Técnica já conhecida e utilizada no meio agrícola brasileiro, principalmente na produção de soja, mostra-se eficaz na redução dos impactos do aquecimento atmosférico nas plantas. É o tratamento de sementes com bactérias promotoras de crescimento vegetal, usado para melhorar funções biológicas como fotossíntese e trocas gasosas.
Publicada na Science of The Total Environment, a descoberta dos benefícios da técnica quanto ao aquecimento global aconteceu durante experimento realizado com gramíneas forrageiras (plantas que servem como alimento animal) no campus da USP em Ribeirão Preto.
Um dos responsáveis pelo estudo, o pesquisador Eduardo Habermann, do Departamento de Biologia da Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto (FFCLRP) da USP, afirma que a técnica é conhecida por melhorar a qualidade nutricional e a digestão animal das pastagens, mas que esta é a primeira vez que se verificam os efeitos protetores o aquecimento atmosférico.
Segundo o pesquisador, a relação entre a redução de impactos prejudiciais do aquecimento e a inoculação de sementes com bactérias se dá por uma série de efeitos, como o maior crescimento das raízes que proporciona às plantas uma melhor absorção de nutrientes e água. “Além disso, a inoculação estimula o sistema antioxidante das plantas, reduzindo o estresse oxidativo que ocorre sob altas temperaturas”, completa.
A utilização das bactérias para o plantio é importante mesmo sem o contexto de maior aquecimento.
Para o professor do Departamento de Biologia da FFCLRP e líder da equipe de pesquisa Carlos Alberto Martinez y Huaman, “nas condições atuais de temperatura, a simbiose estabelecida entre as plantas e as bactérias promotoras do crescimento vegetal proporciona vantagens, principalmente em relação à fixação do nitrogênio atmosférico, fundamental para o crescimento acelerado, já que o nitrogênio é componente essencial de aminoácidos, proteínas, clorofila e DNA. O resultado será uma planta mais vigorosa e produtiva ainda em situações de estresse hídrico e salinidade”.
Riscos à produção de alimentos
O grupo de pesquisa da FFCLRP realizou o experimento de campo por um ano no próprio campus da Universidade, inoculando as bactérias Azospirillum brasilense e Pseudomonas fluorescens, produzidas pela Embrapa Soja, em uma espécie de gramínea. Para representar o processo de aumento da temperatura atmosférica foi utilizado um sistema de aquecimento ao ar livre chamado T-FACE, capaz de aumentar a temperatura das plantas em 2°C durante todo o tempo do estudo e ininterruptamente através de aquecedores infravermelhos.
O objetivo foi simular um cenário futuro de aquecimento global e investigar o que ocorreria com as plantas germinadas a partir da inoculação destas bactérias, uma vez que as altas temperaturas oferecem riscos à produção de alimentos, prejudicando a fotossíntese e acelerando o ciclo de vida das plantas. O ambiente criado pelo aquecimento global compromete “o enchimento dos grãos e a produtividade das lavouras e também reduz a qualidade nutricional de plantas forrageiras”, lembra Habermann.
Pelas análises dos resultados do experimento, segundo os pesquisadores, foi possível verificar que o aquecimento diminui a eficiência da fotossíntese, aumenta a transpiração e o estresse hídrico, além de afetar negativamente a produção de biomassa, assim como a qualidade nutricional nas plantas. Apesar disso, a inoculação de microrganismos foi capaz de reverter essa situação, neutralizando por completo estes impactos negativos do aquecimento.
Redução da emissão de óxido nitroso
Habermann destaca ainda a sustentabilidade da técnica de inoculação de bactérias promotoras de crescimento vegetal quando comparada aos fertilizantes utilizados amplamente nas atividades agropecuárias atualmente. Para o pesquisador, “a inoculação funciona como um processo complementar, que pode reduzir significativamente a necessidade do uso de fertilizantes químicos, principalmente os nitrogenados”.
Apesar de essenciais para a alta produtividade agrícola, o uso excessivo ou inadequado de fertilizantes representa um risco ao meio ambiente. O professor Martinez defende a substituição de fertilizantes por alternativas mais sustentáveis pela “contribuição significativa na mitigação das mudanças climáticas”. A redução da emissão de óxido nitroso, gás liberado após a aplicação de fertilizantes nitrogenados, “é uma necessidade urgente porque esse gás de efeito estufa tem um poder de aquecimento global 300 vezes maior que o dióxido de carbono”, alerta.
Aquecimento global e produção alimentícia
Embora o histórico Acordo de Paris – tratado internacional para frear os efeitos das mudanças climáticas – tenha definido o limite de segurança em 2 graus Celsius, em 2024 a temperatura média global já alcançou cerca de 1,6 graus Celsius acima dos níveis pré-industriais. E deve aumentar até o fim deste século.
Esse fenômeno ameaça a produção alimentar já que, na agricultura, em função do período de desenvolvimento em que são afetadas pelas ondas de calor, “as plantas podem sofrer severos danos e a produção pode ficar totalmente perdida. Por exemplo, durante a polinização em cultivos, a perda na produção de grãos e sementes pode ser total”, informa Martinez.
Habermann completa destacando que as altas temperaturas também impactam a criação animal. “Na pecuária, o calor excessivo afeta o conforto térmico dos animais, reduzindo o consumo de alimento e sua produtividade. Além disso, diminui a qualidade nutricional da pastagem, o que compromete a digestibilidade do material vegetal e a obtenção de energia pelos animais.”
Fixação biológica de nitrogênio
Os resultados alcançados no estudo abrem margem para novas possibilidades, tanto na área de pesquisa quanto na de produção alimentar brasileira. Habermann acredita que os pesquisadores agora devem investigar se o mesmo ocorre com outras espécies de gramíneas forrageiras como a Brachiaria brizantha cv. Marandu (capim-marandu), amplamente utilizada no Brasil.
“Considerando as enormes áreas agrícolas dedicadas no Brasil ao cultivo de pastagens e culturas agrícolas, como cana-de-açúcar, milho e sorgo, por exemplo, se espera um grande impacto em termos econômicos pela substituição parcial de adubos nitrogenados pela fixação biológica de nitrogênio por bactérias promotoras do crescimento vegetal”, finaliza Martinez.
A pesquisa foi financiada pela Fundação de Amparo à Pesquisa de São Paulo (Fapesp), dentro do Programa Fapesp de Pesquisa sobre Mudanças Climáticas Globais, e participaram pesquisadores de diversas instituições nacionais e internacionais, entre eles a pesquisadora Mariangela Hungria, da Embrapa Soja, recentemente nomeada para o World Food Prize.
O artigo Inoculation with plant growth-promoting bacteria mitigates the negative impacts of 2 °C warming on the photosynthesis, growth, and nutritional value of a tropical C4 grassland under field conditions está disponível neste link.
Mais informações: e-mail carlosamh@ffclrp.usp.br com o professor Carlos Alberto Martinez y Huaman
*Estagiário sob orientação de Rita Stella
**Estagiário sob orientação de Moisés Dorado
Matéria – Jornal da USP, Texto: Leonardo Ozima*
Arte: Gustavo Radaelli**
Nascimento, da UFRPE: “Não adianta uma planta concentrar muito metal mas ser pequena; no caso do níquel, para ser considerada eficiente, uma espécie candidata precisa produzir 10 toneladas por hectare” (foto: Elton Allison/Agência FAPESP)
