Com o aumento da população global e, consequentemente, a maior necessidade de buscar formas de produzir alimentos de forma que gerem menor impacto ambiental, há diversas alternativas que estão sendo estudadas para realizar tal feito. Uma delas é a aplicação de microrganismos que são capazes de colonizar os tecidos e as raízes das plantas, atuando como biofertilizantes [1].

Os biofertilizantes são justamente produtos que contêm microrganismos capazes de promover o crescimento vegetal por meio da redução de estresses bióticos – relacionados aos organismos presentes no ambiente – e abióticos – relacionados aos fatores ambientais. Para isso, os biofertilizantes podem ser aplicados nas sementes ou sobre as folhas e/ou raízes da planta de interesse [2].

Os principais usos e vantagens relacionados a aplicação de biofertilizantes nas plantações são [3]:

• Reduzir a ação de patógenos, os quais são responsáveis por causar doenças nas plantas;
• Aumentar a absorção de água e nutrientes necessários para o crescimento vegetal;
• Reduzir a incidência de pragas e/ou doenças nas plantações.

Um tipo de microrganismo que é responsável por realizar esse processo são as Bactérias Promotoras de Crescimento Vegetal. Essas bactérias são estudadas como uma forma de evitar possíveis danos causados pelo uso excessivo de defensivos e fertilizantes agrícolas [1], como a eutrofização das águas e possíveis consequências à saúde humana, dependendo do agrotóxico utilizado [4]. Nesse contexto, esse tipo de bactéria surge como uma forma de aumentar a nutrição das plantas de interesse agrícola, além de proteger contra possíveis organismos que causam doenças nas plantas, como algumas espécies de fungos.
            Além disso, há uma classificação específica para as bactérias que colonizam a rizosfera da planta, isto é, a região onde se encontram as raízes vegetais. Tais bactérias são conhecidas como Rizobactérias Promotoras de Crescimento Vegetal e inclui uma ampla quantidade de gêneros, como: Acetobacter, Bacillus, Burkholderia, Enterobacter, Methylobacterium, Pseudomonas e Rhizobium [5]. Essa interação entre bactéria e planta se inicia por meio da liberação de compostos pela raíz da planta, que serve como fonte de nutrientes para os microrganismos presentes. Em troca, os microrganismos atuam na defesa contra patógenos e realizam processos importantes que resultam na disponibilização de nutrientes [6].

            No caso da nutrição, há diversas formas que os microrganismos atuam no desenvolvimento vegetal, sendo alguns deles:

• Fixação de nitrogênio;
• Solubilização de fósforo;
• Produção de fitohormônios.

A fixação de nitrogênio é basicamente o processo de converter o nitrogênio presente na atmosfera (N₂), em amônia (NH₃), com o auxílio de bactérias. Os microrganismos que realizam tal processo têm um papel essencial no crescimento e nutrição da planta, já que 70% do nitrogênio total disponível para o ambiente é fixado por meios biológicos [5]. Entretanto, as plantas não apresentam enzimas necessárias para realizar esta conversão, sendo necessária a sua associação com as bactérias [5].

Já no caso da solubilização de fósforo, o fosfato (PO₄^-3) é disponibilizado para as plantas por meio da conversão a partir de íons fosfatos indisponíveis. Somado a isso, há uma grande escassez de fósforo no solo, o que é decorrente do grau de intemperismo de uma determinada região e a composição do solo [7]. Na fase sólida do solo, o fósforo pode ser encontrado na sua forma orgânica (P_o) e inorgânica (P_i), sendo que a porção inorgânica não consegue ser absorvida pelas plantas. Assim, na solubilização de fósforo inorgânico, ocorre a secreção de ácidos orgânicos, sendo responsáveis por dissolver o composto fosfático. Em seguida, através de algumas enzimas como as fosfatases e as fitases, a molécula é quebrada e as formas orgânicas de P são mineralizadas, tornando-as disponíveis para a planta [8].

Por fim, a produção de fitohormônios é uma outra forma pela qual as bactérias podem promover o desenvolvimento e o crescimento vegetal. Os hormônios das plantas são reguladores naturais de crescimento, sendo que os principais são: auxina, giberelina, citocinina, ácido abscísico e etileno [9]. As auxinas são hormônios importantes, uma vez que estão envolvidos na maioria dos processos celulares e são essenciais para o desenvolvimento das plantas, tendo como principais funções a extensão, divisão e diferenciação celular e de tecidos vegetais, dentre outras funções [10].

Assim, é importante que cada vez mais estejam em destaque alternativas que contribuam com a redução e eliminação da fome mundial, mas que priorize a produção de alimentos de uma forma sustentável e com baixo impacto ambiental. Nesse processo, a biotecnologia se apresenta como uma grande e importante aliada nesse processo, unindo inovação e tecnologia para criarmos um mundo melhor.

Referências:

[1] DA SILVA, Andresa Paula; DOURADO, Manuella Nóbrega. Mecanismos de promoção de crescimento vegetal por bactérias endofíticas. Iniciação Científica Cesumar, v. 24, n. 1, p. 1-11, 2022.

[2] HOFFMANS, CYNTHIA M.; FUNG, DANIEL YC. Effective method for dry inoculation of bacterial cultures. Journal of Rapid Methods & Automation in Microbiology, v. 1, n. 4, p. 287-294, 1992.

[3] QIU, Zhiguang et al. New frontiers in agriculture productivity: Optimised microbial inoculants and in situ microbiome engineering. Biotechnology Advances, v. 37, n. 6, p. 107371, 2019.

[4] BOSSANELLI FILHO, Raphael José; DOS REIS TOMÉ, Stênio Plínio; ASSUNÇÃO, Ádames Coelho. EUTROFIZAÇÃO DOS CORPOS HÍDRICOS DO BRASIL E SUA CLASSIFICAÇÃO. Anais da Jornada Acadêmica das Engenharias, v. 1, n. 1, p. 55-55, 2020.

[5] Pathak, D. & Kumar, Mukesh. (2016). Microbial Inoculants as Biofertilizers and Biopesticides. 10.1007/978-81-322-2647-5_11.

[6] Bhattacharyya, P.N., Jha, D.K. Plant growth-promoting rhizobacteria (PGPR): emergence in agriculture. World J Microbiol Biotechnol 28, 1327–1350 (2012). https://doi.org/10.1007/s11274-011-0979-9

[7] MENDES, I. de C.; DOS REIS JUNIOR, F. B. Microrganismos e disponibilidade de fósforo (P) nos solos: uma análise crítica. 2003.

[8] WIDDIG, Meike et al. Nitrogen and phosphorus additions alter the abundance of phosphorus-solubilizing bacteria and phosphatase activity in grassland soils. Frontiers in Environmental Science, v. 7, p. 185, 2019.
[9] RODRIGUES, Matheus Vieira Machado. Potenciais aplicações de micro-organismos endofíticos na promoção do desenvolvimento vegetal. 2014.

[10] BUBANZ, Hislley Campos Soares. Potencial de rizobactérias para a promoção de crescimento vegetal. 2018.

Autor: Julia Deffente de Figueiredo