Transplante biológico entre plantas melhora produtividade das culturas em 30%

Foto: Ronaldo Rufino/Embrapa/Divulgação

Estudo liderado pela Embrapa, em parceria com a empresa Revbio (Paulínia, SP), demonstrou que é possível alterar a microbiologia da rizosfera e da porção aérea de plantas cultivadas em solos agrícolas degradados por meio da transferência de microrganismos das plantas de uma área biologicamente mais equilibrada para outras áreas desmoronadas.

A técnica visa potencializar plantas cultivadas em áreas em desequilíbrio biótico utilizando a comunidade microbiana presente em áreas que expressam alta produtividade sem problemas fitossanitários, o que implica o uso de conceitos conhecidos da engenharia do microbioma vegetal.

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

O   pesquisador da Embrapa Meio Ambiente André May, que coordenou o estudo, explica que a técnica conhecida como transplante biológico, bastante difundida em outros segmentos da ciência, foi desenvolvida utilizando sistemas em equilíbrio biótico, presentes em áreas cultivadas de excelência, onde plantas e genomas microbianos apresentam interações perfeitas de acordo com a gestão ambiental. “O que fizemos foi trazer essa realidade para as condições controladas da produção agrícola, manipulando o meio ambiente, visando uma interação ótima entre os genomas, para que desse processo complexo pudéssemos extrair uma linha de produtos conceitualmente simples, já presentes na natureza em seu processo de constante evolução”, relata.

O conceito foi testado em uma ampla variedade de culturas comerciais e a resposta foi aumentos de produtividade entre 10% e 30% em condições reais de cultivo, incluindo uma melhoria no desempenho da resistência a pragas e doenças em algumas das áreas de cultivo, com redução do uso de pesticidas em algumas situações. “A planta tratada apresenta um comportamento metabólico totalmente diferente, o vigor da planta aumenta, as folhas ficam mais verdes, a área foliar aumenta, o que se reflete na produtividade”, explica o pesquisador da Embrapa.

O estudo

Os pesquisadores selecionaram plantações de alta produtividade sem problemas fitossanitários para serem doadoras de solo com carga microbiana positiva. Esse solo especial foi adicionado a substratos preparados organicamente que são acondicionados em sacos para o cultivo de plantas sadias que foram cultivadas até um ponto ideal de recrutamento microbiano: fonte da comunidade microbiana, que é então extraída e estabilizada por processo industrial.

Os cientistas então testaram diferentes fontes de comunidades microbianas completas presentes em plantas cultivadas que conteriam microrganismos endofíticos – aqueles que estão presentes nas plantas, e microrganismos risófilos – que vivem em parceria com as raízes – com frequência e diversidade diferentes.

Eles realizaram diversos testes em lavouras de soja em condições pré-comerciais, sendo um deles na periferia de São Gabriel do Oeste, MS, com e sem uso de agrotóxicos, de acordo com os tratamentos estudados. Os testes indicaram um incremento de 11% na produtividade, ao contrário da soja controle não tratada, e aumento da concentração de potássio no tecido vegetal. Isso é importante, pois o mineral está relacionado a funções cruciais na produtividade das plantas.

A metodologia também foi testada em outras culturas, como trigo, no estado de São Paulo, onde foi verificado um aumento expressivo de produtividade de 18% na área tratada em relação à área controle; com milho a produtividade foi 25% maior; em feijão a adição foi de 12,95% em comparação com plantas não tratadas. Já nos testes com cenoura, realizados em Andradas, MG, a produtividade foi 30,3% superior.

Como funciona

O perfil bacteriano de plantas inoculadas com o “pool” de microrganismos foi enriquecido com grupos bacterianos promotores de crescimento de plantas. Esses grupos estão relacionados a funções específicas de proteção e nutrição, por exemplo.

O cientista explica que, por meio de um processo inovador, os microrganismos são extraídos das plantas doadoras, que os recrutam de substratos especialmente preparados. Em seguida, os microrganismos são estabilizados em um pó solúvel em água que pode ser aplicado de duas formas: tratamento de sementes ou pulverização foliar, dependendo da cultura.

Por se tratar de um produto que pode carregar a comunidade microbiana com afinidade pelas células vivas originais da planta cultivada, ocorre alteração no microbioma da planta tratada e consequente enriquecimento de importantes grupos funcionais. “Tratamos a soja com os microrganismos da soja e a cenoura com os microrganismos da cenoura e assim por diante”, explica May.

A pesquisadora ressalta que há uma linha de produção específica para cada cultura de interesse. Assim, os produtos são gerados para cada cultura e estádio de interesse, pois variam de acordo com a fenologia da cultura. “Os produtos são provenientes da porção aérea das plantas e das raízes das plantas, com diferentes funções e formas de aplicação”, afirma.

Foto: Andre May Embrapa/Divulgação

Mercado

A tecnologia é licenciada para a  RevBio , que desenvolve o processo produtivo e se prepara para novas parcerias com o objetivo de tornar o produto comercializável, com fórmulas para tratamento de sementes ou pulverização foliar e dosagem modificada para cada tipo de aplicação.

Pedro Carvalho, da Revbio, relata que a inovação dessa tecnologia está no fato de usar a inteligência vegetal para determinar o que há de melhor em termos orgânicos, microbiológicos e químicos para sua própria espécie.

Carvalho explica que todos os processos para extrair esses microrganismos e produtos químicos orgânicos de plantas doadoras cultivadas em ambiente positivo foram desenvolvidos de raiz. Ele explica que, como a planta é o biorreator natural do sistema, todas as etapas do processo, desde a implantação do jardim clonal até a estabilização e obtenção do produto, exigem alto nível de inovação e controle. “O resultado tem se mostrado consistente e promissor. Nosso produto funciona como o colostro materno, pois é rico em praticamente tudo que a planta precisa para desenvolver seu sistema imunológico e se tornar uma planta adulta mais saudável, produtiva e produtiva”, afirma.

“A única diferença desse processo em relação aos outros existentes no mercado é que tratamos a vida com a própria vida, ou seja, usamos a força da natureza em benefício da agricultura”, diz André May.

A proposta, diz ele, é deixar a evolução natural dos processos entre microorganismos e plantas cultivadas acontecer de forma espontânea, em ambiente controlado, mas sem interferências químicas, visando enriquecer lavouras depauperadas e cansadas com material biológico de áreas de alto rendimento. A técnica permite que as áreas cultiváveis ​​esgotadas pelo manejo intensivo se beneficiem do melhor potencial das terras agrícolas de alto desempenho.

Foto: Andre May/Embrapa/Divulgação

Microbioma

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

Pesquisas estimam que mais de 100 trilhões de micróbios “habitam” no corpo humano. Eles contribuem ativamente para nossas funções reprodutivas, inclusive auxiliam na imunorregulação e até no processo de obtenção de nutrientes, no caso do microbioma gastrointestinal.

Da mesma forma, essa interação também ocorre nas raízes das plantas, onde as plantas recrutam bactérias e fungos que são importantes para seu desenvolvimento conforme determinado pelas necessidades ambientais, em uma gama variada de opções.

Os micróbios estão em toda parte e desempenham um papel importante no ecossistema. Na agricultura, os micro-organismos podem promover o crescimento das plantas produzindo fitohormônios, auxiliando na troca de nutrientes das raízes ou melhorando o equilíbrio biótico do sistema agrícola e, em última análise, alterando o comportamento de pragas e doenças.

Experiências com batatas

Os produtos contendo a comunidade microbiana completa das plantas cultivadas foram amplamente testados em lavouras de batata, com as cultivares Ágata e Atlantic, que foram inoculadas com os bioprodutos.

As duas variedades apresentaram respostas distintas quanto à incidência e eficácia da doença. A requeima, considerada a principal doença do mundo, foi a que mais afetou as duas variedades. A cultivar Atlantic apresentou menor incidência da importante doença quando as plantas foram tratadas com a tecnologia.

A variedade Atlantic também apresentou aumento no número de tubérculos nos tamanhos comerciais mais valorizados pelo mercado e aumento na produtividade com a utilização do produto. Já a cultivar Ágata apresentou redução acentuada das deformidades dos tubérculos.

A produtividade desses campos de batata foi 9,4% superior aos campos não tratados, em testes realizados no estado do Paraná, em condições climáticas extremas, com períodos de chuvas recorrentes.

Dados de pesquisa

A tecnologia foi financiada pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo ( Fapesp ) por meio do programa PIPE.

Parte dos resultados da pesquisa foram publicados no artigo  The use of indigena bacteria community as inoculant for plant growth promotion in soja farming , na revista Archives of Agroonomy and Soil Science, com a participação da equipe de pesquisadores formada por André 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.

Da Embrapa Meio Ambiente

 

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