Com o crescimento da população mundial, a agricultura moderna passou a enfrentar uma série de desafios relacionados à escassez de recursos naturais, além de mudanças climáticas e, com isso, grandes variações nos custos dos insumos.
Para alimentar uma população cada vez maior, a agricultura recorre ao aumento de produtividade das lavouras. Assim, o uso cada vez mais intensivo das áreas agricultáveis incorre em impactos adversos ao meio ambiente, levando, por consequência, que agricultores busquem e adotem práticas cada vez mais sustentáveis e modernas.
Nesse cenário, pontua Rodrigo da Silveira Campos, engenheiro agrônomo, mestre e analista da Embrapa Agroindústria de Alimentos, que as plantas cultivadas são constantemente submetidas a estresses que podem comprometer a qualidade de sua produção, podendo repercutir na produtividade.
Luís Paulo Benetti Mantoan, doutor em Fisiologia Vegetal pela Unesp de Botucatu, conta que os prejuízos são proporcionais à intensidade e durabilidade do estresse, podendo resultar em perdas de até 100%. “O ano de 2024 foi bem complicado, com recordes de temperaturas elevadas e seca extrema. Para se ter uma ideia, a soja apresentou uma redução de 7,23 milhões de toneladas em relação ao período de 2022/23, segundo a Conab. Para o milho, a queda foi estimada em 12,3%”, avalia.
Para os desafios mencionados, geralmente os classificamos em dois grandes grupos: estresses abióticos e bióticos. Rodrigo Campos informa que os estresses abióticos são causados por fatores ambientais adversos e têm se tornado cada vez mais severos devido às mudanças climáticas globais. Entre os principais estresses abióticos, ele destaca a seca, o calor excessivo (extremo, em alguns casos), as geadas, a salinidade (provocada por mal manejo, uso intensivo mal aplicado ou de recursos hídricos não adequados, etc.), a deficiência ou o excesso de nutrientes e a poluição do solo.
“A seca, por exemplo, é um dos maiores desafios enfrentados pela agricultura, especialmente em regiões semiáridas ou onde os padrões de precipitação estão se tornando cada vez mais irregulares”, adverte.
Segundo Marina Scalioni Vilela, doutora em Fitotecnia e pesquisadora/professora do Ifsuldeminas e Embrapii Agroindústria do Café, “a alta temperatura do solo também pode prejudicar o desenvolvimento das raízes, especialmente as superficiais, dificultando o crescimento das plantas e a absorção de nutrientes”, conta.
Já as geadas, acrescenta Rodrigo Campos, podem ser devastadoras em qualquer caso em que ocorram, causando a morte de tecidos vegetais e impactando severamente a colheita, chegando a comprometer safras inteiras.
Como as plantas lidam com a falta de água
Ao contrário dos animais, as plantas não podem migrar para escapar de ambientes adversos. Porém, elas desenvolveram, ao longo de sua evolução, estratégias fisiológicas e metabólicas que permitem sua sobrevivência em condições desfavoráveis.
Luís Mantoan explica como essas adaptações ajudam as plantas a enfrentar períodos de seca e calor: “Um dos principais mecanismos de defesa das plantas contra a desidratação é a redução da transpiração, processo pelo qual cerca de 90% da água absorvida pelas raízes retorna para a atmosfera. Esse fluxo ocorre por meio dos estômatos, pequenos poros nas folhas. Em períodos de seca, o fechamento dos estômatos se torna a primeira linha de defesa, reduzindo a transpiração e evitando a perda excessiva de água”.
Além disso, as plantas acumulam proteínas e outras substâncias que dificultam a saída de água das células, mantendo o equilíbrio hídrico necessário. Esse acúmulo cria um potencial hídrico menor no interior das células, garantindo que a água permaneça retida. “É como se colocássemos sal em uma salada e as folhas começassem a murchar. A água tende a sair da folha devido à diferença de potencial hídrico”, explica Mantoan.
Dentre as substâncias que possuem essa função de diminuir o potencial hídrico celular estão o aminoácido prolina, alguns tipos de açúcares e proteínas conhecidas como LEA (Late Embryogenesis Abundant).
As plantas também adotam adaptações morfológicas e anatômicas para melhorar a tolerância à seca. Genótipos que apresentam raízes mais profundas e ramificadas absorvem água nas camadas mais baixas do solo. A redução da área foliar e a perda de folhas durante a estação seca também são estratégias que diminuem a transpiração, promovendo uma economia no uso da água, essencial para sua sobrevivência em ambientes secos.
Salinidade
Outro desafio importante, dado pelo pesquisador Rodrigo Campos, é a salinidade, um problema crescente em regiões irrigadas e em solos mal manejados. A acumulação de sais no solo impede que as raízes absorvam água de maneira eficiente, resultando em um efeito similar ao da seca, mesmo quando há água disponível no solo.
Da mesma forma, diz o especialista, a deficiência ou excesso de nutrientes pode limitar o desenvolvimento das plantas, com consequências diretas para o rendimento das culturas. “Além disso, a poluição do solo, provocada pelo uso excessivo de fertilizantes químicos e pesticidas, pode levar à degradação da qualidade do solo (principalmente sua microbiota) e à redução da fertilidade a longo prazo. Todos esses fatores podem ter impactos cumulativos e severos na saúde e na produção das plantas, exigindo técnicas modernas de manejo antiestresse para mitigar os danos”, alerta.
O papel dos nutrientes no metabolismo das plantas
Assim como uma pessoa que está bem nutrida se recupera melhor de uma doença em comparação a outra que se alimenta mal, Luís Mantoan explica que o estado nutricional de uma planta é decisivo para a tolerância e recuperação a qualquer estresse. “Uma planta que apresenta deficiência nutricional vai mostrar falhas no metabolismo de resposta e tolerância à seca e altas temperaturas, intensificando os prejuízos ao metabolismo primário, ao crescimento, à produção e diminuição das chances de a planta se recuperar”.
Alguns elementos minerais, como o zinco, ferro e manganês fazem parte das enzimas do sistema antioxidativo nos vegetais. Esse sistema é responsável pela limpeza das chamadas espécies reativas de oxigênio. “Tais espécies são moléculas oxidantes geradas em condições de estresse, como a seca e as altas temperaturas, e são capazes de danificar o DNA, as proteínas e as membranas dos vegetais de modo irreversível”, expõe o especialista.
Existem também os elementos que têm a função de sinalização em condições de estresse. “O cálcio, por exemplo, sinaliza a ativação dos mecanismos de tolerância à seca e às altas temperaturas. A presença deste elemento em uma concentração específica dentro da célula atua como um sinal para que os estômatos permaneçam fechados, a fim de reduzir a transpiração. Além disso, também atua como sinalizador para a ativação de proteínas de resposta à seca e na indução da expressão de genes de tolerância”.
Como as plantas lidam com a falta de água
Ao contrário dos animais, as plantas não podem migrar para escapar de ambientes adversos. Porém, elas desenvolveram, ao longo de sua evolução, estratégias fisiológicas e metabólicas que permitem sua sobrevivência em condições desfavoráveis.
Luís Mantoan explica como essas adaptações ajudam as plantas a enfrentar períodos de seca e calor: “Um dos principais mecanismos de defesa das plantas contra a desidratação é a redução da transpiração, processo pelo qual cerca de 90% da água absorvida pelas raízes retorna para a atmosfera. Esse fluxo ocorre por meio dos estômatos, pequenos poros nas folhas. Em períodos de seca, o fechamento dos estômatos se torna a primeira linha de defesa, reduzindo a transpiração e evitando a perda excessiva de água”.
Além disso, as plantas acumulam proteínas e outras substâncias que dificultam a saída de água das células, mantendo o equilíbrio hídrico necessário. Esse acúmulo cria um potencial hídrico menor no interior das células, garantindo que a água permaneça retida. “É como se colocássemos sal em uma salada e as folhas começassem a murchar. A água tende a sair da folha devido à diferença de potencial hídrico”, explica Mantoan.
Dentre as substâncias que possuem essa função de diminuir o potencial hídrico celular estão o aminoácido prolina, alguns tipos de açúcares e proteínas conhecidas como LEA (Late Embryogenesis Abundant).
As plantas também adotam adaptações morfológicas e anatômicas para melhorar a tolerância à seca. Genótipos que apresentam raízes mais profundas e ramificadas absorvem água nas camadas mais baixas do solo. A redução da área foliar e a perda de folhas durante a estação seca também são estratégias que diminuem a transpiração, promovendo uma economia no uso da água, essencial para sua sobrevivência em ambientes secos.
Salinidade
Outro desafio importante, dado pelo pesquisador Rodrigo Campos, é a salinidade, um problema crescente em regiões irrigadas e em solos mal manejados. A acumulação de sais no solo impede que as raízes absorvam água de maneira eficiente, resultando em um efeito similar ao da seca, mesmo quando há água disponível no solo.
Da mesma forma, diz o especialista, a deficiência ou excesso de nutrientes pode limitar o desenvolvimento das plantas, com consequências diretas para o rendimento das culturas. “Além disso, a poluição do solo, provocada pelo uso excessivo de fertilizantes químicos e pesticidas, pode levar à degradação da qualidade do solo (principalmente sua microbiota) e à redução da fertilidade a longo prazo. Todos esses fatores podem ter impactos cumulativos e severos na saúde e na produção das plantas, exigindo técnicas modernas de manejo antiestresse para mitigar os danos”, alerta.
O papel dos nutrientes no metabolismo das plantas
Assim como uma pessoa que está bem nutrida se recupera melhor de uma doença em comparação a outra que se alimenta mal, Luís Mantoan explica que o estado nutricional de uma planta é decisivo para a tolerância e recuperação a qualquer estresse. “Uma planta que apresenta deficiência nutricional vai mostrar falhas no metabolismo de resposta e tolerância à seca e altas temperaturas, intensificando os prejuízos ao metabolismo primário, ao crescimento, à produção e diminuição das chances de a planta se recuperar”.
Alguns elementos minerais, como o zinco, ferro e manganês fazem parte das enzimas do sistema antioxidativo nos vegetais. Esse sistema é responsável pela limpeza das chamadas espécies reativas de oxigênio. “Tais espécies são moléculas oxidantes geradas em condições de estresse, como a seca e as altas temperaturas, e são capazes de danificar o DNA, as proteínas e as membranas dos vegetais de modo irreversível”, expõe o especialista.
Existem também os elementos que têm a função de sinalização em condições de estresse. “O cálcio, por exemplo, sinaliza a ativação dos mecanismos de tolerância à seca e às altas temperaturas. A presença deste elemento em uma concentração específica dentro da célula atua como um sinal para que os estômatos permaneçam fechados, a fim de reduzir a transpiração. Além disso, também atua como sinalizador para a ativação de proteínas de resposta à seca e na indução da expressão de genes de tolerância”.
Mantoan também destaca o papel do fósforo na sinalização do estresse, pois este elemento faz parte de um processo metabólico de ativação/desativação proteica, chamado fosforilação, que consiste na adição de um grupo fosfato em algumas proteínas que atuam na resposta ao estresse.
O potássio também apresenta uma grande importância na tolerância à desidratação, atuando como um osmorregulador ao reduzir o potencial hídrico na célula. Mantoan esclarece que o aumento na concentração do potássio na célula vegetal cria um fluxo favorável à entrada de água na célula, mantendo assim o seu turgor em condições de seca.
Outro elemento que tem ganhado destaque é o silício. “Embora não seja considerado um elemento essencial, muitos estudos têm demonstrado que ele possui um papel benéfico para a tolerância à seca, melhorando a atividade do sistema antioxidativo e até a expressão dos genes de tolerância”, informa.
Ameaças crescentes
Segundo Campos, as pragas — como insetos e ácaros — comprometem as folhas e os frutos, enquanto fungos e nematoides causam prejuízos significativos ao atacar raízes e tubérculos. “Esses organismos reduzem tanto o rendimento quanto a qualidade das culturas, tornando-se um problema que exige atenção redobrada”, explica o pesquisador.
Além disso, muitas dessas pragas também funcionam como vetores de doenças, potencializando os danos que podem causar às plantações.
Campos destaca que as doenças causadas por fungos, bactérias e vírus são responsáveis por grandes perdas agrícolas, com potencial de devastar plantações inteiras em condições climáticas favoráveis.
“O surgimento de novas cepas de patógenos resistentes aos tratamentos convencionais torna-se uma preocupação crescente para o setor. Esse cenário exige o desenvolvimento de soluções mais inovadoras e sustentáveis”, observa ele.
Competição com plantas daninhas
As plantas daninhas também representam um problema relevante, competindo com as culturas agrícolas por recursos essenciais, como luz, água e nutrientes. “Essa competição afeta o crescimento e desenvolvimento das plantas cultivadas, podendo comprometer drasticamente a produtividade agrícola se o controle adequado não for realizado”, alerta Campos. Além disso, ele lembra que a presença de plantas daninhas no campo pode interferir na colheita e qualidade final dos produtos agrícolas.
Nematoides: o impacto invisível
Os nematoides, organismos microscópicos que atacam as raízes, são outro fator crítico para a saúde das plantas. “Esses parasitas dificultam a absorção de água e nutrientes, enfraquecendo as plantas e reduzindo sua produtividade”, explica o pesquisador. Segundo ele, a ação desses nematoides pode levar a perdas significativas, especialmente em sistemas agrícolas que dependem de alta produtividade.
A complexidade dos estresses bióticos e sua interconexão desafiam as práticas agrícolas modernas e ressaltam a necessidade de um controle eficiente e sustentável. Campos destaca que a pesquisa e o desenvolvimento de novas tecnologias são essenciais para garantir a resiliência das plantas e a segurança alimentar em um cenário de crescente pressão sobre a produção agrícola.
Identificação é o início da solução
O início do manejo antiestresse na agricultura começa com a identificação do que são cada um dos estresses mencionados, os bióticos e/ou abióticos. “Nesse sentido, vai muito além da observação de um único fator, abrangendo um conjunto com várias estratégias que integram práticas sustentáveis, biotecnologia, inovações genéticas e a compreensão profunda dos mecanismos naturais das plantas”, pontua o pesquisador da Embrapa.
Mais do que proteger, ele diz que o objetivo é fortalecer a capacidade de adaptação das culturas frente a um ambiente agrícola cada vez mais desafiador. “Estas informações remontam à importância do contato constante com técnicos especializados, de empresas de pesquisa como a Embrapa e leituras de revistas agronômicas, como a Campo e Negócios, que trazem informações sempre atualizadas e contextualizadas neste panorama”.
Tecnologias e produtos disponíveis
Diante das mudanças climáticas e de ambientes agrícolas cada vez mais estressantes, há várias tecnologias que podem proteger as plantas contra estresses abióticos. Marina Scalioni enfatiza que a calagem, a gessagem e, principalmente, a construção da fertilidade do solo ao longo de seu perfil são práticas essenciais para tornar os ambientes de produção mais resilientes e sustentáveis.
“Essas práticas permitem que as raízes se desenvolvam em profundidade, o que aumenta a tolerância das plantas a períodos de seca prolongada. Com um sistema radicular bem desenvolvido, as plantas absorvem água e nutrientes com mais eficiência, mesmo em condições de estresse”, pontua a especialista, acrescentando que tudo começa com um bom preparo do solo antes do plantio, seja em culturas perenes ou no sistema de plantio direto.
A doutora em Agronomia pela Unesp de Botucatu, Carla Verônica Corrêa, concorda, e vai além: “o correto manejo nutricional é a melhor estratégia para o fortalecimento da tolerância natural das plantas ao estresse – uma vez que qualquer deficiência nutricional durante o desenvolvimento da cultura tenha sido evitada, toda e qualquer resposta fisiológica e metabólica de tolerância à seca irá funcionar adequadamente, minimizando, assim, os prejuízos à produção. Também é possível citar a prática do plantio direto, pois a manutenção da palhada contribui para que a umidade do solo não seja perdida tão rapidamente”.
A escolha da variedade mais tolerante também é fundamental para o plantio em ambientes com seca severa ou recorrente. Segundo Carla, com a frequente ocorrência dos eventos extremos de seca e de ondas de calor, muitas pesquisas e investimentos estão voltados para a descoberta de mecanismos fisiológicos e do aprimoramento de rotas metabólicas que resultem em genótipos cada vez mais tolerantes ao estresse.
Luís Mantoan traz, também, a aplicação de produtos à base de silício como uma alternativa, por permitirem aumento da tolerância das plantas aos diversos tipos de estresses, seja por temperatura ou água. “O silício atua na ativação de enzimas antioxidantes, aumento da prolina e até mesmo na expressão gênica, elevando a capacidade da planta de responder de forma positiva às diversas condições de estresse. O uso de genótipos mais resistentes também é fundamental para o sucesso da produção, mesmo em condições atípicas”, explica Carla Corrêa.
Solo é o berço da produtividade
O manejo da cobertura do solo com plantas de cobertura também pode aumentar a eficiência do sistema em condições estressantes, protegendo o solo com palhada. O uso de ácidos orgânicos durante o preparo profundo do solo é fundamental, segundo Alisson André Vicente Campos, doutor em Fitotecnia, coordenador de pesquisa e consultor da Fronterra, para aumentar os níveis de matéria orgânica, ou que ajuda a proteger o solo e a reduzir as oscilações de temperatura prejudiciais às raízes.
“Esses e outros condicionadores de solo são atrativos para aumentar a retenção e o aproveitamento da água.”
Além disso, bioestimulantes à base de substâncias húmicas, aminoácidos, extratos de algas, hormônios vegetais e microrganismos, como extratos de Ascophyllum nodosum, Bacillus aryabhattai e micorrizas (associações de fungos Glomeromicetos com raízes) ajudam a aumentar a tolerância das plantas à seca, promovendo crescimento e enriquecimento”, informa Alisson Campos.
Outras tecnologias, como protetores solares para plantas e variedades geneticamente tolerantes ao estresse abiótico, como arbolina e quitosana, também desempenham um papel importante. Quando usadas de forma integrada, diz o pesquisador, essas soluções aumentam a resiliência das plantas, garantindo um desenvolvimento saudável mesmo em condições climáticas adversas.
Mais resiliência para as plantas
Os bioestimulantes são substâncias definidas como compostos naturais ou sintéticos, provenientes das misturas de dois ou mais biorreguladores vegetais, ou destes com outras substâncias, como os aminoácidos, nutrientes e/ou vitaminas. Carla Corrêa diz que eles podem favorecer a expressão gênica das plantas mediante alterações nos processos vitais e estruturais, promovendo o equilíbrio hormonal e estimulando o desenvolvimento do sistema radicular. “Dessa maneira, ao promoverem o desenvolvimento radicular, permitem que as plantas se tornem mais tolerantes à seca e absorvam mais nutrientes, pois apresentam raízes mais vigorosas para explorar uma área maior de solo”.
Além dos bioestimulantes atuarem nos processos de divisão e de alongamento celular, eles podem aumentar a absorção e a utilização dos nutrientes, atuando no metabolismo das plantas e facilitando, dessa maneira, a translocação dos nutrientes. Por apresentarem reguladores vegetais como auxina, citocinina e giberelinas, atuam como mediadores de processos fisiológicos. Além disso, acrescenta o pesquisador Alisson Campos, os bioestimulantes protegem as folhas contra o estresse causado pela luz intensa, sendo conhecidos como “protetores solares”, que podem atuar tanto na proteção física quanto fisiológica das plantas.
Culturas beneficiadas
Plantas do tipo C3, como o cafeeiro, são particularmente sensíveis ao estresse oxidativo e à fotorrespiração. O cafeeiro, citado como exemplo por Alisson Campos, sofre com o estresse luminoso, o que pode causar a escaldadura das folhas, especialmente do lado exposto ao sol poente. “O estresse hídrico também pode reduzir a aderência das flores, impactando a produtividade. Produtos que auxiliam no transporte de potássio e magnésio são eficazes para melhorar a osmose regulação das plantas e também para estimular a produção de clorofilas, o que resulta em uma maior atividade fotossintética”, detalha.
Manejo
Túlio de Paula Pires, engenheiro agrônomo e consultor técnico de vendas, recomenda que a maioria desses produtos seja aplicada antes do início do estresse hídrico, em pulverizações chamadas de pré-seca. “O objetivo é preparar a planta, aumentando sua proteção e tolerância para enfrentar o período seco. As aplicações podem ser feitas tanto via foliar, para proteger as folhas, quanto no solo, utilizando ácidos orgânicos por meio de imersão ou diretamente na água de irrigação, a fim de estimular o crescimento radicular”, ensina.
Os condicionadores de solo são recomendados durante o plantio, em cafeeiros em formação e produção, sendo aplicados preferencialmente um pouco antes do início da estação chuvosa.
