar negativamente no ambiente”, explica a pesquisadora Maria Laura Mattos.

Além de Mattos, o trabalho foi desenvolvido pelos pesquisadores Walkyria Bueno Scivittaro, Ricardo Alexandre Valgas, Paulo Ricardo Reis Fagundes, da  Embrapa Clima Temperado; Alcido Elenor Wander e Tereza Cristina de Oliveira Borba, da Embrapa Arroz e Feijão (GO); Itamar Soares de Melo, da Embrapa Meio Ambiente (SP); e Mariangela Hungria, da Embrapa Soja (PR).

O sucesso da FBN da soja

O estudo de inoculação para cultura do arroz irrigado inspirou-se no sucesso da tecnologia de FBN com a cultura da soja, hoje um dos maiores exemplos da aplicação de microrganismos benéficos na agricultura.

O pesquisador Marco Antonio Nogueira, da Embrapa Soja (PR), conta que cada tonelada de grãos exige cerca de 80 kg de nitrogênio, os quais podem ser supridos em sua maior parte pela inoculação com bactérias que se fixam na raiz, os rizóbios (Bradyrhizobium), que obtêm o nitrogênio da atmosfera e o disponibiliza à planta, dispensando o uso de fertilizantes nitrogenados.

“Se o agricultor brasileiro precisasse fornecer esse nitrogênio por meio da aplicação de fertilizantes teria desembolsado cerca de US$ 17 bi na última safra. Além disso, esse processo biológico evita que milhões de toneladas de GEE sejam lançados na atmosfera, o que confere grande sustentabilidade ao sistema de produção de soja brasileiro”, destaca Nogueira.

O pesquisador conta que, a partir de 2013, a Embrapa passou então a recomendar a adoção de uma segunda bactéria para a inoculação da soja, o Azospirillum, juntamente com os já conhecidos rizóbios. Esse processo é conhecido como coinoculação ou inoculação mista. “A pesquisa realizada pela Embrapa indicou que a coinoculação da soja com Azospirillum resultou em ganhos médios de produtividade de 16%, aumentando ainda mais os benefícios para a cultura e para o produtor”, lembra.

A inoculação no Brasil

A produção de inoculantes para leguminosas no Brasil teve início em 1956, na primeira indústria do gênero no País, no município de Pelotas (RS).

Na indústria, a produção de inoculante envolve a multiplicação de uma bactéria que é altamente exigente a reatores com manipulação asséptica, requer profissionais com conhecimentos de microbiologia, de processos microbiológicos e um rigoroso controle de qualidade em todas as fases do processo.

Somente os organismos validados pela eficiência agronômica da pesquisa e autorizados pelo Ministério da Agricultura são usados na fabricação de inoculantes pelas indústrias brasileiras.

A FBN

A Fixação Biológica de Nitrogênio está inserida no Programa ABC, do Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Mapa), um conjunto de ações para ampliar a adoção de algumas tecnologias agropecuárias sustentáveis em busca de mitigação das emissões de Gases de Efeito Estufa (GEE) e combate ao aquecimento global. A tecnologia de FBN pode ser aplicada de duas formas: tratando as sementes com inoculantes ou realizando a inoculação no sulco do plantio do arroz.

O artigo foi publicado originalmente em Embrapa.