Microrganismos raros ajudam milho em solos salinos

Uma pesquisa conduzida pela Embrapa, em parceria com a Brandeis University, nos Estados Unidos, identificou arqueias extremófilas (grupo de microrganismos distintos das bactérias e adaptados a condições extremas) como capazes de aumentar a tolerância do milho ao excesso de sal no solo e permitir que as plantas cresçam de forma vigorosa mesmo sob condições de estresse salino. Os pesquisadores demonstraram que essas arqueias colonizam a rizosfera, a região do solo junto às raízes, marcada por intensas trocas químicas e biológicas. O trabalho foi publicado no periódico Environmental Microbiome.

Os microrganismos foram isolados das raízes da erva-sal (Atriplex nummularia), planta naturalmente adaptada à salinidade e utilizada na fitorremediação de solos salinos. Após cultivo em laboratório, foram avaliados em plantas de milho. A cultura é estratégica para a produção de alimentos e altamente sensível ao acúmulo de sais no solo, o que compromete o crescimento das plantas e reduz a produtividade.

Nos experimentos conduzidos em ambiente controlado, os pesquisadores observaram que, sob estresse salino, as arqueias reduziram os efeitos tóxicos do sal, permitindo que o milho mantivesse crescimento mais vigoroso e maior tolerância fisiológica em comparação com plantas não tratadas com arqueias.

A análise por qPCR, técnica molecular utilizada para detectar a quantidade de microrganismos presentes em uma amostra, do gene 16S rRNA específico para arqueias confirmou a colonização bem-sucedida. A abundância desses microrganismos na rizosfera do milho aumentou proporcionalmente ao avanço da salinidade no solo.

O sequenciamento do genoma completo identificou genes associados à produção de fitormônios (hormônios vegetais), como auxinas, e de osmoprotetores, substâncias que auxiliam no equilíbrio hídrico celular em ambientes salinos. O achado evidencia o potencial das arqueias de interagir com a planta e mitigar o estresse osmótico causado pelo sal. Nos ensaios, a presença desses microrganismos elevou a biomassa e preservou os níveis de clorofila mesmo sob altas concentrações de sal.

O resultado reforça o potencial da tecnologia para fortalecer a estabilidade da produção de alimentos em áreas afetadas pela salinização. Diferentemente das bactérias, organismos mais conhecidos, as arqueias pertencem a um domínio próprio de seres vivos e se destacam pela elevada resistência a condições químicas severas.

Potencial biotecnológico

Segundo Itamar Melo, pesquisador da Embrapa Meio Ambiente, que coordenou o estudo, solos salinizados acabam excluídos da produção agrícola e se tornam um importante passivo ambiental, uma vez que há poucas tecnologias eficazes para sua recuperação. O pesquisador lembra que as principais culturas comerciais são sensíveis ao excesso de sal, o que limita ainda mais o uso dessas áreas.

Segundo ele, a aplicação de microrganismos adaptados a ambientes salinos, que coevoluíram com plantas halófitas, aquelas naturalmente tolerantes ao sal, desponta como alternativa para reduzir os danos da salinidade e viabilizar o cultivo em solos antes considerados improdutivos. “O problema não se restringe ao Semiárido, onde cerca de 30% das áreas irrigadas sofrem com salinização. Está presente em várias regiões do Brasil e do mundo”.

Melo salienta que a situação se agrava em locais de alta evaporação e manejo inadequado, como a irrigação com água salobra. “Nesse contexto, inoculantes microbianos à base de arqueias surgem como inovação promissora no campo dos bioinsumos e podem abrir uma nova frente para a agricultura em áreas degradadas”.

O pesquisador João Paulo Ventura, com vinculação científica à Embrapa Meio Ambiente, onde desenvolveu sua tese de doutorado, liderou a pesquisa, conduzindo os experimentos e a análise dos dados do estudo. Segundo ele, os resultados mudam a forma como a ciência enxerga esses microrganismos

Para Ventura, o estudo demonstra que as arqueias não são apenas organismos capazes de sobreviver em ambientes extremos, mas podem atuar como aliadas estratégicas da agricultura sustentável. Até então, as interações entre plantas e arqueias eram pouco compreendidas e raramente exploradas, sobretudo pelas dificuldades de cultivo desses microrganismos em laboratório.

O pesquisador afirma que os experimentos comprovaram que, quando inoculadas, as arqueias estabelecem colonização competitiva e bem-sucedida nas raízes do milho. “A abundância desses microrganismos aumenta à medida que se elevam os níveis de sal no solo, indicando adaptação às condições adversas e potencial de aplicação em áreas afetadas pela salinidade”.

Ainda de acordo com ele, os achados reposicionam o papel desses organismos. “De curiosidades da microbiologia associadas a ambientes extremos, as arqueias passam a ser vistas como ferramentas biotecnológicas concretas, com potencial para sustentar a produtividade agrícola e contribuir para a segurança alimentar em áreas afetadas pela salinização e pelas mudanças climáticas”, afirma.

Impacto e desafio da salinização

A pesquisa dialoga com um problema estrutural da agricultura. No Semiárido, especialmente na Caatinga, a salinização compromete a produção e a renda no campo. Levantamentos da Embrapa indicam que o Brasil possui cerca de 16 milhões de hectares de solos afetados por sais, com mais da metade concentrada no Semiárido nordestino. Entre 20% e 25% das áreas irrigadas da região já apresentam problemas de salinidade ou drenagem, impactando culturas como milho, feijão, algodão e sorgo.

Em escala global, relatórios da Organização das Nações Unidas para a Alimentação e a Agricultura (FAO) apontam que 1,38 bilhão de hectares apresentam algum grau de salinidade e outro 1 bilhão está sob risco. Entre 20% e 50% das áreas irrigadas do planeta sofrem perdas de fertilidade e produtividade.

Estimativas mais conservadoras indicam que cerca de 833 milhões de hectares já são afetados de forma moderada a severa. O impacto é particularmente crítico nas áreas irrigadas, responsáveis por grande parte da produção de alimentos em regiões secas e semiáridas. Entre 20% e 50% dessas terras apresentam níveis de sais capazes de reduzir a fertilidade do solo e a produtividade das lavouras.

Os efeitos vão além da produção agrícola. Organização das Nações Unidas (ONU) associam a salinização do solo a impactos diretos sobre a segurança alimentar, estimando que cerca de 1,5 bilhão de pessoas vivem em regiões onde a salinização ameaça a estabilidade da produção de alimentos.

Aplicações práticas no campo

No curto prazo, os resultados indicam potencial para testes em condições reais de produção. Bioinoculantes à base de arqueias isoladas de ambientes naturalmente salinos, ou de consórcios microbianos adaptados a esse estresse, poderão ser avaliados quanto à aplicação em sementes ou diretamente no solo antes do plantio.

A hipótese é que essa estratégia ajude culturas como milho, feijão e hortaliças a manter o desempenho produtivo em áreas irrigadas com água salobra, situação comum no Semiárido nordestino. Integrada a práticas de manejo já consolidadas, como rotação com plantas halófitas (espécies adaptadas a ambientes com alta salinidade), cultivo mínimo e adubação equilibrada, a inoculação microbiana pode reduzir os efeitos da salinização sobre as lavouras, aumentar a resiliência dos sistemas agrícolas e contribuir para a segurança alimentar e a renda no campo.

O que é salinização do solo?

É um processo de acúmulo excessivo de sais solúveis (como sódio e cloreto) nas camadas superiores do solo que reduzem sua fertilidade e produtividade agrícola. Esse fenômeno pode ocorrer naturalmente — especialmente em regiões áridas e semiáridas —, mas é intensificado por atividades humanas, como irrigação inadequada, manejo de água deficiente e uso excessivo de fertilizantes.

Como acontece

• Climas secos e evaporação alta: a água evapora e os sais ficam na superfície.
• Irrigação mal drenada: excesso de água sem saída adequada faz subir o nível freático, acumulando sais.
• Uso de água com salinidade alta: irrigar com água salobra também tende a concentrar sais.

Mais informações em doi.org/10.1186/s40793-025-00698-2