Francimalba Francilda de Sousa
Engenheira agrônoma e doutoranda em Engenharia Agrícola – FCA/Unesp
ff.sousa@unesp.br
A luz influencia as culturas de diversas maneiras. No caso da soja, vai além da fotossíntese, afetando o florescimento da cultura. As plantas dessa espécie são classificadas como de dia curto, isto é, seu florescimento ocorre abaixo de um valor chamado de fotoperíodo crítico. Outro ponto crucial é o chamado período juvenil, fase de pré-indução/insensibilidade da espécie ao fotoperíodo.
Diferenças entre as plantas
As plantas C3 e C4 apresentam diferenças marcantes em termos de desenvolvimento sob alta e baixa disponibilidade de radiação solar. A luz fornece energia para a fotossíntese e também é um sinal ambiental que desencadeia inúmeros processos morfológicos, fisiológicos e bioquímicos nas plantas.
Sob limitação de luz, as plantas C4 têm maior limitação de crescimento devido à fotossíntese energeticamente mais cara.
As alterações na intensidade luminosa promovem modificações nas variáveis de crescimento e no percentual de biomassa particionado para a parte aérea e sistema radicular, pois a luz é fonte de energia para a fotossíntese e a variação na disponibilidade resulta em alteração da produção de assimilados e acúmulo de biomassa pela planta.
Esse tipo de fotoinibição que ocorre em condições ambientais adversas afeta a atividade fotossintética, o crescimento e a produtividade das culturas. A ocorrência de fotoinibição pode ser estimada pela diminuição na eficiência quântica máxima do PSII, expressa pela relação Fv/Fm, em que Fv e Fm consistem em fluorescência variável e máxima das clorofilas, respectivamente.
Pesquisas
Recentes, estudos têm demonstrado que estresses abióticos, como seca, calor e luminosidade elevada, condições que limitam o ciclo de Calvin, podem acelerar o processo de fotoinibição, por inibir o processo de reparo do PSII.
Com isso, as plantas desenvolveram diversos mecanismos de fotoproteção para lidar com alta luminosidade e evitar os danos causados a moléculas importantes no estroma e membrana dos tilacoides.
Por exemplo, o movimento das folhas e cloroplastos, sistemas de eliminação das espécies reativas de oxigênio, dissipação da energia absorvida na forma de calor pelo quenching não fotoquímico (NPQ) e aumento da via fotorrespiratória, as quais são de fundamental importância para proteção do aparato fotossintético.
Cultura da soja
Em caráter mundial, a produção de soja em 2022 atingiu a marca de 390 milhões de toneladas, com o Brasil alcançando a liderança do ranking mundial, com a produção de 125 milhões de toneladas na safra 2021/2022.
A projeção é que o Brasil se mantenha como o maior produtor mundial de soja. O Estado do Rio Grande do Sul, além de ser o maior produtor de arroz do País, também é tido como o principal produtor de soja da região sul.
A soja é considerada uma das leguminosas mais importantes a nível mundial, devido a sua composição nutricional, por apresentar elevado teor de proteínas, minerais, além de ser uma das principais fontes de óleo.
A fim de entender quais processos metabólicos são modificados e mecanismos de defesa são ativados, diversos estudos têm se concentrado nas respostas de plantas cultivadas a um único fator de estresse. No entanto, no campo, as culturas estão frequentemente sujeitas à combinação de fatores adversos.
Entre os estresses abióticos, a seca e a temperatura alta são duas ameaças iminentes para a expansão das culturas e agricultura sustentável em todo o mundo. Ressalta-se que, atualmente, são ainda incipientes os trabalhos relacionados com mecanismos de tolerância aos efeitos sinérgicos entre o estresse térmico por calor e o déficit hídrico em cultivares de soja.
A sensibilidade fotoperiódica varia com o genótipo, e o grau de resposta ao estímulo fotoperiódico é o principal determinante da área de adaptação das diferentes cultivares. Nas cultivares de soja sensíveis, a resposta ao fotoperíodo é quantitativa, e não absoluta, o que significa que a floração ocorrerá de qualquer modo.
No entanto, o tempo requerido para tal dependerá do comprimento do dia, sendo mais rápida a indução com dias curtos do que com dias longos. Desse modo, a indução floral provoca a transformação dos meristemas vegetativos (diferenciação de talos e folhas) em reprodutivos (primórdios florais), determinando o tamanho final das plantas (número de nós) e, portanto, seu potencial de rendimento.
Estresse foto-oxidativo na cultura da soja
O estresse foto-oxidativo na soja é caracterizado por danos oxidativos causados pela exposição da planta à luz excessiva, em combinação com a presença de espécies reativas de oxigênio (ROS) em tecidos vegetais.
A soja é particularmente suscetível ao estresse foto-oxidativo, devido à sua alta capacidade fotossintética e à sensibilidade dos seus cloroplastos aos danos oxidativos.
Durante o processo de fotossíntese, a energia da luz é capturada pelas moléculas de clorofila e convertida em energia química, para produzir açúcares a partir do dióxido de carbono.
No entanto, quando a intensidade da luz é muito alta, ocorre uma superprodução de energia, que pode levar à formação de ROS. Esses compostos são altamente reativos e podem danificar as moléculas biológicas, incluindo proteínas, lipídios e ácidos nucleicos.
Os danos oxidativos causados pelo estresse foto-oxidativo na soja podem ser observados por meio de sintomas como clorose foliar, necrose e queda prematura das folhas. Além disso, também podem afetar o rendimento da cultura e a qualidade das sementes.
A fim de minimizar os efeitos do estresse foto-oxidativo, a soja possui mecanismos antioxidantes, como a produção de enzimas antioxidantes e a acumulação de compostos antioxidantes, que ajudam a proteger a planta contra os efeitos prejudiciais das ROS.
Nutrientes na cultura da soja
O nutriente mais utilizado pelas plantas é o nitrogênio (N), uma vez que ele está presente na constituição dos aminoácidos e dos ácidos nucleicos, e também atua na ativação de enzimas envolvidas na respiração celular.
Existem diversos nutrientes que podem ajudar a reduzir o estresse foto-oxidativo na cultura da soja, dentre os quais se destacam o nitrogênio, o fósforo e o potássio. De acordo com estudos recentes, a aplicação de nitrogênio na cultura da soja pode aumentar a atividade de enzimas antioxidantes, como a superóxido dismutase (SOD), reduzindo a produção de ROS e melhorando a eficiência fotossintética da planta.
Além disso, a adição de fósforo e potássio também pode aumentar a atividade de enzimas antioxidantes e reduzir os danos oxidativos em plantas submetidas ao estresse foto-oxidativo.
Outros nutrientes que também podem ajudar a reduzir o estresse foto-oxidativo na soja incluem o cálcio e o magnésio. Estudos têm mostrado que a aplicação de cálcio pode melhorar a eficiência fotossintética da planta, reduzir os danos oxidativos e aumentar a atividade de enzimas antioxidantes, como a catalase e a peroxidase.
Além disso, a aplicação de magnésio também pode melhorar a capacidade antioxidante da planta em reduzir os danos oxidativos em plantas submetidas ao estresse foto-oxidativo. Atualmente, na soja, os estudos envolvendo o selênio ainda são incipientes.
Ao aplicarmos o selênio na planta, ele melhora o metabolismo, podendo aumentar a concentração de clorofilas, combater radicais livres, ativar enzimas, entre outras. A aplicação desse elemento benéfico, além de fortalecer a planta para as condições de estresse foto-oxidativo, também promove esses outros benefícios, fazendo com que a absorção de outros nutrientes melhore e contribua para uma boa safra.
O cálcio atua como mensageiro em processos metabólicos relacionados ao crescimento e desenvolvimento de plantas, como a divisão, diferenciação, polaridade e alongamento celular, fotomorfogênese, defesa e resposta da planta a estresses bióticos e abióticos.
Além dos efeitos sobre o crescimento do tubo polínico, os efeitos do cálcio na fertilização de flores incluem a atração, a comunicação a curtas distâncias, a fusão celular e a sinalização, de modo que o primeiro evento celular, observado após a fusão de gametas, é o aumento da concentração citossólica de cálcio, seguido pelo aumento da taxa de divisão celular, evidenciando sua importância no desenvolvimento reprodutivo de plantas.
Viabilidade
Portanto, a aplicação adequada de nutrientes pode ajudar a reduzir o estresse foto-oxidativo na cultura da soja, melhorando a eficiência fotossintética e reduzindo os danos oxidativos nas plantas.
No entanto, é importante ressaltar que as doses e a forma de aplicação dos nutrientes devem ser adequadas às necessidades da cultura, para evitar efeitos adversos sobre a planta e o meio ambiente.
Além disso, devo frisar a importância da escolha da cultivar para uma determinada região e época de semeadura, buscando o melhor desenvolvimento da soja, devendo-se considerar o seu grupo de maturação relativa, o qual será resultado do fotoperíodo crítico e duração do período juvenil.
