Programa de Pós-Graduação em Genética e Melhoramento de Plantas

Transcrição

1 Programa de Pós-Graduação em Genética e Melhoramento de Plantas LGN SEMINÁRIOS EM GENÉTICA E MELHORAMENTO DE PLANTAS CONTRIBUIÇÕES DA FIXAÇÃO BIOLÓGICA DE NITROGÊNIO PARA A CULTURA DA SOJA NO BRASIL Maria Aparecida dos Santos Isaias Olívio Geraldi Departamento de Genética Avenida Pádua Dias, 11 - Caixa Postal 83, CEP: Piracicaba - São Paulo - Brasil Telefone: (0xx19) / 4125 / Fax: (0xx19)

2 Ciclo do Nitrogênio N 2 NH 3 NH 4 NO 3 Fixação industrial Fixação Biológica 15% 75% Nitrogênio orgânico amonificação NH 4 NO 2 Sais cíclicos nitrificação NO 3 lixiviação desnitrificação Rios, oceanos

3 Procariontes que possuem a enzima nitrogenase: N 2 + 8e - + 8H ATP nitrogenase 2NH 3 + H ADP + 16Pi De vida livre: Anabaena Klebsiella pneumoniae Azotobacter vinelandii Clostridium pasteurianum 5 kg/ha/ano Gloeothece, Oscillatoria, Plectonema, Anabaena, Nostoc Associativos: Rizóbios- Leguminosas Azospirillum- Gramíneas (milho, arroz, trigo) Gluconacetobacter cana-de-açúcar Azospirillum

4 Fixação Biológica de Nitrogênio nas leguminosas

5 Importância econômica: Para cada 1000 kg de soja produzidos são necessários 80 kg de N (65 kg alocado nas semente e 15 kg nas raízes, caule e folhas). Safra 2002/2003: 2,765 kg ha -1 N necessário: 220 kg ha -1 A eficiência das plantas nos trópicos quanto a utilização de N- fertilizante é de 60%. 360 kg N ou 800 kg de uréia (45% N) US$ 0,20 kg -1 US$ 160 ha -1 17,95 milhões de ha US$ 2,87 bilhões Inoculação: R$ 5,00 ha -1

6 Inoculação: Estabelecimento de um programa de seleção e identificação de estirpes para cada legume de interesse. Alta capacidade de fixar N 2 com todas as cultivares comumente utilizadas nos programas de melhoramento. Competitivas com rizóbios indígenas ou naturalizados. Tolerância a estresses ambientais. Habilidade de persistir nos solos Performance em meio de cultura e estoque Estabilidade genética Habilidade de sobreviver nas sementes Seleção para: Ecossistemas específicos Estresses específicos Cultivares específicas

7 Expansão da cultura da soja no Brasil 1940 primeiro cultivo comercial 1960 estímulo a produção (cultura de verão) 1970 Expansão para o cerrado

8 Melhoramento produtividade e ocupação do cerrado Priorizar a FBN nos programas de melhoramento

9 Inoculação - Os primeiros inoculantes utilizados foram importados dos EUA - Avaliação da performance destes inoculantes com cultivares locais e tolerância a solos ácidos SEMIA

10 Estabelecimento de população de Bradyrhizobium nos solos cultivados com soja. Eficiência simbiótica SEMIA competitividade

11 Expansão da soja nos cerrados Falhas na nodulação: Produção de antibióticos por actinomicetos; Longos períodos de seca; Altas temperaturas (40ºC); Baixa fertilidade; Solo ácido; Al tóxico. Cultivar IAC-2 29W = SEMIA Tolerante a antibióticos Compatibilidade com a cultivar IAC-2

12 Melhoristas - Novas cultivares mais produtivas Microbiologistas Identificar linhagens que combinassem alta capacidade de fixar N2 e tolerância as condições estressantes do cerrado. CB1809 SEMIA566 Isolar bactérias do solo CPAC15 =SEMIA5079 Identificar variantes em culturas puras CPAC 7 = SEMIA5080

13 Recomendadas: CPAC7, CPAC15, SEMIA587 e 29W ( > 103 cel. g-1 solo)

14

15

16 Efeitos da re-inoculação e da adição de N-fertilizante na produção de soja (kg ha -1 ) em solos com população estabelecida de Bradirizóbios ( > 10 3 cel. g -1 solo) Tratamento Londrina Região Sul Ponta Grossa Goiânia Cerrados Planaltina Não inoculado 3,836 a 2,697 b 2,341 a 2,483 a Não inoculado + uréia 3,434 b 2,872 ab 2,432 a 2,660 a Inoculado com estirpes eficientes 4,025 a 2,912 a 2,462 a 3,119 a CV (%) 9,9 8,1 8,8 7,0 200 kg de N ha -1, divididos na emergência e início do florescimento Hungria et al., 2005

17 Alan Alves Pereira

18 Alan Alves Pereira

19

20

21

22 Johanna Dobereiner Por que as pastagens nativas, abundantes em várias regiões do país, permaneciam sempre verdes, sem que ninguém nunca as adubasse com fertilizantes nitrogenados? Como foi possível, da mesma forma, cultivar a cana-de-açúcar no Brasil sem adubação no decorrer de vários séculos? Esses fenômenos só poderiam ser explicados pela fixação biológica do nitrogênio. Em 1953 ela publicaria "Azotobacter em solos ácidos". Norman Borlaug, prêmio Nobel da Paz, chamado de "pai da 'revolução verde'", que, em visita a Johanna, lhe disse: "O que você faz aqui é muito melhor que aquilo que fiz".