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Utilização de aminoácidos em plantas: estratégia para mitigar o estresse abiótico

Por Ricardo de Andrade Silva, Matheus Luis Oliveira Cunha e Angela Valentini Gorgen

Estima-se que até o ano de 2025, a população mundial chegue a 8 bilhões de pessoas, segundo a Organização das Nações Unidas (ONU). Com o aumento populacional, aumenta também a necessidade de produção de alimentos para atender a demanda por comida, garantindo a segurança alimentar.
Em paralelo ao crescimento populacional e a necessidade de produzir mais alimentos, o mundo está presenciando cada vez mais as mudanças climáticas, que afeta, dentre muitos setores, também a agricultura.
Cada vez mais a ocorrência de fenômenos como a seca, altas temperaturas e excesso de chuvas, têm se tornado frequente e isso pode afetar o rendimento das culturas, diminuindo a produção de alimentos e, consequentemente, o retorno econômico do produtor.
O principal efeito das mudanças climáticas nas plantas é a elevação na produção de espécies reativas de oxigênio que, em altas concentrações, pode ocasionar a morte das células, afetando o desenvolvimento normal das plantas. Desta maneira, a utilização de técnicas que permitam mitigar o estresse causado pelas mudanças climáticas nas plantas, é de extrema importância para garantir a produção de alimentos e o retorno financeiro para o produtor.

A utilização de complexos de aminoácidos na agricultura é amplamente difundida em diversas culturas com o objetivo de bioestimular as plantas, reduzir a fitotoxidade de herbicidas e fungicidas e aumentar a tolerância a estresses abióticos.
Os aminoácidos desempenham um papel ativo nas reações das plantas a muitos estresses. Em plantas de soja, aminoácidos como cisteína, glutamato, glicina e fenilalanina podem atuar como sinalizadores, pois, em pequenas doses, são capazes de aumentar a atividade de enzimas antioxidantes. Porém, o termo “complexo de aminoácidos” é genérico para expressar as funções isoladas de cada aminoácido, criando um desconhecimento de como, onde e quando essas moléculas são formadas, além de informações de para que servem e como essas substâncias agem nas plantas.
Os aminoácidos são moléculas orgânicas, solúveis, energéticas e de fácil degradação, sintetizadas a partir do processo de assimilação do nitrogênio e da fotossíntese nas rotas da glicólise, ciclo do ácido cítrico e da via da pentose fosfato. No total, as plantas produzem 20 aminoácidos essenciais e na ausência de um ou mais aminoácidos essenciais, a planta não completa o ciclo de vida.
A maior função dos aminoácidos na planta é a formação de proteínas. Essas são formadas a partir da união dos aminoácidos. De maneira geral, existem mais de 3.000 proteínas em uma única célula vegetal e para compor cada proteína é necessário no mínimo 70 aminoácidos.

Na Tabela 1, estão apresentados os principais aminoácidos e suas respectivas funções em plantas:

Entendendo as funções dos aminoácidos, é possível posicionar melhor cada um deles em aplicações individuais e/ou selecionar produtos à base de mixes de aminoácidos mais adequados para cada ambiente de cultivo.
Na safra 2021/2022, realizamos três ensaios de pesquisa comparando a aplicação de 15 aminoácidos isolados e a glicina betaína em condições de campo na região do Oeste da Bahia.
O ensaio I foi conduzido em área compactada (3600 KPa) com 34 dias de chuvas diárias e intensas provocando uma situação de hipóxia.
No ensaio II a área foi subsolada e possuía fertilidade média. Também não tinha a presença de estresse caracterizando uma condição normal de cultivo.
Já no ensaio III a área passou por mais de 40 dias de veranico durante o terço final do ciclo da cultura.
Na Figura 1, encontram-se os três principais aminoácidos que mais influenciaram na produtividade em cada uma das condições citadas anteriormente:

Figura 1. Resultados dos efeitos dos aminoácidos em plantas cultivadas sob diferentes condições climáticas.

Isoladamente, verificamos que o composto quaternário glicina betaína foi o mais frequente em incremento de produtividade em comparação aos aminoácidos. Contudo, a serina é um aminoácido muito importante para a produção de glicina betaína na planta e, no ambiente de hipóxia, é o aminoácido que mais impacta na produtividade. Assim, em áreas com excesso de chuva ou falta de oxigênio no solo, a adoção da serina substitui a glicina betaína.
A prolina é o aminoácido mais comentado em relação à tolerância a estresses, principalmente por déficit hídrico. Os resultados apresentados na Figura 1 mostram que a prolina foi importante tanto em condições de seca como também em condições normais de cultivo, e isso é importante para estimular o uso desse aminoácido, considerados os benefícios que seu uso pode proporcionar. A arginina, metionina e ácido glutâmico foram outros aminoácidos que se destacaram nos ambientes de produção estudados.
O ácido glutâmico é o principal aminoácido presente na maioria dos produtos comerciais, sendo o primeiro aminoácido produzido pelas plantas, além do fato de que a partir dele, outros aminoácidos são formados.
Apesar de ser um excelente aminoácido, sua alta concentração nos produtos comerciais inibe a ação específica de outros aminoácidos, que são mais efetivos a preparar a planta para estresses abióticos.
Tendo em vista que os complexos de aminoácidos são menos eficientes nos ambientes de cultivo com a presença de estresse, os produtos com menor número de aminoácidos, ou mesmo isolados, são mais eficientes para condições especificas. Podemos ver isso na Tabela 2.

Conforme apresentado na Tabela 2, a separação simples em termos de composição de aminoácidos em complexos e isolados, pode ser utilizada como uma orientação básica de como aplicar os aminoácidos para a obtenção de melhores resultados.
Ou seja, os aminoácidos de manejo devem ser aplicados em doses mais baixas e com maior frequência, enquanto que os aminoácidos de estresse devem ser aplicados estrategicamente em doses mais elevadas, baseando-se nas características individuais do principal e/ou principais aminoácidos presentes no produto a ser utilizado para combater o estresse.
Vale lembrar que para maximizar os efeitos dos aminoácidos, tanto em condições de estresse quanto em condições normais, é de extrema importância que o solo utilizado para o cultivo esteja devidamente corrigido e apresente boa fertilidade.
Além disso, quando um aminoácido é utilizado com o objetivo de combater um determinado tipo de estresse abiótico, é importante que a aplicação seja realizada preferencialmente antes da ocorrência do estresse. Assim é possível preparar a planta, através de seus processos fisiológicos e bioquímicos, de modo que sua tolerância ao estresse seja aprimorada.
Por fim, a aplicação de aminoácidos isolados pode vir a se tornar mais usual e efetiva à medida que nomes e funções sejam dadas a cada aminoácido.
Mas enquanto esse conhecimento não se popularize e os complexos de aminoácidos ainda prevaleçam, vale utilizar o conceito de aminoácidos de manejo e aminoácidos de estresse para que os objetivos das aplicações sejam atingidos.
Isso ressalta a importância da difusão da ciência e tecnologia proveniente das pesquisas acadêmicas, para aumentar o conhecimento do produtor!

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