UNESUM-Ciencias: Revista Científica Multidisciplinaria ISSN 2602-8166
NITROGENIO E INOCULAÇÃO COM BACTÉRIAS PROMOTORAS DE CRESCIMENTO
© Universidad Estatal del Sur de Manabí. Jipijapa, Ecuador.
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A CULTURA DO MILHO: NITROGENIO E INOCULAÇÃO COM BACTÉRIAS
PROMOTORAS DE CRESCIMENTO
AUTORES: Freddy Zambrano Gavilanes
1
Diva Souza Andrade
2
Helder Rodrigues Silva
3
Roberto Bravo Zamora
4
Carlos Cedeño Palacios
5
DIRECCIÓN PARA CORRESPONDENCIA:freddyzg86@hotmail.com
Fecha de recepción: 18/08/2019
Fecha de aceptación: 26/11/2019
RESUMEN
O milho (Zea mays L.) é uma das culturas mais importantes do mundo. O nitrogênio (N) é
considerado un dos nutrientes maíz requerido pela cultura do milho, estando relacionado com a sua
produção, entretanto, sujeito a perdas no solo por lixiviação, escoamento superficial e volatilização,
provocando prejuízos ambientais. A aplicação de bactérias promotoras do crescimento de plantas
(BPCPs), para o incremento da produção agrícola é una das alternativas mais importantes para
depender menos dos fertilizantes químicos. As BPCPs estimulam a fixação biológica do nitrogênio
(FBN). Algumas espécies do gênero Azospirillum têm essa capacidade além de produzir
hormônios promotores de crescimento favorecendo a cultura do milho e outras Poáceas
PALABRAS CLAVE: Zea mays L.; Fixação Biológica do Nitrogênio; Fertilizantes; Inoculantes.
MAIZE CROP: NITROGEN AND INOCULATION WITH GROWTH PROMOTING
BACTERIA
ABSTRACT
Maize (Zea mays L.) is one of the most important crops in the world. Nitrogen (N) is considered
one of the nutrients most required by maize crop, being related to its production, however, subject
1
Universidad Técnica de Manabí, UTM. Docente de la Facultad de Ingeniería Agronómica. Universidad Técnica de
Manabí. Ecuador.
2
Instituto Agronômico do Paraná, IAPAR. Professora, Pesquisadora. Instituto Agronômico do Paraná, Londrina,
Paraná, Brasil.
3
Universidade Estadual de Londrina, UEL. Programa de Pós Graduação em Bioenergia. Pós Doutorando, Universidade
Estadual de Londrina, Londrina, Paraná, Brasil.
4
Universidad Técnica de Manabí, UTM. Docente de la Facultad de Ingeniería Agronómica. Universidad Técnica de
Manabí. Ecuador.
5
niversidad Técnica de Manabí, UTM. Docente de la Facultad de Ciencias Matemáticas, Físicas y Químicas,
Departamento de Procesos Químicos. Universidad Técnica de Manabí. Ecuador.
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to soil losses due to leaching, surface runoff and volatilization, causing environmental damages.
The application of plant growth promoting bacteria (BPCPs) to increase agricultural production is
one of the most important alternatives for relying less on chemical fertilizers. BPCPs stimulate
biological nitrogen fixation (BNF). Some species of the genus Azospirillum have this capacity in
addition to producing growth promoting hormones favoring the cultivation of maize and other
Poace.
KEYWORDS: Zea mays L.; Biological Fixation of Nitrogen; Fertilizers; Inoculants
INTRODUCCIÓN
O milho (Zea mays L.) é uma das culturas mais importantes do mundo e no Brasil é a segunda
cultura de maior importância depois da soja, sendo utilizado o seu grão principalmente como base
alimentar da população e componente básico em rações alimentícias de aves e suínos. Assim
também, tem sido usado para a fabricação do etanol para biocombustíveis.
Diversos fatores influenciam o desenvolvimento e desempenho produtivo do milho, destacando-se
as condições edafoclimáticas, o material genético, o manejo da cultura, e disponibilização de macro
e micronutrientes, dos quais o Nitrogênio (N) é o nutriente mais limitante. As fontes nitrogenadas
mais empregadas são a ureia e o sulfato de amônio, provenientes de derivados do petróleo, que
acarretam danos ambientais, sujeitos a perdas de nitrogênio por lixiviação, escoamento superficial,
volatilização da amônia e desnitrificação, além de custos de produção para a cultura.
Diferentes trabalhos estão sendo realizados para diminuir o uso de fertilizantes convencionais e
torná-los solúveis e disponíveis para os vegetais, sobressaindo a utilização de microrganismos
como as Bactérias Promotoras do Crescimento de Plantas (BPCPs), uma das alternativas mais
relevantes. Algumas BPCPs, com capacidade de estimular o crescimento da parte aérea e radicular
das plantas, proporcionar tolerância a estresses e controle biológico. Assim também, algumas como
as diazotróficas, promovem a fixação biológica do nitrogênio (FBN), que é um processo de redução
do nitrogênio atmosférico (N
2
) a amônio, sendo uma opção apropriada sob os aspectos econômicos
e ambientais, reduzindo em grande medida o uso de fertilizantes nitrogenados sintéticos.
Atualmente estão sendo comercializados inoculantes a partir de bactérias do gênero Azospirillum,
para poáceas como o milho e trigo, assim como rizóbios para fabáceas como soja e feijão,
incrementando a produtividade dessas culturas.
Assim a presente revisão de literatura tem por objetivo principal descrever aspectos da cultura do
milho e importância do nitrogênio e de bactérias promotoras de crescimento.
DESARROLLO
O milho (Zea mays L.) tem sido a cultura mais importante os povos ancestrais (Dressler, 1953).
Registros arqueológicos mostram uma domesticação na América Central há cerca de 5800 anos
A.E.C. e 3900 anos A.E.C. na América do Sul, a partir de um segmento do gene que codifica a
álcool Desidrogenase 2 (Adh2), amplificada e sequenciada extraído de espécimes arqueológicas e
contemporâneas de milho, mostrando que havia uma diversidade nestes momentos do passado
(Mangelsdorf, 1974).
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O pool genético do milho data de milhões de anos, e de raças domésticas originárias de várias
populações selvagens ancestrais (Goloubinoff, Pääbo, & Wilson, 1993). O milho representa uma
das principais espécies domesticadas usadas na agricultura moderna, originada a partir de uma ou
mais espécies do teosinte (Zea mays parviglumis e Zea mays mexicana) (Freitas, 2002).
Na classificação botânica, o milho pertence à ordem Poales, família Poaceae, tribo Maydeae,
gênero Zea e espécie Zea mays L. O caráter monoico e a sua morfologia característica resultam da
supressão, condensação e multiplicação de várias partes da anatomia básica das gramíneas. Os
aspectos vegetativos e reprodutivos da planta podem ser modificados através da interação com os
fatores ambientais que afetam o controle da ontogenia do desenvolvimento. Como resultado geral
da seleção natural e da domesticação obteve-se uma planta anual, robusta e ereta, com um a quatro
metros de altura, “construída” para a produção de grãos (Magalhães, 2002).
A sua grande adaptabilidade, representada por variados genótipos, permite o seu cultivo desde o
Equador até regiões temperadas e desde o nível do mar até altitudes superiores a 3600 metros,
encontrando-se, assim, em climas tropicais, subtropicais e temperados (Barros & Calado, 2014).
O milho é cultivado em regiões cuja precipitação varia de 300 a 5.000 mm anuais, sendo a
quantidade de água consumida durante o seu ciclo em torno de 600 mm (Magalhães & Durães,
2006).
É uma planta anual, de crescimento determinado, com um extenso sistema radicular fibroso, com
folhas alternadas em ambos os lados do colmo, pubescentes na parte adaxial e glabrosas na parte
abaxial. É uma espécie de polinização cruzada, com as flores separadas sobre as plantas, sendo
estas do sexo feminino (espiga) e masculino (pendão). O grão se desenvolve na espiga, cada espiga
tem cerca de 300 a 1000 grãos, pesando entre 190 e 300 g por 1000 grãos, em um número variável
de linhas (12 a 16); com metabolismo fotossintético C4 (Bolaños & Edmeades, 1993; Kole, 2007).
IMPORTÂNCIA DA CULTURA DO MILHO
O milho encontra-se entre as mais importantes culturas do mundo com aproximadamente 960
milhões de toneladas anuais. Estados Unidos, China, Brasil e Argentina são os maiores produtores,
representando 70% da produção mundial (Peixoto, 2014). No Brasil é a segunda maior cultura
produzida depois da soja, cultivada em duas safras por ano.
Segundo o levantamento da CONAB (2017), no Brasil o total da área consolidada plantada com
milho atingiu 17.391,3 milhões de hectares com produção total de 96.026,2 milhões de toneladas,
com produtividade variável nos diferentes Estados e regiões.
No Brasil, esse grão é significativo no domínio econômico e social, sendo usado na alimentação
humana e animal, além de servir como matéria prima diversificada para diferentes processos
industriais (Santos, Viana, Jesus, Baldani, & Ferreira, 2015).
O milho tem assumido importante papel socioeconômico no Brasil, colocando-se em posição de
relevância no que se refere ao valor da produção agropecuária, área plantada e volume produzido,
em especial nas regiões Sul, Sudeste e Centro-Oeste (Severino, Carvalho, & Christoffoleti, 2006).
MELHORAMENTO GENÉTICO DA CULTURA DO MILHO
A diversidade genética existente no milho permite o seu cultivo nos mais diversos ambientes,
cresce a latitude 58° N no Canadá e na ex-União Soviética até latitude 40° S no hemisfério sul.
Também é cultivado em regiões abaixo do nível do mar, na planície do mar Cáspio e em altitudes
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de mais de 4000 m nos Andes Peruanos. É uma espécie diploide com um número de cromossomas
de 2n=2x =20, e tem um tamanho de genoma moderado de cerca 2400 Mb (Kole, 2007).
O germoplasma de milho é constituído por raças crioulas (locais), populares adaptadas e materiais
exóticos introduzidos, sendo caracterizado por uma ampla variabilidade genética. De maneira
geral, as populações crioulas são menos produtivas que os genótipos comerciais. Entretanto, essas
populações são importantes por constituírem fonte de variabilidade genética que pode ser explorada
na busca por genes tolerantes e/ou resistentes a fatores bióticos e abióticos (Araújo & Nass, 2002).
O desenvolvimento do milho híbrido ocurreu a partir da visão de Darwin sobre a fertilização
cruzada aumentando o vigor. Os princípios de Darwin de seleção natural e artificial para adaptação
durante o crescimento de milho de polinização aberta no cinturão do milho (Corn Belt) nos Estados
Unidos, seguido do objetivo das empresas de sementes híbridas de fornecer híbridos mais
amplamente adaptados (mais resistentes a intempéries, mais estáveis), explica a preeminência
(cerca de 73%) do milho dentado também conhecido como milho amarelo (Reid Yellow Dent), nos
EUA (Troyer, 2006, 2009).
A importância dos programas de melhoramento genético no desenvolvimento dos híbridos simples,
de ciclo curto, alteraram o ideotipo dos cultivares de milho, produzindo uma planta de arquitetura
mais compacta, melhor adaptada ao adensamento e mais eficiente em converter a fitomassa
produzida à produção de grãos (Sangoi, 2010).
A diminuição da altura de plantas e da inserção de espigas, do tamanho do pendão, do número de
folhas, da área foliar, bem como o aumento da uniformidade morfológica e fenológica, da força de
dreno da espiga, da sincronia entre antese/espigamento e do índice da colheita, são características
que contribuíram para a maior eficiência dos híbridos contemporâneos no aproveitamento de água,
luz e nutrientes, principalmente em ambientes de alta competição intra-específica (Sangoi, 2010).
As plantas transgênicas são produtos obtidos a partir da modificação genética ou transformação de
plantas, cuja criação envolve a inserção de DNA no genoma em uma ou mais sequências de pares
de nucleotídeos, geralmente isoladas de uma ou mais espécies, para garantir a expressão gênica de
um ou mais genes de interesse (Lerayer et al., 2006).
Os transgênicos derivam de cultivares convencionais por métodos de reprodução clássicos e são
conhecidos como híbridos isogênicos. Desta forma, teoricamente, os híbridos isogênicos não
devem apresentar diferenças na sua composição genética devido à tecnologia de DNA
recombinante usada para criá-los, exceto o inserto de DNA transformante. Contudo, os eventos dos
transgênicos podem interferir na adaptabilidade e estabilidade desses materiais (Prado et al., 2016).
Plantas geneticamente modificadas desenvolvidas para resistir ao ataque de insetos-praga podem,
potencialmente, reduzir impactos negativos da agricultura ao ambiente em virtude da redução do
uso de inseticidas químicos na cultura, com consequentes benefícios, como redução de poluição
por resíduos tóxicos no ambiente (solo, água e alimentos ou matéria-prima), e aumento da
segurança do trabalhador e possivelmente do controle biológico natural (Mendes, Boregas, Lopes,
Waquil, & Waquil, 2011).
O milho transgênico com o gene do Bt, recebeu genes específicos da bactéria Bacillus thuringiensis
que promovem na planta a produção de uma proteína tóxica específica para determinados grupos
de insetos. Entre os que estão sendo comercializados, destacam-se os que expressam as toxinas Cry
1A(b) e Cry 1F, com atividade sobre os lepidópteros, e o Cry3Bb1, para o controle de coleópteros
(larvas de Diabrotica spp.) e mais recente o Cry1A.105 e Cry2Ab2, que representa uma segunda
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geração de milho transgênico resistente a insetos, pois produz simultaneamente duas proteínas
derivadas do Bacillus thuringiensis, ativas contra lagartas-praga (Loguercio, Carneiro, & Carneiro,
2002; Waquil, Villela, & Foster, 2010).
A característica de tolerância ao glyphosate de híbridos de milho RR® (Roundup Ready®)
possibilita que esse único herbicida seja utilizado com seletividade à cultura, mas de forma
contrária, impossibilita o controle com esse herbicida de altas populações do próprio milho RR®,
são plantas voluntárias (Goes Maciel et al., 2013).
Conforme Pereira Filho and Borghi (2016), na safra 2016/17 estiveram disponíveis para os
produtores brasileiros 315 genótipos de milho, dos quais 214 materiais apresentam alguma
tecnologia transgênica para o controle de pragas e/ou resistência ao glifosato. Este número de
cultivares com eventos transgênicos representa 67,93% das cultivares que fizeram parte do
mercado de milho para esta safra. Destes, 103 apresentam as tecnologias VT PRO (47 genótipos),
VT PRO2 (32 genótipos) e VT PRO3 (24 genótipos). Os 101 genótipos que completam o
levantamento não apresentam nenhuma tecnologia transgênica (convencionais) e representam
32,06% em relação ao total de materiais disponíveis. Desses materiais são 67,61% híbridos
simples, 16,82% híbridos triplos, 6,03% híbridos duplos, 5,07% variedades, 3,17% híbridos
simples modificados e 0,63% são híbridos triplos modificados entre 315 materiais relacionados.
FENOLOGIA DA CULTURA DO MILHO
Todas as plantas de milho seguem um mesmo padrão de desenvolvimento. Entretanto, o intervalo
entre os estádios e o número total de folhas desenvolvidas pode variar entre genótipos, ano agrícola,
data de plantio e local. Os estádios vegetativos e reprodutivos da planta de milho (Figura 1) são:
na Fase vegetativa (V), a partir da emergência (V
E
), V
1
, V
2
, V
3
até V
n
; em que (n) representa a
última folha emitida antes do pendoamento (V
T
). Todas as folhas e espigas que a planta
eventualmente irá produzir são formadas no V3. Pode-se dizer, portanto, que o estabelecimento do
número máximo de grãos, ou a definição da produção potencial, estão sendo definidos nesse estádio
(Magalhães & Durães, 2006).
No estádio V5 (cinco folhas completamente desenvolvidas), tanto a iniciação das folhas como das
espigas está completa e a iniciação do pendão já pode ser vista microscopicamente, na extremidade
de formação do caule, logo abaixo da superfície do solo. O estádio V
T
inicia-se quando o último
ramo do pendão está completamente visível. Durante esta fase, cada estádio é definido de acordo
com a formação visível do colar na inserção da bainha da folha com o colmo. Assim, a primeira
folha de cima para baixo, com o colar visível, é considerada completamente desenvolvida, sendo
contada como tal. A fase reprodutiva (R), tem início com o florescimento (R
1
), compreendendo a
visualização dos estilos - estigmas fora das brácteas. Os estádios posteriores são o de grão leitoso
(R
2
) de 10 a 14 dias após o florescimento, grão pastoso (R
3
) de 18 a 22 dias após o florescimento,
grão farináceo (R
4
) de 24 a 28 dias após o florescimento, grão farináceo duro (R
5
) de 35 a 42 dias
após o florescimento e a maturidade fisiológica (R
6
) de 55 a 65 dias após o florescimento
(Magalhães & Durães, 2006).
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Figura 1- Fases de desenvolvimento da cultura do milho (Weismann, 2008).
FATORES AMBIENTAIS QUE AFETAM A CULTURA DO MILHO
Altos rendimentos de grãos de milho resultam do sucesso em se utilizar os fatores do ambiente
com máxima eficiência, minimizando as causas adversas ao desenvolvimento das culturas. Esta
complexa equação é dependente, principalmente, de três elementos meteorológicos: radiação solar,
temperatura do ar e disponibilidade hídrica. A obtenção de elevado rendimento de grãos passa pela
análise de cada um destes elementos, que interagem entre si (Rodrigues, Silva, & Ferreira, 2011).
A interceptação da radiação fotossinteticamente ativa pelas plantas exerce grande influência sobre
a sua performance quando outros fatores ambientais são favoráveis. Nos ecossistemas natural e
cultivado, a atividade fotossintética das plantas resulta na conversão da energia solar em energia
química, a qual é essencial para a produção vegetal, sendo a cultura do milho muito demandante
da energia luminosa (Argenta & Sangoi, 2001).
O milho pertence ao grupo de plantas com metabolismo fotossintético do tipo C
4
, que se caracteriza
pelo elevado potencial produtivo. Entre as plantas C
4
, o milho está no grupo de espécies com maior
eficiência de uso da radiação solar ou eficiência quântica, com valor médio entre 64,5 a 69 mmol
mol
-1
, enquanto outras espécies C
4
apresentam valores em torno de 52,6 a 60,4 mmol mol
-1
(Bergamaschi et al., 2004).
O milho responde muito bem a alta temperatura, desde que haja suficiente umidade de solo (a
indicação do início da semeadura é quando o solo está com temperatura ≥ 16°C) (Galon et al.,
2011).
A disponibilidade hídrica é o fator que mais frequentemente limita a obtenção de elevado
rendimento de grãos. O consumo diário de água durante o ciclo da cultura varia de 2 a 7 mm,
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dependendo do estádio e da demanda atmosférica. A maior exigência ocorre durante o
pendoamento e espigamento (em torno de 7 mm/dia), quando a planta tem a maior área foliar
(Westgate, 1994).
CONCLUSIONES
A cultura do milho é de muita importância social e económica no mundo.
O Nitrogênio é indispensável para o desenvolvimento produtivo da cultura do milho, sendo o
nutriente mais limitante.
A aplicação de bactérias promotoras de crescimento para o incremento da produção do milho são
uma alternativa para depender em menor quantidade dos fertilizantes químicos, estimulando a
fixação biológica do nitrogênio.
La educación ambiental puede contribuir al manejo de los desechos sólidos y puede generar nuevos
comportamientos, actitudes, valores y creencias que impulsen el desarrollo social, productivo y
creador; como consecuencia puede ser el medio para el logro de nuevas relaciones entre los seres
humanos y esencialmente en la formación de las nuevas generaciones, responsables del cuidado de
este proceso en el futuro.
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