O conhecimento em fermentação impulsiona a biotecnologia do solo

Autor: Helena Estiveira

Chegou a hora de a biotecnologia contribuir para a resolução dos desafios da agricultura do século XXI. Após décadas de investigação, a comunidade científica mundial está em condições de demonstrar o enorme potencial que pode ser alcançado através da promoção da saúde do solo e da promoção de relações benéficas entre microrganismos e plantas na melhoria da produtividade agrícola. A Alltech Crop Science (ACS) leva esta ideia mais além com a fermentação de precisão.

A biotecnologia do solo aproveita microrganismos benéficos para produzir alimentos mais saudáveis e sustentáveis. Como tal, tem potencial para ser uma das ferramentas mais benéficas para um novo modelo de agricultura, permitindo-nos equilibrar segurança alimentar e respeito ambiental.

"Há uma coisa mais forte do que todos os exércitos do mundo", disse um dia o famoso autor Victor Hugo, "e está na hora de pôr em prática essa ideia". Agustín Murillo, diretor comercial da Alltech Crop Science (ACS) na Península Ibérica, baseou-se nesta citação e na ideia por trás dela na sua apresentação no Congresso Microbioma, um evento anual de cariz internacional que reuniu mais de 1.000 participantes de 32 países em 2023 – incluindo investigadores, cientistas, engenheiros, produtores e representantes da indústria de biotecnologia – num debate sobre o uso atual e futuro de microrganismos na agricultura.

Para cientistas de todo o mundo e empresas pioneiras como a Alltech, esta "ideia que está na hora de pôr em prática" é o resultado de décadas de investigação sobre o conceito de promover a saúde do solo e promover relações simbióticas benéficas entre microrganismos e plantas para alcançar maior e melhor produtividade. Essa investigação permitiu o conhecimento abrangente do microbioma do solo — e, mais especificamente, dos papéis importantes que os microrganismos do solo desempenham na ciclagem de nutrientes, supressão de doenças, relações simbióticas, estrutura do solo e biorremediação. Por todas estas funções que desempenham os microrganismos do solo são de extrema importância para a agricultura sustentável e a melhoria da produtividade das culturas.

Ao longo de seus mais de 40 anos de história, a Alltech realizou inúmeros estudos e ganhou experiência prática que agora reforça o seu conhecimento em fermentação, tornando-a numa das autoridades mais inovadoras e especializadas em saúde do solo e diversidade microbiana do mundo. Como resultado, a Alltech trabalha para desenvolver produtos que promovam culturas mais resistentes à seca ou salinidade do solo, bem como produtos à base de microrganismos que contribuam para a fixação de azoto no solo ou a solubilização de fósforo e de potássio. Estes microrganismos são grandes aliados das culturas, otimizando a absorção e a utilização de nutrientes e promovendo o crescimento de plantas mais fortes e saudáveis.

Dar um passo em frente

A investigação pioneira da Alltech está agora progredindo com um novo conceito: a fermentação de precisão.

O conceito de fermentação de precisão refere-se ao cultivo e uso de microrganismos (como bactérias ou fungos) através de técnicas biotecnológicas avançadas para produzir produtos agrícolas específicos. Envolve a conceção e produção de microrganismos benéficos sob um processo de fermentação controlada.

A fermentação de precisão oferece várias vantagens em relação aos métodos agrícolas tradicionais. Por exemplo, permite a produção mais eficiente e sustentável de compostos orgânicos de alto valor, como proteínas, enzimas e outros bioquímicos.

"Não se trata apenas de multiplicar microrganismos benéficos", disse Murillo na sua apresentação no Congresso Microbioma, "mas também de promover a produção de hormonas, enzimas ou metabolismos secundários que sabemos que beneficiarão e melhorarão as culturas quando usados no campo".

Um processo de fermentação direcionado também permite que os produtores controlem diferentes variáveis, como temperatura, tempo e fonte de calor, permitindo que o microrganismo produza enzimas, por exemplo, que são bem conhecidas por serem essenciais em todos os ciclos de nutrição vegetal.

"Podemos, através da fermentação precisa, fornecer aos agricultores de todo o mundo microrganismos vivos benéficos ou compostos microbianos que proporcionam efeitos imediatos e duradouros", acrescentou Murillo.

A fermentação de precisão tem o potencial de revolucionar a agricultura e a indústria alimentar, fornecendo métodos mais sustentáveis e eficientes para a produção de uma vasta gama de produtos agrícolas, reduzindo assim o impacto ambiental da agricultura tradicional, enquanto responde os desafios da segurança alimentar e contribui para o desenvolvimento de um sistema alimentar eficiente em termos de recursos e sustentável. Também pode transformar o processo de produção de microrganismos, permitindo o desenvolvimento de soluções biotecnológicas que melhorem a nutrição das culturas, o controlo de doenças, a promoção do crescimento das plantas, a saúde dos solos e a sustentabilidade global. Todos estes benefícios permitiriam que a indústria agrícola se tornasse mais eficiente, amiga do ambiente e resiliente às condições ambientais em mudança.

Como o microbioma responde aos microrganismos

A resposta do microbioma aos microrganismos é altamente dinâmica e pode variar dependendo de inúmeros fatores, incluindo as características dos microrganismos introduzidos, o ambiente específico e a composição microbiana existente. Compreender essas respostas é crucial para compreender a dinâmica dos microbiomas e suas implicações em vários campos, incluindo saúde humana, agricultura e sustentabilidade ambiental.

Quando um novo microrganismo é inoculado no solo, um dos passos seguintes mais importantes é examinar a atividade enzimática como resposta do microbioma geral do solo a essa inoculação. A monitorização e gestão das atividades enzimáticas é um indicador objetivo da atividade microbiológica.

A atividade enzimática do solo pode apoiar uma fertilidade ótima do solo, uma melhor ciclagem de nutrientes, uma maior supressão de doenças e a promoção de práticas agrícolas sustentáveis. Com isto em mente, obter uma melhor compreensão deste conceito é crucial para poder avaliar adequadamente a saúde do solo, a disponibilidade de nutrientes e a produtividade global das culturas.

Selecionar os microrganismos certos: um processo ‘caça-talentos’

Como referido acima, a multiplicação rigorosa e precisa de microrganismos benéficos é crucial quando se trata de cuidar da saúde dos nossos solos.

No entanto, a seleção desses microrganismos é igualmente importante. Este trabalho preliminar crucial pode ser comparado ao ‘caça-talentos’, argumentou Pedro Palazón, CEO da Ideagro, empresa de Investigação e Desenvolvimento da Alltech Crop Science, na sua apresentação no Congresso Microbioma.

"Primeiro, você define o que precisa e o que procura através de um processo de seleção onde procura o candidato, entrevista-o para avaliar as suas qualidades e como ele pode contribuir para a sua equipa e, finalmente, incorpora-o e desenvolve-o", explicou.

O processo de seleção de microrganismos enfatiza a importância de realizar  seleção direcionada para obter um novo microrganismo com capacidades específicas e compreender o seu modo de ação e efeitos potenciais. Todo o processo é conduzido através de trabalho de laboratório e de campo, que visa obter resultados objetivos, quantificáveis e replicáveis – juntamente com indicadores do modo de ação do microrganismo. O processo de seleção deve ser preciso e requer tempo e investimento "para obter um produto estável, eficaz e com garantias de utilização", disse Palazón.

A interpretação dos resultados deste trabalho é essencial, e a Ideagro consegue-o através de um algoritmo próprio, que analisa mais de 12.000 amostras de diferentes culturas, tipos de solo e estações climáticas.

"Estudamos microrganismos pelos seus efeitos como biofertilizantes, bioestimulantes, bioprotetores, biorremediadores, ou como eles aumentam as propriedades nutracêuticas dos alimentos", explicou Palazón.

Com a sua experiência de muitos anos no estudo deste tema, a Alltech Crop Science e as empresas suas afiliadas, incluindo a Ideagro, estão a aproveitar a sua experiência em fermentação para selecionar e multiplicar meticulosamente microrganismos. A realização deste trabalho deu à empresa um conhecimento abrangente da ampla gama de microrganismos existentes, lançando as bases para a colaboração com os produtores para promover um futuro mais sustentável e produtivo para a agricultura.