Fixação Biológica de Nitrogênio (FBN): Como os Microrganismos Transformam o Ar em Nutriente
A fixação biológica de nitrogênio (FBN) é um processo natural em que microrganismos convertem o nitrogênio atmosférico (N₂) em formas que as plantas podem absorver, como amônio (NH₄⁺). Esse mecanismo é essencial para a fertilidade do solo e a sustentabilidade agrícola.
🔬 Como Ocorre?
1. Os Atores Principais
- Bactérias fixadoras de N₂:
- Vida livre: Azotobacter e Azospirillum (vivem no solo).
- Simbióticas: Rhizobium e Bradyrhizobium (em raízes de leguminosas como soja, feijão).
- Cianobactérias: Anabaena (em ambientes aquáticos ou associadas a plantas).
- Fungos micorrízicos: Auxiliam indiretamente na disponibilidade de N.
2. O Processo Passo a Passo
a) Infecção e Formação de Nódulos (em simbiose com leguminosas)
- Sinalização química: A planta libera flavonoides que atraem bactérias Rhizobium.
- Penetração: Bactérias entram pelos pelos radiculares e formam nódulos nas raízes.
- Diferenciação: Dentro dos nódulos, as bactérias se transformam em bacteroides (formas especializadas).
b) Conversão do N₂ em Amônio
- A enzima nitrogenase (presente nos bacteroides) quebra a tripla ligação do N₂ (gás inerte) e o combina com H⁺ para formar NH₃ (amônia), que vira NH₄⁺ (amônio) no solo.
- Reação química: N₂ + 8H⁺ + 16ATP → 2NH₃ + H₂ + 16ADP + 16Pi (Energia intensa: consome 16 ATP por molécula de N₂!)
c) Benefício para a Planta
- O amônio (NH₄⁺) é assimilado pela planta para formar aminoácidos e proteínas.
- Em troca, a planta fornece açúcares e abrigo às bactérias.
🌱 Onde Acontece?
| Tipo de Associação | Exemplos | Aplicação Agrícola |
|---|---|---|
| Simbiótica | Rhizobium (soja, feijão) | Inoculação de sementes |
| Vida livre | Azotobacter, Azospirillum | Biofertilizantes para milho, trigo |
| Associativa | Herbaspirillum (cana) | Redução de ureia em gramíneas |
⚡ Fatores que Influenciam a FBN
- Solo ácido: Reduz a atividade da nitrogenase (pH ideal: 6.0–7.0).
- Excesso de nitrogênio no solo: Inibe a FBN (plantas preferem N pronto).
- Temperatura: Ótima entre 25–30°C.
- Umidade: Solo bem drenado, mas não encharcado.
📊 Importância Agrícola
- Soja inoculada com Bradyrhizobium: Pode fixar 200–300 kg de N/ha/ano, substituindo 100% da ureia.
- Cana-de-açúcar com Gluconacetobacter: Reduz em 30% o uso de N sintético.
🌍 Vantagens Ambientais
♻️ Reduz poluição: Evita a lixiviação de nitratos (que contaminam aquíferos).
🌿 Solo vivo: Aumenta matéria orgânica e biodiversidade microbiana.
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