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segunda-feira, agosto 8, 2022
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Transplante biológico entre plantas melhora produtividade

Técnica inovadora usa comunidade microbiana para aumentar rendimento de culturas como soja, batata e milho

Soja – Crédito: shurtterstock

Um estudo conduzido pela Embrapa, em parceria com a empresa Revbio, de Paulínia (SP), demonstrou ser possível alterar a microbiologia da rizosfera e da parte aérea de plantas cultivadas em solos agrícolas degradados, transferindo microrganismos das plantas de uma área biologicamente mais equilibrada para outras áreas colapsadas. 

A técnica visa oportunizar plantas cultivadas em áreas em desequilíbrio biótico utilizando a comunidade microbiana presente em áreas de alta expressão produtiva, sem problemas fitossanitários, utilizando conceitos da conhecida engenharia do microbioma das plantas.

A tecnologia também propõe nova abordagem para o uso de comunidades de microrganismos benéficos associadas às raízes, tornando os sistemas de produção mais responsivos e equilibrados.

O pesquisador Andre May, da Embrapa Meio Ambiente, que coordenou a pesquisa, explica que a técnica conhecida como transplante biológico, difundida em outros segmentos da ciência, foi desenvolvida utilizando sistemas em equilíbrio biótico, presentesem áreas cultivadas de excelência, no qual os genomas vegetal e microbiano interagem em perfeição, conforme o mando ambiental. “O que fizemos foi trazer esse realidade para condições controladas de produção agrícola, manipulando o o ambiente, visando máxima interação entre os genomas, para que pudéssemos extrair desse processo complexo uma linha de produtos conceitualmente simples, já presentes na natureza em seu processo de evolução constante”, conta.

O conceito foi testado em uma ampla variedade de culturas de interesse comercial e respondeu com aumentos de produtividade em condições reais de cultivo entre 10% e 30%, inclusive com melhoria no desempenho da resistência a doenças e pragas de algumas lavouras, com redução de uso de defensivos agrícolas em algumas situações. “A planta tratada apresenta outro comportamento metabólico, o vigor é elevado, as folhas ficam mais verdes, a área foliar é aumentada, refletindo em produtividade”, explica o pesquisador da Embrapa.

Microbioma

Termo usado para designar um grupo de microrganismos – fungos, protozoários e bactérias – que convivem e interagem com os organismos de plantas e animais. 

Pesquisas estimam em mais de 100 trilhões de micróbios ‘habitando’ no corpo humano. Eles contribuem ativamente com a nossa função reprodutiva, auxiliam na regulação imunológica e até no processo da obtenção de nutrientes, no caso do microbioma do trato gastrointestinal. 

Da mesma forma, essa interação também ocorre nas raízes das plantas, onde as plantas recrutam as bactérias e fungos, importantes para seu desenvolvimento, conforme as necessidades ambientais determinam,em um variado arcabouço de opções.

Os micróbios estão em todo lugar e desempenham um importante papel ecossistêmico. Na agricultura os microrganismos podem promover o crescimento das plantas, produzindo fitormônios, auxiliando nas trocas de nutrientes pelas raízes ou melhorando o equilíbrio biótico do sistema agrícola, podendo alterar o comportamento das doenças e pragas..

Como foi a pesquisa

Os pesquisadores selecionaram lavouras de alta produtividade, sem problemas fitossanitários, para serem doadoras de solo com carga microbiana positiva. Esse solo especial foi adicionado a substratos organicamente preparados e acondicionados a “bags” para cultivo das plantas sadias, que se desenvolveram até um ponto ideal de recrutamento microbiano: fonte da comunidade microbiana, extraída e estabilizada por um processo industrial. 

Os cientistas então testaram diversas fontes de comunidades microbianas totais presentes nas plantas cultivadas, contendo microrganismos endofíticos – aqueles presentes no interior das plantas, e rizosféricos – que vivem em parceria com as raízes – com frequência e diversidade diferentes.

Foram realizados muitos testes na cultura da soja, em condições pré-comerciais, sendo um dos testes realizados em São Gabriel do Oeste (MS), com e sem o uso de defensivos, conforme os tratamentos estudados. Os testes apontaram um incremento de 11% na produtividade da oleaginosa, quando comparado à testemunha não tratada, inclusive com incremento na concentração de potássio do tecido vegetal das plantas tratadas. Isso é importante uma vez que o mineral está ligado à algumas funções cruciais a produtividade das plantas.

A metodologia também foi testada em outras culturas, como o trigo, no estado de São Paulo, cultura em que se verificou expressivo aumento na produtividade da área tratada, de 18% em relação à testemunha; no milho a produtividade foi 25% maior; na cultura do feijão o acréscimo foi de 12,95% na produção, quando comparada a planta não tratada. Já os testes na cultura de cenoura, realizados em Andradas (MG), a produtividade foi 30,3% maior.

Experimentos com batatas

os produtos contendo a comunidade microbiana total de plantas cultivadas foi amplamente testado na cultura da batata, com as cultivares Ágata e Atlantic, inoculadas com os bioprodutos. 

As duas variedades apresentaram respostas distintas quanto à incidência e efetividade da doença. A requeima, considerada a principal doença da batata no mundo, foi o distúrbio que mais afetou as duas variedades, sendo que a cultivar Atlantic apresentou redução incidência da importante doença, quando as plantas foram tratadas com a tecnologia.

A variedade Atlantic apresentou também um aumento nos calibres comerciais mais valorizados dos tubérculos, além de aumento no rendimento, com a utilização do produto. Já a cultivar Ágata apresentou acentuada redução dos defeitos nos tubérculos produzidos.

A produtividade da lavoura de batata foi de 9,4% maior em comparação à testemunha não tratada, em testes realizados no estado do Paraná, em condição climática extrema, com períodos de chuvas recorrentes.

Como funciona

O perfil bacteriano de plantas inoculadas com o ‘pool‘ de microrganismos foi enriquecido com grupos bacterianos promotores do crescimento de plantas. Esses grupos são ligados a funções específicas de proteção e nutrição, por exemplo.

O cientista explica que, por um processo inovador, os microrganismos são extraídos das plantas doadoras, que os recrutam de substratos especialmente preparados. Os microrganismos são então estabilizados em um pó solúvel em água que pode ser aplicado por duas vias: tratamento de sementes ou pulverização foliar, conforme a cultura.

Por se tratar de um produto capaz de carregar a comunidade microbiana com afinidade à célula viva original da planta cultivada, há uma alteração do microbioma da planta tratada, gerando um enriquecimento de grupos funcionais importantes. “Tratamos soja com os microrganismos da soja e cenoura com os microrganismos da cenoura, e assim por diante”, explica May. 

O pesquisador ressalta haver uma linha de produção específica para cada cultura de interesse. Assim, os produtos são gerados para cada cultura e fase de interesse, pois variam, conforme a fenologia da lavoura. “Os produtos advêm da parte aérea e das raízes das plantas, com funções e formas de aplicação diferentes”, declara.

Mercado

A tecnologia está licenciada para a RevBio, que desenvolve o processo de produção e se prepara para novas parcerias, visando tornar o produto comercializável, formulados para tratamento de sementes ou pulverização foliar, com doses alteradas para cada via de aplicação.

Pedro Carvalho, da Revbio, conta que a inovação dessa tecnologia está no fato de ela usar a inteligência da planta para a determinação do que é melhor em termos microbiológicos e químicos orgânicos para a sua própria espécie. 

Carvalho explica que todos os processos de extração desses microrganismos e químicos orgânicos das plantas doadoras, cultivadas em ambiente positivo foram desenvolvidos do zero. Ele explica que como a planta é o biorreator natural no sistema, cada parte dos processos, desde a instalação do jardim clonal, até a estabilização e obtenção do produto exige um alto nível de inovação e controle. “O resultado tem se mostrado consistente e promissor. Nosso produto age como se fosse um colostro materno, rico em praticamente tudo do que a planta necessita para desenvolver seu sistema imunológico, gerando uma planta adulta mais saudável e produtiva”, destaca. 

“A única diferença desse processo criado para os existentes no mercado é que tratamos a vida com a própria vida, ou seja, utilizamos a força da natureza em benefício da agricultura,” diz André May. 

A proposta, segundo ele, é deixar que a evolução natural dos processos entre microrganismos e plantas cultivadas aconteça de forma espontânea, em um ambiente controlado, mas sem interferências químicas, visando enriquecer lavouras depauperadas e cansadas com material biológico de áreas de alta produtividade. A técnica permite que áreas cultivadas cansadas pelo manejo intensivo se beneficiem com o melhor potencial de lavouras de alto desempenho.

A tecnologia conta com o apoio financeiro da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), pelo programa PIPE.

Parte dos resultados da pesquisa foi publicada no artigo The use of indigenous bacterial community as inoculant for plant growth promotion in soybean cultivation, Archives of Agronômico and Soil Science , com participação da equipe de pesquisa composta por Andre May, Luciana Fontes Coelho, Alexandre Pedrinho, Bruna Durante Batista, Lucas William Mendes, Rodrigo Mendes, Marcelo Augusto Boechat Morandi, Gabriel Barth, Ronaldo Silva Viana e Elke Simoni Dias Vilela

Marcos Vicente – Embrapa Meio Ambiente

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