As mudanças ambientais provocadas pela civilização moderna preocupam cientistas e podem colocar em risco a própria sobrevivência da espécie humana. Dentro desse quadro, a necessidade de mudanças no setor produtivo em direção a uma matriz sustentável se torna cada vez mais premente. Na agricultura, o principal desafio é a substituição de fertilizantes minerais convencionais, bastante poluentes e apontados como uma das causas do aquecimento global do planeta, por outras formas de fertilização, mais naturais. O uso massivo desses fertilizantes minerais, principalmente os nitrogenados, é responsável pelo consumo de nada menos que 94% da energia empregada da produção de todos os outros tipos de fertilizantes que existem no mercado, de acordo com a Associação Internacional de Fertilizantes (IFA). Em seu processo produtivo, são empregados o gás natural (73%) e o carvão mineral (27%), cujas emissões de dióxido de carbono contribuem para o processo de desequilíbrio ambiental da atmosfera pelo efeito estufa. Outro aspecto nada favorável é que, ao entrar em contato com o solo, o fertilizante nitrogenado provoca uma reação química na qual bactérias liberam óxido nitroso, gás com potencial de causar danos ao meio ambiente 300 vezes superiores ao do dióxido de carbono.

 A reportagem é de Danielle Kiffer, publicada por Fundação Carlos Chagas Filho de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio de Janeiro - FAPERJ, 23-02-2017.

Em centros de pesquisa e universidades dentro e fora do País, cientistas buscam maneiras de reduzir os danos provocados ao meio ambiente pelos fertilizantes convencionais. Em Campos dos Goytacazes, o engenheiro agrônomo Fábio Lopes Olivares, professor associado do Laboratório de Biologia Celular e Tecidual da Universidade Estadual do Norte Fluminense (Uenf) e um dos criadores no Núcleo de Desenvolvimento de Insumos Biológicos para a Agricultura (Nudiba), está criando uma nova geração de insumos biológicos, na forma de inoculantes microbianos, que combinam bactérias e fungos promotores do crescimento vegetal e que poderão substituir, em parte, o uso de fertilizantes convencionais.

“A participação de biofertilizantes contendo bactérias fixadoras de nitrogênio reduz os custos de produção, o impacto ambiental no solo e na água, e aumenta a segurança alimentar para a prática agrícola no País”, explica Olivares. “Mas não há, por ora, como substituir integralmente os fertilizantes minerais concentrados pelos biofertilizantes e manter os mesmos patamares de produtividade agrícola, porque essa ainda é uma tecnologia em desenvolvimento.”

Para a realização do estudo, o pesquisador e sua equipe vêm testando novas formas de potencializar os efeitos positivos das bactérias que promovem o crescimento vegetal, a partir da fusão com fungos compatíveis, na tentativa de encontrar combinações microbianas mais eficientes em promover o crescimento das plantas. “Dentre os processos que podem ser estimulados por consórcios microbianos, destacamos a fixação biológica de nitrogênio. Neste caso, as bactérias, que naturalmente convertem o nitrogênio atmosférico (N2) em fontes assimiláveis de nitrogênio para a nutrição da planta (amônia), na presença de fungos selecionados em laboratório, podem aumentar seu potencial de fixação biológica do nitrogênio, ampliando seus benefícios para as plantas”, diz o professor, que é Cientista do Nosso Estado, da FAPERJ. De acordo com Olivares, o fungo entra na parceria como um “hotel de luxo”, fornecendo um nicho mais adequado para a bactéria. “O solo é um meio muito complexo e heterogêneo, e a presença do fungo para a bactéria potencializa suas ações.”

O grupo combinou a já conhecida bactéria fixadora de nitrogênio Herbaspirillum seropedicae com fungos do solo do gênero Trichoderma e Penicillium, aplicando a mistura em substrato para o crescimento em plantações de milho e de cana-de-açúcar. O resultado foi um ganho em produtividade de cerca de 30% na hora da colheita em comparação com plantas que não receberam o biofertilizante. “Sua utilização permitiu uma redução de até 50% nas doses dos fertilizantes nitrogenados convencionais, o que se traduziria em ganhos significativos para a agricultura do País se considerarmos os milhões de hectares de cultivo agrícola no Brasil”, analisa.

A pesquisa utiliza um microscópio eletrônico de transmissão JEOL 1400Plus (120 Kv), instalado em agosto de 2015 no Laboratório de Biologia Celular e Tecidual (LBCT) do Centro de Biociências e Biotecnologia (CBB) da Uenf, com recursos do edital Apoio à Aquisição de Equipamentos de Grande Porte para Instituições de Ensino Superior e Pesquisa Sediadas no Estado do Rio de Janeiro. Esse equipamento atende a um amplo espectro de análises ultraestruturais de espécimes biológicos e de materiais, como polímeros, cristais, ligas metálicas, nanopartículas e, com ele, pode-se não apenas fazer a reconstrução de um elemento biológico em 3D, mas também captar e quantificar elementos químicos em uma amostra. Com o uso do equipamento, Olivares pode analisar a compatibilidade estrutural da combinação bactéria-fungo e detectar a enzima nitrogenase (responsável pela fixação biológica de nitrogênio), reconhecendo padrões, estruturas e funcionalidades das combinações propostas antes de propor os bioinoculantes a serem testados no campo.

O trabalho de reconhecimento e prospecção de novos espécimes para compor insumos agrícolas mais potentes ainda está no início. “Primeiro, isolamos fungos e bactérias fixadoras de nitrogênio a partir de diferentes fontes da natureza, como solo, rizosfera das plantas, materiais compostados e vermicompostados, e serapilheiras em biomas de florestas. A partir desse ponto, separamos alguns fungos e bactérias e avaliamos diferentes combinações quanto à capacidade de realizar processos de interesse biotecnológico em condições controladas. Finalmente, depois de prontas as combinações, levamos os insumos em teste para avaliar seu efeito e suas interações ecológicas com algumas plantações. O esperado é que no prazo de mais alguns meses tenhamos novos insumos, mais potentes, para que os ganhos com a substituição dos fertilizantes nitrogenados sejam ainda maiores”, finaliza. A pesquisa contou com a colaboração dos professores Luciano P. Canellas e Silvaldo Felipe da Silveira, e do doutor em Produção Vegetal Vicente Mussi Dias.

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