Investigação de polímero de poli (glicerol-citrato) como revestimento protetor para aumentar o efeito de inoculação microbiana em plantas de soja

• Processo: 21/13645-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de maio de 2022
• Data de Término da vigência: 30 de abril de 2023
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia de Materiais e Metalúrgica - Materiais Não-metálicos
• Pesquisador responsável: Luiz Henrique Capparelli Mattoso
• Beneficiário: Amanda Soares Giroto
• Supervisor: Nicolai David Jablonowski
• Instituição Sede: Embrapa Instrumentação Agropecuária. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA). Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Brasil). São Carlos , SP, Brasil
• Instituição Anfitriã: Forschungszentrum Jülich, Alemanha
• Vinculado à bolsa: 18/10104-1 - Preparação de Nanocompósitos a partir de Ureia modificada com Glicerol para otimização do Processo de Liberação Controlada de Nutrientes, BP.PD
• Assunto(s): Soja Glycine max Nitrogênio Polímeros Revestimentos Inoculantes microbianos
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Bradyrhizobium japonicum | fixação biológica de nitrogênio | Glycine max | Nitrogênio | polímero | Revestimento | Materiais e agricultura

Resumo

A soja é um dos principais produtos da agricultura brasileira. Esta cultura é muito exigente em nitrogênio, mas por ser uma cultura de leguminosas, obtém a maior parte de suas necessidades de N através de um processo de fixação biológica de nitrogênio atmosférico (N2) em simbiose com bactérias da espécie Bradyrhizobium japonicum. A fixação biológica de nitrogênio (BNF) é realizada por as espécies de bactérias Bradyrhizobium japonicum e B. elkanii associadas às raízes da planta, onde o N2 é capturado e transformado em amônio disponível para a planta. Essas bactérias são geralmente co-aplicadas em sementes pré-inoculadas, poucos dias antes da semeadura. No entanto, sementes de soja devem ser tratadas com fungicidas para evitar contaminação com patógenos, e a compatibilidade entre fungicidas e inoculantes é um grande problema. Os fungicidas podem afetar várias etapas da simbiose, desde a sobrevivência do rizóbio na semente até a formação de nódulos e eficiência de fixação de N2. O recobrimento de sementes com polímeros pode ser utilizado para solucionar esse problema, evitando o contato direto do inoculante com o fungicida. Além disso, as formulações de polímeros podem encapsular as células vivas, proteger os microrganismos contra muitos estresses ambientais, podendo ser armazenadas secas em temperatura ambiente por períodos prolongados e liberá-los no solo gradualmente quando os microrganismos do solo degradam os polímeros. Polímeros solúveis em formulações de inoculantes líquidos são convenientes para processamento em lote e aplicação de sementes em processos simples. O glicerol é um dos meios de cultura mais comuns para inoculantes, e sua polimerização pode fornecer um material adequado para encapsulamento e revestimento. Ao reagir o glicerol com monômeros de diácido, aumenta o tamanho das estruturas formadoras de cadeia (poliglicerol) que, após degradação, voltariam à sua forma nativa de glicerol, sendo favorável à sobrevivência do inoculante. O poli (citrato de glicerol) (PGCit), um poliéster alifático biodegradável feito pela policondensação do glicerol com ácido cítrico, apresenta potenciais vantagens de aplicação. O ácido cítrico é um dos ácidos orgânicos mais comuns na indústria. Por sua vez, o glicerol é o principal resíduo na produção de biodiesel. Atualmente, não há estudos a respeito da utilização do PGCit como material de revestimento para sementes, sendo necessária uma investigação detalhada para adequar suas propriedades a tal aplicação. A presente proposta visa investigar o polímero biodegradável PGCit como meio de inoculação para Bradyrhizobium, incluindo rotas de processamento, estabilidade, solubilização e propriedades físicas; e avaliar seu comportamento como recobrimento de sementes de soja inoculadas, empregando um experimento em casa de vegetação utilizando tecnologias de fenotipagem automática de plantas - para garantir uma avaliação completa e padronizada, sem influências de outros efeitos ambientais. O potencial da soja para fixação de N2 no solo será avaliado de forma invasiva usando o método da abundância natural ´ 15N. A execução do projeto terá todas as vantagens da experiência do Dr. Nicolai D. Jablonowski e colegas do Instituto de Bio e Geociências, IBG-2: Plants Sciences, no \Forschungszentrum Jülich GmbH (FZJ), Alemanha, que é um grupo de referência para estudos sobre interações planta-solo. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

BORGES, ROGER; SOTILES, ANNE RAQUEL; GIROTO, AMANDA SOARES; FERNANDES GUIMARAES, GELTON GERALDO; WYPYCH, FERNANDO; JABLONOWSKI, NICOLAI DAVID; RIBEIRO, CAUE. Mechanochemical Activation of Elemental Sulfur Increases Its Bioavailability in the Forage Species Brachiaria Production. ACS AGRICULTURAL SCIENCE & TECHNOLOGY, v. 2, n. 6, p. 8-pg., 2022-11-30. (16/10636-8, 18/10104-1, 21/13645-6)

VALLE, STELLA F.; GIROTO, AMANDA S.; RIBEIRO, CAUE. Unveiling the Role of Polysulfide Matrices in Phosphate Diffusion for Controlled Release Fertilizers. ACS APPLIED POLYMER MATERIALS, v. 5, n. 9, p. 9-pg., 2023-08-16. (21/13645-6, 18/10104-1)