Nome do Projeto
Desenvolvimento de produto a base Bacillus sp. com alta eficiência de solubilização de fósforo do solo para as culturas da soja, milho e arroz irrigado
Ênfase
Pesquisa
Data inicial - Data final
01/04/2021 - 01/04/2025
Unidade de Origem
Coordenador Atual
Área CNPq
Ciências Agrárias
Resumo
O fósforo é um dos elementos mais limitante ao desenvolvimento das culturas agrícolas em grande parte dos solos ácidos do Brasil. Além disso, uma pequena fração (10-20%) do fertilizante fosfatado é absorvido pelas culturas agrícolas. A outra porção é fortemente adsorvida por ferro, alumínio e cálcio. Somam-se a esse fato o exaurimento das reservas nos principais produtores mundiais de fertilizantes fosfatados. Nesse sentido, mecanismos desenvolvidos por bactérias, como as do gênero Bacilllus podem ser essenciais em solubilizar frações de fósforo indisponíveis e tornar essas formas prontamente disponível às plantas. Dessa forma, esse trabalho tem o objetivo de desenvolver estirpes que tenham alto potencial de solubilização de fósforo às culturas da soja, arroz irrigado e milho nas condições de solo e clima no Sul do Brasil. Para tanto, serão realizados experimentos em condições controladas para identificação do potencial de solubilização dessas plantas e posteriormente realização de experimentos a campo com níveis crescentes de adubação fosfatada. Dessa forma, espera-se desenvolver no mínimo uma estirpe para cada cultura e a redução de 50% na dose da adubação fosfatada. Dessa forma, o uso de microrganismos solubilizadores de fósforo pode ser uma alternativa relevante de redução da necessidade de adubação fosfatada e contribuir para a maior sustentabilidade ambiental e econômica de sistemas de produção de grãos.

Objetivo Geral

O objetivo desse projeto é identificar e isolar estirpes eficientes de bactérias do gênero Bacillus que sejam eficientes na solubilização de fósforo para as culturas da soja, arroz irrigado e milho nas condições de solo e clima do Sul do Brasil.

Justificativa

Nas últimas três décadas, a produtividade de grandes culturas no Brasil teve um aumento de 59% na cultura da soja, 171% na cultura do milho (CONAB, 2020) e 58% na cultura do arroz irrigado (IRGA, 2020). A evolução em patamares mais produtivos ocorreu principalmente em razão do desenvolvimento de cultivares com eventos de biotecnologia de tolerância a herbicidas e resistência a pragas, maior tolerância a estresses abióticos e maior potencial e estabilidade produtiva. Além do avanço em decorrência do melhoramento genético, houve um grande avanço na adoção de estratégias de manejo desde a adoção em maior escala de sementes certificadas, utilização de adubação equilibrada e utilização do manejo integrado de pragas, plantas daninhas e doenças. Um dos pilares mais relevantes para o aumento da produtividade das culturas agrícolas nas condições tropicais e sub tropicais do Brasil foi a utilização de fertilizantes fosfatados solúveis. Nos solos ácidos do Brasil, em geral, há uma baixa disponibilidade de fósforo às culturas em decorrência da alta capacidade de adsorção específica de fósforo em óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio.
A maior parte (90%) do fosfato solúvel utilizado nas lavouras do país são importadas. Os fertilizantes fosfatados representam 23% do total de importações de fertilizantes do Brasil. Os principais fornecedores de fertilizantes fosfatado são o Marrocos (25%), Rússia (14%), Estado Unidos (13%), Arabia Saudita (12%), Egito (11%) e Israel (9%) (Global Fert, 2019). Nesse contexto, há uma grande dependência do Brasil em relação as nações internacionais produtoras de fertilizantes fosfatados. Além disso, as reservas de fósforo, que na grande maioria são rochas de apatita, são fontes finitas de fósforo. Há projeções que demonstram entre 50 a 100 anos como período viável de fornecimento de fósforo considerado as jazidas conhecidas e o aumento da demanda de uso de fertilizantes fosfatados.
Além da eminência do possível exaurimento de boa parte das reservas de fósforo, há ainda os potenciais impactos associados ao uso de elevadas doses de fertilizantes fosfatados e seus potenciais impactos no ambiente. A eutrofização é um dos impactos mais recorrentes do fósforo em mananciais hídricos. O aumento dos teores de fósforo e nitrogênio na água possibilita o aumento do desenvolvimento de algas. O material senescente decorrente do elevado crescimento das águas ocasiona uma grande demanda bioquímica de oxigênio, desencadeando a redução do teor de oxigênio nos corpos hídricos o que resulta, em muitas situações, na mortandade de peixes.
Do fertilizante aplicado no solo, apenas de 10 a 20% é absorvido pelas plantas (Holford, 1997). A outra grande fração desse nutriente fica adsorvido nos sítios de sorção do solo, especialmente em óxidos e hidróxidos de ferro e alumínio. Nesse cenário, as plantas podem liberar ácidos orgânicos, como citrato, malato e succinato para o apoplasto e podem funcionar como solubilizadores de fósforo. As plantas ainda podem desenvolver estratégias bioquímicas, similar as desenvolvidas por microrganismos que em condições de baixa disponibilidade de fósforo no solo passam a secretar enzimas extracelulares, como as fosfatases, que possuem hábil capacidade em solubilizar e acessar formas quimiossorvidas de fósforo, antes indisponíveis as plantas e microrganismos.
Os microrganismos, incluindo fungos e bactérias, também possuem capacidade de solubilizar fósforo por diversos mecanismos, principalmente com a liberação de ácidos orgânicos. Nesse contexto, há uma expansão de utilização de alguns microrganismos solubilizadores de fósforo como as bactérias do gênero Bacillus sp.. Essas bactérias tem sido catalogadas com uma grande habilidade em solubilizar grupos e formas de fósforo adsorvidas em óxidos e hidróxidos e/ou precipitadas com cálcio. Com a ação dessas bactérias há uma liberação de fósforo nas formas de H2PO4- e HPO42-. Porém, ainda são incipientes as informações de estirpes com adequada adaptação as regiões do Sul do Brasil, de menor temperatura e em ambientes de terras baixas, onde cultiva-se atualmente em grande escala arroz irrigado e soja.

Metodologia

Condução de experimentos em laboratório em meio de cultura para avaliar o potencial de liberação de fósforo solúvel a partir de fontes de fósforo adsorvida em Fe e Al.

Condução de experimentos de campo com a cultura da soja e arroz irrigado em ambientes de terras baixas, especialmente em Planossolos, amplamente cultivados na metade Sul do RS.

Condução de experimentos em terras altas com soja e milho inoculadas com estirpes solubilizadoras de fósforo.

Indicadores, Metas e Resultados

Catalogar no mínimo uma estirpe de microrganismos adaptados à soja, arroz irrigado e milho eficiente na solubilização de fósforo nas condições edafoclimáticas do Sul do Brasil.

Reduzir a necessidade da adubação fosfatada em 50% nas culturas do arroz irrigado, soja e milho com a inoculação de estirpes solubilizadoras de fósforo.

Equipe do Projeto

NomeCH SemanalData inicialData final
CRISTIANO WEINERT
DANIEL HENRIQUE KAUFMANN
FILIPE SELAU CARLOS5
LUCAS VASCONCELLOS DOS SANTOS
MILENA MOREIRA PERES
ROGERIO OLIVEIRA DE SOUSA5
VERONICA LEMOS VARGAS

Recursos Arrecadados

FonteValorAdministrador
LATINA AGRO INDUSTRIA E COMERCIO DE FERTILIZANTES LTDAR$ 80.000,00Fundação Delfim Mendes da Silveira
CNPQR$ 105.600,00UGR

Plano de Aplicação de Despesas

DescriçãoValor
339030 - Material de ConsumoR$ 36.000,00
339020 - Auxílio Financeiro a PesquisadorR$ 9.000,00
339018 - Auxílio Financeiro a EstudantesR$ 117.600,00
449052 - Equipamentos e Material PermanenteR$ 18.000,00
449051 - Obras e InstalaçõesR$ 3.000,00
339039 - Outros Serviços de Terceiro - Pessoa JurídicaR$ 2.000,00

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