A descoberta pode economizar bilhões de dólares anuais aos agricultores dos Estados Unidos em custos de fertilizantes, além de beneficiar o meio ambiente.
Por Emily C. Dooley, UC Davis com informações de Phys.
Pesquisadores da Universidade da Califórnia, Davis, descobriram uma maneira de reduzir a quantidade de fertilizantes nitrogenados necessários para o cultivo de cereais.
A pesquisa sai do laboratório de Eduardo Blumwald, um distinto professor de ciências vegetais, que encontrou um novo caminho para os cereais capturarem o nitrogênio de que precisam para crescer.
A descoberta também pode ajudar o meio ambiente, reduzindo a poluição por nitrogênio , que pode levar a recursos hídricos contaminados, aumento das emissões de gases de efeito estufa e problemas de saúde humana. O estudo foi publicado na revista Plant Biotechnology.
O nitrogênio é fundamental para o crescimento das plantas, e as operações agrícolas dependem de fertilizantes químicos para aumentar a produtividade. Mas muito do que é aplicado é perdido, lixiviando em solos e águas subterrâneas. A pesquisa de Blumwald pode criar uma alternativa sustentável.
“Os fertilizantes de nitrogênio são muito, muito caros”, disse Blumwald. “Qualquer coisa que você possa fazer para eliminar esse custo é importante. O problema é o dinheiro de um lado, mas também há os efeitos nocivos do nitrogênio no meio ambiente.”
Um novo caminho para o fertilizante natural
A pesquisa de Blumwald se concentra no aumento da conversão do gás nitrogênio do ar em amônio pelas bactérias do solo — um processo conhecido como fixação do nitrogênio.
Leguminosas como amendoim e soja têm nódulos radiculares que podem usar bactérias fixadoras de nitrogênio para fornecer amônio às plantas. As plantas de cereais, como arroz e trigo, não têm essa capacidade e precisam absorver nitrogênio inorgânico, como amônia e nitrato, de fertilizantes no solo.
“Se uma planta pode produzir produtos químicos que fazem com que as bactérias do solo fixem o gás nitrogênio atmosférico, podemos modificar as plantas para produzir mais desses produtos químicos”, disse Blumwald. “Esses produtos químicos induzirão a fixação bacteriana de nitrogênio no solo e as plantas usarão o amônio formado, reduzindo a quantidade de fertilizante usada”.
A equipe de Blumwald usou triagem química e genômica para identificar compostos em plantas de arroz que aumentavam a atividade de fixação de nitrogênio das bactérias.
Em seguida, eles identificaram os caminhos que geraram os produtos químicos e usaram a tecnologia de edição de genes para aumentar a produção de compostos que estimularam a formação de biofilmes. Esses biofilmes contêm bactérias que aumentam a conversão de nitrogênio. Como resultado, a atividade fixadora de nitrogênio das bactérias aumentou, assim como a quantidade de amônio no solo para as plantas.
“As plantas são fábricas químicas incríveis”, disse ele. “O que isso pode fazer é fornecer uma prática agrícola alternativa sustentável que reduz o uso excessivo de fertilizantes nitrogenados”.
O caminho também pode ser usado por outras plantas. Um pedido de patente sobre a técnica foi apresentado pela Universidade da Califórnia e está pendente.
Dawei Yan, Hiromi Tajima, Howard-Yana Shapiro, Reedmond Fong e Javier Ottaviani da UC Davis contribuíram para o trabalho de pesquisa, assim como Lauren Cline da Bayer Crop Science. Ottaviani também é pesquisador associado da Mars Edge.
Mais informações: Dawei Yan et al, Genetic modification of flavone biosynthesis in rice enhances biofilm formation of soil diazotrophic bacteria and biological nitrogen fixation, Plant Biotechnology Journal (2022). DOI: 10.1111/pbi.13894
