A Fertilização Nitrogenada na Zona Radicular Aumenta a Produtividade da Colza: Reprogramando o Ciclo do Nitrogênio na Rizosfera e Fortalecendo a Conexão Solo-Planta

A fertilização nitrogenada na zona radicular (RZF) pode aumentar a absorção de N pelas culturas e a produtividade, no entanto, os mecanismos funcionais subjacentes do ciclo de N na rizosfera permanecem insuficientemente resolvidos. Em um experimento de campo com colza de inverno (Brassica napus L.), a RZF foi comparada com a fertilização convencional (CF) sob as mesmas taxas de entrada de N, juntamente a um controle sem N (N0). Em comparação com a CF, a RZF aumentou significativamente a produtividade das sementes (em 0,44 t ha−1) e a absorção de N acima do solo (em 20,45 kg ha−1), enquanto simultaneamente enriquecia os estoques de N mineral da rizosfera (NH4+–N e NO3−–N em 54,50% e 56,02%, respectivamente). A metagenômica de shotgun revelou que a RZF reprogramou o potencial funcional do ciclo de N na rizosfera, caracterizado por uma maior fixação de nitrogênio, redução da nitrificação e desnitrificação, e uma tendência a um aumento na redução do nitrato assimilatório. Essas mudanças a nível de módulo foram apoiadas por alterações concordantes em genes funcionais chave, indicando um maior potencial genético para retenção e assimilação de N (nifD, glnA, gltB, nasA, napB, nrfA) e um potencial reduzido para perdas de N impulsionadas por nitrificação e desnitrificação (amoB/C, narI, nirK, norB). A análise da composição taxonômica mostrou enriquecimento de Bradyrhizobium e supressão de táxons nitrificadores chave (Nitrosospira e um táxon afiliado a Nitrososphaeraceae) sob RZF. O pH da rizosfera apresentou a mais forte correlação de Mantel com múltiplos módulos do ciclo de N, e o N disponível na rizosfera (AN; soma de NH4+–N e NO3−–N) estava positivamente associado a características de N das plantas e produtividade. A modelagem de equações estruturais apoiou um caminho em que um índice de equilíbrio funcional (retenção/assimilação vs. perda/oxidação) aumentou AN (0,22), e AN promoveu fortemente a produtividade (0,90). Coletivamente, esses resultados elucidam um mecanismo centrado na rizosfera pelo qual a colocação localizada de N fortalece a conexão solo-planta de N e aumenta a produtividade das culturas através da reprogramação dos potenciais funcionais do ciclo de N microbiano, posicionando os processos de N na rizosfera como uma ponte mecanicista chave para a otimização do fornecimento de fertilizantes na zona radicular informada pelo microbioma.