A fixação biológica do nitrogênio atmosférico (N₂) é um importante processo que permite o aporte de nitrogênio (N) para os ecossistemas aquáticos, tornando-o disponível para os microrganismos fixadores de N₂ na forma de amônio (NH₄⁺). Estudos referentes aos fatores ambientais que estimulam a ocorrência da fixação de N₂ em reservatórios subtropicais são escassos, sendo que este processo pode contribuir para a permanência das florações de cianobactérias nos ecossistemas eutrofizados. O objetivo da presente pesquisa foi determinar in situ as taxas de fixação de N₂ em quatro reservatórios subtropicais (Lobo, Santana, 29 e Teixeira, todos localizados na porção central do estado de São Paulo), com o intuito de verificar quais fatores ambientais estimularam a fixação e seus padrões espaciais e temporais. Além disso, a influência da disponibilidade absoluta e relativa de nitrogênio inorgânico dissolvido (NID) e fósforo solúvel reativo (PSR) sobre a fixação de N₂ pela cianobactéria Dolichospermum flosaquae foi investigada, em condições controladas in vitro. Para isso, o método do traçador com o isótopo ¹⁵N₂ foi utilizado em ambos os casos, tanto para as incubações dos experimentos em campo como para as conduzidas em laboratório. Além das baixas densidades de cianobactérias encontradas, não foram observados padrões verticais, horizontais e sazonais bem definidos para fixação de N₂ nos reservatórios estudados, provavelmente devido às condições de mistura da coluna d'água, às pequenas dimensões dos reservatórios e à frequência de amostragem, respectivamente. Seis variáveis ambientais apresentaram limiares que favoreceram a fixação de N₂ nos reservatórios subtropicais (clorofila-a ≥ 12 μg L^-1; PSR ≥ 3,0 μg-P L^-1; fósforo total, PT ≥ 20,5 μg-P L^-1; razões molares NID:PT ≤ 82; NID:PSR ≤ 487; e temperatura ≥ 22°C). Já nos experimentos in vitro, a fixação de N₂ foi favorecida pela menor disponibilidade de NID (190 ≤ μg-N L^-1) seguida pela maior disponibilidade de PSR (120 μg-P L^-1), em razões molares NID:PSR ≤ 10. Tanto nos experimentos in situ como nos in vitro, a fixação de N₂ também ocorreu quando o N não foi um fator limitante para o crescimento das cianobactérias (razões molares N:P > 60). Isso sugere que os reservatórios com maior grau de trofia (> concentrações de P) possuem maior probabilidade da fixação de N₂ acontecer, principalmente por suportarem maiores densidades de cianobactérias fixadoras de N₂. Além disso, o baixo limiar para a temperatura sugere que os reservatórios subtropicais possuem, em tese, condições que favorecem a ocorrência da fixação de N₂ ao longo do ano, o que dependeria primordialmente da disponibilidade de P. Já em condições controladas, a baixa disponibilidade de N ainda pareceu ser o fator regulatório da fixação de N₂ por D. flosaquae. Conhecer os fatores influentes sobre a fixação de N₂ é relevante para o manejo dos reservatórios eutrofizados, podendo auxiliar em estratégias capazes de romper o ciclo de florações de cianobactérias, com alternância de dominância entre espécies fixadoras e não fixadoras de N₂.

Biological fixation of atmospheric nitrogen (N₂) is an important process that provides nitrogen (N) to aquatic ecosystems, making it available to the N₂-fixing microorganisms in the form of ammonium (NH₄⁺). While studies on the environmental factors that stimulate the occurrence of N₂ fixation in subtropical reservoirs are scarce, this process can contribute to the permanence of cyanobacterial blooms in eutrophic ecosystems. The aim of the present research was to estimate N₂ fixation rates in situ in four subtropical reservoirs (Lobo, Santana, 29 and Teixeira, all located in central portion of the São Paulo State), to determine which environmental factors stimulated the fixation and well as its spatial and sazonal patterns. Furthermore, the absolute and relative availability of dissolved inorganic nitrogen (DIN) and reactive soluble phosphorus (SRP) were specifically tested as predictors of N₂ fixation by cyanobcteria Dolichospermum flosaquae under in vitro controlled conditions. The tracer method with ¹⁵N₂ isotope was used in both cases for the field and the laboratory incubations. In addition to the low densities of cyanobacteria found, no clear vertical, horizontal and seasonal patterns were observed for N₂ fixation in the studied reservoirs, probably due to the mixing conditions of the water column, the small reservoir dimensions and the sampling frequency, respectively. The results showed that six environmental variables had thresholds that triggered N₂ fixation in subtropical reservoirs (chlorophyll-a ≥ 12 μg L^-1; SRP ≥ 3.0 μg-P L^-1; total phosphorus, TP ≥ 20.5 μg-P L^-1; DIN:TP molar ratios ≤ 82; DIN:SRP ≤ 487; and temperature ≥ 22°C). Concerning the in vitro experiments, N₂ fixation was favored by lower DIN availability (190 ≤ μg-N L^-1) followed by higher SRP availability (120 μg-P L^-1), at DIN:SRP molar ratios ≤ 10. For both in situ and in vitro experiments, N₂ fixation also occurred when N was not a limiting factor for cyanobacterial growth (N:P molar ratios > 60). This suggests that reservoirs with a higher trophic status (> P concentrations) are more likely to have N₂ fixation because they support higher densities of N₂-fixing cyanobacteria. Moreover, the low threshold for temperature suggests that subtropical reservoirs have, in theory, conditions that favor the occurrence of N₂ fixation throughout the year, which would depend primarily on the availability of P. Under controlled conditions, the low availability of N still appeared to be the regulatory factor for N₂ fixation by D. flosaquae. Understanding the influencing factors on N₂ fixation is relevant to the management of eutrophic reservoirs, helping the delineation of strategies for interrupting the cyanobacterial blooms cycle, with alternating dominance between N₂-fixing and non-N₂ fixing species.