A produtividade potencial das culturas é influenciada fortemente por vários fatores bióticos e abióticos, os quais interferem diretamente no crescimento e desenvolvimento das plantas cultivadas. Esses efeitos passam a ser mais agravados em sucessões de safras, uma vez que estas estão mais sujeitas ao desequilíbrio nutricional e suscetíveis às pressões impostas por pragas e doenças advindas do cultivo anterior.
A tecnologia em melhoramento genético assim como os avanços dentro do cenário da biologia molecular, associados à pesquisa e desenvolvimento de produtos para o estímulo fisiológico de plantas, proporcionaram aos agricultores obterem melhores rendimentos em produtividade. Assim, podemos afirmar que atualmente entender o solo ou os manejos de cultivo não tem sido mais suficiente para atingir o potencial produtivo das culturas.
Diante de um cenário desafiador, o conhecimento e entendimento da fisiologia vegetal passou a ser considerada uma nova estratégia para auxiliar na busca do aumento de produtividade. Além do mais, conhecer as etapas do desenvolvimento e a importância dos mecanismos fisiológicos associados às respostas das plantas aos estímulos exógenos é vital para que se possa expressar o máximo potencial produtivo das culturas de interesse econômico.
É de conhecimento comum que, a sustentabilidade da agricultura tem sido um tema recorrente nas últimas décadas. Mais recentemente, a atenção tem sido voltada para programas fisiológicos de uso dos aminoácidos como aliviador de estresses e potencializador do desenvolvimento.
Os aminoácidos são substâncias orgânicas usadas principalmente para a síntese de proteínas, assim como fontes de nutrientes, ativadores do metabolismo das plantas fornecendo de esqueletos de carbono para inúmeras vias metabólicas, incluindo o metabolismo secundário, além de serem usados como substratos respiratórios sob deficiência de carbono (ex. redução na atividade fotossintética), contribuindo para a produção de energia para as plantas (Batista-Silva et al., 2019).
Atualmente, diante das inúmeras pesquisas e resultados comprovados, a importância dos aminoácidos para as plantas é indiscutível, uma vez que esses estão diretamente envolvidos em diferentes processos celulares. Embora as plantas sejam capazes de sintetizarem os aminoácidos para atender as mais diversas funções fisiológicas, a suplementação exógena em áreas agrícolas é considerada uma estratégia inteligente para estimular o incremento de produtividade, bem como fonte de alívio à estresse hídrico, salino, térmico ou a altas intensidades luminosas. Vale salientar que, as plantas requerem quantidades especificas de aminoácidos ao longo de seu ciclo, portanto, o conhecimento de suas funções é de suma importância para que através de seus benefícios se possa obter a melhor performance das plantas. Adicionalmente, os aminoácidos são substâncias orgânicas que podem quelar cátion, aumentando a absorção e o transporte de diferentes nutrientes em todas as partes das plantas. Isto ocorre baseado na velocidade de penetração via cutícula, favorecendo a penetração desses nutrientes, uma vez que a carga iônica do metal está neutralizada, suprindo a planta desses nutrientes eficientemente.
Assim como na absorção de macro e micronutrientes, os aminoácidos podem ser absorvidos tanto pelo sistema radicular, bem como pelas folhas, caules e ramos. A penetração dessas moléculas via folha acontece após romper as duas barreiras na lâmina foliar, como a cutícula e posteriormente via membrana. Cerca de 25% dos aminoácidos aplicados às plantas, após um dia, já estão incorporados ao metabolismo vegetal como se fossem sintetizados pela planta e já contribuem para o processo de crescimento e desenvolvimento. No sistema radicular, esse transporte acontece via transportadores específicos e que estão associados ao gasto de energia para o carregamento para o interior das células (Tegeder and Rentsch, 2010).
Os aminoácidos como aliviadores do estresse são explicados pelo fato de grupos específicos de aminoácidos serem usados diretamente na mitocôndria durante o processo respiratório. Aminoácidos como os de cadeia ramificadas (Leucina, Isoleucina e Valina), assim como os aromáticos (Tirosina, Triptofano e Fenilalanina), lisina, lisina e os sulfurosos como cistina e metionina são complemente oxidados, liberando elétrons diretamente na cadeia transportadora de elétrons, contribuindo para a síntese energia na forma de ATP (Araújo et al., 2011; Hildebrandt, 2018). Esses processos são comumente acionados quando estresses induzem uma limitação fotossintética e reduções nos níveis de carboidratos, fonte energética, afetando diretamente o crescimento e acúmulo de biomassa seja na forma de folhas ou órgãos reprodutivos como os grãos, frutos, raízes e etc.
Além do mais, estudos tem mostrado que a aplicação exógena de aminoácidos aumenta a tolerância das plantas a diversos estresses abióticos (hídrico, térmico, luz e outros) e, no seu conjunto de funções, os aminoácidos portanto garantem a excelência nos processos fisiológicos. Também, estas aplicações, modulam os níveis hormonais celulares, uma vez que o triptofano e metionina são precursores dos hormônios auxina e etileno, respectivamente (Taiz & Zeiger, 2010). Deste modo, a absorção desses hormônios irá por exemplo induzir a formação de raízes e melhorar o estabelecimento das plantas. Adicionalmente, a auxina aumenta a manutenção do meristema apical caulinar, gerando novas estruturas vegetativas e reprodutivas. A aplicação de aminoácidos aumenta a entrada de carbono no sistema das plantas, acelerando a recuperação dos efeitos deletérios provocados pelo uso de herbicidas (glifosato) por viabilizar a conversão de fotoassimilados e estruturas funcionais. A classe dos aminoácidos aromáticos conferem proteção contra ataques de pragas e patógenos, uma vez que estes também fazem parte da via de síntese de diversos compostos presentes no metabolismo secundário como grupos fenólicos (ácido cinâmico, ácido cafeico, flavonas e ácidas cumárico) e que são utilizados muitas das vezes como compostos de defesa das plantas. Além do mais são importantes em respostas físicas pós formados como a participação de síntese das ligninas nos vegetais.
Os aminoácidos, portanto, proporcionam sistemas produtivos mais equilibrados, uma vez que esses estão intimamente relacionados à excelência do metabolismo das plantas cultivadas. Conhecer bem a cultura e suas demandas fisiológicas e energéticas a cada estádio fenológico é uma das melhores estratégias para alcançar a máxima expressão do potencial produtivo.
Considerando o que foi discutido, com o contínuo investimento em pesquisa agronômica, desenvolvimento de produtos e mercados, e difusão de conhecimento em nutrição fisiológica de plantas, a Kimberlit Agrociências tangibiliza o uso de aminoácidos na agricultura através do fornecimento de fertilizantes líquidos e sólidos de alto padrão de qualidade que são aditivados com exclusiva composição de aminoácidos.
REFERÊNCIAS
Araújo WL, Tohge T, Ishizaki K, Leaver CJ, Fernie AR (2011) Protein degradation - an alternative respiratory substrate for stressed plants. Trends Plant Sci 16: 489–498
Batista-Silva W, Heinemann B, Rugen N, Nunes-Nesi A, Araújo WL, Braun HP, Hildebrandt TM (2019) The role of amino acid metabolism during abiotic stress release. Plant Cell Environ 42: 1630–1644
Cavalcanti JHF, Quinhones CGS, Schertl P, Brito DS, Eubel H, Hildebrandt T, Nunes-Nesi A, Braun HP, Araújo WL (2017) Differential impact of amino acids on OXPHOS system activity following carbohydrate starvation in Arabidopsis cell suspensions. Physiol Plant 161: 451–467
Hildebrandt TM (2018) Synthesis versus degradation: directions of amino acid metabolism during Arabidopsis abiotic stress response. Plant Mol Biol 98: 121–135
Taiz, L.; Zeiger, E. Plant physiology, Sunderland, Massachusetts: Sinauer Associates, Inc.,2010. p. 782
Tegeder M, Rentsch D (2010) Uptake and partitioning of amino acids and peptides. Mol Plant 3: 997–1011
Bruno Neves Ribeiro MSc. Engenheiro Agrônomo, Coordenador de Pesquisa & Desenvolvimento na Kimberlit Agrociências
William Batista Silva DSc. Engenheiro Agrônomo, Analista de Pesquisa & Desenvolvimento na Kimberlit Agrociências
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