Os fertilizantes químicos e as plantas de cobertura podem ajudar a aumentar o teor de nitrogênio no solo. Mas as plantas de cobertura trazem muitos outros benefícios, como melhorar a estrutura do solo e aumentar os micróbios benéficos.
Pesquisadores da Universidade de Cornell estão procurando maneiras de ajudar a criar culturas de melhor cobertura, também conhecidas como adubos verdes, que podem ajudar os agricultores em sua busca por plantar da maneira mais sustentável. Seus resultados foram publicados na Crop Science , uma publicação da Crop Science Society of America.
Katherine Muller e sua equipe estão trabalhando em estratégias para medir a fixação de nitrogênio em programas de reprodução para duas culturas de cobertura comuns: trevo carmesim e ervilhaca peluda. Ambas as culturas podem extrair nitrogênio do ar para ajudá-las a crescer. Isso é chamado de fixação de nitrogênio.
“Adubos verdes são culturas usadas para melhorar a fertilidade do solo ”, diz Muller. "Eles ajudam o solo adicionando nutrientes. Nós olhamos para as leguminosas, que trazem nitrogênio para o solo devido à sua relação simbiótica com as bactérias."
O uso de adubos verdes de leguminosas existe há milhares de anos. No entanto, após a década de 1950, os fertilizantes químicos se tornaram a principal fonte de nitrogênio para os agricultores dos países desenvolvidos. Isso ocorre porque dois cientistas, Haber e Bosch, encontraram uma maneira de extrair nitrogênio do ar e fazer fertilizante químico.
Embora esse tipo de fertilizante seja produtivo, ele também requer energia para fazê-lo - e pode facilmente deslizar para os corpos d'água se não for administrado corretamente.
“As culturas de cobertura são importantes ferramentas de gestão ecológica”, diz Muller. "Eles promovem comunidades microbianas e colocam nutrientes no solo. Essencialmente, eles ajudam a construir um solo fértil que pode fornecer nutrientes quando as plantas precisam deles."
O uso de plantas de cobertura pode ser arriscado para os agricultores porque eles não podem determinar a quantidade exata de nitrogênio fornecida ao solo. Os fertilizantes químicos permitem o cálculo exato da quantidade de nitrogênio aplicada a uma cultura. Mas a quantidade de nitrogênio fornecida por cada tipo de cobertura vegetal não é um número conhecido.
A quantidade de nitrogênio fornecida por uma cultura de cobertura de leguminosas depende de quão bem ela cresce e de quanto de seu nitrogênio vem da fixação versus absorção do solo. Atualmente, as sementes de plantas de cobertura disponíveis não têm reprodução seletiva para fixação de nitrogênio - uma característica valiosa.
Os melhoristas de plantas estão trabalhando para desenvolver variedades de culturas de cobertura que reduzam os riscos e aumentem os benefícios para os agricultores. Eles esperam que as melhores variedades aumentem o uso de plantas de cobertura como alternativa ao fertilizante químico. A fixação de nitrogênio é uma de suas principais prioridades para adubos verdes de leguminosas.
“Nosso objetivo é ajudar os melhoristas de plantas a desenvolver estratégias para direcionar a fixação de nitrogênio em plantas de cobertura”, explica Muller. "Como a fixação de nitrogênio é uma característica complicada que muda conforme as plantas crescem, o momento das medições é importante."
Para os agricultores, a medição mais importante da fixação de nitrogênio é quando a safra termina. Os adubos verdes de leguminosas geralmente terminam no estágio final de floração. O término mais cedo significa que a cultura provavelmente germinará novamente e se tornará uma erva daninha. No entanto, os programas de criação de ervilhaca peluda e trevo carmesim não podem fazer essa medição, pois eles precisam remover a planta antes da polinização cruzada.
Sementes maduras de ervilhaca peluda, que foram usadas no estudo para exibir tipos de amostras e medidas disponíveis para os criadores. Crédito: Sandra Wayman
"Nossa equipe fez um experimento de campo com um programa de reprodução ativo", disse Muller. "Coletamos tecidos de plantas e medimos a fixação de nitrogênio. Pudemos dizer quanto do nitrogênio da planta vem da fixação em relação ao solo."
A equipe testou três tipos de amostras que um criador de plantas pode tirar para compará-las com a amostra mais relevante para os agricultores. Eles então mediram a fixação de nitrogênio enviando suas amostras para um laboratório que mede o conteúdo total de nitrogênio e a abundância de um isótopo estável que ocorre naturalmente.
O nitrogênio do solo geralmente tem uma abundância maior do isótopo estável do nitrogênio do que o nitrogênio da fixação. Isso permite aos pesquisadores estimar a proporção de nitrogênio que uma planta obtém do solo versus a fixação.
“Nossa recomendação é coletar hastes de cada planta no estágio inicial de floração para medir a fixação de nitrogênio por meio de isótopos estáveis”, diz Muller. "Isso fornece um bom substituto para a fixação de nitrogênio em plantas inteiras , medida no estágio final de floração, que é mais relevante para os agricultores."
De acordo com Muller, se os criadores vão adicionar uma medida, deve ser esta. A proporção de nitrogênio obtida por fixação muitas vezes não se correlaciona com o tamanho da planta ou outras medidas.
“É importante medir o nitrogênio real fixado na cobertura vegetal porque ele pode variar”, diz Muller. "Os agricultores querem saber quanto nitrogênio estão trazendo para seus campos. Precisamos medir com precisão e fornecer essas informações para ajudar os agricultores a tomar decisões. Esperamos que nossa pesquisa incentive mais agricultores a adotar culturas de cobertura de leguminosas como fonte de nitrogênio ."
