Encapsulamento, grânulos revestidos e não revestidos, dispersão de esporos de Trichoderma em CMC, nanocelulose
Pesquisadores da Embrapa Instrumentação (São Paulo) e da Universidade Federal de São Carlos ( UFSCar ) desenvolveram uma tecnologia que combina fertilizante mineral e um agente biológico em uma única formulação, permitindo a aplicação simultânea de ambos. A tecnologia consiste em um revestimento biodegradável aplicado aos grânulos de um fertilizante à base de fósforo e nitrogênio, que atua como uma camada protetora para o fungo Trichoderma harzianum , um microrganismo benéfico amplamente utilizado como bioinsumo na agricultura.
Trichoderma harzianum possui grande potencial para uso na agricultura, mas é sensível a condições ambientais desfavoráveis. O revestimento preserva a viabilidade do microrganismo durante o armazenamento e promove sua liberação gradual no solo após a aplicação do fertilizante, aumentando sua eficácia no campo.
A tecnologia leva em consideração as características do fungo e, ao permitir a combinação de insumos, possibilita a aplicação simultânea dos mesmos – algo que antes era limitado pela incompatibilidade entre os componentes. Isso pode contribuir para uma maior eficiência no uso de recursos e para a redução do desperdício e das emissões de gases de efeito estufa associadas às atividades agrícolas.
O desafio agora é ampliar a tecnologia para níveis comerciais e validar seu desempenho em diferentes culturas e condições de campo.
A solução aumenta a viabilidade.
As pesquisadoras Cristiane Sanchez Farinas , coordenadora do estudo na Embrapa Instrumentação, Aline Medeiro Ferreira e Mariana Govoni Brondi, integrantes da equipe, encapsularam o fungo Trichoderma harzianum em uma matriz polimérica biodegradável à base de celulose. A matriz polimérica funciona como uma massa de bolo, mantendo os demais ingredientes unidos. O resultado é um revestimento aplicado diretamente aos grânulos de fertilizante, capaz de preservar a viabilidade do microrganismo.
Os experimentos mostraram que, após três meses de armazenamento à temperatura ambiente, os esporos encapsulados — estruturas que os fungos produzem para se reproduzir — mantiveram uma alta taxa de sobrevivência, enquanto os esporos não encapsulados perderam até mil vezes sua vitalidade.
Os fungos são aliados invisíveis da produtividade.
Aline Ferreira, mestre em engenharia química pela UFSCar e primeira autora do estudo “Encapsulação de Trichoderma harzianum em carboximetilcelulose reforçada com nanocelulose para aplicação como revestimento de fertilizantes”, publicado em fevereiro pela ACS Agricultural Science & Technology, explica que o Trichoderma harzianum é uma presença comum na ciência agrícola. “É um fungo amplamente utilizado como agente de biocontrole, pois é capaz de combater patógenos de plantas, estimular o crescimento vegetal e aumentar a absorção de nutrientes.”
No entanto, apesar de todo esse potencial, sua aplicação em larga escala enfrenta um obstáculo: baixas taxas de sobrevivência após o armazenamento, especialmente quando em contato direto com fertilizantes químicos. Cristiane Farinas, que estuda o tema há 12 anos, explica que substâncias como ureia e fosfato monoamônico (MAP) – um fertilizante mineral rico em fósforo e nitrogênio – podem prejudicar a sobrevivência dos microrganismos do solo. “Eles são extremamente frágeis. Fora de seu ambiente ideal, morrem rapidamente sob o sol ou quando expostos a fertilizantes químicos fortes”, afirma a pesquisadora.
Segundo ela, os compostos podem causar estresse osmótico, uma condição na qual os microrganismos perdem água devido ao excesso de substâncias concentradas em seu ambiente, o que também altera o pH e desencadeia reações químicas que ameaçam sua sobrevivência. Na prática, isso reduz drasticamente a eficácia dos inoculantes biológicos – produtos que contêm microrganismos com efeito benéfico no crescimento das plantas –, limitando, assim, seu uso no campo.
A cápsula protege o microrganismo.
Para contornar esse problema, os pesquisadores criaram uma espécie de “escudo” microscópico. O fungo foi encapsulado em uma matriz polimérica de carboximetilcelulose (CMC), um derivado da celulose, reforçada com nanocristais de celulose (CNC).
“A estrutura forma um invólucro forte e biodegradável que envolve os esporos do fungo, protegendo-os de condições adversas. Ao contrário dos sistemas tradicionais, que liberam o conteúdo rapidamente, o novo material garante que o fungo esteja continuamente disponível no solo”, afirma Aline Ferreira.
A pesquisadora de pós-doutorado Mariana Govoni Brondi, uma das autoras do artigo, destaca que essa característica é considerada ideal para aplicações preventivas na agricultura, pois, ao permanecer ativo por mais tempo na região próxima às raízes, conhecida como rizosfera, o fungo consegue colonizar o ambiente antes da chegada dos patógenos, criando uma espécie de barreira biológica natural. “Além disso, a liberação gradual impede o contato direto com o fertilizante, aumentando ainda mais a taxa de sobrevivência”, explica.
Brondi também enfatiza que o revestimento dos grânulos afeta a taxa de liberação do fertilizante químico. Segundo ela, a liberação mais lenta e controlada do fertilizante garante que os nutrientes permaneçam disponíveis para as plantas por um período mais longo, o que reduz a necessidade de reaplicação de fertilizantes pelos agricultores, bem como os custos e as perdas ambientais, mitigando, assim, problemas como a eutrofização e as emissões de gases de efeito estufa.
Os pesquisadores relatam que os grânulos de fosfato monoamônico (MAP) revestidos com a matriz polimérica apresentaram crescimento fúngico consistente mesmo após 30 dias de armazenamento. Métodos convencionais, como o uso de soluções de açúcar para imobilizar microrganismos, demonstraram uma perda significativa de eficácia ao longo do tempo.
Impacto ambiental e econômico
Os inoculantes microbianos estão surgindo como uma alternativa ao uso intensivo de fertilizantes químicos, mas dependem de tecnologias que garantam sua eficácia no campo.
Cristiane Sanchez Farinas afirma que a carboximetilcelulose é um material de baixo custo e amplamente disponível, enquanto os nanocristais de celulose podem ser produzidos a partir de resíduos agrícolas, em consonância com os princípios da bioeconomia circular.
Apresentação
O artigo científico foi apresentado no 20º Congresso Europeu de Biotecnologia, organizado pela Federação Europeia de Biotecnologia (EFB) e realizado em Antuérpia, Bélgica, em junho deste ano.
O projeto recebeu financiamento da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) e do Sistema Nacional de Pesquisa Agropecuária (SNPA).
Texto: Embrapa
Foto: Yasmin Nunes
