Contribuições das bactérias promotoras de crescimento na sustentabilidade agrícola e ambiental
A inoculação com bactérias promotoras de crescimento de plantas (BPCPs) têm ganhado destaque entre os bioinsumos utilizados na agricultura brasileira, com grande potencial para contribuir de forma sustentável na nutrição, crescimento e na produtividade das plantas (Jalal; Furlani Júnior; Teixeira Filho, 2024). Trata-se de uma ferramenta complementar ao manejo da adubação devido principalmente ao seu baixo custo e ampla gama de benefícios em diversas culturas (Jalal; Furlani Júnior; Teixeira Filho, 2024). Esses microrganismos benéficos exercem papéis fundamentais no crescimento e desenvolvimento das plantas, oferecendo benefícios como a produção de fitormônios, a ativação enzimática, a mitigação de estresses abióticos, o controle de patógenos e, a disponibilização de nutrientes; incluindo a fixação biológica de N2 (FBN) e a solubilização de fosfatos (Rosa et al., 2022; Gaspareto et al., 2023; Galindo et al., 2024a e 2024b).
As BPCPs desempenham um papel importante na mineralização da matéria orgânica (MO), convertendo nutrientes presentes em fontes orgânicas para formas inorgânicas que podem ser absorvidas pelas plantas, com resultados positivos em gramíneas, como exemplo a cana-de-açúcar, o milho, o trigo e o arroz, além das leguminosas, incluindo a soja, o feijão, o amendoim, entre diversas outras culturas comerciais (Cassán; Diaz-Zorita, 2016; Fukami; Cerezini; Hungria, 2018; Galindo et al., 2019, 2020a; Fernandes et al., 2023). A inoculação trata-se de uma estratégia de manejo já validada em várias culturas, mas, recentemente a coinoculação e o consórcio microbiano, que consiste na aplicação de duas ou mais espécies de BPCPs simultaneamente, tem ganhado espaço entre os agricultores brasileiros, pois pode potencializar os efeitos dessas bactérias, reduzindo a dependência de fertilizantes minerais e otimizando os recursos naturais (Barbosa et al., 2021; Fernandes et al., 2023; Galindo et al., 2020b, 2022, 2024a, 2024b).
Diversos gêneros de BPCPs têm sido extensivamente estudados devido ao seu potencial de promover o crescimento vegetal e aumentar a eficiência de uso de nutrientes pelas plantas. Entre os mais conhecidos estão Azospirillum, Azotobacter, Bacillus, Bradyrhizobium, Burkholderia, Enterobacter, Gluconacetobacter, Klebsiella, Pseudomonas e Rhizobium, que têm demonstrado influência significativa em processos como decomposição da MO, homeostase e ciclagem de nutrientes (Rana; Kour; Kaur, 2020; Nitu; Rajinder; Sukhminderjit, 2020; Jalal; Furlani Júnior; Teixeira Filho, 2024). As BPCPs contribuem para o crescimento das plantas por meio de mecanismos diretos, conforme mencionado anteriormente, e indiretos, como a produção de sideróforos e a supressão de fitopatógenos. Esses processos resultam em maior absorção de nutrientes, aumento da produtividade e melhor desempenho agronômico das culturas (Kumar et al., 2019; Jalal; Furlani Júnior; Teixeira Filho, 2024).
Outro aspecto relevante é a influência das BPCPs na morfologia e fisiologia radicular, favorecendo o alongamento das raízes e aumentando sua capacidade de absorção de nutrientes, influenciando também na mitigação de estresses abióticos, cada vez mais frequentes e expressivos, em evidência as altas temperaturas e veranicos em regiões tropicais e subtropicais, frente às mudanças climáticas (Jalal et al., 2023; Kushwaha et al., 2024).
As bactérias benéficas podem ser caracterizadas conforme as atividades desempenhadas, sendo categorizadas como biofertilizantes, bioestimuladores, biopesticidas e biorremediadores (Shah et al., 2018). As BPCPs que atuam direta ou indiretamente na fertilidade do solo são caracterizadas como biofertilizantes, pois aumentam a disponibilidade de nutrientes, como N e P, por meio da FBN e da solubilização de fosfatos, respectivamente, além da contribuição na eficiência de uso de nutrientes pelas plantas. Bactérias fixadoras de N2, comumente classificadas como diazotróficas, como as bactérias do gênero Rhizobium, Azospirillum, Bacillus e Pseudomonas, são exemplos dessa categoria. Além disso, essas são exemplos de bactérias bioestimuladoras, pois produzem fitohormônios como ácido indol-acético, citocininas, giberelinas e etileno (Al-Tammar; Khalifa, 2022; Fernandes et al., 2023).
O uso de microrganismos como forma de reduzir ou eliminar fitopatógenos também caracteriza as BPCPs, pois vários desses microrganismos atuam promovendo o crescimento das plantas de forma indireta, por meio da produção de compostos bioativos, como antibióticos e sideróforos (Shah et al., 2018). Essa categoria inclui o gênero Bacillus e as bactérias do gênero Pseudomonas. No entanto, muitas espécies de bactérias do solo promovem o crescimento vegetal por meio de diferentes mecanismos interconectados (Al-Tammar; Khalifa, 2022).
Os biorremediadores, como as bactérias do gênero Bacillus, possuem a capacidade de mitigar ou remover poluentes do solo, ar ou água, além de influenciar o crescimento vegetal (Rabani et al., 2022; Thiyagarajan et al., 2020). No entanto, uma única espécie de bactéria promotora de crescimento, como exemplo o Bacillus megaterium, pode atuar simultaneamente como biofertilizante, bioestimulador e biopesticida (Khalifa; Almalki, 2015). O microbioma rizosférico tem um impacto positivo significativo nas plantas cultivadas (Sankaranarayanan et al., 2021; Savitha et al., 2022), conferindo resistência contra estresses abióticos (Savitha et al., 2022) e aumentando a eficiência da fitorremediação (Veerapagu et al., 2022).
No cenário atual da agricultura mundial, especialmente em regiões tropicais, os efeitos das mudanças climáticas têm sido mais evidentes, sendo o estresse hídrico e térmico dois dos principais fatores abióticos que induzem alterações no metabolismo e no desenvolvimento das plantas. Esse impacto depende dos mecanismos de resistência da espécie, do tempo de exposição ao estresse e do potencial de plasticidade fenotípica. Assim, o uso de inoculantes contendo microrganismos benéficos merece atenção (Ngumbi; Kloepper, 2016). As BPCPs podem mitigar os efeitos do estresse abiótico, reduzindo o dano oxidativo por meio da ação enzimática antioxidante ou da eliminação das espécies reativas de oxigênio (EROS), produzidas pela planta como resposta ao estresse (Kang et al., 2014). Em nível celular, o dano oxidativo ocorre devido ao desequilíbrio entre a produção e eliminação de EROS, ocasionando peroxidação lipídica, aumento da perda de eletrólitos, colapso da clorofila e, consequentemente, morte celular (Panda et al., 2018).
Ressalta-se a importância de novos estudos sobre o uso de tecnologias aliadas à microbiologia aplicada à fitotecnia para validar a promoção do crescimento vegetal sob condições de estresse, especialmente o hídrico e térmico. A mitigação do estresse oxidativo por meio de estratégias biotecnológicas pode contribuir para uma agricultura mais sustentável e regenerativa, promovendo maior eficiência no uso dos recursos naturais e reduzindo impactos ambientais.
Considerações finais
As BPCPs são essenciais para sistemas agrícolas mais sustentáveis, contribuindo com a FBN, a produção de fitormônios, a solubilização de nutrientes, a nutrição e crescimento de plantas e a mitigação de estresses abióticos, resultando em maior produtividade e eficiência da adubação. Além disso, estratégias como a coinoculação de microrganismos benéficos otimizam recursos naturais e promovem sistemas produtivos mais equilibrados, fortalecendo a resiliência dos agroecossistemas.
A biofertilização, bioestimulação, biocontrole e biorremediação são mecanismos que explicam o crescente uso das BPCPs na agricultura. A influência no microbioma rizosférico reforça o desenvolvimento vegetal, mitigando o estresse hídrico por meio da regulação de espécies reativas de oxigênio e da ação enzimática antioxidante, reduzindo danos oxidativos e preservando o metabolismo das plantas.
Diante dos desafios climáticos crescentes, o investimento em microbiologia agrícola é essencial para consolidar sistemas produtivos mais eficientes e sustentáveis. As BPCPs representam uma estratégia para aumentar a produtividade, reduzir impactos ambientais e manter a segurança alimentar.
Thiago Assis Rodrigues Nogueira
Rodrigo Silva Alves
Franco Monici Fabrino
Fernando Shintate Galindo
Marcelo Carvalho Minhoto Teixeira Filho
2025 - Abisolo
