Fertilizantes de quarta geração: O futuro da nutrição

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Autores

Éder Jr de Oliveira ZamparEngenheiro agrônomo e mestrando em Solos e Nutrição de Plantas – Universidade Estadual de Maringá (UEM)

Bruna Cristina de Andrade

Priscila Angelotti Zampar

Lucas Pereira da SilvaEngenheiros agrônomos e mestrandos em Proteção de Plantas-UEM

Vítor Rodrigues CordioliGraduando em Agronomia – UEM e estagiário em Solos e Nutrição de Plantas

Broto de soja – Fotos: Shutterstock

O aumento da população mundial exige que a produção de alimentos seja cada vez maior e cabe ao setor agrícola se responsabilizar pela segurança alimentar do planeta. A alternativa para suprir essa crescente demanda é o aumento da produtividade dentro de uma mesma área, não apenas visar a expansão de territórios agrícolas.

A utilização de cultivares cada vez mais adaptadas e tecnológicas oriundas do melhoramento genético requerem manejos mais eficientes. Além da adubação mineral realizada no momento da implantação da cultura, pode-se utilizar a adubação foliar como uma ferramenta visando complementar ou suplementar as necessidades nutricionais das plantas, onde os nutrientes são aplicados diretamente na parte aérea da planta, incluindo folhas e caules. Essa prática agrícola pode ser essencial para que os produtores consigam atingir altos tetos produtivos (Fernández & Brown,2013).

O mercado de adubos foliares avançou consideravelmente com o surgimento dos fertilizantes de quarta geração, principalmente no que se refere às formulações, as quais utilizam a adição de aminoácidos como agentes complexantes e “agente quelante” de macro e micronutrientes, buscando aumentar a absorção e a eficiência da adubação foliar.

Nutrição de plantas

A nutrição de plantas é conhecida pela utilização de elementos químicos necessários para que a cultura complete seu ciclo. A nutrição da cultura da soja se torna essencial para o bom desenvolvimento das plantas e consequente produção pelo fornecimento dos macronutrientes essenciais nitrogênio (N), fósforo (P), potássio (K), cálcio (Ca), magnésio (Mg) e enxofre (S) e os micronutrientes Zinco (Zn), manganês (Mn), cobre (Cu), ferro (Fe), molibdênio (Mo), cobalto (Co) e boro (B) para o desenvolvimento da cultura.

As aplicações foliares de fertilizantes devem ser utilizadas na complementação nutricional das culturas, como um manejo preventivo de deficiências ou visando minimizar algum tipo de estresse que a planta possa sofrer no decorrer do seu desenvolvimento, lembrando que o manejo via foliar nunca deve ter o intuito de substituir a adubação de base.

Com o avanço das pesquisas na parte de nutrição foliar, notou-se a necessidade de transformar os elementos aplicados em fertilizantes mais eficientes, que não apresentem reação no tanque de aplicação, que não gerem nenhum tipo de fitotoxidez e que tenham uma melhor absorção na planta quando comparado a formulações com sulfato, cloreto, nitrato, óxidos, hidróxidos, oxisulfato, carbonato e fosfitos.

Nesse contexto, surgiram os quelatos, produtos de alta estabilidade capazes de manter os íons metálicos cercados por uma molécula orgânica (agente quelatizador) para que sejam protegidos do ambiente que favoreceria sua precipitação na forma de hidróxido insolúvel e não disponíveis para a planta (Chen & Barak, 1982, Lucena, 2006).

Disponibilidade

Segundo Wallace (1996), as culturas necessitam receber de cinco a 10 vezes Zn quando se opta por um sal inorgânico em lugar de um quelato, ou seja, os quelatos de Zn são muito mais disponíveis e absorvidos por unidade aplicada do que as formas inorgânicas.

Se, por um lado, os quelatos usados em fertilizantes foliares precisam ter uma ligação química suficientemente forte para protegê-los de inesperadas reações químicas, por outro, devem permitir a liberação de forma facilitada, quando absorvidos pelas plantas. Desta forma, quelatos incorporam íons de metal numa forma solúvel e facilmente disponível às plantas, pois são altamente solúveis em água.

Fertilizantes foliares à base de aminoácidos

A aplicação foliar de produtos contendo aminoácidos é uma técnica que está sendo utilizada nos últimos anos, melhorando a forma de dispor os nutrientes para as plantas e agregando mais aos fertilizantes, reformulando-os como uma nova geração de produtos, a quarta geração.

A partir dos aminoácidos são formadas as proteínas e fitormônios indispensáveis para o desenvolvimento dos vegetais. Assim, aminoácidos promovem uma maior eficiência nas atividades metabólicas da planta e, consequentemente, resulta em um aumento da produtividade (Braga, 2016).

Os “quelatos”, complexos compostos por aminoácidos, possuem vantagens, pois os ligantes não são sintéticos como a maioria dos quelantes disponíveis. Os aminoácidos são metabolizados pela planta sem deixar resíduos que possam ser lixiviados pela água, como alguns agentes quelantes.

As plantas têm afinidade natural para metabolizar os aminoácidos ligantes. Segundo Payne (1972), quando um íon estiver ligado quimicamente ao aminoácido, o resultado é um complexo que é transportado através da membrana das células de forma simples, sem gasto energético.

Eles apresentam cargas neutras, não atraindo nem repelindo cargas negativas da superfície das folhas, consequentemente, tendo passagem livre através das barreiras. O complexo formado entre o aminoácido e o nutriente penetra mais rápido e de forma mais eficiente nas células, pois são reconhecidos pelos mecanismos de absorção como uma fonte de nitrogênio orgânico (Ashmead, 1986).

Funções

Cada nutriente tem uma função dentro da planta, de formar um novo composto ou participar de alguma rota metabólica ou ser precursor de aminoácidos. Aminoácidos são formados por um grupo amina e (NH2) e um grupo funcional carboxílico (COOH). Do ponto de vista bioquímico, aminoácido é uma estrutura orgânica que tem como função a produção de proteínas e é coadjuvante na síntese de hormônios. Porém, ainda existem aminoácidos que desempenham funções como suprimento de energia e fornecimento de parte da estrutura de hormônios e enzimas (Zobiole et al., 2010).

O fornecimento de aminoácidos por meio de aplicações foliares proporciona uma resposta rápida, pois sua incorporação na planta pode passar de 25% de produto aplicado em 24 horas. A importância dos aminoácidos para as plantas está ligada aos metabolismos primário e secundário. Os aminoácidos complexados com nutrientes têm sido utilizados muitas vezes no manejo de situações de estresses abióticos, como déficit hídrico, altas temperaturas, salinidade, entre outros, com a finalidade de mitigar os efeitos desses estresses.

A aplicação de aminoácidos em plantas também é utilizada para melhorar o crescimento e o nível nutricional das plantas, tornando-as mais tolerantes a danos por doenças (EL-Ghamry et al., 2009). Em plantas submetidas ao estresse ocorre acúmulo de prolina e outros aminoácidos.

Os aminoácidos têm papel que varia na regulação osmótica, regulação de transporte de íons, modulação na abertura de estômatos e desintoxicação de metais pesados. Os aminoácidos também afetam a síntese e atividade de algumas enzimas, na expressão gênica e homeostase-redox (Rai, 2002).

Os aminoácidos melhoraram o crescimento e a produção de plantas submetidas a condições salinas. Neeraja et al. (2005) verificaram que o uso de aminoácidos proporcionou o aumento no número de flores e no rendimento de frutos.

Aminoácidos nas plantas

A utilização de aminoácidos em aplicações foliares pode ser realizada em diversas culturas, como cereais, olerícolas e hortifrúti. As empresas, de forma geral, fazem recomendações de aplicações em diferentes estádios fenológicos, muitas vezes baseando essas aplicações nas altas demandas nutricionais dos nutrientes complexados com os aminoácidos.

De forma resumida, as vantagens da utilização desses fertilizantes estão numa melhor e mais rápida absorção, melhor qualidade da calda de aplicação, sem interações químicas, com benefícios para o solo, com o escorrimento desses complexos para a rizosfera.

Mesmo as plantas podendo conter mais de 300 aminoácidos diferentes, apenas 20 são necessários para a síntese de proteína, sendo eles: fenilalanina, tirosina, triptofano, hidroxiprolina, isoleucina, leucina, lisina, metionina, ornitina, valina, alanina, arginina, aspartato, asparagina, cisteína, glutamato, glutamina, glicina, prolina e serina.

Existem aminoácidos que são muito importantes na composição das proteínas vegetais, como metionina, lisina, glicina e ácido glutâmico (Rodrigues, 2008). Os aminoácidos são considerados aditivos pelo MAPA e têm seu uso aprovado em fertilizantes, em geral como estabilizantes da formulação.