Entendendo o papel dos aminoácidos e sua importância para a agricultura

As plantas são consideradas organismos sésseis e, portanto, não podem se mover, e como estratégia de sobrevivência, desenvolveram complexos mecanismos capazes de lidar com as mudanças impostas ao longo de seu ciclo. Oscilações nas condições ambientais tais como como temperaturas extremas, deficiência hídrica, alagamento, salinidade afetam consideravelmente a produtividade. Adicionalmente, a presença de pragas e doenças contribuem negativamente para o aumento dos danos e consequentemente influenciam negativamente na expressão do potencial produtivo das culturas. Esses efeitos passam a ser mais agravados em sucessões de safras, estando sujeitos ao desequilíbrio nutricional e suscetíveis às pressões impostas por pragas e doenças advindas do cultivo anterior. 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.

A tecnologia em melhoramento genético e os avanços no cenário da biologia molecular, associados à pesquisa e desenvolvimento de produtos que visam o estímulo fisiológico de plantas, proporcionam aos agricultores melhores rendimentos em produtividade. Por isso, é vital conhecer as etapas do desenvolvimento das culturas, bem como o conhecimento dos mecanismos fisiológicos associados às respostas das plantas aos estímulos exógenos de modo a potencializar a máxima capacidade produtiva das culturas de interesse econômico.

Afinal, como os aminoácidos potencializam o desenvolvimento das plantas?

Os aminoácidos são substâncias orgânicas usadas principalmente para a síntese de proteínas. Entretanto, essas substâncias orgânicas também são fontes de nutrientes, ativadores do metabolismo das plantas bem como fornecedores de esqueletos de carbono para inúmeras vias metabólicas, incluindo o metabolismo secundário e hormonal. Também são usados como substratos respiratórios sob deficiência de carbono (queda da fotossíntese), contribuindo para a produção de energia para as plantas na forma de Adenosina Trifosfato (ATP) (Figura 1, Batista-Silva et al., 2019).

Os aminoácidos estão diretamente envolvidos em diferentes processos celulares e seus níveis endógenos são regulados por vias complexas de síntese e catabolismo, influenciados também pela síntese e degradação das proteínas. Embora as plantas sejam capazes de sintetizar os aminoácidos para atender as mais diversas funções fisiológicas, a suplementação exógena em áreas agrícolas é considerada uma estratégia inteligente para estimular o incremento da produtividade, bem como fonte de alívio à estresse hídrico, salino, térmico ou a altas intensidades luminosas uma vez que a energia previamente direcionada para a manutenção do ‘turnover’ dessas moléculas orgânicas podem ser agora utilizadas para manutenção celular e crescimento (Figura 1).

Vale salientar que as plantas requerem quantidades específicas de aminoácidos ao longo de seu ciclo. Portanto, o conhecimento de suas funções é de suma importância para que se possa obter a melhor performance. Além disso, vale ressaltar que os aminoácidos são substâncias orgânicas capazes de quelatizar cátions bem como aumentar a absorção e o transporte de diferentes nutrientes em todas as partes das plantas. Isto ocorre baseado na velocidade de penetração via cutícula, o que favorece 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 pelo sistema radicular e pelas folhas, caules e ramos. No sistema radicular, a absorção para o interior das células acontece via transportadores específicos e que estão associados ao gasto de energia para o carregamento para o interior das células (Tegeder and Rentsch, 2010). Já a penetração dessas moléculas via folhas, caules e ramos ocorre após serem rompidas as duas barreiras na lâmina foliar, como a cutícula e posteriormente via membrana. Desse modo, 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 (Stiegler et al., 2008; Tegeder and Rentsh, 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 (Figura 1). Aminoácidos como os de cadeia ramificadas (Leucina, Isoleucina e Valina), assim como os aromáticos (Tirosina, Triptofano e Fenilalanina), lisina e os sulfurosos como cistina e metionina são complemente oxidados, liberando elétrons diretamente na cadeia transportadora de elétrons, contribuindo para a síntese de energia na forma de ATP - molécula de adenosina trifosfato e fontes de nutrientes como o enxofre (Figura1, 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 na forma de folhas ou órgãos reprodutivos como os grãos, frutos, raízes etc.

Além disso, estudos têm 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 garantem a excelência nos processos fisiológicos (Figura 1). 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 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 (Figura 1). 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.

Já a classe dos aminoácidos aromáticos confere proteção contra ataques de pragas e patógenos, uma vez 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 (Figura 1). Além disso, 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 estão intimamente relacionados à excelência do metabolismo das plantas cultivadas. Nesse cenário, a Kimberlit Agrociências tangibiliza o uso de aminoácidos na agricultura através do fornecimento de fertilizantes líquidos e sólidos de alto padrão de qualidade e que são aditivados com exclusiva composição de aminoácidos.

Por Bruno Neves Ribeiro MSc. Engenheiro Agrônomo, Coordenador de Pesquisa & Desenvolvimento e Willian Batista-Silva DSc. Engenheiro Agrônomo, Analista de Pesquisa & Desenvolvimento, na Kimberlit Agrociências