Muito além da nutrição

Mário Lúcio Vilela de Resende, Ph.D.

Professor da Universidade Federal de Lavras (UFLA)

mlucio@dfp.ufla.br

O papel dos diferentes nutrientes no crescimento e desenvolvimento das plantas é um dos assuntos mais bem estudados em produção vegetal, o que permitiu grandes saltos de produtividade das culturas nas últimas décadas. Sabe-se que os nutrientes desempenham papel central nas funções essenciais, como respiração e fotossíntese. Da mesma forma, o metabolismo secundário, que exerce papel adaptativo ao meio, de autodefesa contra herbívoros e microrganismos, atração de insetos benéficos e proteção contra raios UV, é fortemente dependente do status nutricional das plantas.

Fosfatos, fosfitos e fosfonatos são compostos à base de fósforo, nutriente extremamente importante para os organismos vivos e que está envolvido em vários ciclos biológicos. Usualmente os fosfatos são os compostos pelos quais o nutriente é suprido às plantas, tratando-se basicamente de produtos derivados do ácido ortofosfórico (H3PO4).

Os fosfonatos são moléculas mais estáveis que os fosfitos, pois possuem um radical orgânico (derivado do carbono), ligado à fase inorgânica do sal fosfito. Os fosfonatos possuem o diferencial de se translocarem tanto pelo floema quanto pelo xilema. Essa característica os diferencia dos sistêmicos tradicionais, pois circulam facilmente na planta, desde as raízes até os tecidos novos, e chegando inclusive até flores, frutos e sementes.

Fosfonatos, balanço metabólico e autodefesas

Alguns nutrientes contidos nos sais de fosfonatos exercem papel fundamental no equilíbrio metabólico das culturas quando entram na fase reprodutiva, atuando como catalizadores enzimáticos, sinalizadores celulares, mediando processos vitais como a fotossíntese, respiração e assimilação de nitrogênio. Por outro lado, a indução de autodefesas por fosfonatos explica-se pela produção induzida de fitoalexinas, lignina e proteínas de defesa, que segundo muitos autores seriam os 'anticorpos' produzidos pelas plantas.

Mecanismos de defesa ativados nas plantas

                Após o reconhecimento dos fosfonatos nas membranas da célula vegetal, ocorre uma série de reações de defesa que pode levar à produção de quitinases, β-1,3- glucanases e peroxidases, além de compostos fenólicos e consequente lignificação e fortalecimento dos tecidos vegetais.

As quitinases produzidas pela planta degradam eficientemente a quitina, que compõe a parede celular de muitos fungos. Também possuem função de lisozima, afetando a parede bacteriana.

                As β-1,3-glucanases são enzimas que 'quebram' polímeros de β-1,3-glucana, que,juntamente com a quitina são os principais componentes da parede celular de fungos. Na indução de autodefesas por fosfonatos, quitinases e β-1,3-glucanases agem de forma conjunta e sistêmica por até 30 dias (Figura 01. Resende, 2014).

Dentre outras enzimas de defesa importantes, as peroxidases não só oxidam os compostos fenólicos como aumentam a velocidade de polimerização destes em substâncias similares à lignina, que se depositam na parede celular e impedem o posterior crescimento e desenvolvimento de patógenos. Estas enzimas estão também envolvidas na limpeza de radicais livres, convertendo H₂O₂à água, e impedindo o crescimento de lesões necróticas nas folhas e raízes.

Figura 01. Ilustração da atividade enzimática após a aplicação fosfonato de potássio (Yantra®), indicando a ativação de vias complementares de autodefesa na soja. O manejo de enfermidades, pragas e doenças foi o mesmo para todos os tratamentos (SOD = superóxido dismutase; PAL = fenilalanina amônia-liase).

Os fosfonatos também podem induzir a produção de fitoalexinas, metabólitos secundários de baixo peso molecular, de natureza não-protéica, e que possuem ampla atividade antimicrobiana. A ação destas ocorre localmente sobre fungos e bactérias que tentam penetrar o tecido vegetal. 

Efeito aditivo de fosfonatos na produtividade

A aplicação dos fosfonatos, além de melhorar o estado nutricional das plantas nos estádios de maior atividade metabólica (transição vegetativo-reprodutivo), quando representaria um fornecimento suplementar de nutrientes, promove o balanço metabólicopara a produção de autodefesas, com consequente aumento da produtividade quando associada ao manejo padrão de pragas e doenças(Figura 02).

Figura 02. Média de produtividade de 46 ensaios realizados entre 2012 e 2015 no Centro-oeste, evidenciando o efeito do fosfonato de potássio em duas aplicações(V4/V5 e R1) em soja, com incremento observado em 92% das áreas. As pragas e doenças foram manejadas com produtos padrão de mercado.

Outros efeitos estudados incluem o melhor enchimento e qualidade de frutos/vagens, além da melhor sanidade de sementes, importante para a saúde das gerações futuras (Figura 03).

Figura 03. Manejo nutricional com fosfonato de potássio em soja aos 22, 32 e 37 dias após a última aplicação. O manejo de enfermidades, pragas e ervas daninhas foi o mesmo para todos os tratamentos (Tres de Maio, RS). Foto: Gustavo Baldissera.