O Trabalho de Fisiologia

Amplamente distribuído na atmosfera em uma forma inerte como gás atmosférico (N2) e encontrado em menor concentração no solo, o Nitrogênio (N) é considerado um importante elemento para a vida (Frossard et al. 2009). Para que o N seja disponibilizado no solo e utilizado pelas plantas , o mesmo precisa passar por transformações específicas de modo a ser fixado ou mineralizado e transformado na forma de amônio (NH4) e nitrato (NO3), ambas as formas absorvíveis pelos organismos vegetais. Por este motivo, o N é considerado um dos nutrientes mais limitantes no solo para o crescimento das plantas, pois se apresenta em diversas estruturas essenciais, tais como aminoácidos, material genético, pigmentos fotossintetizantes entre outros (Wang et al. 2019).

Devido essa importância na estruturação dos organismos vegetais, maneiras para aumentar a disponibilidade de N no solo apresenta uma grande relevância ao ecossistema, principalmente os processos de fixação em que o N2 atmosférico se transforma em NH4 no solo. A fixação do N pode ser realizada com a ajuda dos microrganismos do solo, sendo chamada de fixação biológica de N, utilizando-se as bactérias diazotróficas, podendo ser elas de vida livre, simbióticas ou endofíticas (Sylvia et al. 2005). Dentre estas, as bactérias diazotróficas, que estão em simbiose com plantas, são as mais eficientes no processo de fixação do N, tendo uma maior contribuição neste processo se comparadas as demais (Burris et al. 1980, Wang et al. 2019). Estima-se que a quantidade de N fixado por ano por estes microrganismos se encontre na escala de 25 x 109 kg por ano, ou 25 teragramas (Tg) (Tao et al. 2019).

Outros habitantes da microbiota do solo que ajudam a planta através de uma ligação endossimbionte são os fungos (Bonfante et al. 2019). Eles aumentam a mobilização do N e sua captação pelas plantas, pois ampliam a superfície de contato das raízes e facilitam a mobilização das formas NO3 e NH4 no solo (Tao et al. 2019).

Com o aumento da absorção de N pela planta devido a ação dos microrganismos, eles impactam diretamente no crescimento da planta (Tao et al. 2019). Com a maior disponibilização de N, as plantas podem utilizá-lo para melhora sua fisiologia investindo na produção de aminoácidos e material vegetal ou na produção de clorofila (Hallik et al.2009). Com a dependência de 4 moléculas de N na sua estrutura, a clorofila e absorção de N estão intimamente ligadas, assim o aumento da absorção do N e aumento das taxas fotossintéticas nos vegetais podem ser relacionados (Zhou et al. 2019). Alguns microrganismos endossimbiontes também são capazes de aumentar a produção metabólitos secundário da planta, remover compostos tóxicos do solo, proteger a planta contra a herbivoria, aumentar os níveis de resistência do vegetal à compostos tóxicos orgânicos ou inorgânicas, aumentar a resposta à estresse hídrico e ainda influenciar na atividade enzimática (Mouradi et al. 2016, Staudinger et al. 2016, El-Serafy and Sheshtawy 2020, Harindintwali et al. 2020, Liu et al 2020, Jack et al. 2020).  

Com a ação dos microrganismos sobre a fisiologia do vegetal, existem muitos estudos que visam conferir a vários tipos de culturas melhores condições de crescimento e desenvolvimento utilizando da microbiota presente no solo e capazes de se relacionar beneficamente com as plantas (Adora 2013, González-Andrés e James 2016). Assim, ao considerarmos que os microrganismos influenciam na fisiologia no N na planta, assim como sua mobilização no solo, reunimos nesse capítulo as informações pertinentes sobre a ecofisiologia das relações simbióticas entre plantas e microrganismos de modo a compreender sua influência e o impacto que pode ser observado na aquisição, transformação e mobilização de N, além da compreensão de como se estabelece a formação do nódulo radicular fixador de nitrogênio.