Maria Fernanda da Costa Oliveira
Geane Martins Barbosa
Santiago Noronha Alves da Silva
san.noronha.alves@gmail.com
Biólogos e mestres em Biodiversidade Vegetal e Meio Ambiente – Instituto de Pesquisas Ambientais (IPA)
A seca e as altas temperaturas são dois fatores que pode ser considerados estresses abióticos para o desenvolvimento das plantas cultivadas e, consequentemente, afetam seus processos fisiológicos. Isso acarreta o comprometimento de seu crescimento e produtividade.
A fotossíntese, processo de conversão da energia luminosa em energia química realizado pelas plantas, utiliza água e dióxido de carbono (CO2) para produzir glicose e oxigênio.
Em uma situação de seca prolongada e altas temperaturas, a fotossíntese pode ser afetada de diversas formas:
• Fechamento estomático: para reduzir a perda de água por transpiração, as plantas fecham os estômatos, pequenas aberturas nas folhas por onde ocorre a troca gasosa. Com os estômatos fechados, a entrada de CO2 fica limitada, reduzindo a taxa fotossintética e posterior obtenção de energia;
• Dano fotossintético: altas temperaturas podem danificar os cloroplastos, organelas responsáveis pela fotossíntese, comprometendo a produção de energia;
• Desequilíbrio hormonal: a seca e o calor podem alterar o equilíbrio hormonal das plantas, afetando principalmente seu crescimento;
• Produção de radicais livres: o estresse hídrico e térmico favorece a produção de radicais livres, e estes danificam as células e os tecidos das plantas, comprometendo a produtividade da cultura agrícola;
Crise climática
De maneira geral, há grande preocupação de pesquisadores e produtores rurais em diversas regiões do país sobre a crise climática, pois isso afeta diretamente a produtividade das culturas e causa impactos ambientais, econômicos e sociais devido a redução da produção alimentar.
Ao compreender os mecanismos pelos quais a seca e as altas temperaturas afetam as diferentes culturas agrícolas, é possível desenvolver estratégias mais eficientes para mitigar e contornar os efeitos desses estresses e garantir a produção de alimentos em um clima cada vez mais desafiador.
Mecanismos fisiológicos
Várias respostas são ativadas mediante fatores de estresse abióticos. Em resposta à falta de água, pode ocorrer o fechamento estomático e ajuste osmótico, utilizando, por exemplo, açúcares e aminoácidos para manter o turgor e a integridade celular, e aumento da síntese hormonal como o ABA (ácido abscísico) para induzir o fechamento estomático e promover outras defesas.
No calor extremo, as plantas aumentam a produção de proteínas de choque térmico (HSP’s), ajustam a composição das membranas celulares para manter sua fluidez e ativam antioxidantes para combater os radicais livres.
Ambos os estresses desencadeiam mudanças na expressão gênica e ajustes no crescimento, como o desenvolvimento de raízes mais profundas ou alterações no ângulo das folhas para reduzir a exposição solar. Essas respostas ajudam as plantas a mitigarem danos e a manter suas funções vitais em condições adversas.
Tratamento de sementes
O tratamento de sementes com indutores de resistência é uma estratégia promissora para mitigar os efeitos de estresses abióticos, como seca, salinidade e calor extremo, ao longo do ciclo de cultivo.
Ao estimular as defesas naturais das plantas e promover respostas fisiológicas a condições adversas, esses tratamentos podem melhorar a tolerância das plantas, aumentar a eficiência no uso da água, proteger contra danos térmicos e oxidativos, e otimizar o crescimento e a produtividade.
Além disso, o tratamento pode oferecer uma abordagem sustentável, ajudando os agricultores a reduzirem o impacto dos estresses climáticos e melhorar a segurança alimentar em um cenário de mudanças climáticas.
Resistência fisiológica ao estresse hídrico
Existem cultivares e variedades de sementes que apresentam maior resistência fisiológica ao estresse hídrico. As sementes de variedades de milho, soja e trigo são exemplos dessa resistência, podendo apresentar sistemas radiculares mais profundo e capacidade de ajustar sua taxa de crescimento às condições de água no ambiente, porte mais baixo ou até mesmo a capacidade de gerar raízes adventícias com maior tolerância a seca.
Essa resistência é de extrema importância para a agricultura, especialmente em regiões com condições climáticas cada vez mais imprevisíveis e com frequentes períodos de seca, situação que tem sido observada com mais intensidade em diferentes regiões do Brasil.
O melhoramento genético tem sido fundamental para o desenvolvimento de cultivares mais tolerantes à seca. Por meio de cruzamentos e seleção, os pesquisadores buscam identificar e concentrar os genes responsáveis pelas características desejáveis.
O nível de estresse hídrico, a temperatura, o tipo de solo e outros fatores ambientais podem influenciar a expressão da resistência. Além disso, o estádio de desenvolvimento tem influência na tolerância à seca, ou seja, essa característica pode variar em diferentes fases do ciclo de vida da planta.
Melhoria da tolerância ao estresse
O uso de reguladores de crescimento tem se mostrado uma estratégia eficaz para aumentar a tolerância a estresses abióticos (salinidade, seca e temperaturas elevadas) em algumas espécies cultivadas, visto que eles estimulam os mecanismos de defesa nos vegetais regulando diversos processos fisiológicos.
A utilização de aminoácidos, hormônios e compostos fenólicos promove respostas das plantas frente ao estresse que garantem seu desenvolvimento e sobrevivência como, por exemplo, o fechamento estomático, potencial redução-oxidação (redox), sinalização de senescência programada, indução de crescimento radicular e o aumento da eficiência da absorção de nutrientes.
Essas respostas contribuem para cultivos mais tolerantes, auxiliando as plantas a manterem o crescimento e produtividade.
Estratégias específicas de manejo
A germinação e emergência das plântulas são fases fundamentais para o desenvolvimento das plantas, seja na agricultura, silvicultura ou espécies florestais nativas. Entretanto, é nesse período de desenvolvimento que há maior vulnerabilidade.
Há diversas estratégias de manejo que podem ser aplicadas para ampliar a resiliência das mudas em condições adversas e inesperadas, desde o tratamento das sementes, controle de doenças e até o preparo do solo do cultivo.
Cada espécie possui características específicas e requer cuidados diferentes, devendo ser consideradas as condições climáticas locais, como temperatura, umidade e precipitação e as características do solo, como textura, pH e fertilidade, sendo fatores que influenciam a escolha das práticas de manejo.
Estratégias
Dentre outras estratégias que podem ser consideradas para aumentar a resiliência e sucesso do plantio, estão:
• Período de plantio: a escolha do período de plantio pode influenciar a taxa de germinação e o desenvolvimento das mudas. É importante considerar as condições climáticas e o ciclo da cultura;
• Profundidade de semeadura: deve ser adequada ao tamanho da semente e às condições do solo, devendo ser observado também as especificações da variedade do cultivar;
• Densidade de semeadura: deve ser sempre ajustada de forma a evitar competição entre as plântulas, garantindo um bom desenvolvimento das mudas;
• Irrigação: a irrigação adequada é fundamental para garantir a umidade do solo durante a germinação e a emergência das plantas;
• Proteção contra o frio: em regiões com clima frio, a utilização de coberturas plásticas ou outros materiais pode proteger as mudas das baixas temperaturas;
• Proteção contra o sol: em regiões com alta incidência solar, a utilização de sombreamento pode proteger as mudas da radiação solar excessiva.
Nutrição de ponta
Nitrogênio, fósforo e potássio (NPK) são os nutrientes que compõem a formulação mais encontrada nos fertilizantes comerciais, visto que participam de processos essenciais para o crescimento e desenvolvimento das plantas.
O nitrogênio atua no crescimento vegetativo, que está diretamente relacionado com a capacidade fotossintética mediante a produção de biomassa foliar. Além disso, atua na síntese de proteínas antioxidantes e de choque térmico (importantes para atenuar os efeitos do estresse hídrico e térmico).
O fósforo está relacionado com o metabolismo energético, pois é um componente essencial da molécula de ATP (adenosina trifosfato). O potássio é um nutriente fundamental para a regulação osmótica, transporte de água, fechamento estomático e ativação de enzimas, importantes respostas aos efeitos dos estresses salino e hídrico.
Vale ressaltar, ainda, que é necessário garantir os níveis adequados de micronutrientes como, por exemplo, o zinco e o manganês. Portanto, manter o equilíbrio nutricional garante a produtividade e ao mesmo tempo o investimento no sistema de defesa vegetal.
