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Biofertilizantes para combater as mudanças climáticas 

Os biofertilizantes oferecem a possibilidade de substituir os fertilizantes sintetizados quimicamente (1) e de combater o impacto das mudanças climáticas na produção agrícola. Esses compostos são elementos-chave em uma abordagem integrada de manejo do solo para a produção agrícola sustentável. Excelentes resultados foram obtidos a partir da experimentação dessas formulações conduzidas pelos projetos europeus Supreme e Ortumannu.

Emergência agrícola, os impactos ambientais dos fertilizantes químicos

O uso da química tradicional para responder à crescente produção agrícola em escala global, aumentou a poluição ambiental e esgotou os solos. Os fertilizantes químicos estão, de fato, associados às emissões de gases de efeito estufa que alimentam o aquecimento global (2) e à eutrofização e desestabilização dos ecossistemas aquáticos. A longo prazo, esses fenômenos causam a deterioração da produtividade e da qualidade do solo por meio da acidificação.

Dentre os mecanismos alternativos de fertilização das culturas, os biofertilizantes representam uma solução eficaz e ecológica. Na verdade, eles trabalham em sinergia com as espécies vegetais, não deteriorando o solo, mas aumentando seu potencial.

Definição de biofertilizantes

Os biofertilizantes podem ser definidos como produtos biológicos contendo microrganismos vivos (fungos, bactérias, algas) que, quando aplicados em sementes, plantas ou solo, promovem o crescimento por meio de vários mecanismos, como aumento do aporte de nutrientes, aumento da biomassa ou área radicular ou aumento da taxa de crescimento da planta. capacidade de absorção de nutrientes (3).

Um exemplo de biofertilizantes eu sou Bactérias promotoras do crescimento vegetal (ou PGPB), fertilizantes microbianos capazes de promover o crescimento das plantas. As mais interessantes são as formulações de rizobactérias (PGPR, Rizobactérias promotoras do crescimento vegetal), que possuem diversas funções vantajosas nas rizosferas vegetais, a começar pela solubilização de nutrientes.(4)

Funções dos biofertilizantes

funções ecológicas mais importantes que os biofertilizantes, úteis para plantas e solo, (5) são:

Fixação de nitrogênio

o nitrogênio é um macronutriente vital essencial para as plantas porque aumenta o crescimento do sistema de brotação, auxilia na reprodução e é um constituinte da clorofila responsável pela cor verde intensa. azotobacter e Bacilo sp. estão envolvidos na fixação de nitrogênio.

A solubilização do fósforo

O fósforo é o segundo macronutriente que limita o crescimento das plantas, contribui para o processo de nodulação, para a síntese de aminoácidos e proteínas nas leguminosas, sua absorção é facilitada pelos micróbios da rizosfera que contribuem para a nutrição das plantas. Exemplos de bactérias e fungos solubilizadores de fosfato são Bacilo, Rizóbio, Aerobacter, burkholderia, Aspergillus e Penicillium.

A solubilização do potássio

Potássio (K) é o terceiro maior componente dos macronutrientes necessários às plantas. Está envolvido na regulação da abertura e fechamento estomático, absorção de nutrientes, síntese de proteínas, melhoria da qualidade do produto e resistência ao estresse ambiental. Exemplos de bactérias solubilizadoras de potássio são, por exemplo, Bacillus mucilaginosa o B. edaphicuse Clostridium spp.., enquanto, entre os cogumelos Aspergillus spp..

A liberação de fitohormônios para o crescimento das plantas

Hormônios vegetais o Os fitohormônios desempenham um papel substancial no desenvolvimento das plantas, secretados por plantas e microorganismos, muitas vezes sob condições de estresse ambiental para proteger as plantas modulando o nível de fitohormônios nas plantas hospedeiras. B. liqueniforme é conhecida pela produção de auxinas, ácido abscísico e giberelina que melhoraram o crescimento da videira e protegeram as plantas de condições estressantes.

A produção de sideróforos

O ferro é um micronutriente que desempenha várias funções, como fotossíntese, respiração, clorofila e muitas reações enzimáticas nas plantas, mas muitas vezes é encontrado em uma forma indisponível na natureza. As bactérias produzem moléculas de proteína que se ligam ao ferro e o disponibilizam, chamadas sideróforos. A inoculação de Pseudomonas koreensis em plantas de milho inibiu o crescimento de fitopatógenos através da produção de sideróforos e enzimas antioxidantes.

A biodegradação da matéria orgânica

Na matéria orgânica geralmente estão presentes celulose, lignina, hemicelulose, quitina e lipídios, que são degradados por micróbios como bactérias, actinomicetos e fungos dos quais obtêm energia e carbono para o crescimento das plantas. O Trichoderma spp., envolvidos na degradação da serapilheira em um ritmo mais rápido, liberam compostos antimicrobianos, melhoram as propriedades físico-químicas do solo e a diversidade microbiana.

Proteção contra patógenos de plantas

O controle biológico de doenças de plantas ocorre através da destruição de patógenos por micróbios benéficos, como Bacillus spp., Pseudomonas spp.., streptomyces, Pantoea spp.. e várias espécies de fungos. A exploração de potenciais biofertilizantes, como endófitos, pode ser benéfica para melhorar as plantas cultivadas contra várias doenças bacterianas e fúngicas.

O projeto Ortumannu

Ortumannu (6) é um projeto colaborativo entre a Sardenha com a Universidade de Cagliari e a Jordânia através do MUTAH (7) e CRS4. (8) O projeto durou um ano e terminou no final de 2022. Ortomannu é um acompanhamento do projeto Supremo de três anos, (9) que visa incentivar a criação de um modelo de produção agrícola sustentável, abordando comunidades vulneráveis ​​que vivem em áreas semiáridas e áridas do Mediterrâneo.

O alvo do projeto é combater o esgotamento do solo e reduzir o uso de água, fertilizantes e pesticidas por meio do potencial do microbioma para estabilizar o solo e promover o crescimento das plantas em condições adversas.

Supremo e os seus acompanhamento eles lançam mais bases para a implementação da agroecologia, definindo os métodos, modalidades, tempos, para substituir fertilizantes químicos por microbianos.

Desenvolvimento do projeto Ortumannu

O primeiro passo do projeto era identificar as espécies endógenas da área experimental ou estação agronômica de Al-Gwaer na Cisjordânia, uma área muito árida que convencionalmente não se presta à agricultura. Para tanto, foi realizada a caracterização microbiológica do solo. Posteriormente, em laboratório, 40 cepas de bactérias foram isoladas do solo e identificadas molecularmente e testadas com base em sua capacidade de promover o crescimento vegetal. Especificamente, foi investigada sua capacidade de fixar nitrogênio, metabolizar fósforo, solubilizar potássio, produzir sideróforos e fitormônios.

os tocos com características promotoras de crescimento foram selecionados para criar uma fórmula microbiana natural e endêmica específica do local que foi finalmente aplicada no campo experimental de sorgo na Jordânia.

Os resultados do projeto

'Esta é uma maneira barata e não prejudicará o solo, pois os inóculos microbianos são nativos'. (10)

O projeto A Supreme deu excelentes resultados no uso de fertilizantes microbianos na cevada, comparáveis ​​aos obtidos com fertilizantes químicos. Da mesma forma, o monitoramento das plantas de sorgo Ortomannu também está fornecendo sinais positivos.

O mesmo modelo obtidos com o projeto podem ser replicados em outras terras atualmente inacessíveis para práticas agrícolas tradicionais, a fim de ter um profundo impacto positivo também na vida das comunidades locais guiadas pela agricultura.

Perspectivas futuras

As vantagens agronômicas decorrente do uso desses microrganismos nem sempre é evidente e estudos como o de Ortumannu servem para trazer mais evidências a fim de contribuir para a introdução dessa herança microbiana no setor agrícola.

dar resultados obtidos, de fato, sua aplicação é útil não tanto para melhorar o rendimento, mas para aumentar a resiliência das culturas ao estresse abiótico, térmico e hídrico, como resultado das mudanças climáticas.

Júlia Pietrollini

Note

(1) Dário Dongo. Farm to Fork, resolução em Estrasburgo. Foco em pesticidas e fertilizantes. GIFT (Grande Comércio de Alimentos Italianos). 23.10.21

(2) Carmo, JBD, Filoso, S., Zotelli, LC, De Sousa Neto, ER, Pitombo, LM, Duarte-Neto, PJ, et al. (2013). Emissões internas de gases de efeito estufa de solos de cana-de-açúcar no Brasil: efeitos da aplicação de fertilizantes sintéticos e orgânicos e acúmulo de resíduos agrícolas. globo. Alterar biol. Bioenergia 5, 267 – 280. doi: 10.1111 / j.1757-1707.2012.01199.x

(3) Vessey, JK Crescimento de plantas promovendo rizobactérias como biofertilizantes. Planta e Solo 255, 571-586 (2003). https://doi.org/10.1023/A:1026037216893

(4) Chaudhary P, Singh S, Chaudhary A, Sharma A, Kumar G. Visão geral de biofertilizantes na produção agrícola e gerenciamento de estresse para agricultura sustentável. Esqui frontal. 2022 de agosto de 23;13:930340. doi: 10.3389/fpls.2022.930340. PMID: 36082294; PMCID: PMC9445558.

(5) Mohammadi, K., & Sohrabi, Y. (2012). Biofertilizantes bacterianos para produção agrícola sustentável: uma revisão. Jornal ARPN de Ciências Agrícolas e Biológicas, 7 (5), 307-316

(6) Projeto Ortumannu. ENEAhttps://sostenibilita.enea.it/projects/ortumannu

(7) Universidade de Muta. https://www.mutah.edu.jo/Home.aspx

(8) CRS4 (Centro de Pesquisa, Desenvolvimento e Estudos Superiores da Sardenha). https://www.crs4.it/it/

(9) Projeto Supremo. https://sites.unica.it/supreme/

(10) Prof. Tayel El-Hasan. https://www.youtube.com/watch?v=3VqnDGK-vn8

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