Impacto dos estresses abióticos na produtividade das plantas

Com o avanço da biotecnologia, sobretudo no desenvolvimento de novas variedades e híbridos, o mercado dispõe de plantas com características aprimoradas que oferecem alto rendimento produtivo, possibilitando que o produtor atinja patamares de produção anteriormente inalcançáveis. 

Porém, para que a planta expresse plenamente esse potencial genético, é necessário que os fatores ambientais estejam em harmonia, oferecendo as condições ideais para o seu desenvolvimento adequado. Quando uma condição ambiental interfere nas atividades fisiológicas da planta, dizemos que ela está sob um estresse abiótico, o que causa a supressão desse potencial produtivo.

O estresse abiótico impacta o desenvolvimento das plantas ao comprometer processos fisiológicos essenciais, incluindo fotossíntese, respiração e absorção de nutrientes. Então, para sobreviver a essas condições adversas, as plantas ativam mecanismos de defesa que aumentam a tolerância ao estresse, mas, dependendo da duração ou da severidade desse estresse, temos como consequência a redução da  produtividade.

Isso acontece porque, de maneira geral, para se defender dos estresses, a planta redireciona energia e recursos do crescimento para a sua proteção, por exemplo, a produção de antioxidantes e osmólitos, que minimiza o estresse oxidativo e osmótico, exige alto custo metabólico, o que acaba impactando a produtividade da planta.

Nesse cenário, é fundamental que o produtor entenda como os estresses abióticos e os mecanismos de defesa das plantas impactam a produtividade e quais práticas de manejo podem minimizar esses efeitos. Neste artigo, vamos explorar essas informações e descobrir como um manejo bem direcionado pode contribuir para a produtividade máxima da planta.

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Como os estresses abióticos afetam o crescimento e a produtividade das plantas?

Os estresses abióticos impactam negativamente o crescimento e a produção das plantas, podendo causar até 82% de perda de produtividade. Para entender melhor como isso acontece, vamos explicar como os principais estresses abióticos acometem as plantas!

Estresse térmico: alteração da estrutura celular

As variações extremas de temperatura podem trazer grandes perdas para o setor agrícola. Em 2021, por exemplo, uma geada severa causou prejuízos devastadores aos cafeicultores de Minas, São Paulo e Paraná. No Sul de Minas, cerca de 30% das áreas de café foram completamente afetadas pelo frio, prejudicando produtores e a indústria cafeeira no Brasil.

As temperaturas baixas podem levar à formação de cristais de gelo intracelulares, danificando estruturas celulares e inibindo a absorção de água e nutrientes, causando danos como necrose, alterações de cor, ruptura dos tecidos, crescimento reduzido e dificuldades de germinação das sementes.

No caso de temperaturas elevadas, o aquecimento dos tecidos desestabiliza proteínas e membranas celulares, prejudicando a fotossíntese. O calor também aumenta a taxa respiratória e o metabolismo, levando a perda de energia, o que prejudica o acúmulo adequado de reservas, e issoresulta em menor número e peso de grãos e frutos.

Como mecanismo de defesa, em condições de calor excessivo, as plantas aumentam a produção de proteínas de choque térmico (HSPs) que auxiliam na manutenção da conformação proteica e na proteção contra os danos celulares. Já em temperaturas baixas, ocorre o acúmulo de açúcares e proteínasanticongelantes, que reduzem o ponto de congelamento dos fluidos celulares e protegem as membranas. Todas essas ações exigem muito, energeticamente, das plantas.

Estresse hídrico por escassez de água: perda de turgescência celular

Cada espécie vegetal apresenta uma exigência hídrica específica para alcançar o pleno desenvolvimento, e, embora essa necessidade varie conforme alguns fatores, o período reprodutivo é, em geral, o mais sensível ao estresse hídrico.

Na cultura da soja, por exemplo, a falta de água pode resultar em perdas de rendimento entre 10 e 40%, levando ao abortamento de flores e vagens e à redução no tamanho dos grãos.

O estresse hídrico afeta a planta desde os processos celulares até a produção de biomassa. A água é fundamental para as plantas, pois, além de atuar no transporte de nutrientes, participa da fotossíntese, mantém a estrutura celular e regula a temperatura por meio da transpiração, sendo essencial para seu crescimento e produtividade.

A perda de turgescência celular afeta a integridade das membranas plasmáticas, levando à desorganização estrutural e funcional das células. Essa condição interfere na síntese de proteínas, incluindo a formação de protoclorofila, essencial para a fotossíntese. Além disso, há uma diminuição na atividade de enzimas, como a redutase do nitrato (NRase) e da fenilalanina amônia-liase (PAL), fundamentais para o metabolismo do nitrogênio e a biossíntese de compostos fenólicos, respectivamente. 

Outra resposta da planta à falta de água é o fechamento dos estômatos. Esse processo minimiza a perda de água por transpiração, mas reduz a entrada de CO₂, limitando ainda mais a fotossíntese. O estresse hídrico também gera aumento na produção de espécies reativas de oxigênio (EROs), que, em excesso, causam danos ao metabolismo celular.

Além disso, o hormônio ácido abscísico (ABA) é acumulado durante a seca, sinalizando a planta para a adaptação ao estresse. O aumento do ABA, embora essencial, também reduz o crescimento, pois prioriza a sobrevivência sobre o desenvolvimento de novas estruturas da planta e acelera o ciclo reprodutivo da cultura.

Estresse por toxicidade de alumínio: inibição do desenvolvimento de raízes

A toxicidade por alumínio (Al³⁺) em solos ácidos, que são comuns nas regiões tropicais, como o Brasil, é um dos principais fatores que limitam o crescimento e a produtividade das plantas.

Em pH abaixo de 5,0, o alumínio torna-se solúvel e disponível na forma de Al³⁺, que é altamente tóxico para a planta. Esse elemento inibe a divisão e o alongamento celular das raízes, resultando em sistemas radiculares curtos e pouco ramificados, o que compromete a absorção de água e nutrientes.

Além disso, o alumínio interfere na absorção e na translocação de nutrientes essenciais, levando a deficiências nutricionais. A redução na absorção de nutrientes e o estresse oxidativo causado pelo alumínio ao gerar um desequilíbrio na produção e na neutralização de espécies reativas de oxigênio (EROs) podem diminuir a eficiência fotossintética, afetando a produção de biomassa.

Como mecanismo de defesa, o alumínio absorvido pode ser sequestrado em vacúolos, ficando isolado do citoplasma, além de ocorrer alterações na parede celular que limitam a entrada do alumínio nas células, reduzindo sua ligação. As plantas também podem exsudar ácidos orgânicos (ácido cítrico e malato) que quelam o Al³⁺ na rizosfera, reduzindo sua toxicidade.

Estresse por salinidade: estresse osmótico

A salinidade do solo é outro fator limitante para o crescimento das plantas, especialmente em regiões áridas e semiáridas sob irrigação intensiva, uma vez que a água usada na irrigação contém pequenas quantidades de sais dissolvidos e, em condições de evaporação elevada, a água evapora mais rapidamente do que é absorvida pelas plantas, deixando os sais para trás e acumulando-os na superfície do solo.

A falta de drenagem adequada nesses sistemas de irrigação intensiva agrava o problema, pois impede que o excesso de sais seja lavado para camadas mais profundas do solo. Além disso, a salinidade também pode ocorrer em solos costeiros, onde a intrusão de água salgada, especialmente em áreas de exploração de aquíferos, traz sais do mar para o solo, alterando sua condição química.

A alta concentração de sais reduz o potencial osmótico do solo, dificultando a absorção de água pelas raízes e resultando em estresse osmótico. A desidratação afeta a integridade das membranas celulares, levando a menor expansão foliar e menor desenvolvimento radicular, limitando a capacidade fotossintética e a absorção de nutrientes.

Além disso, a toxicidade de íons, como o sódio e o cloreto, interfere na absorção de nutrientes essenciais. Por exemplo, o sódio compete diretamente com potássio, cálcio e magnésio, afetando o transporte e o funcionamento celular.  Esses desequilíbrios podem resultar no abortamento das flores e dos frutos, além de reduzir o número de sementes e o peso dos grãos.

As plantas desenvolvem mecanismos de defesa como o ajuste osmótico, similar ao que acontece no estresse por seca, em que acumulam solutos compatíveis, como prolina e glicina betaína, para manter a turgescência celular e a estabilidade das proteínas. Além disso, as plantas aumentam a atividade antioxidante por meio da produção de enzimas, como superóxido dismutase e catalase, protegendo as células contra o estresse oxidativo, já que o excesso de sais induz à produção de espécies reativas de oxigênio (EROs).

Estresse por deficiência nutricional: plantas menores e pouco produtivas

Os nutrientes são essenciais para que a planta possa completar o seu ciclo de vida. A disponibilidade desses elementos e da energia solar permite que as plantas sintetizem todos os compostos necessários para o seu desenvolvimento. Portanto, a deficiência nutricional influencia nos processos vitais, como a síntese de proteínas, a fotossíntese e o metabolismo celular, resultando em plantas menores e menos produtivas.

A deficiência de nitrogênio compromete a formação de clorofila, prejudicando diretamente a fotossíntese; a carência de fósforo afeta a produção de energia essencial para todos os processos celulares; já a falta de potássio interfere na manutenção do turgor celular, resultando em menor crescimento da planta.

Além disso, esses nutrientes são fundamentais para a formação de flores, para a polinização, a formação e o enchimento de grãos. Sua deficiência pode causar abortamento de estruturas reprodutivas e grãos mal formados, enquanto a falta de micronutrientes, como boro e zinco, afeta a fertilidade do pólen e o desenvolvimento dos frutos.

Como defesa, a planta faz a remobilização dos nutrientes, processo em que os elementos essenciais são translocados das folhas mais velhas para os órgãos em crescimento. Além disso, a planta realiza ajustes metabólicos por meio de alterações na expressão gênica para otimizar o uso dos nutrientes disponíveis, permitindo uma adaptação temporária ao ambiente com recursos limitados.

Esses mecanismos permitem que a planta complete o seu ciclo, mas encurta a duração, reduzindo o tempo disponível para o acúmulo de reservas e, consequentemente, diminuindo a produtividade.

Dessa forma, fica claro que os impactos causados pelos estresses abióticos são críticos para a produtividade agrícola, exigindo que o produtor implemente técnicas de manejo eficazes para evitar prejuízos.

Uma dessas técnicas é o uso do bioativador, um produto natural que ajuda a planta a regular seu metabolismo, promove uma melhor absorção de nutrientes e otimiza os mecanismos de defesa natural, permitindo que as plantas mantenham seu crescimento e produtividade, mesmo sob condições de estresse.

MEGAFOL^®: potencial máximo, todo o tempo

MEGAFOL^® é um bioativador natural da Syngenta Biologicals com atuação multiculturas, podendo ser usado em cultivos como soja, milho, algodão, café, cana-de-açúcar, citrus, hortaliças, frutíferas e mais.

Formulado a partir de extratos vegetais e de algas marinhas (Ascophyllum nodosum), MEGAFOL^® promove o equilíbrio fisiológico das plantas, ajudando-as a suportar condições adversas, como altas temperaturas, secas, salinidade, fitotoxicidade e danos mecânicos.

Desenvolvido com a tecnologia Geapower^® – que utiliza ingredientes ativos naturais e análises genômicas e fenômicas para ativar rotas metabólicas específicas nas plantas, promovendo desenvolvimento eficiente, maior tolerância ao estresse e otimização no uso de nutrientes – MEGAFOL^® também possui compostos que auxiliam na retomada rápida da planta às atividades fisiológicas e que atuam na promoção do crescimento, como aminoácidos, betaínas, vitaminas e biomoléculas. 

Modos de ação de MEGAFOL^®

• Ativador fotossintético e promotor de crescimento: induz a abertura estomática e aumenta a eficiência do uso de luz pelas plantas, resultando em um melhor crescimento vegetativo e incremento no acúmulo de biomassa, aumentando a produção da planta.
• Efeito antioxidante: estimula a produção de antioxidantes naturais nas plantas, que combatem as espécies reativas de oxigênio (EROs), auxiliando em uma recuperação mais rápida após períodos de estresse.
• Osmoprotetor: contribui para a retenção de água nas células, evitando a desidratação e a perda de turgidez celular. Essa função é essencial para que a planta continue suas atividades fisiológicas sem sofrer com a escassez de água.

Benefícios do uso de MEGAFOL^® 

• Consistência na produtividade: auxilia as plantas a atingirem seu máximo potencial produtivo, mesmo sob condições adversas.
• Prevenção e recuperação de estresses e fito: prepara a planta para enfrentar situações de estresse, minimizando os danos e acelerando o processo de recuperação.
• Promoção de desenvolvimento vegetativo: age no metabolismo da planta, estimulando o crescimento de raízes e folhas e melhorando a absorção de nutrientes.

Outro benefício de MEGAFOL^® é sua compatibilidade com misturas de tanque, podendo ser aplicado com outros produtos, simplificando o manejo. MEGAFOL^®, o bioativador para um crescimento vigoroso em qualquer situação.

A Syngenta está ao lado do produtor rural em todos os momentos, oferecendo as soluções necessárias para construirmos, juntos, um agro cada vez mais inovador, rentável e sustentável.

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