Azospirillum e Bradyrhizobium: o mecanismo hormonal por trás da co-inoculação em soja

A co-inoculação de soja com Bradyrhizobium e Azospirillum brasilense atingiu 35% da área cultivada no Brasil na safra 2022/23, o equivalente a 16,1 milhões de hectares (ARAÚJO et al., 2025). Em 2019/20, esse percentual era de apenas 5%, e em 2020/21 já havia saltado para 26%. O crescimento reflete resultados de campo, mas a explicação usual, de que duas bactérias fixam mais nitrogênio que uma, está incompleta.

Em cereais como milho e trigo, a Azospirillum brasilense chega a suprir entre 10% e 25% da demanda de nitrogênio por fixação biológica associativa (HUNGRIA, [200-]). Em soja, esse não é o mecanismo relevante. A fixação biológica pela simbiose com Bradyrhizobium supre a maior parte do nitrogênio exigido pela cultura, podendo suprir praticamente toda a demanda em condições adequadas de inoculação e manejo, o que torna a soja brasileira, de modo geral, independente de adubação nitrogenada (CÂMARA, 2014). A fixação biológica associativa da Azospirillum não é considerada sua principal contribuição agronômica na co-inoculação de soja. O ganho de produtividade observado vem de duas outras características específicas da bactéria, uma hormonal e outra ligada à disponibilidade de nitrogênio no entorno da raiz, que atuam sobre o desenvolvimento radicular e sobre o crescimento da planta.

Este artigo descreve o papel do Bradyrhizobium na fixação biológica de nitrogênio, os dois mecanismos hormonais da Azospirillum, a variação de resposta por genótipo e estirpe, a compatibilidade com o tratamento químico de sementes e o manejo prático recomendado para a safra 2026/27.

O papel do Bradyrhizobium na nodulação e na fixação de nitrogênio

O Bradyrhizobium é uma bactéria diazotrófica que estabelece simbiose com as raízes da soja. A infecção ocorre pelos pelos radiculares, onde a bactéria forma um cordão de infecção que conduz até o córtex da raiz. Nesse ponto, células vegetais se diferenciam em nódulo, estrutura especializada onde a enzima nitrogenase converte o nitrogênio atmosférico (N2) em amônia, forma assimilável pela planta.

A reação catalisada pela nitrogenase tem alto custo energético. A fixação de uma molécula de N2 consome cerca de 16 moléculas de ATP, o que explica por que a planta direciona uma fração relevante dos fotoassimilados produzidos na fotossíntese para sustentar a simbiose (TAIZ; ZEIGER, 2017). Esse custo é o motivo pelo qual qualquer mecanismo que aumente a eficiência da nodulação, sem exigir mais energia da planta, representa ganho real de produtividade. Esse ganho de eficiência também depende da arquitetura radicular da cultivar, que determina o volume de solo explorado pelas raízes.

Essa simbiose supre a maior parte do nitrogênio exigido pela soja ao longo do ciclo, podendo suprir praticamente toda a demanda quando a inoculação e as condições de solo são adequadas (CÂMARA, 2014). O restante vem do nitrogênio residual do solo e, em menor proporção, de adubação nitrogenada complementar, pouco usada em soja no Brasil justamente pela eficiência da fixação biológica. Solos com teor elevado de nitrogênio mineral residual tendem a apresentar nodulação reduzida, porque a planta prioriza a absorção direta do nitrogênio disponível em detrimento do investimento energético na simbiose.

A nodulação depende de sinalização molecular entre planta e bactéria, mediada por flavonoides liberados pela raiz e por fatores Nod produzidos pelo rizóbio. Essa sinalização é específica por espécie bacteriana, o que explica por que Bradyrhizobium japonicum e Bradyrhizobium elkanii, ambos usados em soja, apresentam eficiência distinta conforme a cultivar e a região de cultivo. O processo completo é sensível a condições do solo e a hormônios vegetais, entre eles o etileno, que em concentração elevada inibe a formação de nódulos (GLICK, 2014).

Lavouras com 10 a 30 nódulos ativos por planta no florescimento atingem os teores de nitrogênio fixado necessários para produtividade elevada (VARGAS; HUNGRIA, 1997 apud REGIÃO DE LOS, 2024). Nódulos ativos apresentam coloração interna rosada, resultado da presença de leghemoglobina, proteína que regula a concentração de oxigênio livre no interior do nódulo. Oxigênio em excesso inativa a nitrogenase, e por isso a leghemoglobina funciona como um sistema de controle que mantém a enzima funcional sem comprometer a respiração celular do nódulo.

É nesse ponto de sensibilidade hormonal que a Azospirillum brasilense atua. Antes de entender a co-inoculação como estratégia, é preciso separar o que cada bactéria faz. O Bradyrhizobium fixa nitrogênio, com custo energético elevado e alta sensibilidade a hormônios inibidores. A Azospirillum não fixa em quantidade relevante, mas remove uma barreira que limita a própria fixação, o que é o núcleo do mecanismo descrito nas próximas seções.

O papel duplo do Azospirillum: auxina e excreção de amônio

A Azospirillum brasilense promove crescimento vegetal por dois mecanismos hormonais distintos, e não por fixação biológica de nitrogênio. O primeiro é a produção de ácido indolilacético (AIA), auxina sintetizada pela bactéria a partir do triptofano presente nos exsudatos radiculares. O AIA bacteriano estimula a ramificação de raízes laterais e a formação de pelos radiculares, ampliando a superfície de absorção de água e nutrientes. Esse crescimento radicular adicional tem custo metabólico para a planta, sustentado pelo carbono fixado na fotossíntese, mesmo quando o sinal inicial que desencadeia a resposta é de origem bacteriana.

A estirpe Ab-V6, uma das duas recomendadas oficialmente no Brasil desde 2009, foi selecionada justamente por sua alta produção de AIA, enquanto a Ab-V5 se destaca pela maior capacidade de fixação biológica de nitrogênio, ainda que limitada e relevante principalmente em cereais, não em soja (HUNGRIA, [200-]). Essa diferenciação de função entre as duas estirpes oficiais é a base da lógica de seleção de estirpes por característica bioquímica específica, tema retomado na próxima seção.

A formulação do inoculante, turfosa ou líquida, também interfere na sobrevivência bacteriana e no resultado agronômico, um fator relevante na escolha do produto tanto quanto a escolha da estirpe, embora os dados comparativos mais robustos entre formulações venham de ensaios em cereais, não em soja (HUNGRIA, [200-]).

O segundo mecanismo é a excreção de amônio, característica identificada em estirpes específicas de Azospirillum brasilense, entre elas a HM053 e a HM210 usadas no estudo de Araújo et al. (2025). A HM053 é um mutante natural selecionado por resistência a etilenodiamina, associado a desregulação da fixação de nitrogênio que resulta em excreção de amônio para o ambiente ao redor da raiz, em vez de reter todo o nitrogênio fixado internamente (HOUSH et al., 2023). Essa mesma cepa expressa o gene ipdC, responsável pela via de síntese de AIA (HOUSH et al., 2023), o que conecta diretamente os dois mecanismos descritos nesta seção.

Vale uma ressalva sobre a literatura internacional de bactérias promotoras de crescimento. A ACC deaminase, enzima que degrada o precursor do etileno e reduz esse hormônio em diversos gêneros bacterianos (GLICK, 2014), não é uma característica nativa da Azospirillum brasilense. Estudos de caracterização mostram que a espécie, em cepas selvagens, geralmente testa negativa para o gene acdS, que só aparece em Azospirillum brasilense quando a bactéria é transformada geneticamente com o gene de outro organismo. Por isso, o mecanismo relevante para as cepas comerciais brasileiras é a excreção de amônio, não a modulação do etileno.

A comprovação mais recente e mais direta desse mecanismo vem de um estudo publicado em 2025 na revista Plant and Soil. Pesquisadores da Universidade Federal do Paraná testaram estirpes de Azospirillum brasilense com características bioquímicas distintas, entre elas a HM053, que combina excreção de amônio com síntese elevada de AIA (ARAÚJO et al., 2025).

Segundo os autores, é a combinação dessas duas características na mesma estirpe, e não uma delas isoladamente, que amplia o efeito promotor de crescimento quando coinoculada com Bradyrhizobium (ARAÚJO et al., 2025). O resultado prático foi um acréscimo médio de 14,2% na produtividade da soja em relação à inoculação padrão, com variação de 4,7% a 25,4% conforme a estirpe e o local do ensaio.

Esse é o ponto central para entender por que a resposta de campo à co-inoculação não é uniforme. A escolha da estirpe de Azospirillum importa tanto quanto a decisão de coinocular, e ambas as decisões dependem de informação que ainda não chega de forma clara ao produtor no momento da compra do inoculante.

Por que a resposta à co-inoculação varia por genótipo e por estirpe

O estudo de Araújo et al. (2025) foi conduzido em quatro locais com solo e clima distintos, em Rio Verde (GO), Indiara (GO), Pindorama (SP) e Mandaguaçu (PR). A estirpe HM053 produziu ganho de 16,9% em Pindorama e de 25,4% em Mandaguaçu, enquanto a IH1 produziu apenas 4,7% na média dos locais, e a HM210 ficou em posição intermediária, com 7,3%.

Essa variação entre ambientes se repete quando o fator analisado é o genótipo da planta, não apenas a estirpe bacteriana. Cultivares diferentes liberam perfis distintos de flavonoides e outros exsudatos radiculares, o que altera a intensidade da colonização bacteriana na rizosfera antes mesmo da simbiose se estabelecer. Um estudo publicado em janeiro de 2026 na revista Plants avaliou a coinoculação de Bradyrhizobium elkanii e Azospirillum brasilense em diferentes genótipos de Phaseolus lunatus, espécie próxima ao feijão comum, não soja (CRUZ et al., 2026). O resultado funciona como evidência complementar de que a interação genótipo x inoculação existe como fenômeno biológico geral, não como prova direta do comportamento em soja.

Os resultados mostraram que o efeito da coinoculação sobre o metabolismo de nitrogênio, a absorção de nutrientes e os indicadores de fertilidade do solo dependeu do genótipo avaliado, um padrão também observado em estudos sobre o microbioma do solo. Genótipos diferentes da mesma espécie responderam de forma distinta ao mesmo par de bactérias, nas mesmas condições de solo, o que reforça que a resposta à coinoculação não é uma propriedade fixa da tecnologia, mas o resultado de uma interação entre planta e microrganismo.

Esse padrão também aparece em soja. Um levantamento de fatores associados à eficiência simbiótica identificou diferença de resposta entre cultivares, com acréscimo de rendimento de 16,87% em relação à testemunha, resultado específico de um único ambiente e ano agrícola avaliado, sem valor de recomendação varietal atual (UNESP, 2019). Outros dois ensaios conduzidos no Paraná, com metodologia de campo distinta, também registraram efeito positivo da coinoculação sobre a nodulação e sobre a produtividade de grãos (BRACCINI et al., 2016; BULEGON et al., 2016).

Nem todo ensaio de campo confirma ganho. Um experimento na região de Mato Grosso do Sul concluiu que a coinoculação foi uma estratégia eficiente e sustentável nas condições edafoclimáticas avaliadas, combinando produtividade elevada com redução de custo operacional (RESEARCH SOCIETY AND DEVELOPMENT, 2026). Já um ensaio distinto, com Bradyrhizobium elkanii e Azospirillum brasilense aplicados no sulco de semeadura em delineamento fatorial com quatro repetições, não encontrou incremento de produtividade nem de nodulação em relação à inoculação isolada, embora a inoculação isolada de cada bactéria tenha aumentado o número de plantas por metro linear.

A implicação prática é direta. Promessa genérica de percentual fixo de ganho não se sustenta na literatura. A resposta depende da combinação entre estirpe bacteriana, cultivar, solo e clima do talhão, o que torna recomendável testar a tecnologia em faixas antes de adotá-la em toda a área, em vez de assumir o resultado médio de um ensaio conduzido em outra região.

Compatibilidade entre inoculante e tratamento químico de sementes

A maior parte das lavouras de soja no Brasil recebe tratamento químico de sementes com fungicida e inseticida antes ou junto com a inoculação. Essa sequência de operações tem efeito direto sobre a sobrevivência das bactérias e sobre a eficiência da fixação biológica de nitrogênio, e o efeito varia conforme o princípio ativo utilizado.

A aplicação de micronutrientes junto com fungicidas, antes da inoculação, reduz o número de nódulos formados e a eficiência da fixação biológica de nitrogênio (HUNGRIA et al., 2007 apud EMBRAPA, [200-]). O efeito é atribuído à toxicidade do fungicida sobre as bactérias e à competição física na superfície da semente, onde o espaço disponível para colonização bacteriana é limitado.

Nem todo fungicida produz esse efeito na mesma intensidade. Um ensaio de campo mostrou que o tratamento de sementes de soja com as combinações carbendazim mais tiram, ou tiabendazol mais tiram, associado ou não a polímero, não afetou o estabelecimento nem o desenvolvimento de nódulos quando as sementes foram inoculadas com Bradyrhizobium, independentemente da época de aplicação testada (REVISTA DELOS, 2024). O resultado indica que a compatibilidade química depende do princípio ativo específico, e não pode ser generalizada para toda a categoria de fungicidas.

Como alternativa quando o fungicida usado tem efeito comprovado sobre a nodulação, a Embrapa recomenda separar as operações. Cobalto e molibdênio podem ser aplicados via foliar entre os estádios V3 e V5, em doses de 2 a 3 g/ha de cobalto e 12 a 30 g/ha de molibdênio, em vez de na semente junto com o fungicida (EMBRAPA, [200-]).

Um estudo de compatibilidade específico entre inoculantes e fungicidas de tratamento de sementes de soja foi conduzido pela própria Embrapa Soja em 2000 (CAMPO; HUNGRIA, 2000). O trabalho estabeleceu a base técnica ainda usada como referência para recomendações de sequência de aplicação no tratamento de sementes brasileiro, e ensaios posteriores da mesma instituição avaliaram a interação entre fungicidas, inseticidas, micronutrientes, bioestimulantes, polímeros e inoculantes numa mesma operação de tratamento, reproduzindo a rotina real de tratamento industrial de sementes usada hoje em grande parte das lavouras de soja.

A regra prática decorrente dessa literatura é clara. A inoculação deve ocorrer o mais próximo possível da semeadura, e sempre depois da aplicação de fungicida e inseticida, nunca antes ou misturada no mesmo tanque sem verificação prévia de compatibilidade do produto específico. Sementes tratadas com fungicida e inoculadas o mesmo dia apresentam menor perda de viabilidade bacteriana do que sementes inoculadas com antecedência e armazenadas.

Manejo prático da co-inoculação na safra 2026/27

A escolha entre aplicar a co-inoculação na semente ou no sulco de semeadura depende do histórico da área, mas não só dele. Em áreas com cultivo consecutivo de soja e população estabelecida de Bradyrhizobium no solo, a aplicação via semente costuma atender, desde que o tratamento industrial da semente seja compatível com o inoculante, a população bacteriana entregue seja viável e as condições de semeadura favoreçam a sobrevivência do produto. Em áreas novas, com longo intervalo sem soja, ou quando a compatibilidade química da semente é incerta, doses maiores ou aplicação no sulco favorecem a colonização inicial, compensando tanto a ausência de população bacteriana residual quanto eventuais perdas de viabilidade no tratamento de sementes.

A temperatura afeta a sobrevivência bacteriana, mas em pontos diferentes da cadeia, que não devem ser confundidos entre si. Um deles é a fase de produção do inoculante. Um estudo com estirpe de Bradyrhizobium sp. isolada de caupi mostrou que o cultivo em fermentador a 28°C atinge população de 10⁹ células por mililitro em 72 horas de processo, mantida estável por até 240 dias de armazenamento em turfa, enquanto o cultivo a 37°C no mesmo intervalo produz população de apenas 10⁵ a 10⁶ células por mililitro (FIGUEIREDO et al., 1995). A alta temperatura não matou as células, mas reduziu de forma considerável sua capacidade de infectar a planta hospedeira, medida por método de infecção direta em comparação com a contagem em placas (FIGUEIREDO et al., 1995).

Esse resultado descreve a fase de produção em fermentador, não a temperatura do solo no momento da semeadura, e usa uma estirpe isolada de caupi, não necessariamente a mesma empregada nos produtos comerciais de soja. Ainda assim, ele confirma que a faixa mesofílica favorece a multiplicação e a capacidade infectiva do Bradyrhizobium de forma mais consistente que temperaturas elevadas, o que reforça a importância de manter o produto protegido do calor entre a fabricação, o transporte e a aplicação a campo. A tolerância térmica varia por estirpe, o que impede fixar um valor único de temperatura de solo aplicável a todos os produtos comerciais disponíveis. Em geral, solo excessivamente frio retarda o início da nodulação, atrasando a contribuição da simbiose justamente no período em que a plântula mais depende de nitrogênio externo.

Solos com baixa matéria orgânica e histórico de inoculação prévia de Azospirillum em gramíneas antecessoras, como milho, apresentam resposta mais consistente à coinoculação em soja, pelo aumento já estabelecido do sistema radicular e da massa de nódulos na rotação (UNESP, 2024). Esse histórico de campo funciona como um indicador prático de que a área tem condições favoráveis à colonização bacteriana antes mesmo da aplicação do inoculante na safra atual.

A curva de adoção da tecnologia no Brasil também informa o manejo. O salto de 5% da área de soja coinoculada em 2019/20 para 35% em 2022/23 aconteceu concentrado nas regiões produtoras de maior escala, onde o custo do inoculante é diluído em operações já mecanizadas de tratamento de sementes (ARAÚJO et al., 2025). Em áreas de menor escala, o retorno da tecnologia depende mais diretamente do diferencial de produtividade obtido, o que reforça a necessidade de validação em faixa antes da adoção plena.

Um conjunto de recomendações operacionais reduz a variabilidade de resultado observada entre lavouras:

1. Inocular o mais próximo possível da semeadura. O tempo máximo de armazenamento seguro após a inoculação varia conforme a formulação do produto e a presença de protetores bacterianos, e deve seguir a recomendação da bula do fabricante, não uma regra genérica.
2. Proteger o inoculante do calor e da radiação solar direta durante o transporte e a aplicação, mantendo o produto na embalagem original até o momento do uso.
3. Conferir a nodulação entre os estádios V2 e V4, avaliando cor interna e distribuição dos nódulos na raiz.
4. Priorizar aplicação no sulco em regiões de clima seco ou em solos com baixa matéria orgânica.
5. Separar a aplicação de cobalto e molibdênio da operação de tratamento com fungicida, usando via foliar entre V3 e V5 quando necessário.

Nodulação precoce e abundante na coroa da raiz principal, verificável entre 5 e 8 dias após a emergência, é sinal de colonização bem-sucedida pelas bactérias fornecidas via inoculante na semente, que costumam ser mais ativas fisiologicamente que a população já estabelecida no solo (EMBRAPA, 2014). Nodulação adicional em raízes laterais, que surge mais tarde no ciclo, tende a envolver também rizóbios já presentes no solo. Essa avaliação de campo, feita por amostragem direta de plantas entre V2 e V4, é mais informativa do que aguardar o resultado de produtividade ao final do ciclo, quando qualquer ajuste de manejo já não é mais possível.

Conclusão

A co-inoculação de soja com Bradyrhizobium e Azospirillum brasilense funciona por um mecanismo específico, não por soma de capacidade fixadora. A Azospirillum contribui com produção de auxina e com excreção de amônio, combinação que os autores do estudo mais recente sobre o tema apontam como explicação para o efeito promotor de crescimento observado em campo (ARAÚJO et al., 2025).

O ganho de produtividade varia por estirpe, por genótipo e por ambiente, de 4,7% a 25,4% em ensaios recentes com estirpes distintas de Azospirillum (ARAÚJO et al., 2025). Essa variação recomenda a validação da tecnologia em faixas de talhão antes da adoção em área total, com atenção à sequência de aplicação junto ao tratamento químico de sementes e ao histórico da área com gramíneas inoculadas.

A tendência de pesquisa aponta para seleção de estirpes por característica bioquímica específica, como excreção de amônio e síntese de AIA, em vez de recomendação genérica de espécie bacteriana. Um artigo relacionado sobre o papel da rizosfera na eficiência de absorção de nutrientes complementa a discussão sobre o ambiente radicular onde essa simbiose ocorre.

Referências

ARAÚJO, S. C.; ETTO, R. M.; SOUZA, E. M.; PEDROSA, F. O.; FURMAM-CHEROBIM, F.; BINI, A. R. et al. Enhancing soybean yield through co-inoculation of Bradyrhizobium spp. and ammonium-excreting Azospirillum brasilense HM053. Plant and Soil, 2025. Disponível em: https://doi.org/10.1007/s11104-025-07330-9

CÂMARA, G. M. S. Fixação biológica de nitrogênio em soja. Informações Agronômicas, n. 147, p. 1-9, 2014.

CAMPO, R. J.; HUNGRIA, M. Compatibilidade de uso de inoculantes e fungicidas no tratamento de sementes de soja. Londrina: Embrapa Soja, 2000.

CRUZ, G. K. G. et al. Impact of Bradyrhizobium elkanii and Azospirillum brasilense co-inoculation on nitrogen metabolism, nutrient uptake, and soil fertility indicators in Phaseolus lunatus genotypes. Plants, v. 15, 2026. Disponível em: https://doi.org/10.3390/plants15010135

GLICK, B. R. Bacteria with ACC deaminase can promote plant growth and help to feed the world. Microbiological Research, v. 169, p. 30-39, 2014. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.micres.2013.09.009

HOUSH, A. B.; NOEL, R.; POWELL, A.; WALLER, S.; WILDER, S. L.; SOPKO, S.; BENOIT, M.; POWELL, G.; SCHUELLER, M. J.; FERRIER, R. A. Studies using mutant strains of Azospirillum brasilense reveal that atmospheric nitrogen fixation and auxin production are light dependent processes. Microorganisms, v. 11, n. 7, p. 1727, 2023. Disponível em: https://doi.org/10.3390/microorganisms11071727

HUNGRIA, M. Inoculação com Azospirillum brasilense: inovação em rendimento a baixo custo. Londrina: Embrapa Soja, Documentos 325. ISSN 1516-781X.

EMBRAPA. Boas práticas de inoculação em soja. Resumos da 40ª Reunião de Pesquisa de Soja da Região Sul, 2014.

FIGUEIREDO, M. V. B.; STAMFORD, N. P.; VIDOR, C.; VILAR, J. J.; OLIVEIRA FILHO, C. de. Sobrevivência do Bradyrhizobium sp. quando submetido a diferentes temperaturas de crescimento. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 30, n. 10, p. 1233-1238, out. 1995. Disponível em: https://apct.sede.embrapa.br/pab/pt_BR/article/download/4419/1705/17741