·
Agronomia ·
Produção Agrícola
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AVALIAÇÃO DE Methylobacterium symbioticum NA FIXAÇÃO DE NITROGÊNIO EM TRIGO Santo Augusto RS 202 5 SUMÁRIO 1 TEMA DO ESTUDO 4 2 PROBLEMA E JUSTIFICATIVA 5 21 PROBLEMA 5 22 JUSTIFICATIVA 6 3 OBJETIVOS 6 31 OBJETIVO GERAL 6 32 OBJETIVO ESPECÍFICO 6 4 REVISÃO DE LITERATURA 7 41 TRIGO 7 42 ADUBAÇÃO NITROGENADA 8 43 Methylobacterium symbioticum 8 44 USO DE Methylobacterium symbioticum NA AGRICULTURA 9 5 HIPÓTESES 10 6 METODOLOGIA 10 7 RESULTADOS ESPERADOS 12 8 CRONOGRAMA 13 REFERÊNCIAS 14 1 TEMA DO ESTUDO A fixação biológica de nitrogênio FBN é um processo essencial para sustentabilidade agrícola pois permite a conversão do nitrogênio atmosférico N ₂ em formas assimiláveis pelas plantas reduzindo a ssim a dependência de fertilizantes sintéticos O uso intensivo d os fertilizantes sintéticos está associado a impactos ambientais negativos como a emissão de gases de efeito estufa e a contaminação de recursos hídricos Nesse contexto a adoção de bioinoculantes que promovem a FBN surge como uma alternativa promissora para a agricultura sustentável C osta 2023 O gênero Methylobacterium é composto por bactérias metilotróficas que habitam a filosfera das plantas e possuem a capacidade de fixar nitrogênio atmosférico A espécie Methylobacterium symbioticum tem se destacado por sua habilidade de colonizar tecidos foliares e fornecer nitrogênio diretamente às plantas Essa bactéria pode reduzir significativamente a necessidade de fertilizantes nitrogenados nas culturas além de aumentar a capacidade fotossintética das plantas tratadas Arrobas et al 2024 A aplicação foliar de M symbioticum permite que a bactéria penetre nos estômatos das folhas e colonize o xilema facilitando a distribuição do nitrogênio fixado por toda a planta Essa abordagem não apenas melhora a eficiência do uso do nitrogênio mas também reduz a atividade da enzima nitrato redutase indicando uma menor dependência da absorção de nitrato pelas raízes Consequentemente as plantas podem redirecionar a energia economizada para o crescimento vegetativo e o desenvolvimento reprodutivo Arrobas et al 2024 Embora os benefícios da aplicação de M symbioticum tenham sido evidenciados em diversas culturas como milho e morango Vera et al 2024 há uma lacuna de conhecimento quanto à sua eficácia na cultura do trigo Considerando a importância do trigo na alimentação global e os desafios associados à sua produção sustentável é fundamental investigar o potencial dessa bactéria como bioinoculante para essa cultura EMBRAPA 202 2 Portanto o presente trabalho tem como objetivo avaliar a capacidade de M symbioticum na fixação de nitrogênio atmosférico em plantas de trigo bem como analisar os efeitos dessa aplicação no crescimento desenvolvimento e produtividade da cultura 2 PROBLEMA E JUSTIFICATIVA 21 PROBLEMA A agricultura moderna enfrenta o desafio de equilibrar a alta produtividade com a sustentabilidade ambiental O uso intensivo de fertilizantes nitrogenados sintéticos tem levado a sérios impactos ecológicos como a emissão de óxido nitroso N ₂ O que é um potente gás de efeito estufa e a contaminação de corpos dágua por nitratos prejudicando a qualidade ambiental e elevando os custos de produção W alling Vanneckhaute 202 2 Nesse contexto a fixação biológica de nitrogênio FBN surge como uma alternativa promissora permitindo que microrganismos convertam o nitrogênio atmosférico em formas assimiláveis pelas plantas Embora a FBN seja amplamente conhecida em leguminosas por meio da associação simbiótica com rizóbios em gramíneas como o trigo essa abordagem ainda é pouco explorada Assim bactérias não simbióticas como M symbioticum chamam atenção por sua capacidade de fixar nitrogênio e promover o crescimento vegetal por vias alternativas como a colonização de tecidos foliares e a influência na atividade fotossintética Vera et al 2024 Estudos realizados com milho e morango Vera et al 2024 já indicaram resultados positivos no desempenho agronômico das culturas após a aplicação de M symbioticum mas ainda são escassas as evidências científicas que comprovem sua eficácia no trigo especialmente em condições de campo Dessa forma surge o seguinte problema de pesquisa a aplicação de M symbioticum pode contribuir significativamente para a fixação biológica de nitrogênio e o desempenho agronômico do trigo reduzindo a necessidade de fertilizantes sintéticos em condições reais de cultivo Ess e estudo se mostra relevante não apenas para ampliar o conhecimento sobre o potencial dessa bactéria mas também para oferecer alternativas mais sustentáveis ao manejo de nutrientes em gramíneas de interesse econômico 22 JUSTIFICATIVA A necessidade de sistemas agrícolas mais sustentáveis tem impulsionado a busca por alternativas que reduzam a dependência de insumos sintéticos promovendo a eficiência no uso de nutrientes e a conservação ambiental O uso de bioinoculantes que promovem a FBN representa uma inovação relevante na agricultura moderna especialmente em culturas que historicamente não se beneficiavam dessa capacidade Freitas Rodrigues 2010 Oliveira et al 2022 A introdução de tecnologias biológicas que otimizem a absorção de nutrientes pode tornar a produção de trigo mais competitiva e sustentável O trigo cereal amplamente cultivado no Brasil e no mundo apresenta alta demanda por nitrogênio o que aumenta os custos de produção e os riscos ambientais EMBRAPA 202 2 A aplicação de M symbioticum como bioinoculante pode reduzir a necessidade de fertilizantes nitrogenados sintéticos promovendo uma agricultura mais ecológica e economicamente viável Estudos indicam que a inoculação de microrganismos fixadores de nitrogênio pode resultar em ganhos significativos de produtividade e sustentabilidade Souza et al 201 6 Assim há a necessidade de avaliar experimentalmente a eficácia de M symbioticum na cultura do trigo contribuindo com dados científicos para a validação de seu uso em larga escala Os resultados obtidos poderão subsidiar futuras pesquisas e recomendações técnicas para o uso de bioinsumos e estimular a adoção de práticas agrícolas mais ecológicas e eficientes 3 OBJETIVOS 3 1 OBJETIVO GERAL Avaliar a eficácia de M symbioticum na fixação biológica de nitrogênio e no desempenho agronômico da cultura do trigo em condições de campo com foco na redução da dependência de fertilizantes nitrogenados sintéticos 32 OBJETIVO ESPECÍFICO Avaliar a capacidade de fixação de nitrogênio de M symbioticum Analisar o impacto do inoculante no crescimento das plantas de trigo Comparar a produtividade das plantas tratadas com M symbioticum com a testemunha Determinar a dose ideal de inoculante para otimizar a fixação de nitrogênio e o desempenho da cultura Contribuir para o desenvolvimento de práticas agrícolas mais sustentáveis no cultivo de trigo 4 REVI S ÃO DE LITERATURA 41 TRIGO O trigo Triticum aestivum é uma das principais culturas agrícolas do mundo sendo fundamental para a segurança alimentar global No Brasil destacase como a principal cultura de inverno com significativa importância econômica especialmente nas regiões Sul e CentroOeste A produção brasileira de trigo tem apresentado crescimento nos últimos anos impulsionado por investimentos em pesquisa e tecnologia além da demanda crescente por produtos derivados do cereal como farinha e pães Souza Filho 2021 A produtividade do trigo no Brasil tem evoluído ao longo das últimas décadas Entre 1970 e 1984 a produtividade média foi de 1139 kgha enquanto entre 1995 e 2003 situouse acima de 1500 kgha Atualmente algumas cooperativas têm obtido médias superiores a 2500 kgha refletindo avanços significativos na produtividade da cultura CONAB 2023 A expansão da área cultivada com trigo no Brasil tem sido observada especialmente em estados como Paraná Rio Grande do Sul e Goiás A rentabilidade do produtor tem superado os 30 na última safra indicando aumento de área de cultivo de trigo em todo o país EMBRAPA 202 2 O trigo é utilizado principalmente na indústria alimentícia sendo matériaprima para a produção de pães massas biscoitos e outros produtos Além disso também é empregado na fabricação de ração animal e amidos ampliando seu mercado de consumo Apesar dos avanços a produção de trigo no Brasil enfrenta desafios relacionados a pragas doenças e condições climáticas adversas O manejo adequado e o uso de tecnologias apropriadas são essenciais para mitigar esses problemas e garantir a sustentabilidade da cultura Oliveira et al 202 4 42 ADUBAÇÃO NITROGENADA A adubação nitrogenada é fundamental para o cultivo do trigo influenciando diretamente a produtividade e a qualidade dos grãos Estudos indicam que a aplicação de nitrogênio em doses adequadas pode aumentar significativamente o rendimento da cultura EMBRAPA 2014 A eficiência agronômica do nitrogênio está relacionada ao momento de aplicação os resultados de Costa et al 20 13 demonstraram que a divisão da dose em estádios ontogênicos específicos como perfilhamento e alongamento do colmo resulta em melhor aproveitamento do nutriente e incremento na produtividade No entanto o uso excessivo de fertilizantes nitrogenados pode acarretar impactos ambientais negativos Frizzone 1996 relataram que doses superiores a 160 kgha de nitrogênio associadas a altos níveis de irrigação podem reduzir o peso de mil grãos e aumentar o abortamento de perfilhos Além disso a aplicação de doses elevadas de nitrogênio pode levar à lixiviação de nitratos contaminando corpos dágua e contribuindo para a eutrofização Assim é essencial um manejo adequado da adubação nitrogenada para minimizar esses efeitos adversos Para minimizar os impactos ambientais e melhorar a eficiência do uso do nitrogênio práticas como a inoculação com bactérias fixadoras de nitrogênio têm sido estudadas Galindo 201 5 avaliaram a inoculação com Azospirillum brasilense associada a diferentes doses de nitrogênio e observaram que a combinação da inoculação com 140 kgha de nitrogênio proporcionou as maiores produtividades de grãos de trigo irrigado no Cerrado Esses resultados sugerem que a integração de práticas biológicas e químicas pode ser uma estratégia eficaz para otimizar a adubação nitrogenada promovendo a sustentabilidade da produção agrícola 4 3 Methylobacterium symbioticum Methylobacterium symbioticum é uma bactéria endofítica que possui a capacidade de fixar nitrogênio atmosférico fornecendo uma fonte adicional de nitrogênio para as plantas Essa capacidade é particularmente importante em situações em que o fornecimento de nitrogênio é limitado ou quando se busca reduzir o uso de fertilizantes sintéticos A fixação biológica de nitrogênio por M symbioticum ocorre principalmente por meio da colonização dos tecidos foliares da planta A bactéria entra nas folhas por meio dos estômatos e uma vez dentro da planta converte o N ₂ atmosférico em formas assimiláveis como amônia que são utilizadas pela planta para seu crescimento e desenvolvimento Valente et al 2024 Além da fixação de nitrogênio M symbioticum também pode produzir substâncias que promovem o crescimento vegetal como hormônios vegetais vitaminas e enzimas Esses compostos podem estimular o crescimento das plantas melhorar a eficiência no uso de nutrientes e aumentar a resistência a estresses ambientais Arrobas Rodrigues 2024 A aplicação de M symbioticum como bioinoculante tem mostrado resultados promissores em diversas cultura s Estudos indicam que a inoculação com essa bactéria pode melhorar a produtividade das culturas reduzir a necessidade de fertilizantes nitrogenados e promover práticas agrícolas mais sustentáveis Rodrigues et al 2024 Apesar dos benefícios potenciais a adoção de M symbioticum na agricultura requer mais pesquisas para entender completamente sua interação com diferentes cultivares e condições ambientais A avaliação de sua eficácia em campo em diferentes regiões e sistemas de cultivo é essencial para sua recomendação generalizada Rodrigues et al 2024 4 4 USO DE Methylobacterium symbioticum NA AGRICULTURA O uso de M symbioticum na agricultura busca reduzir a dependência de fertilizantes nitrogenados sintéticos promovendo uma agricultura mais sustentável e com menor impacto ambiental A aplicação foliar dessa bactéria permite que ela colonize os tecidos das plantas e inicie o processo de fixação de nitrogênio diretamente onde é mais necessário Rodrigues et al 2024 Além da fixação de nitrogênio M symbioticum pode melhorar a eficiência no uso de nutrientes aumentar a resistência a estresses abióticos e promover o crescimento das plantas Esses benefícios podem resultar em maior produtividade e qualidade das culturas com menor necessidade de insumos externos Valente et al 2024 A adoção de M symbioticum como bioinoculante requer cuidados na aplicação e manejo para garantir sua eficácia Fatores como a dose o momento da aplicação e as condições ambientais devem ser considerados para otimizar os resultados Rodrigues et al 2024 Estudos em diversas culturas têm demonstrado os benefícios do uso de M symbioticum No trigo por exemplo a inoculação com essa bactéria tem mostrado potencial para melhorar a fixação de nitrogênio e o desempenho agronômico da cultura especialmente em condições de campo Valente et al 2024 A implementação de M symbioticum na agricultura pode contribuir para a sustentabilidade do sistema produtivo reduzindo a necessidade de fertilizantes sintéticos melhorando a eficiência no uso de nutrientes e promovendo práticas agrícolas mais ecológicas Rodrigues et al 2024 5 HIPÓTESES A aplicação de M symbioticum promove a fixação biológica significativa de nitrogênio em plantas de trigo reduzindo a necessidade de adubação nitrogenada sintética 6 METODOLOGIA O experimento será conduzido em uma propriedade rural localizada no município de Coronel Bicaco no estado do Rio Grande do Sul coordenadas geográficas S 27º431530 O 53º433767 A área experimental possui solo classificado como Latossolo Vermelho distroférrico típico de textura argilosa LEMOS 1973 com histórico de 30 anos no sistema de plantio direto na palha SPD e de cultivo de soja na safra anterior O preparo do solo será realizado em SPD mantendose a palhada da cultura antecessora conforme preconizado pelas boas práticas de conservação do solo e da umidade A cultivar de trigo a ser utilizada será ORS Feroz com base em seu desempenho regional resistência a doenças e adequação ao sistema de produção local A semeadura está prevista para ocorrer na primeira quinzena de junho respeitando a época recomendada de semeadura determinada pelo zoneamento agrícola da cultura na região conforme portaria SPAMAPA nº 373 de 16 de agosto de 2024 para o cultivo no anosafra 20242025 O espaçamento entre fileiras será de 17 cm e a densidade de semeadura será ajustada para garantir uma população final de aproximadamente 350 plantas por metro quadrado conforme recomendações do informativo da detentora OR genética de sementes OR SEMENTES 2018 A adubação de base será na formulação NPK 115200 fosfato monoamônico com dose de 120 Kgha 1 adubação de cobertura NPK 000060 cloreto de potássio com dose de 100 Kgha 1 e adubação nitrogenada NPK 460000 com dose de 120 Kgha 1 A adubação será r ealizada de acordo com análise química do solo e recomendações técnicas para a cultura com aplicação de fósforo potássio e nitrogênio conforme exigência da cultivar BRASIL 2023 A ureia será aplicada em cobertura no estádio fenológico início do afilhamento e a inoculação com Methylobacterium symbioticum será realizada após a aplicação da uréia até o início do alongamento por meio de pulverização foliar A aplicação será feita no período da manhã para evitar perdas por evaporação com volume de calda de aproximadamente 1 00 L há o produto comercial que será utilizado no experimento é Utrisha N que possui cepa SB23 na concentração de 3x10⁷ UFCg O delineamento experimental será em blocos casualizado s com cinco tratamentos T0 Testemunha sem aplicação controle T1 Aplicação de 200 gha do inoculante T2 Aplicação de 400 gha do inoculante T3 Aplicação de 600 gha do inoculante T4 Aplicação de 800 gha do inoculante e quatro repetições totalizando 20 parcelas Cada parcela terá 27 fileiras de trigo com 10 metros de comprimento sendo consideradas as fileiras centrais em 2 m² para avaliação com descarte das bordaduras Os tratamentos consistirão nas seguintes doses T0 Testemunha sem aplicação controle T1 Aplicação de 200 gha do inoculante T2 Aplicação de 400 gha do inoculante T3 Aplicação de 600 gha do inoculante T4 Aplicação de 800 gha do inoculante Durante o ciclo da cultura todas as demais práticas de manejo como controle de plantas daninhas pragas e doenças serão realizadas de acordo com a necessidade a as recomendações técnicas para o cultivo de trigo BRASIL 2023 Ao final do ciclo será realizada a colheita manual das parcelas úteis para análise dos seguintes parâmetros agronômicos Produtividade de grãos kgha A produtividade de grãos será determinada pela coleta das plantas contidas nas 3 linhas centrais de cada parcela Após a trilha mecânica os grãos serão quantificados e os dados transformados em Kg ha 1 a umidade de 13 base úmida Peso de mil sementes PMS O peso de 1000 sementes será determinado com contagem de 8 repetições de 100 sementes e pesagem em balança analítica Brasil 2009 Os resultados são expressos em gramas Peso hectolitro pH A determinação do PH para cada tratamento será realizada em medidor de peso do hectolitro tendo por princípio a pesagem de volume conhecido de sementes O p H foi será obtido pela massa de sementes contidas em 125 mL por tratamento transformado para massa de sementes que ocupa o volume de 100 L Brasil 1992 Os dados obtidos serão submetidos à análise estatística utilizandose análise de variância ANOVA e os efeitos dos tratamentos serão avaliados pelo teste de Skott Knott p 005 com o programa SISVAR 7 RESULTADOS ESPERADOS Esperase que os resultados deste estudo demonstrem a eficiência da bactéria Methylobacterium symbioticum na fixação biológica de nitrogênio FBN em plantas de trigo cultivadas sob condições de campo A aplicação do inoculante deve proporcionar melhorias significativas na absorção de nitrogênio pelas plantas proporcionando maior crescimento vegetativo incremento na produtividade de grãos e melhora nos indicadores agronômicos número de grãos por espiga altura das plantas e peso da matéria seca Esse estudo visa fornecer subsídios confiáveis para futuras pesquisas e aplicações práticas consolidando o uso da bactéria como uma ferramenta biotecnológica promissora no contexto da agricultura moderna A geração de dados consistentes permitirá avaliar com precisão a resposta do trigo ao inoculante em diferentes doses estabelecendo limites ótimos para seu uso em sistemas de produção comercial 8 CRONOGRAMA Tabela 1 Cronograma de atividades a serem desenvolvidas ao longo do projeto Atividades Meses 2025 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Levantamento bibliográfico e definição da metodologia x x x x Delimitação da área e preparo do solo x x x Compra de insumos e sementes x x x Semeadura e instalação do experimento x x x Aplicação do inoculante e tratos culturais x x x x x x Monitoramento e coleta de dados em campo x x x x Colheita e avaliação das variáveis agronômicas x Análise estatística e interpretação dos dados x Redação do relatório e capítulos da monografia x x x Revisão e ajustes finais x Entrega e apresentação da monografia x Fonte Autor 202 5 REFERÊNCIAS ARROBAS M CORREIA CM RODRIGUES MÂ Methylobacterium symbioticum Applied as a Foliar Inoculant Was Little Effective in Enhancing Nitrogen Fixation and Lettuce Dry Matter Yield Sustainability v 16 n11 2024 DOI 103390su1611451 COMPANHIA NACIONAL DE ABASTECIMENTO CONAB Análise mensal de julho Trigo Brasília 2023 p 7 COSTA M M M N Fixação biológica de Nitrogênio uma revisão Campina Grande Embrapa Algodão Série Documentos CNPA 2023 34 p COSTA L ZUCARELI C RIEDE CR Parcelamento da adubação nitrogenada no desempenho produtivo de genótipos de trigo Revista Ciência Agronômica v 44 n 2 p 215224 2013 CUNHA G R HAAS J C MALUF J R T CARAMORI P H ASSAD E D BRAGA H J ZULLO JR J LAZZAROTTO C GONÇALVES S WREGE M BRUNETTA D DOTTO S R PINTO H S BRUNINI O THOMÉ V M R ZAMPIERI S L PASINATO A PIMENTEL M B M PANDOLFO C Zoneamento agrícola e época de semeadura para trigo no Brasil Revista Brasileira de Agrometeorologia v9 n3 p400414 2001 EMBRAPA Informações Técnicas Trigo e Triticale Safra 2023 2023 REUNIÃO DA COMISSÃO BRASILEIRA DE PESQUISA DE TRIGO E TRITICALE Disponível em httpswwwinfotecacnptiaembrapabrinfotecabitstreamdoc11535361InformacoesTecnicasTrigoTriticaleSafra2023pdf Acesso em 15 maio 2025 EMBRAPA Informações técnicas para trigo e triticale safra 2023 REUNIÃO DA COMISSÃO BRASILEIRA DE PESQUISA DE TRIGO E TRITICALE 15 2022 Brasília DF EMBRAPA Influência do nitrogênio na qualidade do trigo Portal Embrapa 23 set 2014 Disponível em httpswwwembrapabrbuscadenoticiasnoticia2085244influenciadonitrogenionaqualidadedotrigo Acesso em 8 maio 2025 ORSEMENTES Folder Trigo Feroz Disponível em httpswwworsementescombrcultivares2orsferoz Acesso em 26 maio 2025 FREITAS ICV RODRIGUES MB Fixação biológica do nitrogênio na cultura do milho Agropecuária Técnica v 31 n 2 p 143 154 2010 FRIZZONE J A Irrigação na agricultura 1 ed Piracicaba ESALQUSP 1996 LEMOS R C de Levantamento de reconhecimento dos solos do Estado do Rio Grande do Sul Recife Divisão de Pesquisa Pedológica 1973 Disponível em httpswwwinfotecacnptiaembrapabrinfotecahandledoc331173 Acesso em 26 maio 2025 GALINDO F S Desempenho agronômico do milho e do trigo em função da inoculação com Azospirillum brasilense e doses e fontes de nitrogênio 153 p 2015 Dissertação Mestrado em Agronomia Faculdade de Engenharia Unesp Câmpus de Ilha Solteira OLIVEIRA A M COSTA M R GRAZZIOTTI P H ABREU C M BISPO NS ROA J PB SILVA D M MIRANDA J M Brazilian scenario of inoculant production A look at patents Revista Brasileira de Ciência do Solo v 46 p 114 2022 OLIVEIRA JVS CRISTINO LVM LIMA RP Desafios e oportunidades do cultivo de trigo no cerrado Facit Business an technology Journal v1 n56 p 116 2024 RODRIGUES M Â CORREIA C M ARROBAS M The Application of a Foliar Spray Containing Methylobacterium symbioticum Had a Limited Effect on Crop Yield and Nitrogen Recovery in Field and PotGrown Maize Plants v 13 n 20 2024 SOUZA GLOD SILVA DF NIETSCHE S XAVIER AA PEREIRA MCT Endophytic bacteria used as bioinoculants in micropropagated banana seedlings Revista Brasileira de Fruticultura v 39 n2 p 110 2017 SOUZA R G FILHO J E R V Produção de trigo no Brasil análise de políticas econômicas e seus impactos Revista de Política Agrícola v 30 n 2 p 45 2021 VALENTE F PANOZZO A BOZZOLIN F BARION G BOLLA PK BERTIN V POTESTIO S VISIOLI G WANG Y VAMERALI T Growth Photosynthesis and Yield Responses of Common Wheat to Foliar Application of Methylobacterium symbioticum under Decreasing Chemical Nitrogen Fertilization Agriculture v 14 n 10 2024 VERA R T BERNABÉ GARCÍA AJ CARMONA ÁLVAREZ FJ et al Application and effectiveness of Methylobacterium symbioticum as a biological inoculant in maize and strawberry crops Folia Microbiol v 69 p 121131 2024 WALLING E VANEECKHAUTE C Nitrogen fertilizers and the environment In Nitrate handbook environmental agricultural and health effects 1 ed Boca Raton CRC Press 2022 p 426 2 2
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AVALIAÇÃO DE Methylobacterium symbioticum NA FIXAÇÃO DE NITROGÊNIO EM TRIGO Santo Augusto RS 202 5 SUMÁRIO 1 TEMA DO ESTUDO 4 2 PROBLEMA E JUSTIFICATIVA 5 21 PROBLEMA 5 22 JUSTIFICATIVA 6 3 OBJETIVOS 6 31 OBJETIVO GERAL 6 32 OBJETIVO ESPECÍFICO 6 4 REVISÃO DE LITERATURA 7 41 TRIGO 7 42 ADUBAÇÃO NITROGENADA 8 43 Methylobacterium symbioticum 8 44 USO DE Methylobacterium symbioticum NA AGRICULTURA 9 5 HIPÓTESES 10 6 METODOLOGIA 10 7 RESULTADOS ESPERADOS 12 8 CRONOGRAMA 13 REFERÊNCIAS 14 1 TEMA DO ESTUDO A fixação biológica de nitrogênio FBN é um processo essencial para sustentabilidade agrícola pois permite a conversão do nitrogênio atmosférico N ₂ em formas assimiláveis pelas plantas reduzindo a ssim a dependência de fertilizantes sintéticos O uso intensivo d os fertilizantes sintéticos está associado a impactos ambientais negativos como a emissão de gases de efeito estufa e a contaminação de recursos hídricos Nesse contexto a adoção de bioinoculantes que promovem a FBN surge como uma alternativa promissora para a agricultura sustentável C osta 2023 O gênero Methylobacterium é composto por bactérias metilotróficas que habitam a filosfera das plantas e possuem a capacidade de fixar nitrogênio atmosférico A espécie Methylobacterium symbioticum tem se destacado por sua habilidade de colonizar tecidos foliares e fornecer nitrogênio diretamente às plantas Essa bactéria pode reduzir significativamente a necessidade de fertilizantes nitrogenados nas culturas além de aumentar a capacidade fotossintética das plantas tratadas Arrobas et al 2024 A aplicação foliar de M symbioticum permite que a bactéria penetre nos estômatos das folhas e colonize o xilema facilitando a distribuição do nitrogênio fixado por toda a planta Essa abordagem não apenas melhora a eficiência do uso do nitrogênio mas também reduz a atividade da enzima nitrato redutase indicando uma menor dependência da absorção de nitrato pelas raízes Consequentemente as plantas podem redirecionar a energia economizada para o crescimento vegetativo e o desenvolvimento reprodutivo Arrobas et al 2024 Embora os benefícios da aplicação de M symbioticum tenham sido evidenciados em diversas culturas como milho e morango Vera et al 2024 há uma lacuna de conhecimento quanto à sua eficácia na cultura do trigo Considerando a importância do trigo na alimentação global e os desafios associados à sua produção sustentável é fundamental investigar o potencial dessa bactéria como bioinoculante para essa cultura EMBRAPA 202 2 Portanto o presente trabalho tem como objetivo avaliar a capacidade de M symbioticum na fixação de nitrogênio atmosférico em plantas de trigo bem como analisar os efeitos dessa aplicação no crescimento desenvolvimento e produtividade da cultura 2 PROBLEMA E JUSTIFICATIVA 21 PROBLEMA A agricultura moderna enfrenta o desafio de equilibrar a alta produtividade com a sustentabilidade ambiental O uso intensivo de fertilizantes nitrogenados sintéticos tem levado a sérios impactos ecológicos como a emissão de óxido nitroso N ₂ O que é um potente gás de efeito estufa e a contaminação de corpos dágua por nitratos prejudicando a qualidade ambiental e elevando os custos de produção W alling Vanneckhaute 202 2 Nesse contexto a fixação biológica de nitrogênio FBN surge como uma alternativa promissora permitindo que microrganismos convertam o nitrogênio atmosférico em formas assimiláveis pelas plantas Embora a FBN seja amplamente conhecida em leguminosas por meio da associação simbiótica com rizóbios em gramíneas como o trigo essa abordagem ainda é pouco explorada Assim bactérias não simbióticas como M symbioticum chamam atenção por sua capacidade de fixar nitrogênio e promover o crescimento vegetal por vias alternativas como a colonização de tecidos foliares e a influência na atividade fotossintética Vera et al 2024 Estudos realizados com milho e morango Vera et al 2024 já indicaram resultados positivos no desempenho agronômico das culturas após a aplicação de M symbioticum mas ainda são escassas as evidências científicas que comprovem sua eficácia no trigo especialmente em condições de campo Dessa forma surge o seguinte problema de pesquisa a aplicação de M symbioticum pode contribuir significativamente para a fixação biológica de nitrogênio e o desempenho agronômico do trigo reduzindo a necessidade de fertilizantes sintéticos em condições reais de cultivo Ess e estudo se mostra relevante não apenas para ampliar o conhecimento sobre o potencial dessa bactéria mas também para oferecer alternativas mais sustentáveis ao manejo de nutrientes em gramíneas de interesse econômico 22 JUSTIFICATIVA A necessidade de sistemas agrícolas mais sustentáveis tem impulsionado a busca por alternativas que reduzam a dependência de insumos sintéticos promovendo a eficiência no uso de nutrientes e a conservação ambiental O uso de bioinoculantes que promovem a FBN representa uma inovação relevante na agricultura moderna especialmente em culturas que historicamente não se beneficiavam dessa capacidade Freitas Rodrigues 2010 Oliveira et al 2022 A introdução de tecnologias biológicas que otimizem a absorção de nutrientes pode tornar a produção de trigo mais competitiva e sustentável O trigo cereal amplamente cultivado no Brasil e no mundo apresenta alta demanda por nitrogênio o que aumenta os custos de produção e os riscos ambientais EMBRAPA 202 2 A aplicação de M symbioticum como bioinoculante pode reduzir a necessidade de fertilizantes nitrogenados sintéticos promovendo uma agricultura mais ecológica e economicamente viável Estudos indicam que a inoculação de microrganismos fixadores de nitrogênio pode resultar em ganhos significativos de produtividade e sustentabilidade Souza et al 201 6 Assim há a necessidade de avaliar experimentalmente a eficácia de M symbioticum na cultura do trigo contribuindo com dados científicos para a validação de seu uso em larga escala Os resultados obtidos poderão subsidiar futuras pesquisas e recomendações técnicas para o uso de bioinsumos e estimular a adoção de práticas agrícolas mais ecológicas e eficientes 3 OBJETIVOS 3 1 OBJETIVO GERAL Avaliar a eficácia de M symbioticum na fixação biológica de nitrogênio e no desempenho agronômico da cultura do trigo em condições de campo com foco na redução da dependência de fertilizantes nitrogenados sintéticos 32 OBJETIVO ESPECÍFICO Avaliar a capacidade de fixação de nitrogênio de M symbioticum Analisar o impacto do inoculante no crescimento das plantas de trigo Comparar a produtividade das plantas tratadas com M symbioticum com a testemunha Determinar a dose ideal de inoculante para otimizar a fixação de nitrogênio e o desempenho da cultura Contribuir para o desenvolvimento de práticas agrícolas mais sustentáveis no cultivo de trigo 4 REVI S ÃO DE LITERATURA 41 TRIGO O trigo Triticum aestivum é uma das principais culturas agrícolas do mundo sendo fundamental para a segurança alimentar global No Brasil destacase como a principal cultura de inverno com significativa importância econômica especialmente nas regiões Sul e CentroOeste A produção brasileira de trigo tem apresentado crescimento nos últimos anos impulsionado por investimentos em pesquisa e tecnologia além da demanda crescente por produtos derivados do cereal como farinha e pães Souza Filho 2021 A produtividade do trigo no Brasil tem evoluído ao longo das últimas décadas Entre 1970 e 1984 a produtividade média foi de 1139 kgha enquanto entre 1995 e 2003 situouse acima de 1500 kgha Atualmente algumas cooperativas têm obtido médias superiores a 2500 kgha refletindo avanços significativos na produtividade da cultura CONAB 2023 A expansão da área cultivada com trigo no Brasil tem sido observada especialmente em estados como Paraná Rio Grande do Sul e Goiás A rentabilidade do produtor tem superado os 30 na última safra indicando aumento de área de cultivo de trigo em todo o país EMBRAPA 202 2 O trigo é utilizado principalmente na indústria alimentícia sendo matériaprima para a produção de pães massas biscoitos e outros produtos Além disso também é empregado na fabricação de ração animal e amidos ampliando seu mercado de consumo Apesar dos avanços a produção de trigo no Brasil enfrenta desafios relacionados a pragas doenças e condições climáticas adversas O manejo adequado e o uso de tecnologias apropriadas são essenciais para mitigar esses problemas e garantir a sustentabilidade da cultura Oliveira et al 202 4 42 ADUBAÇÃO NITROGENADA A adubação nitrogenada é fundamental para o cultivo do trigo influenciando diretamente a produtividade e a qualidade dos grãos Estudos indicam que a aplicação de nitrogênio em doses adequadas pode aumentar significativamente o rendimento da cultura EMBRAPA 2014 A eficiência agronômica do nitrogênio está relacionada ao momento de aplicação os resultados de Costa et al 20 13 demonstraram que a divisão da dose em estádios ontogênicos específicos como perfilhamento e alongamento do colmo resulta em melhor aproveitamento do nutriente e incremento na produtividade No entanto o uso excessivo de fertilizantes nitrogenados pode acarretar impactos ambientais negativos Frizzone 1996 relataram que doses superiores a 160 kgha de nitrogênio associadas a altos níveis de irrigação podem reduzir o peso de mil grãos e aumentar o abortamento de perfilhos Além disso a aplicação de doses elevadas de nitrogênio pode levar à lixiviação de nitratos contaminando corpos dágua e contribuindo para a eutrofização Assim é essencial um manejo adequado da adubação nitrogenada para minimizar esses efeitos adversos Para minimizar os impactos ambientais e melhorar a eficiência do uso do nitrogênio práticas como a inoculação com bactérias fixadoras de nitrogênio têm sido estudadas Galindo 201 5 avaliaram a inoculação com Azospirillum brasilense associada a diferentes doses de nitrogênio e observaram que a combinação da inoculação com 140 kgha de nitrogênio proporcionou as maiores produtividades de grãos de trigo irrigado no Cerrado Esses resultados sugerem que a integração de práticas biológicas e químicas pode ser uma estratégia eficaz para otimizar a adubação nitrogenada promovendo a sustentabilidade da produção agrícola 4 3 Methylobacterium symbioticum Methylobacterium symbioticum é uma bactéria endofítica que possui a capacidade de fixar nitrogênio atmosférico fornecendo uma fonte adicional de nitrogênio para as plantas Essa capacidade é particularmente importante em situações em que o fornecimento de nitrogênio é limitado ou quando se busca reduzir o uso de fertilizantes sintéticos A fixação biológica de nitrogênio por M symbioticum ocorre principalmente por meio da colonização dos tecidos foliares da planta A bactéria entra nas folhas por meio dos estômatos e uma vez dentro da planta converte o N ₂ atmosférico em formas assimiláveis como amônia que são utilizadas pela planta para seu crescimento e desenvolvimento Valente et al 2024 Além da fixação de nitrogênio M symbioticum também pode produzir substâncias que promovem o crescimento vegetal como hormônios vegetais vitaminas e enzimas Esses compostos podem estimular o crescimento das plantas melhorar a eficiência no uso de nutrientes e aumentar a resistência a estresses ambientais Arrobas Rodrigues 2024 A aplicação de M symbioticum como bioinoculante tem mostrado resultados promissores em diversas cultura s Estudos indicam que a inoculação com essa bactéria pode melhorar a produtividade das culturas reduzir a necessidade de fertilizantes nitrogenados e promover práticas agrícolas mais sustentáveis Rodrigues et al 2024 Apesar dos benefícios potenciais a adoção de M symbioticum na agricultura requer mais pesquisas para entender completamente sua interação com diferentes cultivares e condições ambientais A avaliação de sua eficácia em campo em diferentes regiões e sistemas de cultivo é essencial para sua recomendação generalizada Rodrigues et al 2024 4 4 USO DE Methylobacterium symbioticum NA AGRICULTURA O uso de M symbioticum na agricultura busca reduzir a dependência de fertilizantes nitrogenados sintéticos promovendo uma agricultura mais sustentável e com menor impacto ambiental A aplicação foliar dessa bactéria permite que ela colonize os tecidos das plantas e inicie o processo de fixação de nitrogênio diretamente onde é mais necessário Rodrigues et al 2024 Além da fixação de nitrogênio M symbioticum pode melhorar a eficiência no uso de nutrientes aumentar a resistência a estresses abióticos e promover o crescimento das plantas Esses benefícios podem resultar em maior produtividade e qualidade das culturas com menor necessidade de insumos externos Valente et al 2024 A adoção de M symbioticum como bioinoculante requer cuidados na aplicação e manejo para garantir sua eficácia Fatores como a dose o momento da aplicação e as condições ambientais devem ser considerados para otimizar os resultados Rodrigues et al 2024 Estudos em diversas culturas têm demonstrado os benefícios do uso de M symbioticum No trigo por exemplo a inoculação com essa bactéria tem mostrado potencial para melhorar a fixação de nitrogênio e o desempenho agronômico da cultura especialmente em condições de campo Valente et al 2024 A implementação de M symbioticum na agricultura pode contribuir para a sustentabilidade do sistema produtivo reduzindo a necessidade de fertilizantes sintéticos melhorando a eficiência no uso de nutrientes e promovendo práticas agrícolas mais ecológicas Rodrigues et al 2024 5 HIPÓTESES A aplicação de M symbioticum promove a fixação biológica significativa de nitrogênio em plantas de trigo reduzindo a necessidade de adubação nitrogenada sintética 6 METODOLOGIA O experimento será conduzido em uma propriedade rural localizada no município de Coronel Bicaco no estado do Rio Grande do Sul coordenadas geográficas S 27º431530 O 53º433767 A área experimental possui solo classificado como Latossolo Vermelho distroférrico típico de textura argilosa LEMOS 1973 com histórico de 30 anos no sistema de plantio direto na palha SPD e de cultivo de soja na safra anterior O preparo do solo será realizado em SPD mantendose a palhada da cultura antecessora conforme preconizado pelas boas práticas de conservação do solo e da umidade A cultivar de trigo a ser utilizada será ORS Feroz com base em seu desempenho regional resistência a doenças e adequação ao sistema de produção local A semeadura está prevista para ocorrer na primeira quinzena de junho respeitando a época recomendada de semeadura determinada pelo zoneamento agrícola da cultura na região conforme portaria SPAMAPA nº 373 de 16 de agosto de 2024 para o cultivo no anosafra 20242025 O espaçamento entre fileiras será de 17 cm e a densidade de semeadura será ajustada para garantir uma população final de aproximadamente 350 plantas por metro quadrado conforme recomendações do informativo da detentora OR genética de sementes OR SEMENTES 2018 A adubação de base será na formulação NPK 115200 fosfato monoamônico com dose de 120 Kgha 1 adubação de cobertura NPK 000060 cloreto de potássio com dose de 100 Kgha 1 e adubação nitrogenada NPK 460000 com dose de 120 Kgha 1 A adubação será r ealizada de acordo com análise química do solo e recomendações técnicas para a cultura com aplicação de fósforo potássio e nitrogênio conforme exigência da cultivar BRASIL 2023 A ureia será aplicada em cobertura no estádio fenológico início do afilhamento e a inoculação com Methylobacterium symbioticum será realizada após a aplicação da uréia até o início do alongamento por meio de pulverização foliar A aplicação será feita no período da manhã para evitar perdas por evaporação com volume de calda de aproximadamente 1 00 L há o produto comercial que será utilizado no experimento é Utrisha N que possui cepa SB23 na concentração de 3x10⁷ UFCg O delineamento experimental será em blocos casualizado s com cinco tratamentos T0 Testemunha sem aplicação controle T1 Aplicação de 200 gha do inoculante T2 Aplicação de 400 gha do inoculante T3 Aplicação de 600 gha do inoculante T4 Aplicação de 800 gha do inoculante e quatro repetições totalizando 20 parcelas Cada parcela terá 27 fileiras de trigo com 10 metros de comprimento sendo consideradas as fileiras centrais em 2 m² para avaliação com descarte das bordaduras Os tratamentos consistirão nas seguintes doses T0 Testemunha sem aplicação controle T1 Aplicação de 200 gha do inoculante T2 Aplicação de 400 gha do inoculante T3 Aplicação de 600 gha do inoculante T4 Aplicação de 800 gha do inoculante Durante o ciclo da cultura todas as demais práticas de manejo como controle de plantas daninhas pragas e doenças serão realizadas de acordo com a necessidade a as recomendações técnicas para o cultivo de trigo BRASIL 2023 Ao final do ciclo será realizada a colheita manual das parcelas úteis para análise dos seguintes parâmetros agronômicos Produtividade de grãos kgha A produtividade de grãos será determinada pela coleta das plantas contidas nas 3 linhas centrais de cada parcela Após a trilha mecânica os grãos serão quantificados e os dados transformados em Kg ha 1 a umidade de 13 base úmida Peso de mil sementes PMS O peso de 1000 sementes será determinado com contagem de 8 repetições de 100 sementes e pesagem em balança analítica Brasil 2009 Os resultados são expressos em gramas Peso hectolitro pH A determinação do PH para cada tratamento será realizada em medidor de peso do hectolitro tendo por princípio a pesagem de volume conhecido de sementes O p H foi será obtido pela massa de sementes contidas em 125 mL por tratamento transformado para massa de sementes que ocupa o volume de 100 L Brasil 1992 Os dados obtidos serão submetidos à análise estatística utilizandose análise de variância ANOVA e os efeitos dos tratamentos serão avaliados pelo teste de Skott Knott p 005 com o programa SISVAR 7 RESULTADOS ESPERADOS Esperase que os resultados deste estudo demonstrem a eficiência da bactéria Methylobacterium symbioticum na fixação biológica de nitrogênio FBN em plantas de trigo cultivadas sob condições de campo A aplicação do inoculante deve proporcionar melhorias significativas na absorção de nitrogênio pelas plantas proporcionando maior crescimento vegetativo incremento na produtividade de grãos e melhora nos indicadores agronômicos número de grãos por espiga altura das plantas e peso da matéria seca Esse estudo visa fornecer subsídios confiáveis para futuras pesquisas e aplicações práticas consolidando o uso da bactéria como uma ferramenta biotecnológica promissora no contexto da agricultura moderna A geração de dados consistentes permitirá avaliar com precisão a resposta do trigo ao inoculante em diferentes doses estabelecendo limites ótimos para seu uso em sistemas de produção comercial 8 CRONOGRAMA Tabela 1 Cronograma de atividades a serem desenvolvidas ao longo do projeto Atividades Meses 2025 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Levantamento bibliográfico e definição da metodologia x x x x Delimitação da área e preparo do solo x x x Compra de insumos e sementes x x x Semeadura e instalação do experimento x x x Aplicação do inoculante e tratos culturais x x x x x x Monitoramento e coleta de dados em campo x x x x Colheita e avaliação das variáveis agronômicas x Análise estatística e interpretação dos dados x Redação do relatório e capítulos da monografia x x x Revisão e ajustes finais x Entrega e apresentação da monografia x Fonte Autor 202 5 REFERÊNCIAS ARROBAS M CORREIA CM RODRIGUES MÂ Methylobacterium symbioticum Applied as a Foliar Inoculant Was Little Effective in Enhancing Nitrogen Fixation and Lettuce Dry Matter Yield Sustainability v 16 n11 2024 DOI 103390su1611451 COMPANHIA NACIONAL DE ABASTECIMENTO CONAB Análise mensal de julho Trigo Brasília 2023 p 7 COSTA M M M N Fixação biológica de Nitrogênio uma revisão Campina Grande Embrapa Algodão Série Documentos CNPA 2023 34 p COSTA L ZUCARELI C RIEDE CR Parcelamento da adubação nitrogenada no desempenho produtivo de genótipos de trigo Revista Ciência Agronômica v 44 n 2 p 215224 2013 CUNHA G R HAAS J C MALUF J R T CARAMORI P H ASSAD E D BRAGA H J ZULLO JR J LAZZAROTTO C GONÇALVES S WREGE M BRUNETTA D DOTTO S R PINTO H S BRUNINI O THOMÉ V M R ZAMPIERI S L PASINATO A PIMENTEL M B M PANDOLFO C Zoneamento agrícola e época de semeadura para trigo no Brasil Revista Brasileira de Agrometeorologia v9 n3 p400414 2001 EMBRAPA Informações Técnicas Trigo e Triticale Safra 2023 2023 REUNIÃO DA COMISSÃO BRASILEIRA DE PESQUISA DE TRIGO E TRITICALE Disponível em httpswwwinfotecacnptiaembrapabrinfotecabitstreamdoc11535361InformacoesTecnicasTrigoTriticaleSafra2023pdf Acesso em 15 maio 2025 EMBRAPA Informações técnicas para trigo e triticale safra 2023 REUNIÃO DA COMISSÃO BRASILEIRA DE PESQUISA DE TRIGO E TRITICALE 15 2022 Brasília DF EMBRAPA Influência do nitrogênio na qualidade do trigo Portal Embrapa 23 set 2014 Disponível em httpswwwembrapabrbuscadenoticiasnoticia2085244influenciadonitrogenionaqualidadedotrigo Acesso em 8 maio 2025 ORSEMENTES Folder Trigo Feroz Disponível em httpswwworsementescombrcultivares2orsferoz Acesso em 26 maio 2025 FREITAS ICV RODRIGUES MB Fixação biológica do nitrogênio na cultura do milho Agropecuária Técnica v 31 n 2 p 143 154 2010 FRIZZONE J A Irrigação na agricultura 1 ed Piracicaba ESALQUSP 1996 LEMOS R C de Levantamento de reconhecimento dos solos do Estado do Rio Grande do Sul Recife Divisão de Pesquisa Pedológica 1973 Disponível em httpswwwinfotecacnptiaembrapabrinfotecahandledoc331173 Acesso em 26 maio 2025 GALINDO F S Desempenho agronômico do milho e do trigo em função da inoculação com Azospirillum brasilense e doses e fontes de nitrogênio 153 p 2015 Dissertação Mestrado em Agronomia Faculdade de Engenharia Unesp Câmpus de Ilha Solteira OLIVEIRA A M COSTA M R GRAZZIOTTI P H ABREU C M BISPO NS ROA J PB SILVA D M MIRANDA J M Brazilian scenario of inoculant production A look at patents Revista Brasileira de Ciência do Solo v 46 p 114 2022 OLIVEIRA JVS CRISTINO LVM LIMA RP Desafios e oportunidades do cultivo de trigo no cerrado Facit Business an technology Journal v1 n56 p 116 2024 RODRIGUES M Â CORREIA C M ARROBAS M The Application of a Foliar Spray Containing Methylobacterium symbioticum Had a Limited Effect on Crop Yield and Nitrogen Recovery in Field and PotGrown Maize Plants v 13 n 20 2024 SOUZA GLOD SILVA DF NIETSCHE S XAVIER AA PEREIRA MCT Endophytic bacteria used as bioinoculants in micropropagated banana seedlings Revista Brasileira de Fruticultura v 39 n2 p 110 2017 SOUZA R G FILHO J E R V Produção de trigo no Brasil análise de políticas econômicas e seus impactos Revista de Política Agrícola v 30 n 2 p 45 2021 VALENTE F PANOZZO A BOZZOLIN F BARION G BOLLA PK BERTIN V POTESTIO S VISIOLI G WANG Y VAMERALI T Growth Photosynthesis and Yield Responses of Common Wheat to Foliar Application of Methylobacterium symbioticum under Decreasing Chemical Nitrogen Fertilization Agriculture v 14 n 10 2024 VERA R T BERNABÉ GARCÍA AJ CARMONA ÁLVAREZ FJ et al Application and effectiveness of Methylobacterium symbioticum as a biological inoculant in maize and strawberry crops Folia Microbiol v 69 p 121131 2024 WALLING E VANEECKHAUTE C Nitrogen fertilizers and the environment In Nitrate handbook environmental agricultural and health effects 1 ed Boca Raton CRC Press 2022 p 426 2 2