André Luiz Martinez de Oliveira
Engenheiro agrônomo eprofessor da Universidade Estadual de Londrina – Departamento de BioquÃmica e Biotecnologia
A degradação ambiental e os efeitos da mudança climática resultantes da atividade do homem têm levado ao aumento de condições adversas no ambiente de produção, genericamente denominadas de estresse abiótico, tornando-se uma ameaça à segurança alimentar e à produção de alimentos.
As culturas submetidas a ambientes que apresentem extremos de temperatura (calor ou frio em excesso), limitação ou excesso de nutrientes, presença de níveis elevados de metais pesadosou salinidade no solo, disponibilidade hÃdrica limitada, e mesmo condições de alta acidez ou disponibilidade de alumÃnio no solo, encontram-se em condição de estresse abiótico.
Os fatores de estresse abiótico podem ocorrer ao longo de todo um ciclo de cultivo (ou por mais tempo), por exemplo, quando se cultiva sob um solo salino ou contaminado por metais pesados. Por outro lado, estresses abióticos podem ocorrer de forma temporária e imprevisÃvel, como por exemplo,veranicos e estiagens prolongadas, ou alagamento pelo excesso de precipitação.
Nestas condições, a planta pode aumentar a sua respiração para obter a energia necessária à sua desintoxicação pelo sal ou por metais pesados, ou terá a sua taxa fotossintética diminuÃda quando submetida a extremos de temperatura ou ao déficit hídrico.
Mais de uma condição de estresse abiótico pode ocorrer ao mesmo tempo, como o déficit hídrico acompanhado de altas temperaturas; além disso, uma planta submetida a um tipo de estresse abiótico pode se tornar mais suscetÃvel a um segundo tipo de estresse.
Danos
De qualquer modo, a quantidade de energia disponível para que uma planta sob estresse abiótico construa seus tecidos é limitada, resultando em consequências negativas sobre o seu desenvolvimento e produtividade.
O principal mecanismo que os vegetais possuem para obter energia para o seu desenvolvimento é a fotossíntese, e este mecanismo é muito prejudicado pela falta de água e por extremos de temperatura.
Da mesma forma, uma elevada salinidade no solo dificulta desde a germinação das sementes até a absorção de água pelas raízes, podendo resultar tanto em desequilíbrio nutricional como na intoxicação direta das plantas, diminuindo a fotossíntese, a formação de proteínas e lipÃdeos, mesmo que condições não limitantes de água estejam presentes em um solo salino.
Em adição, solos contendo elevadas concentrações de metais pesados podem levar à ocorrência de estresse nas culturas. Estes metais compreendem elementos naturais presentes no solo, entre os quais muitos são essenciais ao perfeito funcionamento de enzimas vegetais (como o zinco, o cobre e o manganês), porém, são necessários em quantidades muito pequenas.
Entretanto, algumas atividades realizadas pelo homem podem levar ao aumento na concentração de metais pesados no ambiente agrícola, como por exemplo, o uso de fertilizantes (minerais e orgânicos), a irrigação e a deposição de poluentes.
Quando estes metais ocorrem em concentrações elevadas, se tornam tóxicos e acarretam diminuição do crescimento da planta e prejudicam seu metabolismo, reduzem a biomassa microbiana do solo, favorecendo a ocorrência de algumas doenças, e diminuem a produtividade e a qualidade da produção.
Biológicos x estresse abiótico da planta
Muitos dos microrganismos que se encontram em associação com as plantas cultivadas podem atenuar os efeitos negativos provocados por estresses abióticos. Estes microrganismos são comumente denominados de promotores do crescimento de plantas, e podem ser introduzidos no ambiente de produção por meio da inoculação de sementes ou ser aspergidos sobre as plantas.
Estudos demonstram que algumas bactérias capazes de degradar uma molécula denominada de 1-aminociclopropano-1-carboxilato (ou ACC), que é utilizada para a síntese do etileno pelas plantas quando estão em presença de algum fator de estresse diminuindo seu crescimento, conseguem proteger a planta contra estresses hídricos e salinos (Paul e Lade, 2014).
A produção de outros hormônios vegetais por bactérias que se associam às raízes também constitui uma forma de proteger a planta contra estresses. Algumas destas bactérias produzem hormônios (são auxinas e citocininas) que agem promovendo o desenvolvimento das raízes, aumentando o volume de solo explorado e, consequentemente, aumentando a absorção de água e nutrientes, e oferecendo proteção contra estresses hídrico e nutricional.
Outraforma de proteção das plantas submetidas a estresse nutricional ocorre pela ação de bactérias associativas que promovem a disponibilização direta de nutrientes como o fósforo e o nitrogênio.
Além disso, quando estes microrganismos benéficos estão associados às raízes com elevada densidade de células, produzem uma barreira natural contra a absorção de metais e outros compostos tóxicos, o que também constitui um mecanismo indireto de proteção a estresses abióticos.
