Alternativa ao fertilizante fosfatado: a base de Biochar controla a resposta das plantas

2 de agosto de 2023

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pelo Instituto de Tecnologia de Karlsruhe

Há alguns anos, o biochar tem sido extensivamente estudado como alternativa ao fertilizante fosfatado. Biochar é um reciclado produzido por pirólise de biomassa, ou seja, matérias-primas orgânicas são incineradas sem oxigênio em temperaturas que variam de 400°C a 700°C. As bases do biochar podem diferir consideravelmente. Resíduos de madeira, esterco de galinha ou folhas podem ser transformados em fertilizantes.

Pesquisas anteriores revelaram, no entanto, que as plantas responderam de forma diferente aos biochars. Alguns cresceram melhor, outros reagiram como se não tivessem sido fertilizados e outros ficaram até intoxicados pelo fertilizante biochar.

Uma equipe interdisciplinar de pesquisadores do KIT do Instituto Joseph Gottlieb Kölreuter de Ciências Vegetais (JKIP) e do Instituto de Química Técnica usou mudas de tomate e descobriu que a origem da biomassa do biochar era crucial para a simbiose com fungos micorrízicos arbusculares (fungos AM) existentes em o solo.

Num primeiro experimento, a equipe estudou o efeito de biochars feitos de palha de trigo e esterco de galinha. O biocarvão de esterco de galinha continha nove vezes mais fosfato do que o biocarvão à base de palha de trigo. O fosfato é a forma solúvel do fósforo ligado ao oxigênio. É uma molécula essencial ao crescimento das plantas. “Como esperado, as mudas de tomate fertilizadas com biocarvão de esterco de galinha cresceram de forma rápida e brilhante”, diz a professora Natalia Requena, especialista em fitopatologia molecular do JKIP. "Muito fosfato estava disponível para processamento direto."

Numa segunda experiência, os investigadores fizeram com que fungos AM colonizassem os tomateiros. Há mais de 400 milhões de anos que estes microfungos vivem na Terra, nas raízes de 80% das plantas terrestres. Eles colonizam a casca, absorvem o fosfato e o transferem para a planta. Por sua vez, a planta fornece açúcar e lipídios.

Ao observar moléculas selecionadas, os pesquisadores descobriram que o biocarvão rico em fosfato baseado em esterco de galinha prejudicou essa simbiose entre o tomate e os fungos AM: a troca molecular quase não ocorreu. O biochar baseado em palha de trigo fez o oposto – a planta e os microfungos desenvolveram uma simbiose ativa. “No longo prazo, as plantas fertilizadas com biocarvão de palha de trigo são mais compatíveis com outros microrganismos e ficam muito melhor protegidas contra patógenos”, explica Requena. “Não esperávamos uma resposta molecular tão complexa das plantas”.

A equipe usou a análise da expressão genética para fornecer provas desses resultados. “É um método complexo e caro, mas permite ver o que acontece nos genes da planta e quais marcadores são acionados ou não”, diz Requena. Mais experimentos serão necessários para compreender ainda melhor a resposta das plantas. “Quando conseguirmos descodificar esta resposta, poderemos programar as plantas a longo prazo, de modo a que necessitem de menos fosfato e, portanto, de menos fertilizante mineral”, salienta Requena.

Mais Informações: David Figueira-Galán et al, Explorando os efeitos sinérgicos de biochar e fungos micorrízicos arbusculares na aquisição de fósforo em tomateiros usando análises de expressão gênica, Science of The Total Environment (2023). DOI: 10.1016/j.scitotenv.2023.163506

Informações do diário:Ciência do Meio Ambiente Total