Seu solo está preparado para enfrentar desafios climáticos?

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Éder Jr de Oliveira ZamparEngenheiro agrônomo e mestrando em Solos e Nutrição de Plantas – Universidade Estadual de Maringá (UEM)eder.zampar1@gmail.com

Priscila Angelotti ZamparEngenheira agrônoma e doutoranda em Proteção de Plantas – UEM

Antonio Feijó de Goes Neto / Marcos Renan BesenEngenheiros agrônomos e doutorandos em Solos e Nutrição de Plantas – UEM

Fotos: Shutterstock

O melhoramento genético das plantas tem muita influência nas novas produtividades alcançadas, mas não é somente a genética que garante uma boa produtividade. Devemos fornecer para as culturas condições para que estas expressem da melhor forma possível toda a sua carga produtiva, fornecendo às plantas um perfil de solo bem construído, tanto química como física e biologicamente, um bom manejo fitossanitário e uma disponibilidade nutricional e hídrica para as plantas.

Devemos evitar que a planta passe por momentos de estresse, que podem ser divididos em duas vertentes: bióticos, como insetos-praga, fungos, bactérias, vírus e nematoides e também fatores abióticos, como o déficit hídrico, temperaturas extremamente altas ou baixas, e granizo.

Nos fatores bióticos, normalmente conseguimos realizar um bom manejo e controlar esse tipo de estresse de maneira direta. Já os estresses abióticos, no geral, são de difícil manejo, pois não dependem de falhas ou acertos dos produtores.

Atualmente, no intuito de mitigar esses estresses abióticos e alguns bióticos, estamos utilizando algumas ferramentas que possibilitam à planta se tornar mais tolerante, ou menos suscetível a esses eventos estressantes. Nesse contexto, utilizamos alguns produtos à base de extratos de algas.

Com a finalidade de melhorar o desempenho de culturas agrícolas, a utilização de extratos de algas tem crescido, principalmente por ser uma alternativa ao uso eficiente de fertilizantes e por ser ecologicamente correta (Kumar; Sahoo, 2011).

Início da utilização

Não é de hoje o emprego de algas marinhas na agricultura. Alguns relatos dessa utilização estão descritos no livro do romano Lucius Junius Collumela, onde é recomendada a utilização de algas marinhas no recobrimento do solo para o plantio de repolho.

Algumas outras recomendações são descritas desde a época do império romano, com o intuito de melhorar o desenvolvimento vegetativo das plantas (Craig, 2011). Fazendeiros usavam algas marinhas como fontes de matéria orgânica, fertilidade e condicionadores de solo e ainda hoje muitos agricultores incluírem produtos de algas marinhas em seus programas de cultivo. Entretanto, pesquisadores estão descobrindo ainda mais razões para o uso de extratos de algas na agricultura.

Na utilização desse grupo de organismos encontramos as algas verdes (divisão Chlorophyta), marrons ou pardas (Phaeophyta) e algas vermelhas (Rhodophyta), de acordo com os pigmentos que possuem. A partir desses tipos de algas são obtidos produtos imprescindíveis para a vida do homem e com grande utilização na agricultura (Khan et al., 2009).

Existe, atualmente, uma grande diversidade de produtos fertilizantes à disposição dos agricultores. Os fertilizantes mais comumente utilizados são compostos por sais que contêm os nutrientes vegetais em formas solúveis e muito concentradas, que são sintetizados industrialmente. No entanto, há casos em que os fertilizantes são obtidos de depósitos geológicos ou produzidos a partir de algas, como é o caso dos extratos de algas.

Essas algas possuem diversos compostos como polissacarídeos, importantes por apresentar uma enorme variação estrutural podendo conter raros carboidratos, grupamentos sulfatos precursores hormonais (Vera et al., 2011).

Algas mais utilizadas

As macroalgas demonstram um alto potencial nas novas tecnologias, na obtenção de produtos para uso agrícola devido a essa gama de compostos na constituição dessas algas. Em revisão de artigos, Dapper et al., 2014 observou que as algas marrons são as mais utilizadas na agricultura (44,7%, principalmente a espécie Ascophyllum nodosum), seguidas pelas algas verdes (36,2%, principalmente espécies de Ulva sp.) e algas vermelhas (29,8%).

As algas marrons mais conhecidas são Ascophyllum nodosum, Fucus vesiculosus, Ecklonia maximus, Laminaria sp., Macrocystis pyrifera, entre outros.

Várias espécies de algas marinhas crescem ao longo da costa, sendo a composição bioquímica dependente da sua localização e das condições do local onde crescem. Desta forma, o conteúdo dos princípios ativos irá variar entre espécies e dentro da mesma espécie em relação à disponibilidade de nutrientes, luz, salinidade, profundidade, presença de correntes de água doce e, claro, contaminação ou conteúdo de metais pesados da água.

O grupo das algas marrons é o mais utilizado na agricultura. Algumas dessas algas crescem sempre submersas na água, não emergindo quando a maré está baixa – Ecklonia máxima e Laminaria digitata são algumas delas, enquanto espécies como Fucus vesiculosus ou Ascophyllum nodosum passam por períodos de imersão e por períodos exposição ao tempo, de acordo com os ciclos da maré.

Esta condição de desenvolvimento tem sido um fenômeno de adaptação fisiológica com consequências particulares na composição bioquímica dessas algas. Ou seja, é por sobreviverem em condições estressantes que elas produziram em sua composição substâncias especiais que quando utilizadas nas culturas promovem um rápido desenvolvimento e rápida resposta.

A Ecklonia maxima cresce apenas em água fria, limpa e aberta da costa atlântica da África do Sul. A Corrente Benguela, rica em nutrientes, oferece condições perfeitas para o rápido crescimento dessa floresta de algas gigantes. Apesar das condições perigosas e da sensibilidade ecológica em que essa floresta de algas cresce, os mergulhadores colhem manualmente.

O uso de um programa de tiras rotativas garante uniformidade de idade e tamanho da matéria-prima, resultando em níveis consistentes de atividade no produto final. Uma vez colhidas e em terra, as algas são transportadas imediatamente para a planta de produção para garantir uma matéria-prima fresca para o processo.

No geral, em sua composição contém citocininas e poliaminas. O ácido precursor do etileno 1-aminociclopropano-1-carboxílico também foi detectado em sua composição (Nelson e Van Staden 1985).

Ascophyllum nodosum

A alga Ascophyllum nodosum é mais utilizada atualmente na agricultura, sendo encontrada em abundância no Atlântico Norte e cultivada comercialmente no litoral da Nova Escócia. Os extratos de Ascophyllum nodosum são constituídos por citocininas, auxinas, ácido abscísico, giberelinas, betaínas e alginatos, existindo ainda compostos não identificados que possuem atividade similar à de alguns hormônios vegetais e que também podem estimular sua produção nas plantas (Khan et al., 2009).

De forma geral, extratos de algas marinhas são fontes de vitaminas, glicoproteínas, aminoácidos e estimulantes naturais, tais como auxinas (hormônios do crescimento que governam a divisão celular), giberelina (que induz floração e alongamento celular), citocininas (hormônio da juventude e do retardamento da senescência) e betaínas (que aumentam a resistência aos diversos fatores de estresse).

Seus compostos podem melhorar o desempenho vegetal por intermédio de alterações fisiológicas, bioquímicas e da expressão de genes nas plantas. Esses biofertilizantes resultam em efeitos positivos na maioria das características fisiológicas das plantas, onde os principais resultados de seu uso têm sido observados no incremento da massa seca e crescimento das raízes (Losi & Bôas, 2010). 

Na classificação e registro no Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, esses compostos à base de algas e aminoácidos são classificados como “aditivos/agentes complexantes para fertilizantes minerais e organominerais”, ou ainda podendo ser designados como “biofertilizantes”.

No entanto, Castro & Vieira (2001) sugerem que a mistura de dois ou mais reguladores vegetais ou de reguladores vegetais com outras substâncias minerais denomina-se bioestimulante ou estimulante vegetal (Wally et al., 2013).

Composição geral

Os extratos de algas marinhas são fontes de vitaminas, glicoproteínas, aminoácidos e de estimulantes naturais, tais como auxinas (hormônios do crescimento que governam a divisão celular), giberelina (que induz floração e alongamento celular), citocininas (hormônio da juventude e do retardamento da senescência) e betaínas (que aumentam a resistência aos diversos fatores de estresse). Seus compostos podem melhorar o desempenho vegetal por intermédio de alterações fisiológicas, bioquímicas e da expressão de genes nas plantas.

No extrato de E. máxima foram identificadas auxinas (hormônio do crescimento e da divisão celular) e alguns análogos, como ácido indolilacético, ácido indol-3-carboxílico, N-dimetiltriptamina, entre outros. A giberelina também é encontrada nos extratos de algas – na E. máxima encontramos a presença de 18 a 24 giberelinas quantificadas por HPLC (cromatografia líquida de alta performance) (Stirk et al., 2004).

No geral, os polissacarídeos presentes nos extratos de algas estão relacionados à parede celular dessas algas, de forma estrutural como os alginatos, ou os carboidratos de reserva, como a laminarina e o manitol, além das fucanas (Sharma et al., 2014).

Benefícios das algas

O grande benefício da utilização de extratos de algas está no manejo de situações de estresses abióticos, pois nessas situações as plantas destinam energia para a recuperação e manutenção das suas atividades. Se estas plantas já estiverem preparadas nutricionalmente para passar por situações de estresse, a resposta e a recuperação será muito mais rápida, retornando a destinar fotoassimilados para a sua produção.

Nas situações de estresse, as plantas produzem substâncias oxidativas, como algumas espécies reativas de oxigênios (ROS) que se acumulam e podem levar a lesões e mortes celulares.

Os extratos de algas atuam no metabolismo das plantas, preparando-as para passarem por situações de estresse, tornando-as mais resistentes. Como esses extratos possuem em sua maioria aminoácidos, polissacarídeos, hormônios e precursores hormonais, essas substâncias nutrem e protegem as células vegetais, diminuindo o efeito do estresse.

Sua utilização na agricultura pode ser empregada via sementes, sulco de semeadura e foliar. Possuindo interações com microrganismos benéficos às plantas, proporcionam um maior desenvolvimento radicular, maior uniformidade no florescimento, maior qualidade dos grãos e, principalmente, maiores produtividades (Carvalho et al, 2013).

A. nodosum é uma das espécies mais promissoras para o uso na agricultura como extrato de alga, principalmente devido à tolerância ao estresse hídrico, salino e altas e baixas temperaturas (Elansary et al, 2016).

O manitol é um poliálcool que age como um osmoprotetor, protegendo as células vegetais dos efeitos negativos da água ou do estresse salino. Está presente em grandes quantidades em extratos frios de Ascophyllum nodosum. Juntamente com outros osmólitos, melhora a capacidade de retenção de água celular, assim como o potencial osmótico, e reduz os danos causados pelo estresse hídrico. Além disso, o manitol é um potente antioxidante, bloqueando as espécies reativas de oxigênio (ROS) ou radicais livres e prevenindo danos metabólicos.

Em campo

Algas marrons têm mostrado eficiência no controle de doenças de plantas, como por exemplo, a Laminaria digitata e Ascophyllum nodosum. Da L. digitata se extrai o polissacarídeo laminarina, que é capaz de elicitar respostas de defesa das plantas. Elicitores são moléculas de origem biótica ou abiótica capazes de estimular qualquer resposta de defesa nas plantas. Extratos de algas têm mostrado certa eficiência na ativação da resistência de plantas a patógenos.

Na cultura de milho, foi observado um aumento de 47% no crescimento radicular e de 62% no número de grãos. Com o trigo, a irrigação do solo com o extrato da alga promoveu o desenvolvimento vegetal, aumentando o comprimento e a biomassa seca das plantas, além de aumentar em 13% o número de espigas por planta.

Os bioestimulantes são substâncias de crescimento vegetal que podem atuar isoladamente ou em combinação na promoção do desenvolvimento das plantas (Arteca, 1995). Pesquisas mostram que reguladores vegetais associados a aminoácidos e nutrientes são mais eficientes quando aplicados em baixas concentrações (Casillas et al., 1986).

Em algodão, pesquisas mostraram que os bioestimulantes podem aumentar a porcentagem de emergência das plântulas e a velocidade de crescimento radicular, além de originar plântulas mais vigorosas (Vieira e Santos, 2005; Albrecht et al., 2009).

Trabalhos na cultura da soja em Goiás com duas aplicações de extratos de algas no caso de A. nodosum, com duas aplicações, sendo uma no estádio vegetativo e outra no reprodutivo, mostraram incremento médio de produtividade de 13%, quando comparado com a não aplicação do extrato de algas.

Em trabalhos na cultura do milho com a utilização do extrato de algas A. nodosum no tratamento de sementes em avaliações de rizotrons o crescimento das plântulas. A primeira avaliação foi realizada três dias após a semeadura, repetindo-as em intervalos de três dias até completar 18 dias ou a sexta avaliação. Com isso, observou-se que após três dias da semeadura do milho, há resposta das plantas com o uso de biofertilizantes à base de Ascophyllum nodosum. No entanto, os resultados foram mais expressivos com nove e 12 dias após a semeadura.

Na cultura do feijão a utilização de extrato da alga A. nodosum resultou no maior crescimento e produtividade de grãos (Mógor, 2008). Muitos trabalhos relatam efeitos positivos de extrato de algas aplicadas via foliar, no crescimento e produção de várias espécies cultivadas (Zhang et al., 2002; Arthur et al., 2003).

Usar ou não?

Além de levar em consideração os aspectos técnicos, devemos pensar no retorno econômico sobre a decisão de aplicar ou não bioestimulantes à base de extratos de algas, assim como para qualquer outro produto. Pensando no modo de produção do produto de acordo com a forma de extração, ele se torna uma boa alternativa para a fertilização à medida que se trata de um produto com base natural.

Em conclusão, a sua utilização tende a crescer muito no Brasil, pois é um país extenso que possui várias regiões com possibilidades de déficit hídrico, ou seja, ambientes estressantes. Nesse contexto, a utilização de extratos de algas tende a aumentar muito, pensando na mitigação dessas situações de estresse.