Acessando e disponibilizando, de forma biológica, fósforo para as diferentes culturas agrícolas - Microrganismos solubilizadores de fósforo!

O Fósforo (P) é um dos elementos essenciais necessários para o desenvolvimento das plantas, uma vez que desempenha diversas funções fisiológicas e bioquímicas nos vegetais. Ainda, existem vários componentes básicos a nível celular que requerem P para sua estrutura e para correto desempenho das atividades biológicas, entre eles DNA, RNA, ATP, NADPH e os fosfolipídios. 

O P é requerido no processo de transferência e estocagem de energia na molécula de Trifosfato de Adenosina (ATP), para síntese e estruturação de DNA e RNA e como um dos principais componentes da membrana citoplasmática (fosfolipídios), atuando na sua função e estabilidade, bem como afetando os sistemas de transporte de membrana.

Como exemplo final, podemos considerar ação do P nos processo fotossintético de fixação de CO2. Devido o P constituir a ribulose-1,5-bifostato e a frutose-6-fosfato, uma nutrição deficiente em P, poderá causar sérios prejuízos ao processo da fotossíntese e desta forma, reduzir taxas de produtividade em sistemas agrícolas. 

Na tentativa de incrementar a fertilização dos solos agrícolas com este nutriente, o Brasil adicionou mais de 22,8 milhões de toneladas de P nos solos nos últimos 50 anos. E de acordo com as projeções para 2050, serão 105 milhões de toneladas. Considerando ainda que em 2008, houve um aumento no preço da rocha de fosfato em cerca de 800% (Embrapa, 2018), podemos considerar que o uso deste fertilizante representa um custo elevado para a produção agrícola Brasileira.

Diversos microrganismos do solo são capazes de solubilizar e mineralizar o fósforo insolúvel do solo para o crescimento das plantas. Este grupo de microrganismos são classificados como Microrganismos Solubilizadores de Fósforo - MSF. Os MSF solubilizam fósforo inorgânico insolúvel (mineral) e mineralizam fósforo orgânico insolúvel.

Um grande número de MSF têm sido reportado na literatura como tendo a capacidade em solubilizar e mineralizar P. 

Entre as bactérias reportadas estão: Pseudomonas spp.,  Agrobacterium spp., Bacillus circulans, Azotobacter, Burkholderia, Enterobacter, Erwinia, Kushneria, Paenibacillus, Ralstonia, Rhizobium, Rhodococcus, Serratia, Bradyrhizobium, Salmonella, Sinomonas e Thiobacillus.

Entre os fungos podemos encontrar: Achrothcium, Alternaria, Arthrobotrys, Aspergillus, Cephalosporium, Cladosporium, Curvularia, Cunninghamella, Chaetomium, Fusarium, Glomus, Helminthosporium, Micromonospora, Mortierella, Myrothecium, Oidiodendron, Paecilomyces, Penicillium, Phoma, Pichia fermentans, Populospora, Pythium, Rhizoctonia, Rhizopus, Saccharomyces, Schizosaccharomyces, Schwanniomyces, Sclerotium, Torula, Trichoderma e Yarrowia. 

Além disso, cerca de 20% das Actinobactérias são reportadas como possuindo a capacidade em solubilizar e mineralizar P, entre elas estão algumas pertencentes aos gêneros Actinomyces, Micromonospora e Streptomyces. Algumas algas como cianobactérias possuem atividade para solubilização de P.

Quais mecanismos que estes microrganismos utilizam para desempenhar esta função?

Para a solubilização de P inorgânico existem muitas evidências que apontam que ácidos orgânicos, sideróforos, prótons íons hidroxila e CO2, seriam as principais vias para solubilização do mineral. De todos os ácidos orgânicos, o ácido glucônico é o agente mais frequente de solubilização de fosfato mineral; ele quela os cátions ligados ao fosfato, tornando o fosfato disponível para as plantas. A solubilização ainda é possível por meio de ácidos inorgânicos e por enzimas.

Já o processo de mineralização de P orgânico é mediado por diferentes grupos de enzimas, entre elas as fosfatases (ácidas ou alcalinas) e as fitases. Estas últimas degradam fitatos, liberando P em uma forma assimilável pelas plantas.

O uso de inoculantes contendo microrganismos com a capacidade de mineralizar ou solubilizar P é uma excelente estratégia para reduzir a adição de P nos solos, consequentemente reduzir custos de produção. 

Já existem produtos biológicos no mercado nacional que entregam um excelente resultado de campo, quando comparados com tratamentos que não utilizaram o produto. Uma das grandes vantagens destes produtos é o fato dos microrganismos colonizarem a rizosfera de atuarem no nutriente tornando-o disponível para diversas culturas, o que aumenta o seu espectro de ação. Para soja, por exemplo, houve um incremento médio de 4,4 sacas por hectare e para o milho cerca de 12 sacas adicionais, o que de forma geral rendeu 105 milhões de reais para o País no ano de 2020.

O uso da tecnologia de biológicos para a agricultura tem se mostrado uma excelente ferramenta para elevar a produtividade agrícola Nacional com foco na sustentabilidade. 

Fontes:

Alori ET., Glick BR., Babalola OO. Microbial Phosphorus Solubilization and Its Potential for Use in Sustainable Agriculture. Frontiers in Microbiology, 2017;8:971  DOI=10.3389/fmicb.2017.00971    

Chen Q, Liu S. Identification and Characterization of the Phosphate-Solubilizing Bacterium Pantoea sp. S32 in Reclamation Soil in Shanxi, China. Frontiers in Microbiology, 2019;10:2171 DOI=10.3389/fmicb.2019.02171 

Withers PJA, Rodrigues M, Soltangheisi A, et al. Transitions to sustainable management of phosphorus in Brazilian agriculture. Sci Rep. 2018;8(1):2537. Published 2018 Feb 7. doi:10.1038/s41598-018-20887-z

Brasil adicionou 22,8 milhões de toneladas de fósforo em seus solos nos últimos 50 anos - Portal Embrapa