Nutrir plantas. Beneficiar vidas!

Os solos tropicais, em especial do Cerrado Brasileiro, apresentam baixa fertilidade natural, decorrente da gênese do solo e alto grau de intemperismo que ocorre nestas regiões. Assim, baixos valores de pH, deficiências de nutrientes como nitrogênio (N), fósforo (P), potássio (K), cálcio (Ca), magnésio (Mg), boro (B) e zinco (Zn) são frequentemente reportadas e promovem limitações às produtividades destas áreas (Lopes & Guilherme, 1994; Lopes et al., 2012). Dessa forma, se faz necessário a realização de manejos que permitam elevar o teor desses elementos no solo e, consequentemente, a produtividade das culturas agrícolas.

As plantas, como organismos sésseis, passaram por ajustes para se adaptar às diversas condições do ambiente a que estão expostas, dentre os principais tipos de estresse aos quais estão submetidas citam-se o estresse térmico, luminoso, hídrico, salino, dentre outros (Barbosa et al., 2014; Taiz et al., 2017; Rosa et al., 2021). Independente de qual seja o estresse, sempre há um aumento das espécies reativas de oxigênio (EROs) que afetam diretamente a homeostase das células levando-as a danos oxidativos aparentes e, podendo até mesmo causar, a morte celular (Mittler, 2002; Zhang et al., 2016; Rosa et al., 2021).

A deficiência nutricional é um dos principais dos fatores que agravam, e muito, os danos causados pelas EROs nas plantas. Todavia, é sabido que plantas bem nutridas são capazes de suportar melhor às adversidades, sejam elas bióticas ou abióticas (Malavolta, 2006; George et al., 2012; Taiz et al., 2017). Ainda dentro deste escopo, a literatura é bastante abrangente e mostra resposta da utilização de alguns elementos atenuando os mais diversos tipos de estresse em respostas que vão desde a estabilidade e permeabilidade das membranas até a ativação de enzimas do sistema antioxidante (Broadley et al., 2012A; Broadley et al., 2012B; Barbosa et al., 2014;

 

Você sabia…
…que para ser considerado um sintoma de deficiência nutricional o mesmo deve acontecer de forma geral, em todas as plantas presentes na área, seguindo o gradiente de cores e simetria na planta?

 

Ainda no tocante a Nutrição Mineral de Plantas é importante salientar que essa está diretamente relacionada à Saúde Humana e, portanto, não devem ser analisadas separadamente. Muitos dos elementos considerados essenciais aos homens e aos animais também desempenham funções importantes no metabolismo vegetal e, em muitos casos, seus mecanismos de ação são similares. Por outro lado, a busca por maiores produtividades para satisfazer o consumo mundial fez com que a qualidade nutricional do produto colhido diminuísse, principalmente após a Revolução Verde.

Portanto, o desafio para a agricultura agora é o incremento na qualidade nutricional visando não somente as plantas, mas também à nutrição humana e animal, ainda mais quando a temática central for a segurança alimentar (Souza, 2013). Desta forma, o objetivo deste boletim é levantar mais informações sobre essas temáticas e propor algumas soluções que auxiliarão no metabolismo, crescimento e desenvolvimento de plantas e, também, apresentar novos conceitos como o da biofortificação e segurança alimentar que ainda são pouco utilizados na agricultura brasileira.

 

Você sabia…
(Gupta et al., 2018)
…que as EROs são produzidas em praticamente todas as organelas, porém, as principais organelas produtoras são: cloroplastos, mitocôndrias e peroxissomos?
Nos cloroplastos o O2- é produzido nas membranas dos tilacóides e no fotossistema I.
Nos peroxissomos são produzidos O2- na matriz celular e nas membranas.
Já na mitocôndria o O2- é formado, principalmente, na matriz e membrana interna.

 

Estresse oxidativo e elementos que os combatem no metabolismo vegetal

Estresse oxidativo em plantas

Estima-se que as plantas expressem apenas 24% do seu potencial produtivo e que 11% são perdidos em função do estresse biótico e que o restante, ou seja, 65% são resultados dos estresses abióticos aos quais as plantas estão sujeitas (Bray et al., 2000). Entretanto, acredita-se que essas perdas podem ser minimizadas em função do manejo adotado às culturas.

Dentre os principais tipos de estresse aos quais as plantas estão submetidas, podemos citar: o excesso de radiação luminosa, déficit hídrico, extremos de temperaturas, salinidade, metais pesados, ataque de pragas e doenças.

O estresse oxidativo é um processo comum do metabolismo de plantas e está envolvido em quase todas as reações, com destaque para fotossíntese e respiração (Mittler, 2002). Por outro lado, quando há o excesso da formação de radicais, independente de qual seja o agente causal, é que se deve atentar a elevação dos radicais livres.

Geralmente, ao menor sinal de estresse abiótico, ocorre o aumento da formação de EROs nas organelas relacionadas ao aparato fotossintético como mitocôndrias, cloroplastos e peroxissomos (Mittler, 2002; Gupta et al., 2018). Isso acontece porque sob condições que induzem as plantas ao estresse ocorre o fechamento dos estômatos limitando a absorção e fixação de CO2. Como exemplos, pode-se citar os estresses hídrico e excesso luminoso que, de forma geral, acontecem simultaneamente, onde as plantas sob déficit hídrico se mantem com os estômatos fechados, porém a radiação solar não para de chegar, mantendo a fase luminosa ativa (Figura 1A). Por outro lado, com os estômatos fechados não há a conversão da energia em açúcares, pois a fase bioquímica é interrompida (Figura 1B) (Santaniello et al., 2017; Pereira et al., 2020).

 

Figura 1. Etapas da fotossíntese nos cloroplastos e até a conversão de CO2 para carboidratos (A). Entretanto, quando essa conversão é interrompida ocorre a geração de EROs (B). Adaptado de infoescola.com/biologia/fotossíntese.

Com a paralização do Ciclo de Calvin, há um excesso de elétrons nas organelas do aparato fotossintético levando a produção de EROs (Mittler, 2002; Taiz et al., 2017).

Como resposta a essa elevação de EROs e visando minimizar os danos causados por esses radicais em seus tecidos, as plantas apresentam diferentes rotas de defesa que podem ser enzimáticas ou rotas não enzimáticas (Mittler, 2002; Barbosa et al., 2014; Gupta et al., 2018). Dentre as principais enzimas da rota enzimática pode-se citar a superóxido-dismutase (SOD), catalase (CAT), peroxidases (POD), Ascorbato peroxidase (APX) e polifenoloxidase (PPO) (Barbosa et al., 2014; Gupta et al., 2018; Tavanti et al., 2021). Já para os mecanismos não enzimáticos tem-se destacado o ascorbato (AsA), a glutationa (GSH) os carotenoides e tocoferóis (Barbosa et al., 2014; Gupta et al., 2018). Vale destacar que tanto mecanismos enzimáticos como não enzimáticos têm como objetivo prevenir os danos causados pelos radicais livres nas células vegetais.

Outro ponto que merece ser reportado é que plantas submetidas a estresse prolongados podem não se recuperar, pois os danos ao metabolismo são irreversíveis (Gupta et al., 2018; Tavanti et al., 2021). Assim como acontece para as deficiências nutricionais, quando os danos do estresse oxidativos são visíveis já ocorreram uma sequência de anormalidades que resultam em alterações nos tecidos foliares (Figura 2).

Figura 2. Sequência de anormalidades do estresse oxidativo que culminam manifestações visíveis em plantas.

Já é sabido e muito explorado que plantas bem nutridas e, consequentemente, equilibradas são capazes de tolerar adversidades. Entretanto, é uma temática relativamente nova que a aplicação de alguns elementos, mesmo que em baixas concentrações, melhoram as respostas do sistema antioxidante das plantas, inclusive atenuando os danos causados por estresse (Gupta et al., 2018; Tavanti et al., 2021). A seguir, serão elencados alguns dos elementos que apresentam esse potencial.

Selênio: dinâmica no sistema solo-planta e metabolismo antioxidante

O selênio (Se) pertence ao grupo dos calcogênios e, nos solos, os teores são geralmente baixos, na faixa de 0,05 e 1,5 mg kg-1. Entretanto, áreas seleníferas, onde este elemento é explorado, podem apresentar concentrações acima de 1.200 mg kg-1 (Kabata-Pendias, 2011). Os teores de Se no solo estão relacionados principalmente com o material de origem do solo. Contudo, outros fatores podem influenciar na disponibilidade dos teores deste elemento no solo, como: o teor de matéria orgânica, potencial redox, forma química presente, pH, a textura e mineralogia do solo (Broadley et al., 2012B; Qin, 2012; Jones et al., 2016).

Diferentemente dos outros elementos, os quais são incluídos nas fertilizações, os incrementos de Se nos solos ocorrem devido a deposições atmosféricas, principalmente em áreas litorâneas e com altas atividades vulcânicas, volatilização e queima de vegetação selenoferrosas (Kabata-Pendias & Pendias, 2001). Por outro lado, projeções demonstram que os teores de Se no solo tendem a reduzir por alguns fatores, tais como: os aumentos das produtividades, aplicação de fertilizantes sem este elemento, competição com íons sulfato, fatores como precipitação, correção de solo também foram analisados (Figura 3) (Jones et al., 2016).

Figura 3. Representação geográfica de modelos de predição em 1ª escala. O modelo ilustra os teores de Se no solo (1980 a 1999) (A) e a porcentagem de alterações nos teores de Se no solo entre o presente e o futuro (2080 a 2099) (B). Para isso, levou-se em consideração as projeções climáticas, evapotranspiração. Precipitação, matéria orgânica do solo, teores de alumínio, % de argila e pH. Adaptado de Jones et al. (2016).

Naturalmente, o Se é encontrado nas formas selenito (SeO32-) e selenato (SeO42-). O selenito é adsorvido com maior afinidade que o selenato nas partículas do solo, especialmente em solos com baixo pH, na presença de óxido de Fe e matéria orgânica (Broadley et al., 2012B). Dessa forma, o selenito têm uma menor biodisponibilidade que o selenato nos solos. Por outro lado, o selenato é mais solúvel, móvel e facilmente disponibilizado para a absorção das plantas em solos neutros e alcalinos (Kabata-Pendias, 2011; Broadley et al., 2012B). A adsorção de Se pode ser reduzida por meio da aplicação de fosfatos e sulfatos, principalmente em solos com altos teores de Fe e Mn (Kabata-Pendias, 2011; Kabata-Pendias & Pendias, 2001).

Na literatura há poucos relatos sobre teores de Se em solos brasileiros (Ferreira et al., 2002; Carvalho; 2011; Gabos, 2012). Em solos do Bioma Cerrado, sob vegetação nativa, nos Estados de Minas Gerais e Goiás verificou-se que os teores de Se, em duas camadas (0-20 cm e 80-100 cm) variaram entre <22 a 81 μg kg-1 (Carvalho, 2011). Já no Estado de São Paulo, na camada de 0-20 cm, os teores variaram entre <0,08 a 1,61 mg kg-1, sendo que a média ficou próxima a 0,19 mg kg-1 de Se (Gabos, 2012).

Não sendo diferente do que acontece para os outros elementos, o Se presente no solo é o que determinará a sua concentração em tecidos vegetais e nos grãos (Li et al., 2008A). Aliás, para que seja absorvido pelas plantas, fatores como a forma do elemento, o teor de matéria orgânica, pH do solo, potencial redox, competições iônicas, umidade, temperatura e textura do solo tem influência direta na absorção (Li et al., 2008A; Cubadda et al., 2010).

Por serem estudos recentes envolvendo a absorção deste elemento pelas plantas, os mecanismos ainda não foram completamente elucidados. Trabalhos mostram que a absorção de selenito ocorre de forma passiva e, muito provavelmente, utilizando transportadores do íon fosfato e que a absorção do selenato ocorre de forma ativa e são utilizados os transportadores de sulfatos nesse processo (Li et al., 2008B; Zhu et al., 2009). O selenato é uma forma que apresenta aspectos menos danosos às culturas que o selenito, por isso, as culturas respondem diferentemente as fertilizações quando se utiliza estas duas fontes (Li et al., 2008B; Zhu et al., 2009).

Para plantas, o Se não tem sua essencialidade comprovada, sendo, portanto, reportado como um elemento benéfico (Malavolta, 2006; Broadley et al., 2012B; Taiz et al., 2017). Estudos recentes mostram que em baixas concentrações, esse elemento melhora as respostas metabólicas e aumenta a atividade antioxidante (Hernández-Hernández et al., 2019; Lanza, 2021; Mateus et al., 2021).

De forma geral, essas respostas de melhoria no sistema antioxidante no combate às EROs estão associadas a formação de proteínas que apresentam Se em sua composição, as chamadas selenoproteínas. Essas enzimas atuam como um forte catalizador no metabolismo celular por meio da glutationa peroxidase (GSH) aumentando o potencial de enzimas como a SOD, CAT, APX e GPX (Gupta & Gupta, 2017; Hernández-Hernández et al., 2019; Lanza, 2021). As selenoproteínas também atuarão na atividade de compostos não enzimáticos como fenóis, ácido ascórbico e flavonóides que são fundamentais na eliminação de EROs pelas plantas (Gupta & Gupta, 2017; Hernández-Hernández et al., 2019; Lanza, 2021).

Trabalhos recentes mostram que a aplicação foliar de Se em plantas de milho submetidas ao estresse hídrico aumentaram a eficiência do uso da água, os teores de clorofila e de carotenoides (Nawaz et al., 2016). Além destes resultados, respostas no metabolismo antioxidante, ganhos em crescimento e produtividade foram observados quando se aplicou Se no momento do florescimento em plantas de trigo (Souza et al., 2014), café (Matheus et al., 2021) e feijão (Figueiredo et al., 2017). Ainda, frutos de tomate que receberam aplicações de fontes de Se tiveram a sua senescência reduzidas e aumentou-se o tempo de armazenamento dos frutos (Pezzarossa et al., 2014; Hernández-Hernández et al., 2019).

 

Você sabia…

(Faquin, 2005)

…que para as plantas, os elementos são considerados essenciais, benéficos ou tóxicos?

Elementos Essenciais: Devem atender a dois critérios:

A) Direto: participar de algum composto ou alguma reação sem a qual a planta não sobrevive.

B) Indireto: i) Em sua ausência a planta não completa seu ciclo de vida; ii) o elemento não pode ser substituído; iii) o elemento deve ter efeito na vida da planta e não exercer apenas o papel de neutralizar efeitos desfavoráveis a planta.

Elementos Benéficos: Não são essenciais, as plantas podem viver sem eles, contudo, a presença destes elementos podem contribuir de alguma forma no crescimento e produção das plantas.

Elementos Tóxicos: Essenciais ou não, o elemento é considerado tóxico quando em altas concentrações, causam danos às plantas.

 

Zinco: dinâmica no sistema solo-planta e metabolismo antioxidante

O zinco (Zn) é 23º elemento mais abundante na crosta terrestre e apresenta-se sob a forma Zn+2, sendo adsorvido na superfície das partículas do solo com argilas, matéria orgânica e óxidos de ferro (Malavolta, 2006). Nos solos, seus teores médios estão concentrados nas faixas entre 60 e 89 mg kg-1 (Broadley et al., 2007; Kabata-Pendias, 2011). Todavia, na solução do solo, que representa os teores que estarão disponíveis para as plantas, os teores são baixos e são influenciados pelo manejo, pH, textura do solo, teor de matéria orgânica, atividade microbiana e concentrações de fósforo e outros elementos catiônicos (Alloway, 2008; 2009; Broadley et al., 2007).

Embora tenham ocorrido melhorias na forma de manejar os solos, estima-se que 50% dos solos cultivados com grãos são deficientes em Zn (Alloway, 2008). Resultados acerca dos solos brasileiros ainda são poucos, porém, Souza et al. (2014A) analisaram 41.390 amostras de solo georreferenciadas que cobriam cerca de 55 milhões de hectares e verificaram que os teores de Zn nestes solos estavam entre 0,1 e 92,1 mg.dm-3 e que a média era de 4,67 mg.dm-3. Ainda segundo os autores, 58% da área está sob risco de deficiência de Zn para as plantas devido aos altos teores de P, pH e argila. Corroborando com estes resultados, Bispo et al. (2015) verificaram que aproximadamente 63% das áreas de cerrado estão sob risco de deficiência de Zn (Figura 4).

Figura 4. Distribuição geográfica de dados para a interação Zn e pH; Zn e teor de Argila e; Zn e P disponível em solos de cerrado (n= 37.904 amostras). Adaptado de Bispo et al. (2015).

As plantas absorvem Zn na forma de Zn+2 e concentração desse elemento nas plantas varia de acordo com a espécie e ambiente no qual está se desenvolvendo, porém, para a maioria variam de 20 a 120 mg kg-1 de matéria seca (Malavolta, 2006; Alloway, 2008; Kabata-Pendias, 2011). A literatura relata que os sintomas da deficiência de Zn são caracterizados pelo encurtamento de internódios e redução no tamanho das folhas novas, que se tornam cloróticas e lanceoladas. O efeito da deficiência de Zn, tanto em solos quanto nas plantas, ocorrem em todo o mundo e estudos mostram que plantas que receberam Zn respondem em produtividade ou qualidade final (Malavolta; Vitti; Oliveira, 1997; Graham et al., 2001; Malavolta, 2006; Cakmak, 2008). Ainda, as respostas a essa fertilização varia de acordo com a espécie e genótipo (Alloway, 2008; Cakmak, 2008; Cakmak et al., 2010; Souza et al., 2013; Souza et al., 2014B).

O Zn é fundamental para realização de vários processos metabólicos na planta, dentre os quais estão a fotossíntese, síntese proteica, manutenção da integridade da membrana, metabolismo de auxina e reprodução (Broadley e t al., 2007; Palmgren et al., 2008; Hänsch & Mendel, 2009). Além disso, atua na eliminação de radicais livres por compor enzimas como a NADPH oxidase, participante da Cu-Zn-SOD, CAT e POD (Cakmak, 2000; Hänsch & Mendel, 2009; Mayer et al., 2008; Gupta et al., 2018). Portanto, a manutenção dos níveis adequados de Zn é fundamental para o processo de tolerância e/ou recuperação de estresse.

Por estar diretamente ligado ao metabolismo antioxidante as respostas as aplicações de Zn são observadas no metabolismo de recuperação das plantas, independente da causa do estresse, seja ele biótico ou abiótico, nas mais diversas culturas (Weisany et al., 2012; Li et al., 2013; Ma et al., 2017; Roosta et al., 2017; Laxa et al., 2019; Sofy et al., 2020; Tavanti et al., 2021).

 

Magnésio: dinâmica no sistema solo-planta e metabolismo antioxidante

O magnésio (Mg) é um dos elementos mais recorrentes na superfície da Terra, ocupando a oitava posição com cerca de 2% da crosta terrestre. Minerais ferro-magnesianos advindos de rochas ígneas são as principais fontes de Mg sendo seguidos pelos carbonatos que sofreram algum tipo de modificação destes minerais primários (Metson 1974; Mikkelsen, 2010). No solo, o Mg pode estar associado a minerais de argila ou em sítios de troca de cátions. Entretanto, a quantidade deste elemento nestes sítios que vai para a solução do solo é insuficiente para a manutenção da produtividade das culturas. Por outro lado, o Mg adsorvido às argilas são os responsáveis pelo suprimento deste elemento na solução do solo, pois são facilmente trocáveis e respeitam as reações estequiométricas (Metson 1974; Mikkelsen, 2010).

As plantas absorvem o Mg da solução do solo na forma de Mg+2, todavia, deve-se atentar às concentrações de íons como K+, Ca+2, e NH4+ na solução do solo, pois estes podem reduzir a disponibilidade de Mg às plantas. A calagem é a principal fonte de Mg para as culturas, entretanto, as aplicações não têm sido suficientes para suprir as demandas deste nutriente (Altarugio et al., 2017). Vale ressaltar que à medida que a reação do calcário no solo avança, há uma elevação do pH do solo e uma redução na disponibilidade do Mg, por diminuição da reação do MgCO3, a partir do momento em que esse pH do solo atinge o valor de 6,1 (Novais et al., 2007).

Após absorvido, o transporte do Mg das raízes para as folhas e frutos ocorre via corrente transpiratória pelo xilema, praticamente sob a mesma forma no qual foi absorvido (Mg+2). Por se apresentar na forma solúvel, o Mg é facilmente redistribuído pelas plantas, desta forma, os sintomas de deficiência aparecem em folhas velhas (Faquin, 2005; Malavolta 2006; Gransee & Fürhrs, 2013). A exigência de Mg pelas plantas é relativamente baixa variando de 10 a 40 kg ha-1 (Faquin, 2005). Contudo, nos últimos anos tem sido recorrente a deficiência em culturas ou pela alta exportação das culturas ou por inibição competitiva em função das elevadas doses de K e N (NH4+) (Faquin, 2005; Cakmak. & Yazici, 2010; Gransee & Fürhrs, 2013). Por esses fatos, têm aumentado a utilização de Mg aplicado via foliar como alternativa de manejo e com incrementos em produtividade nas mais diversas culturas (Cakmak et al., 1994; Altarugio et al., 2017)

A cada ano têm crescido o interesse de pesquisadores em se trabalhar com esse elemento, devido a sua atuação na bioquímica e fisiologia das plantas (Cakmak & Yazici, 2010; Gransee & Fürhrs, 2013; Taiz et al., 2017). Além de ser o átomo central da clorofila, o Mg está diretamente ligado a processos como a fotossíntese, fotorrespiração, transporte de açúcares e é componente da clorofila (Hawkesford et al., 2012; Taiz et al., 2017; Tränker et al., 2018; Rodrigues et al., 2021). Ainda, o Mg participa da ativação de diversas enzimas como a glutatione sintase, a Rubisco, a fosfoenolpiruvato carboxilase, fosfatases e ATPases que tem atuação direta no metabolismo e crescimento das plantas (Taiz et al., 2017; Rodrigues et al., 2021).

Conforme supracitado, os principais locais de produção de EROs são cloroplastos, peroxissomos e mitocôndrias, organelas que estão diretamente ligadas à fotossíntese ou respiração das plantas. Isso acontece porque essas organelas são as responsáveis por receberem a radiação luminosa e convertê-la para a formação de carboidratos, entretanto, se essa conversão não acontece ocorre o acúmulo de elétrons nas células e por conseguinte a formação de EROs (Figura 1) (Santaniello et al., 2017; Pereira et al., 2020).

Como exemplo desse acúmulo de açúcares levando à degradação de células foi observado por Cakmak et al. (1994) em plantas de feijão mostrando que plantas sob deficiência de K e Mg apresentavam, respectivamente, concentrações de sacarose 6,3; 9,0 vezes maiores nas folhas quando comparados ao tratamento controle (Figura 5). Segundo os autores, isso mostra a forte relação do Mg e K no carregamento de açúcares no floema.

Figura 5. Concentrações de sacarose nas folhas de feijoeiro sob deficiência de potássio (K) e magnésio (Mg). Adaptado de Cakmak et al. (1994).

O Mg participa de forma ativa deste mecanismo porque, além de ser a molécula central da clorofila, aumenta a atividade da Rubisco, aumentando a fixação de CO2 e auxilia na dissipação térmica desta energia para que não ocorra danos as células. Desta forma, aplicações de Mg via folha não apenas contribuem com o mecanismo fotossintético, mas também aumenta a atividade antioxidante e a translocação de carboidratos no floema das plantas diminuindo a geração de EROs e os danos oxidativos aos cloroplastos (Cakmak & Kirkby, 2008; Gransee & Fürhrs, 2013; Gupta et al., 2018; Lanza, 2021; Rodrigues et al., 2021).

Estudos recentes tem mostrado que plantas sob estresse submetidas a aplicação foliar de Mg aumentou os parâmetros de crescimento, a síntese de clorofila, a assimilação de carbono, a eficiência de uso da água e, consequentemente, melhorias em produtividade nas mais diversas culturas (Ahmad et al., 2018; Boaretto et al., 2020; Kibria et al., 2020; Rodrigues et al., 2021). Em todos esses trabalhos há um consenso de que a aplicação de Mg aumenta a atividade do sistema antioxidante e reduz os danos oxidativos e morte das células.

Outro momento em que as plantas se encontram susceptíveis ao estresse é próximo ao florescimento ou início do desenvolvimento de vagens/frutos (Mattos-Jr et al., 2018). Nesse período além de acontecer alterações no balanço hormonal das plantas são exigidas altas concentrações de nutrientes, tanto para nutrição quanto para enchimento de tubérculos, grãos e frutos. Assim, suplementações foliares de Mg próximos a estádios reprodutivos resultam em incrementos em produtividade e melhoria na qualidade do produto colhido, principalmente se acompanhados com pequenas doses de N (Romheld & Kirkby, 2007).

 

Biofortificação agronômica de plantas: melhorando a qualidade dos produtos que chegam às mesas dos brasileiros

Visto que a nutrição vegetal não é tão distante quando comparada à nutrição humana, inicia-se uma nova etapa na Agricultura Brasileira e abrem-se portas para uma produção mais sustentável e visando a segurança alimentar. Para isso, produtos disruptivos e inovadores são necessários para que se possa entregar à população alimentos de alta qualidade. Pensando nisso, a biofortificação é uma alternativa barata, sustentável e melhorará a vida das pessoas.

A biofortificação é o processo pelo qual busca-se aumentar o teor de nutrientes em produtos agrícolas a serem colhidos visando o enriquecimento do produto final com determinado elemento (Welch, 2005; White & Broadley, 2005; Gómez-Galera et al., 2010;). Culturas biofortificadas contem características agronômicas e nutricionais melhores do que aquelas que não passaram por esse processo (Welch & Graham, 1999).

A baixa diversificação na composição das dietas juntamente com o acesso restrito da população a alimentos com altos teores de nutrientes têm levado a situações de deficiência de nutrientes nas populações. Estima-se que mais de três bilhões de pessoas em todo mundo encontrem-se em situação de insegurança alimentar e com deficiências de Fe, Zn, I, Se e vitamina A (Graham et al., 2001). Ainda, elementos como Ca, Mg e Cu podem ser deficientes em dietas de algumas populações, porém sem estudos (Welch & Graham, 2004; White & Broadley, 2005). Portanto, a biofortificação é uma forma sustentável de melhorar a nutrição humana, em especial, das famílias mais carentes.

No Brasil não se encontram resultados confiáveis sobre tal assunto, além disso, as diferenças econômicas e sociais entre as pessoas que aqui vivem, dificultam um estudo mais detalhado que correlacione toda a população. Desta forma, assume-se que a deficiência de Fe é a mais generalizada, principalmente entre crianças e gestantes, além disso, as deficiências de Zn e Se devem ser semelhantes ao padrão internacional, ou seja encontram-se deficientes (Moraes, 2008).

Porém, para que se eleve os teores de nutrientes nas plantas tem-se que levar em consideração os processos metabólicos, moleculares, fisiológicos nos quais se baseiam a Nutrição Mineral de Plantas (Cakmak, 2008; Taiz et al., 2017).

 

Você sabia…

…que os processos de biofortificação podem ser:

Agronômicos: Enriquecimento por meio de manejo (adubação, por exemplo).

Genético – Convencional: Realizado por melhoramento genético convencional (cruzamento das plantas de melhor desempenho para determinadas características)

Genético – Transgenia: Realizado por meio da inserção de genes de interesse específico (ex. Golden Rice).

Industrial: Ainda temos a Fortificação industrial que é o aumento de nutrientes em produtos após a industrialização, como exemplos o sal de cozinha e a farinha de trigo.

 

Nutriduo

Com base em todas as evidências apresentadas e Inovando Para um Futuro Sustentável, e com maior qualidade dos produtos entregues à população, a ICL apresenta o Nutriduo e inaugura uma nova era na Agricultura Brasileira.

As inovações se iniciam não apenas por ser um produto completamente novo, mas também por trazer conceitos que envolvem a nutrição de plantas, nutrição humana e segurança alimentar.

Para que se chegue em aos níveis de excelência, o Nutriduo atua de forma ativa nas plantas e para isso tem-se três linhas de defesa:

a) Fotoprotetor – A presença de Se aumenta a produção de carotenoides melhorando a dissipação de energia do aparato fotossintético antes que esse possa causar danos às plantas;

b) Ativação do sistema antioxidante da planta – A aplicação de micronutrientes e Se, em baixas concentrações, têm efeito direto nas enzimas que combatem o estresse oxidativo das plantas como SOD, CAT, POD e APX;

c) Transporte de fotoassimilados das folhas para os drenos – elementos como Mg, K e Se melhoram o fluxo de fotoassimilados nos vasos do floema, aumentando a partição de carboidratos das folhas (fonte) para as partes a serem colhidas – raízes, tubérculos, vagens, frutos (drenos).

Para que exerça essas funções, Nutriduo apresenta em sua composição uma fonte inovadora de Mg, mais eficiente quando comparadas às fontes deste nutriente até então utilizadas na agricultura nacional. Essa nova fonte, que foi desenvolvida pelo Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento da ICL, consiste em um quelato de Mg com elevada estabilidade compreendendo faixas de pH entre 1,5 e 13, ou seja, superior a todas as demais fontes de quelatos de Mg presentes no mercado (Figura 6).

 

Figura 6. Faixa de estabilidade de diferentes quelatos de magnésio em função do pH (Adaptado: Departamento de Pesquisa e desenvolvimento ICL).

Além de uma fonte moderna de Mg, Nutriduo apresenta uma altíssima solubilidade (1000g/L água), proporcionando uma maior velocidade de solubilização, rapidez no preparo das caldas de aplicação e alta compatibilidade com defensivos e aminoácidos. Ou seja, com esses benefícios técnicos, não há problemas de entupimento de bicos e nem filtros e não haverá sobras de resíduos no fundo do tanque do pulverizador.

O Nutriduo, apresenta um balanço de nutrientes adequado as mais diversas culturas para entregar os melhores resultados quando aplicado. Adicionalmente, Nutriduo traz em sua composição o Selênio (Se) um elemento que é considerado benéfico às plantas, porém essencial para animais e humanos. Sendo assim, com a aplicação deste elemento, estaremos trabalhando o metabolismo atenuador de estresse nas plantas, enriquecendo-as com Se, Mg e Zn e, quando se olha para o final da cadeia, beneficiando vidas!!!

A ICL é uma empresa de vanguarda, que inova nas fontes de nutrientes (Quelato de Mg com patente requerida); Complexo de Selênio para melhorar o metabolismo das plantas; Nutrientes balanceados que proporcionam melhores resultados e, por fim, nos preocupamos com as condições de segurança alimentar da população.

 

Nutriduo: Resultados a campo!

Ao longo dos últimos anos, foram realizados dezenas de trabalhos a campo para avaliar a performance e definir o posicionamento do produto. Para a cultura da soja, a melhor época de aplicação é no estádio de R3 e na dose de 1,0 kg ha-1. Como resultados, nas mais diversas regiões do país, verificou-se que após a aplicação de Nutriduo houve um aumento dos teores de Se nos grãos (Figura 7) e um incremento em produtividade (Tabela 1).

Figura 7. Teor de selênio nos grãos de cultivares de soja em resposta a aplicação do NutriDuo. Dados médios de manejos com NutriDuo. Capão Bonito/SP. Adaptado de Guilherme et al., 2020.

Outro ponto que vale destaque é que a aplicação de Nutriduo proporcionou que as plantas de soja mantivessem baixos os seus níveis de prolina, mostrando que estas plantas não estavam sob estresse (Figura 8A). A prolina protege as proteínas da desnaturação, combate os radicais livres e estabiliza as membranas celulares por interações com fosfolipídios. Ou seja, plantas sob estresse apresentam altos níveis de prolina para que não ocorra a oxidação das células nem tampouco ocorra a perda de turgor e, assim sendo, manutenção das atividades essenciais do metabolismo bioquímico das plantas (Claussen, 2005; Farooq et al., 2005).

Figura 8. Níveis de prolina (A) e produtividade de grãos (B) de soja em resposta a aplicação do NutriDuo. Médias seguidas de mesma letra não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5% de significância. Patos de Minas/SP. Adaptado de Fagan (2020).

A síntese de prolina consome uma grande quantidade de N das folhas (entre 0,4 e 0,6%) assim, a alta síntese de prolina pode consumir nitrogênio que poderia ser utilizado em outros processos da planta que vão desde o crescimento até a produtividade (Ernst et al., 2000). Esse fato pode ser verificado na Figura 8B, onde as plantas que receberam a aplicação de Nutriduo tiveram uma menor produção de prolina, indicando que as plantas estavam com um menor índice de estresse, e responderam com uma maior produtividade.

Dando continuidade aos trabalhos, porém agora em áreas comerciais de soja em todo o país, foram realizados 10 campos demonstrativos cuja consistência dos resultados é mostrada abaixo (Tabela 1).

Cidade	Padrão (sc/ha)	Nutriduo (sc/ha)	Diferença (sc/ha)
Campo Novo do Parecis - MT	49,28	55,46	6,18
Moreira Sales - PR	53,3	54,13	0,83
Cruz Alta - RS	62,47	64,50	2,03
Tibagi - PR	63,33	64,33	1,00
Maracaju - MS	66,23	69,3	3,07
Catuípe - RS	68,90	71,26	2,36
Erechim - RS	74,00	78,00	4,00
Castro - PR	77,43	78,86	1,43
Capão Bonito - SP	90,50	92,30	1,80
Santa Bárbara - RS	97,40	100,32	2,92
Iracemápolis - SP	104,80	106,30	1,50

Fonte: Departamento de Desenvolvimento de Mercado ICL