Micorrizas (FMA) - tudo o que você precisa saber

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O que são micorrizas
Benefícios das micorrizas
      - Melhor absorção de nutrientes e água
      - Aumento da resistência a doenças
      - Recuperação de áreas degradadas
      - Sequestro de carbono
Classificação das micorrizas
Como ocorre a formação de micorrizas
Aplicação de micorrizas
      - Fatores que afetam a colonização de micorrizas
Inoculantes com micorrizas
      - Formulações
      - Produção em substrato sólido
      - Sistemas hidropônicos e aeropônicos
      - Sistema de cultivo de raízes in vitro
      - Sistema de cultivo em biorreator
Uso de micorrizas na soja

 

O que são micorrizas

O termo micorriza foi criado pelo botânico alemão Albert Bernard Frank, em 1885 e vem do grego, em que "mico" significa fungo e "riza" raízes. Com esta tradução podemos ter uma boa ideia inicial de como funcionam as micorrizas. Estes organismos atuam como associações simbióticas entre as raízes na maioria das plantas terrestres e fungos do solo (Santos, 2006; Kistner & Parniske, 2002). Esta associação proporciona o aumento da capacidade de absorção de nutrientes e água da planta, através da expansão da área explorada pelas raízes (Moreira & Siqueira, 2006), reduzindo a necessidade de fertilizantes no solo, contribuindo para uma agricultura mais sustentável.

As micorrizas melhoram a eficiência de exploração do solo pelas plantas, pois desenvolvem uma rede extraradicular formada pelo micélio, conectada com as raízes, que se estende pelo solo por vários centímetros, fazendo com que as plantas explorem um volume de solo muito maior. Diversos estudos relacionam aumentos significativos de produtividade em solos com micorrizas quando comparados a solos sem micorrizas. Abaixo você irá entender quais os benefícios que estes organismos proporcionam e como isso influencia nas produtividades.

 

Benefícios das micorrizas

Melhor absorção de nutrientes e água

O maior volume de solo explorado pelas micorrizas aumenta significativamente a quantidade absorvida de alguns nutrientes, inclusive o fósforo, um elemento que é bastante retido pelo solo e muitas vezes as plantas possuem dificuldades para absorve-lo (Raven et al., 1996; Souza et al; 2011). As hifas das micorrizas são muito mais eficientes para absorver e transportar fósforo do solo até as raízes do que o sistema radicular das plantas (Smith & Read, 2008). Esta melhor absorção de alguns nutrientes ocorre, pois, a grossura das hifas da micorriza é bem menor do que a grossura das raízes, e devido a esta diferença de tamanho, as hifas conseguem acessar poros menores no solo, inacessível às raízes, absorvendo água e nutrientes retidos nestes poros e transferindo-os para as plantas (Sampaio, 2012). Segundo Marschner & Dell (1994), a hifa da micorriza pode fornecer 80% do fósforo, 25% do nitrogênio, 10% do potássio, 25% do zinco e 60% do cobre.

A soja possui grande importância econômica na região dos Cerrados, e é altamente dependente da aplicação de fósforo. Lopes & Siqueira (1981) estimaram que as micorrizas aumentam cerca de 15% na eficiência de absorção desse nutriente. Além disso, as micorrizas possuem grande importância na nodulação de bactérias fixadoras de nitrogênio em culturas leguminosas. Em solos tropicais, deficientes de nitrogênio e fósforo, a interação positiva entre fungos micorrízicos arbusculares possui grande importância, pois a fixação biológica do nitrogênio depende de uma nutrição equilibrada da planta hospedeira, principalmente em fósforo, nutriente que é muito absorvido pelas micorrizas nas plantas (Faria, 1998). Dados de pesquisas mostram que até 80% do crescimento da soja pode depender da associação com fungos micorrízicos arbusculares.

Observe na imagem abaixo, em estudo realizado por Jeanne Miranda et al. (2005), a importância das micorrizas em algumas espécies. Na direita (I0) planta de mandioca não inoculada com micorriza, comparada com plantas inoculadas com diferentes espécies de micorrizas (I1, I2 e I3).

Fotos: Jeanne Miranda / EMBRAPA

 

Aumento da resistência a doenças

Outro benefício das micorrizas é a possibilidade de aumento da resistência das plantas aos patógenos radiculares (Nogales et al., 2009). Conforme Sikes et al. (2009), ocorrem alterações morfológicas nas raízes das plantas que estão associadas com micorrizas. Para as micorrizas estarem em simbiose com a planta, estas ocupam os sítios de infecção das raízes, reduzindo os locais de infecção para patógenos que trazem doenças.

Outro fator importante é que plantas bem nutridas possuem maior resistência ao ataque de pragas e doenças, e neste aspecto, as micorrizas contribuem para a nutrição vegetal.

 

Recuperação de áreas degradadas

Alguns estudos evidenciam a importância do uso de micorrizas arbusculares para recuperar áreas degradadas, através da reintrodução de propágulos selecionados, proporcionando às espécies vegetais melhor acesso à água e nutrientes, principalmente ao fósforo, e melhor resistência à estresses bióticos e abióticos. Neste aspecto, é importante conhecer quais são as espécies de micorrizas mais tolerantes à condições de estresse, que irão apresentar melhores benefícios nessas áreas (Colodete et al., 2014; Mergulhão et al., 2014).

Existem diversos relatos de diminuição da fotossíntese em plantas causada por metais no solo, que causam alterações na fisiologia das plantas e biodiversidade do solo. Os fungos ectomicorrizícos associado a espécies vegetais possui potencial bioacumulador destes metais (Nogueira & Soares, 2010). Assim, as micorrizas se apresentam como uma ótima ferramenta para o restabelecimento de vegetação em ecossistemas degradados ou debilitados, conservando a biodiversidade e funcionamento do ecossistema.

 

Sequestro de carbono

O micélio dos fungos micorrízicos também agrega as partículas do solo, e atua no processo de armazenamento de carbono no solo através da produção de glomalina (Wright, 2005), uma proteína pegajosa, componente da matéria orgânica, que retém aproximadamente 27% do seu carbono total, sendo considerada um fator expressivo de sequestro de carbono no solo (Cornis, 2002), e redução de gases de efeito estufa para a atmosfera, visto que é estável no solo (Rillig et al., 2001). As micorrizas podem conter até 20 vezes mais carbono do que a biomassa microbiana.

Além disso, a glomalina contribui para a formação e estabilidade de agregados, favorecendo a aeração, infiltração e armazenamento de água, além de estimular as trocas gasosas do solo e o crescimento das raízes.

 

Classificação das micorrizas

Originalmente, as micorrizas são classificadas em 3 grupos conforme a sua morfologia e anatomia (Siqueira & Franco, 1988):

• Endomicorrizas: são chamadas também de fungos micorrízicos arbusculares (FMA), sendo as mais comuns. As hifas do fungo penetram nas células corticais da raiz, sem provocar deformações e sem formar manto externo de hifas. Proporcionam benefícios como absorção de nutrientes como nitrogênio, fósforo, zinco e cobre, além de favorecer a fixação biológica de nitrogênio e a tolerância a estresses diversos;
• Ectomicorrizas: as hifas crescem de maneira intercelular (fora das células), formando manto de hifas ao redor da raiz. Proporciona benefícios como absorção de nutrientes com nitrogênio e fósforo, e tolerância a estresses bióticos (doenças) e abióticos (como por exemplo frio e seca);
• Ectoendomicorrizas: apresentam características tanto de ectomicorrizas como de endomicorrizas.

 

Como ocorre a formação de micorrizas

A maioria das culturas possuem suas raízes colonizadas naturalmente por fungos micorrízicos arbusculares, e o seu teor aumenta com o uso de práticas agrícolas como preparo do solo, calagem, adubação, sistemas de plantio, adubação verde, rotação de culturas etc.

As associações simbióticas ocorrem inicialmente com a germinação de esporos, nos segmentos da raiz infectada ou das próprias hifas de fungo no solo. Então, ocorre a proliferação das hifas da micorriza e diferenciação fúngica, ocorrendo em seguida a penetração na raiz da planta e colonização de estruturas. Nesta associação, a planta fornece carboidratos e proteção para o fungo, e o fungo aumenta a capacidade de absorção de nutrientes minerais da planta, favorecendo o seu desenvolvimento (Souza et al., 1998).

A germinação de fungos micorrízicos é regulada por fatores físicos e químicos do solo e estímulos provocados por exsudatos das raízes (Zambolim & Siqueira, 1985; Romero, 1999). Matéria orgânica, teores de fósforo e potássio e pH do solo são determinantes no sucesso da colonização das raízes e formação de esporos de micorrizas (Nunes, 2007). Além disso, as micorrizas também aumentam a tolerância das plantas aos metais pesados, através da agregação de partículas e retenção nas raízes, diminuindo a translocação para a parte aérea (Viana & Santos, 2010; Cabral et al., 2010).

Raízes de manga colonizadas por micorrizas. Na imagem hifas internas e vesículas.
Foto: Valter Lopes / EMBRAPA

 

Aplicação de micorrizas

A aplicação de micorrizas em grandes áreas é feita através da inoculação, sendo fundamental o uso de inoculantes de qualidade, com alta densidade de propágulos. Porém, o desenvolvimento desses organismos é complexo e assíncrono, e assim, é fundamental o conhecimento sobre a capacidade de espécies vegetais em formar a simbiose com os fungos. A eficiência da simbiose depende da compatibilidade genética entre o fungo e a planta para uma determinada condição. Diversos estudos apontam que no Brasil as espécies do gênero Glomus são as mais efetivas para o desenvolvimento de gramíneas.

Observe a tabela abaixo com alguns exemplos de culturas que favorecem ou não o desenvolvimento de micorrizas:

 

Tabela 1. Número de esporos de fungos micorrízicos arbusculares nativos em Latossolo Vermelho, após pousio e cultivo de diferentes culturas, no período chuvoso.

Culturas	Esporos (nº 50/g)*
Feijão-de-porco	67
Mamona	47
Milho	53
Girassol	20
Arroz	4
Pousio	4

*Dados transformados em y= (x + 0,5)0,5 para fins da análise estatística.
Fonte: Miranda et al., 2001.

 

Tabela 2. Colonização radicular, no florescimento, de adubos verdes cultivados num Latossolo Vermelho-Amarelo de Cerrado.

Adubos verdes	Colonização radicular (%)
Crotalária	49
Guandu	52
Feijão-bravo-do-ceará	60
Girassol	51
Milheto	49
Mucuna	49
Nabo forrageiro	0

Fonte: Miranda & Miranda, 2006

A produção comercial de inoculante com fungos micorrízicos deve ser feita com organismos com sua eficiência comprovada em condições de campo, ou com os organismos mais comuns dentro de um determinado ecossistema ou região, que serão os organismos adaptados para o uso nestes locais (Stürmer e Siqueira, 2006). O sucesso da inoculação depende, principalmente, da compatibilidade do fungo micorrízico com a planta hospedeira.

Miranda & Miranda (2001), após diversos estudos realizados com culturas anuais e forrageiras em vasos, chegaram a conclusão que as espécies de micorrizas Glomus etunicatum, Entrosphora colombiana e Glomus manihotis são as que apresentaram melhores resultados em produtividade. O uso destas espécies em substratos, para produção de mudas, beneficia o desenvolvimento de diversas plantas em diferentes condições de acidez e fertilidade.

 

Fatores que afetam a colonização de micorrizas

• pH do solo: geralmente as micorrizas germinam na faixa de pH favorável à maioria das plantas. Micorrizas dos gêneros Gigaspora e Acaulospora geralmente germinam em solos com pH ácido, já as do gênero Glomus preferem pH neutro a alcalino. Observe a tabela abaixo

  Tabela 3. Ocorrência diferenciada de espécies de fungos micorrízicos arbusculares nativos em função do pH de solos naturais de regiões tropicais.

  pH < 5,5	pH > 5,5	pH 4,0 - 8,0
  Entrophospora colombiana	Glomus mosseae	Acaulospora longula
  	Gigaspora margarita	Acaulospora morrowae
  		Acaulospora myriocarpa
  		Acaulospora scrobiculata
  		Glomus aggregatum
  		Glomus versiforme
  		Scutellospora pellucida

  Fonte: Adaptado de Sieverding, 1991
   

• Umidade do solo: em solos secos, a germinação de esporos é reduzida. Algumas espécies germinam melhor com umidade igual ou superior à capacidade de campo, já outras são prejudicadas com a umidade superior à capacidade de campo. Deve ser avaliada cada espécie em questão.

• Temperatura: micorrizas dos gêneros Glomos e Acaulospora normalmente possuem como temperatura mínima para germinação a faixa entre 10ºC e 18ºC, temperatura máxima de 30ºC e uma faixa ótima entre 20ºC e 25ºC. Já o gênero Gigaspora se desenvolve em temperaturas superiores.
  A faixa de temperatura ideal para o desenvolvimento das micorrizas é relacionada ao local de origem destas, assim, entende-se que as micorrizas podem se adaptar a diversas temperaturas.
• Luminosidade: aumento da intensidade luminosa e fotoperíodos longos (acima de 12 horas) aumentam a porcentagem de colonização das micorrizas. Já a redução da intensidade luminosa e nas horas de luz desfavorecem a colonização, mas favorecem a produção de esporos.
• Substratos de cultivo: geralmente as micorrizas se desenvolvem melhor em misturas de dois ou mais substratos, diminuindo em meios de cultivo com apenas um substrato. Deve-se observar também características dos substratos como o conteúdo de nutrientes, pH e matéria orgânica.
• Adubação:
  • Adubos orgânicos: o uso de adubos orgânicos, quando seu teor no solo é baixo, pode melhorar o desenvolvimento das micorrizas. Já quando é feito um uso excessivo de adubo orgânico, pode ocorrer um efeito negativo sobre a colonização e produção de esporos das micorrizas.
  • Adubos nitrogenados: os adubos nitrogenados na forma de amônio possuem um efeito mais inibitório às micorrizas do que em outras formas.
  • Nível de fósforo no solo: teores de fósforo no solo acima do nível requerido pelas plantas pode prejudicar a produção de esporos e colonização das micorrizas.
• Biocidas: o uso de agrotóxicos para eliminar patógenos do solo / substrato pode eliminar também os microrganismos benéficos, como as micorrizas (Souza et al., 2002). Nos últimos anos, os cultivos vêm enfrentando diversos problemas fitossanitários causados por fungos e bactérias. Por isto, é comum o uso de defensivos e fertilizantes químicos;
• Outros fatores: fatores como a monocultura, pousio, uso de culturas sem dependência micorrízica e construção civil ou mineração tendem a reduzir a população de micorrizas.

 

Inoculantes com micorrizas

Os diferentes métodos abaixo possuem vantagens e desvantagens. Deve-se considerar aspectos como tempo de cultivo, pH do substrato / solução, espécie de micorriza, interações e recomendações entre espécies e plantas. Também deve-se considerar o custo de produção, espaço, eficiência da associação e disponibilidade de mão-de-obra qualificada.

 

Formulações

Existem diversos produtos feitos à base de micorrizas com diferentes formulações (granular, líquida, pó seco e solúvel), recomendados para diversas culturas agrícolas. Os produtos podem ser feitos com propágulos puros, misturas de diferentes espécies de micorrizas, além de bactérias ou fungos de outros filos.

 

Produção em substrato sólido

Além disso, as micorrizas podem ser produzidas em substratos sólidos. Para isso, é necessário um recipiente livre de propágulos, um substrato esterilizado e uma planta cuja espécie estimule a esporulação da espécie de micorriza. Então, usa-se um inóculo da micorriza de qualidade, que pode ser obtido de coleções como a Coleção Internacional de Culturas de Glomeromycota (CICG). Este método é de fácil aplicabilidade, porém é limitado pelo volume de substrato necessário e necessidade de grandes espaços para a produção em vasos ou bandejas. Também podem ocorrer limitações pela luminosidade necessária, controle de temperatura e possibilidade de contaminação por ar ou insetos carregados com propágulos das micorrizas.

 

Sistemas hidropônicos e aeropônicos

As mudas são pré-cultivadas e inoculadas em recipientes e substratos livres de propágulos de fungos. Avalia-se a colonização pela micorriza, e em caso positivo, transfere-se a muda para um sistema hidropônico. Deve-se ajustar a solução nutritiva, pois alguns nutrientes, como o fósforo, podem inibir a colonização das micorrizas. No caso da aeroponia, o fornecimento de nutrientes é feito através de pulverização.

 

Sistema de cultivo de raízes in vitro

É feito usando raízes ou esporos contendo estruturas de micorrizas, desinfetados e transferidos para meios de cultura em placas de Petri com raízes transformadas com Agrobacterium rhizogenes. O meio de cultura é formado por elementos como sódio, nitrogênio, fósforo, zinco, manganês, sacarose, ágar e antibióticos. Porém, o sucesso desse método ainda deve ser avaliado por pesquisas. Alguns estudos mostram a menor eficiência deste método quando comparado à produção in vivo.

 

Sistema de cultivo em biorreator

Usa-se raízes transformadas pré-inoculadas em placas de Petri, que são inseridas em biorreator aerado ou agitado, e suspensas em solução nutritiva com antibióticos e substâncias que estimulam o crescimento das micorrizas e das raízes.

 

Nos sistemas hidropônico, aeropônico, placas de Petri e biorreator, o produto são raízes sanitizadas e colonizadas com as micorrizas, que podem ser desidratadas e misturadas com materiais inertes para formular um produto. Nos sistemas fechados, o controle de contaminação é mais fácil, porém são mais caros e complexos.

 

Uso de micorrizas (FMA) na soja

Diversos estudos foram feitos com o objetivo de entender os benefícios das micorrizas na cultura da soja, observe a tabela abaixo:

Resultados de estudos feitos com inoculação de espécies de micorrizas na cultura da soja.

Espécie de FMA	Principais resultados	Referências
FMA autóctones Claroideoglomus etunicatum, Fonneliformis mosseae, Glomus macrocarpum e Rhizophagus intraradices	Aumento do crescimento, rendimento e acúmulo de fósforo	Adeyemi et al. (2020), Adeyemi et al. (2021), Faggioli et al. (2020); Nogueira; Cardoso (2002), Stoffel et al. (2020a)
G. etunicatum e G. fasciculatum	Maior tolerância à acidez do solo	Maddox; Soileau (1991).
G. etunicatum, G. macrocarpum, Gigaspora margarita e R. intraradices	Redução da toxicidade de metais (Pb, Mn) nas plantas	Andrade; Silveira (2004), Andrade et al. (2003), Manara (2012), Nogueira; Cardoso (2000), Nogueira; Cardoso (2003), Spagnolett et al. (2017).
FMA autóctones e G. macrocarpum	Interação positiva com a comunidade autóctone, aumento da atividade biológica do solo	Andrade; Silveira (2004), Hoeksema et al. (2010)
C. etunicatum, Dentiscutata heterogama e R. clarus	Melhor crescimento inicial da soja e acúmulo de nutrientes com aplicação de formononetina	Salgado et al (2016).
G. clarum, G. etunicatum, G. fasciculatum, G. macrocarpum, G. margarita e R. intraradices	Sinergia com bactérias fixadoras de N, maior crescimento da soja, nodulação, acúmulo de fósforo e nitrogênio e produção de açúcares	Adeyemi et al. (2021), Bidondo et al. (2011), Clua et al. (2013), Harris et al. (1985), Pereira et al. (2013), Püschel et al. (2017), Silva et al. (2017).
FMA autóctones	Aumento da colonização micorrízica e biomassa de raízes, e aumento de fungos promotores de crescimento das plantas.	Farias et al. (2018).
F. mosseae e R. intraradices	Proteção contra doenças de raízes e parte aérea.	Giachero et al. (2017), Jie et al. (2019), Leigh et al. (2011), Li et al. (2013), Qian et al. (2015), Sastrahidayat et al. (2011), Spagnolett et al. (2017).

Fonte: STOFFEL et al. (2022).

A soja é uma planta altamente responsiva às micorrizas, com respostas principalmente em aumento de crescimento e acúmulo de fósforo e aumentar a tolerância à acidez, porém, conforme mencionado acima, a contribuição das micorrizas podem proporcionar diversas vantagens, mas estas dependem de diversos outros fatores como as espécies simbiontes, condições climáticas, condições do solo, disponibilidade de água etc.

 

Anderson Wolf Machado - Engenheiro Agrônomo

 

Referências:

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