Explorando os benefícios do feijão nhemba inoculado sob diferentes condições climáticas na Namíbia

Aug 18, 2023

Scientific Reports volume 13, Artigo número: 11761 (2023) Citar este artigo

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O feijão nhemba (Vigna uniculata L. Walp) é cultivado por muitos pequenos agricultores na África Subsariana para alimentação e para a sua capacidade de fixar azoto mesmo sob stress. O seu desempenho depende das estirpes indígenas de rizóbios que vivem em associação simbiótica com as raízes; pode ser melhorado se as sementes forem inoculadas com sementes mais eficazes. Dados sobre a eficácia da técnica sob diversas condições climáticas são raros. Aqui, utilizamos assim um modelo para ampliar duas experiências de campo realizadas na Namíbia para incluir diferentes cenários de alterações climáticas. As simulações mostram que o feijão nhemba não inoculado tem rendimentos médios de 0,5 t/ha e o feijão nhemba inoculado 1 t/ha. Se as condições climáticas forem favoráveis ​​(frescas e húmidas), as diferenças de rendimento estimadas aumentam para mais de 1 t/ha. Em anos secos (< 200 mm), a diferença média de rendimento é de apenas 0,1 t/ha. Num futuro distante (2080–2100), os casos de anos secos e quentes aumentarão. A utilização de sementes de feijão nhemba inoculadas em vez de sementes não inoculadas não beneficia os agricultores tanto como num futuro próximo (2030-2050). Em conclusão, a utilização de sementes de feijão nhemba inoculadas com uma estirpe de rizóbio eficiente pode aumentar significativamente os rendimentos sob condições climáticas variáveis, mas as vantagens de rendimento diminuem acentuadamente em anos muito secos e quentes.

O feijão-nhemba (Vigna unguiculata L. Walp) é uma importante cultura proteica para garantir a produção doméstica de alimentos nas partes semiáridas da África Subsaariana, onde outras leguminosas alimentares podem ter dificuldades para prosperar1,2. Em 2020, o feijão nhemba foi produzido em quase 14 milhões de hectares de terra nas partes centro e sul do continente africano (https://www.fao.org/faostat/en/#data). Esta cultura versátil pode produzir grãos e palha para alimentação e forragem3 e fixar nitrogênio atmosférico mesmo sob estresse hídrico ou de temperatura4. Em condições óptimas, o feijão nhemba pode fixar até 240 kg N ha-15, o que o torna uma boa escolha para os pequenos agricultores que lutam para adquirir fertilizantes minerais azotados6.

A eficiência da fixação de nitrogênio depende da variedade do feijão-caupi e das cepas de rizóbios que vivem em associação simbiótica com as raízes do feijão-caupi5,7. Em algumas regiões, os rizóbios locais podem ser menos eficazes (por exemplo8,9). Podem ter baixa população ou não serem eficientes na fixação de N210. A deficiência de nutrientes do solo também pode contribuir para uma menor nodulação por estirpes locais11. Além disso, as altas temperaturas e a escassez de água podem afetar indiretamente o sucesso da nodulação radicular, reduzindo a mobilidade dos rizóbios ou levando à dessecação e morte celular12. Nestes casos, a inoculação com cepas de rizóbios previamente isoladas e mais eficazes pode aumentar a fixação e a produtividade de nitrogênio13. Os inoculantes também podem proteger o feijão nhemba de plantas parasitas e fitopatógenos14,15 e aumentar o conteúdo de compostos bioativos na produção, o que aumenta o valor nutricional16. Podem solubilizar o fosfato17, fornecer hormonas promotoras de crescimento às plantas hospedeiras18 e melhorar a resistência do feijão nhemba ao stress hídrico19.

Muitos benefícios associados à inoculação foram estudados em experimentos de campo e em estufas de pequena escala. O âmbito destas experiências é muitas vezes limitado a uma estação de cultivo e poucos tratamentos devido a restrições de espaço, infra-estruturas e financiamento. Neste artigo, utilizamos um modelo de cultivo biogeofísico para aprimorar os resultados de um ensaio de campo em pequena escala realizado em 2017/2018 na região norte da Namíbia. Neste ensaio, o feijão nhemba foi cultivado com e sem inoculação com Bradyrhizobium e os seus rendimentos e outros parâmetros de cultura foram comparados. Como a estação de cultivo foi muito seca, foi aplicada irrigação de emergência para evitar a perda de muitas plantas. Neste estudo de ampliação, queremos utilizar os dados recolhidos neste ensaio como base para responder a outras questões: Como irá a inoculação afectar os rendimentos sob diferentes condições climáticas? O feijão nhemba inoculado pode resistir melhor ao estresse hídrico do que as plantas não inoculadas? E, por último, como irão os benefícios do feijão nhemba inoculado mudar no futuro?