Nanobiofertilizantes podem reduzir o custo e o impacto da produção de alimentos

Cientistas ligados ao Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais da UFSCar desenvolvem e testam nanomateriais que potencializam o efeito de bactérias promotoras de crescimento vegetal

Agência FAPESP* – Existem bactérias capazes de ajudar as plantas a crescer de diferentes formas – seja fixando nitrogênio e outros nutrientes na região da raiz ou produzindo compostos que atuam como hormônios ou que protegem os vegetais contra patógenos e outros fatores de estresse. E há certos nanomateriais que potencializam o efeito benéfico desses microrganismos.

A associação entre bactérias promotoras de crescimento vegetal (PGPB, na sigla em inglês) e esses nanomateriais dá origem aos chamados nanobiofertilizantes – que têm sido apontados como alternativa para reduzir a degradação ambiental causada pelo uso de fertilizantes químicos e agrotóxicos em larga escala na agricultura.

Essa estratégia tem sido investigada no Centro de Desenvolvimento de Materiais Funcionais (CDMF) – um Centro de Pesquisa, Inovação e Difusão (CEPID) da FAPESP sediado na Universidade Federal de São Carlos (UFSCar).

Um artigo sobre o tema foi recentemente publicado na revista 3 Biotech. No texto, os autores apresentam nanopartículas de silício, zinco, titânio e ouro capazes de aumentar o número de células bacterianas e melhorar as propriedades benéficas do PGPB em plantas.

“Estamos falando sobre o uso de nanopartículas que ajudam no crescimento de rizobactérias [que formam colônias nas raízes das plantas], facilitando a captação de nutrientes pelo vegetal. Sem essas bactérias ‘do bem’, as plantas, tanto aquelas utilizadas em pastagens quanto as que atuam na produção de alimentos, teriam muita dificuldade para obter nutrientes”, explica Emerson Camargo, um dos autores da pesquisa.

Promover o desenvolvimento das plantas por meio de uma prática sustentável, acrescenta o pesquisador, significa reduzir o uso de fertilizantes e agrotóxicos e, por consequência, o custo da produção – com importante impacto econômico. Além disso, diminui a dependência do Brasil em relação aos insumos agrícolas importados e a poluição dos rios e lençóis freáticos, destino final dos químicos aplicados na lavoura.

Dois grupos de bactérias

No estudo, os pesquisadores explicam que existem dois grupos de bactérias promotoras de crescimento: as rizosféricas, que são associadas às raízes das plantas, e as endofíticas, que colonizam folhas, flores ou tecidos internos da hospedeira. Esses dois grupos de microrganismos promovem o crescimento das plantas por meio de mecanismos distintos – o que amplia o potencial de uso dos biofertilizantes na agricultura orgânica.

Os autores também apresentam algumas nanopartículas que podem atuar como nanobiofertilizantes, entre elas o dióxido de titânio, dióxido de silício e o óxido de zinco.

Apoiado pela FAPESP por meio de dois projetos (15/10974-8 e 18/12871-0), o estudo tem como primeira autora Amanda Carolina Prado de Moraes, do Departamento de Morfologia e Patologia da UFSCar. Também assinam o artigo Lucas da Silva Ribeiro e o professor Paulo Teixeira Lacava. O grupo é coordenado por Camargo, docente do Departamento de Química da UFSCar, e envolve colaboradores de diversas áreas, como odontologia, agricultura, medicina, saúde e preservação ambiental.

“Há alguns anos, o grupo do professor Paulo Lacava nos procurou com essa demanda. Juntos, desenhamos uma série de experimentos, alguns dos quais conduzidos pela doutoranda Amanda de Moraes nos Estados Unidos. Também contamos com a parceria dos pesquisadores do Centro de Energia Nuclear para a Agricultura [da Universidade de São Paulo]. De modo geral, nosso trabalho é feito em parceria, cabendo ao nosso grupo o desenvolvimento e a caracterização dos novos materiais micro e nanoestruturados que são testados pelos nossos parceiros”, conta Camargo.

Atualmente, as nanopartículas estão sendo testadas em diferentes espécies de bactérias e plantas. Além disso, está sendo desenvolvido um novo tipo de nanopartícula que leva um marcador químico, o que permitirá monitorar como as nanopartículas se movem pelos diferentes tecidos vivos dos vegetais e compreender o seu mecanismo de atuação.

O artigo The potential of nanomaterials associated with plant growth-promoting bacteria in agriculture pode ser lido em: https://link.springer.com/article/10.1007/s13205-021-02870-0.

* Com informações da Assessoria de Comunicação do CDMF.