1. Fixação e solubilização de nutrientes
O uso dos bioestimulantes biológicos trazem benefícios para as lavouras agrícolas. O exemplo clássico do uso de microrganismos na agricultura são os dos fixadores de nitrogênio nas leguminosas, no entanto, há outros microrganismos que solubilizam o fósforo, potássio e microminerais, tais como Bacillus, Pseudomonas, Enterobacter, entre outros.
O fósforo é o segundo nutriente limitante responsável pelo crescimento das raízes e partes aéreas das plantas, ficando apenas atrás do nitrogênio. A aplicação de fertilizantes fosfatados, além de oneroso ao produtor, supre parcialmente as necessidades da planta, visto que parte do fósforo se torna insolúvel no solo.
A utilização de bioestimulante biológico (rizobactérias) no solo, solubiliza o fósforo indisponível através da produção e liberação de ácidos orgânicos, enzimas e fitase, os quais quebram ligações químicas e disponibilizam o fósforo para absorção das plantas, como mostra esquema abaixo.
O gráfico abaixo mostra o aumento de 2,4 vezes na concentração de fósforo na planta, aos 60 dias, com uso de Bacillus subtilis na cultura do milho.
A solubilização de nutrientes pelas bactérias promotoras do crescimento é uma ferramenta primordial na produção das culturas comerciais agrícolas, principalmente na utilização do nutrientes insolúveis do solo.
2. Produção e regulação dos fitormônios
Os microrganismos promotores de crescimento das plantas, localizados nas raízes, as rizobactérias, são responsáveis pela produção de hormônios vegetais para as plantas, os chamados fitormônios. Esses fitormônios são metabólitos secundários dos microrganismos, produzidos e excretados para promover o crescimento das raízes e parte aérea das plantas.
O principal fitormônio é o ácido indol acético (AIA), que age nos processos de desenvolvimento e crescimento raízes, além do aumento na resposta de defesa da planta e regulação da expressão gênica dos patógenos. O principal precursor de produção de AIA é o aminoácido triptofano, que será transformado em AIA por várias vias metabólicas.
O AIA atua na divisão, diferenciação e extensão das células vegetais, o que estimula a germinação de sementes, eleva a taxa de crescimento vegetativo, influencia na formação das raízes principais e secundárias, atua na fotossíntese, responde a incidência solar, formação de nódulos em leguminosas e tolerância ao estresse, com alteração nos estômatos.
Outro hormônio envolvido no desenvolvimento é o etileno, também conhecido como hormônio do estresse. Ao contrário do AIA, que em níveis altos na planta aumento seu crescimento, o etileno em altas concentrações afeta negativamente as plantas.
A planta sob estresse, seja por seca, aplicação de defensivos, ataque de patógenos (vírus, bactérias e fungos), temperaturas extremas e alta incidência de luz, eleva a produção de etileno que está ligado diretamente a desfolha, amarelamento e senescência das plantas, ou seja, perda de área foliar.
E qual a ação das rizobactérias na produção de etileno?
As rizobactérias promotoras do crescimento produzem uma enzima chamada de aminociclopropano carboxilato (ACC), a qual age no metabolismo da planta induzindo a planta a reduzir os níveis de etileno, consequentemente reduz a desfolha e a senescência da planta em períodos se seca ou estresse por aplicação de produtos químicos.
Assim podemos comprovar a importância da utilização das bactérias promotoras do crescimento na produção das culturas comerciais agrícola, pela produção e regulação de hormônios vegetais.
3. Defesa contra patógenos vegetais
O uso de bactérias promotoras do crescimento nas lavouras agrícolas além de solubilização de nutrientes, produção e regulação dos hormônios vegetais, a terceira via é a defesa das plantas contra patógenos que através da produção de biofilme nas raízes, produção de antibióticos, compostos orgânicos voláteis, enzimas extracelulares e bacteriocinas.
A primeira defesa produzida por bactérias promotoras do crescimento é a produção de biofilme. Os biofilmes são comunidades de bactérias estruturadas que protegem as raízes das plantas com uma barreira a entrada de patógenos e um dos mecanismos mais eficientes de proteção das lavouras.
Paralelamente a produção de biofilme está a antibiose, que é a ação na qual uma espécie interrompe o crescimento ou a reprodução de outra espécie, e isso explica como as bactérias promotoras do crescimento defendem as plantas dos ataques dos patógenos. Através da produção de antibióticos, fungicidas e antivirais que mantam ou inibem os patógenos, as bactérias promotoras do crescimento criam um ambiente propício para o desenvolvimento das plantas.
Outro mecanismo de biocontrole é a produção de compostos orgânicos voláteis que além de controlar os patógenos servem como indutores da resistência sistêmica induzida das plantas. Os compostos produzidos pelas bactérias promotoras do crescimento incluem o gás cianeto, conhecido por controlar os nematóides do solo, o benzeno, o ciclohexano, o metil, entre outros.
As enzimas também fazem parte do complexo de mecanismos que atuam na proteção das plantas contra patógenos, entre elas está a quitinase, capaz de quebrar a parede celular dos fungos que é principalmente formada por quitina, levando-os ao controle ou eliminação. Outras enzimas como as lipases e as proteases chegam a ter atividade inseticida.
Vários são os mecanismos trazidos pelas bactérias promotoras do crescimento para proteger as plantas, mais especificamente as raízes. Conjuntamente com outros mecanismos como solubilização de nutrientes, regulação e produção de hormônios as bactérias promotoras do crescimento são primordiais no aumento da produção agrícola, além de trazer benefícios ambientais ao processo produtivo.
