Microrganismos, metabolitos e saúde das plantas

Por:  Pinelopi Williams

Já deve ter ouvido dizer que “há mais de mil milhões de microrganismos em cada grama de solo”, ou seja, “há mais microrganismos numa colher de solo do que pessoas no planeta Terra”. Um mundo inteiro numa pequena colher.

O que são os microrganismos?

Quando pensa num microrganismo provavelmente pensa nas suas aulas de biologia do liceu ou na última vez que teve uma intoxicação alimentar, mas a intervenção dos microrganismos é muito mais vasta do que isso. Os microrganismos são organismos microscópicos que estão à nossa volta, encontram-se no solo, na água, no ar e até em locais inóspitos como zonas vulcânicas.

Na agricultura, os microrganismos estão envolvidos em vários processos vegetais e alguns estabelecem relações simbióticas com as plantas que os rodeiam. As comunidades microbianas e os seus derivados desempenham um papel significativo na saúde, produtividade e vigor das plantas. Os microrganismos ajudam as plantas de várias formas, nomeadamente, degradando os resíduos orgânicos, neutralizando compostos potencialmente tóxicos nos solos, melhorando o crescimento das raízes e o metabolismo das plantas, aumentando a disponibilidade de nutrientes para as mesmas, fornecendo-lhes meios para combater doenças, aumentando os mecanismos de autodefesa das plantas contra fatores de stress e melhorando a sua resistência a mudanças ambientais (climáticas e edáficas) e a condições extremas. Por outro lado, os solos que têm menor presença de microrganismos são menos férteis, têm menor teor de matéria orgânica e pouca atividade biológica, impedindo as culturas agrícolas de atingir o seu potencial de desenvolvimento e de produção.

Os microrganismos prestam este conjunto de serviços às plantas através dos diversos metabolitos que produzem durante o seu ciclo de vida. Durante a sua vida, os microrganismos – por exemplo, as bactérias que fixam Azoto - extraem água e minerais do solo e depois de morrerem são decompostos por outros organismos e microrganismos, tornando-se fonte de minerais e aminoácidos para as plantas. Efectuam, assim, trocas importantes para as plantas e para eles, recebendo delas compostos de Carbono e fornecendo-lhes nutrientes que foram solubilizados ou metabolizados por eles, assim como hormonas e compostos protetores de variadas situações de stress abiótico e biótico.

O que são os metabolitos?

Os metabolitos são compostos moleculares, que resultam da atividade metabólica fundamental dos microrganismos e desempenham um papel não só na agricultura e na gestão das culturas, como também na saúde humana e em muitas outros setores de atividade. Um dos metabolitos mais conhecidos é a penicilina, mas os outros antibióticos naturais também são metabolitos de bactérias e de microrganismos.

Os metabolitos produzidos a partir de bactérias durante um processo de fermentação têm uma vastidão de usos na natureza. Não são apenas um subproduto obtido durante o crescimento e desenvolvimento do microrganismo, também podem conter propriedades benéficas – disponibilizando nutrientes para as plantas e ajudando no combate a doenças — que promovem relações bioquímicas úteis com as plantas.

Existem dois tipos de metabolitos que são produzidos pelos microrganismos. Os metabolitos primários são aqueles que são essenciais para o crescimento e desenvolvimento das plantas.

Metabolitos primários

• Aminoácidos: São as fundações das moléculas proteicas.
• Enzimas: Desenvolvidas pelos próprios microrganismos, atuam como catalisadores de várias reações sem perder as suas próprias propriedades e características entre elas as de destruição de estruturas de microrganismos patogénicos (paredes e membranas celulares).
• Vitaminas: compostos orgânicos nutrientes, essenciais à vida das plantas e dos animais.
• Ácidos orgânicos e álcoois: Estes produtos do metabolismo primário são predominantemente utilizados em setores fora da agricultura e podem ter várias aplicações, desde a produção de aromas até à fermentação, entre muitas outras. Na agricultura, podem desempenhar um papel importante na solubilização de nutrientes indisponíveis no solo.

Os metabolitos secundários estão mais envolvidos no processo de resposta das plantas a fatores de stress, como a seca, a salinidade e a pressão das pragas e doenças, e na indução da resistência das plantas a stress biótico e abiótico. Também são importantes para a qualidade e a disponibilidade dos nutrientes para as culturas agrícolas.

Propriedades dos metabolitos secundários

• Gestão de pragase e doenças: Alguns metabolitos secundários têm propriedades biopesticidas que atuam no controlo de algumas pragas, doenças e infestantes, mitigando os riscos ambientais, pela redução da utilização de outros produtos de síntese química.
• Regulação do crescimento das plantas: Estes metabolitos atuam na diferenciação das células vegetais e na promoção ou inibição do crescimento das plantas.
• Resistência induzida: Os metabolitos secundários induzem as plantas a criar mecanismos de defesa contra fatores de stress, minimizando o efeito destes no  crescimento, vigor e produtividade das mesmas.

Quais são os microrganismos benéficos  presentes no solo, e o que fazem os seus metabolitos?

Há uma multiplicidade de espécies microbianas que podem contribuir para o crescimento e produtividade das plantas, a maioria das quais são ainda desconhecidas. Eis alguns exemplos das bactérias e fungos benéficos já descobertos:

• Bacillus subtilis: Com mais de 200.000 estirpes identificadas, esta espécie de  microrganismos tem um papel importante no combate a agentes patogénicos tais como  Fusarium, Pythium, Rhizoctonia e outros.
• Bacillus licheniformis: Esta bactéria é muito hábil a decompor proteínas resistentes em resíduos vegetais e também se comprovou que é eficaz no combate aos nemátodos e na síntese de hormonas vegetais.
• Bacillus thuringiensis: Capazes de produzir proteínas com propriedades inseticidas, nomeadamente contra lepidópteros.
• Lactobacillus plantarum:  Vários compostos, incluindo o ácido láctico, com eficácia no controlo de microrganismos patogénicos, através da inibição do desenvolvimento das colónias destes.
• Trichoderma harzianum: Este fungo cria uma relação semi-simbiótica com as raízes das plantas e pode ajudar a protegê-las de agentes patogénicos como Pythium e Fusarium. Desenvolvem parasitismo e ambiente antagonista de muitos patogénicos.
• Trichoderma longibrachiatum: A investigação descobriu que esta estirpe de fungo atua não só como antagonista contra nemátodos e outros fungos causadores de doenças, como também pode ter uma influência positiva na absorção de nutrientes pelas plantas e na produção de hormonas vegetais.
• Aspergillus spp.: As estirpes deste bolor são conhecidas por produzir enzimas que decompõem as fibras das plantas o que, por sua vez, melhora a estrutura do solo e a matéria orgânica e ajuda a libertar energia e nutrientes que a planta pode utilizar para melhorar o seu desempenho e produtividade.

Como é que a Alltech Crop Science está a aproveitar o poder destes microrganismos e metabolitos?

A missão da Alltech Crop Science é fornecer soluções biológicas únicas, fiáveis e sustentáveis, para responder aos desafios agronómicos diários que ocorrem no solo, no ambiente e nas plantas. A Alltech Crop Science usa a sua experiência em tecnologia de fermentação e outros processos baseados na Ciência para criar soluções que têm por base os microrganismos e os seus metabolitos, bem como tendo em conta a relação entre as plantas e o seu ambiente.

"O que distingue a Alltech Crop Science é a nossa tecnologia", afirma o Dr. Steven Borst, diretor-geral da Alltech Crop Science. "Em concreto, a nossa capacidade de utilizar os meios de fermentação e os metabolitos a nosso favor e o conhecimento de como integrar estas tecnologias em estratégias de gestão das culturas."

Começando na rizosfera, a diversidade microbiana está em permanente mudança, dependendo de variáveis como as características do solo e as fases de desenvolvimento das plantas. Por seu turno, os tipos de metabolitos produzidos também se alteram. É fundamental para manter a saúde das plantas ser-se capaz de gerir as mudanças e as deficiências por elas provocadas, que influenciam a produção dos metabolitos.

Muitos produtos atualmente à venda no mercado, alegam que contêm microrganismos vivos e argumentam que a introdução destes ajuda à melhoria e desenvolvimento do solo e das plantas. No entanto, os investigadores descobriram que alguns produtos que alegadamente contêm microrganismos vivos, por vezes, não dão garantias daquilo que prometem.

"É muito difícil manter os microrganismos vivos, pequenas mudanças nos níveis de temperatura, luz e humidade podem destruí-los durante o transporte e armazenamento", afirma Borst. "Quando o produtor utiliza o produto, os microrganismos vivos que sobreviveram estão sujeitos aos perigos da aplicação de produtos químicos e até de outros produtos microbianos."

Ao utilizar metabolitos em vez de microrganismos vivos, os produtos Alltech Crop Science proporcionam os benefícios dos microrganismos eliminando os desafios e riscos inerentes ao seu uso.

Não devo utilizar produtos com culturas microbianas vivas?

De modo algum! As tecnologias microbianas têm um papel importante na gestão sustentável dos solos e das culturas, e sempre que se conseguem manter as suas colónias vivas e funcionais, podem ser extremamente benéficas para as culturas.

À medida que a Alltech Crop Science continua a desenvolver a sua própria linha de produtos com microrganismos — e aplica rigorosos processos de qualidade e testagem para garantir que as nossas populações são viáveis – fornece aos produtores alternativas para uma abordagem mais natural na gestão das culturas agrícolas e soluções mais sustentáveis e equilibradas.

Os produtores podem contar sempre com os mesmos resultados consistentes, quer escolham os metabolitos da Alltech Crop Science ou produtos com microrganismos. A eficácia não diminui devido ao transporte ou às diferenças de temperatura entre regiões. A compatibilidade dos produtos Alltech Crop Science com fertilizantes, herbicidas, fungicidas e outros produtos utilizados nas explorações agrícolas também faz com que sejam produtos de confiança que respondem pelas suas garantias, bem como correspondem às expectativas dos produtores.