Nanofungicidas combinam controle de patógenos e defesa das plantas

Os fungicidas desenvolvidos com nanotecnologia podem atuar diretamente sobre patógenos e estimular os mecanismos naturais de defesa das plantas. Essa combinação amplia as possibilidades de controle de doenças agrícolas e pode reduzir a quantidade de ingredientes ativos utilizada nas aplicações. Entretanto, a segurança ambiental desses produtos exige avaliações sobre seus efeitos em organismos não alvo, microrganismos do solo e na própria cultura tratada. As conclusões integram revisão científica de pesquisadores da Universidade de Guizhou.

Segundo o trabalho, esses produtos utilizam nanopartículas com propriedades antifúngicas ou estruturas nanométricas responsáveis pelo transporte de ingredientes ativos convencionais. Entre as propriedades exploradas estão a elevada relação entre superfície e volume, a maior reatividade e a melhor biodisponibilidade dos ativos em baixas concentrações. Algumas formulações também permitem a liberação controlada dos compostos em resposta a alterações de pH, temperatura, atividade enzimática ou sinais associados aos patógenos.

Os mecanismos de ação incluem danos à parede celular e à membrana plasmática dos fungos, inibição da germinação de esporos e alterações no desenvolvimento das hifas. As nanopartículas também podem provocar acúmulo de espécies reativas de oxigênio, comprometimento das mitocôndrias e danos ao DNA, às proteínas e às enzimas.

Entre os exemplos apresentados, nanopartículas de magnetita demonstraram atividade antifúngica superior à da ningnanmicina contra Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici. Outra pesquisa identificou inibição completa do crescimento micelial de Fusarium oxysporum f. sp. pisi com nanoformulações de silício e quitosana. Na comparação apresentada, o silício convencional alcançou 50 por cento de inibição.

A diversidade de mecanismos representa uma característica relevante dessas formulações. Os nanofungicidas podem atingir diferentes estruturas e processos fisiológicos do patógeno. Entretanto, a revisão aponta a necessidade de esclarecer como tamanho, morfologia, carga, revestimento e comportamento de dissolução das partículas influenciam tanto a eficácia antifúngica quanto os efeitos sobre organismos não alvo.

Ativação da resistência vegetal

Além da toxicidade direta aos fungos, os nanofungicidas podem ativar respostas de defesa nas plantas. A revisão identificou alterações nas vias de sinalização dos ácidos salicílico e jasmônico, do etileno e de outros fitormônios envolvidos na resistência a doenças.

As respostas incluem expressão de genes relacionados à defesa, produção de proteínas associadas à patogênese e, com frequência, maior atividade de enzimas antioxidantes. Também ocorrem alterações nas barreiras estruturais dos tecidos vegetais e ativação de mecanismos de resistência sistêmica.

Em arroz, nanopartículas de uma estrutura metal-orgânica contendo ferro favoreceram respostas antioxidantes e a sinalização mediada por ácido jasmônico contra Rhizoctonia solani. Em milho, nanopartículas de selênio ativaram a via de sinalização do ácido α-linolênico e do ácido jasmônico. Essa ativação estimulou a produção de fitoalexinas fenólicas e benzoxazinoides contra Fusarium graminearum, causador da podridão do colmo.

Em outro estudo reunido na revisão, tomateiros tratados com nanopartículas de óxido de zinco dopadas com cobalto ou níquel apresentaram maior expressão da proteína relacionada à patogênese PR1 e da enzima linoleato 9S-lipoxigenase D. Essas respostas ocorreram durante a infecção por Fusarium oxysporum f. sp. radicis-lycopersici.

A combinação entre supressão direta do patógeno e ativação da imunidade vegetal pode ampliar a eficiência do controle fitossanitário. Contudo, a revisão ressalta a necessidade de distinguir os efeitos próprios das nanopartículas daqueles provocados pela liberação de íons metálicos ou por produtos resultantes de sua transformação.

Riscos para organismos não alvo

Os benefícios potenciais dos nanofungicidas acompanham preocupações sobre persistência ambiental, bioacumulação e toxicidade. A exposição das plantas a determinadas nanopartículas pode provocar estresse oxidativo, redução da germinação, danos celulares e diminuição da biomassa.

Os efeitos dependem de fatores como tamanho, composição química e concentração das partículas. Doses elevadas de alguns nanomateriais podem comprometer a fotossíntese, alterar a expressão gênica e prejudicar o desenvolvimento vegetal.

No solo, nanopartículas de óxido de zinco foram associadas a alterações na diversidade microbiana e nas populações envolvidas no ciclo do nitrogênio. Nanopartículas de prata também apresentaram efeitos negativos sobre bactérias desnitrificantes e fungos micorrízicos. Em milho, essas partículas reduziram a colonização das raízes por micorrizas e o fósforo disponível no solo.

Essas alterações preocupam devido à participação dos microrganismos na ciclagem de nutrientes e na decomposição da matéria orgânica. Entre os processos afetados estão a fixação de nitrogênio e a mineralização do fósforo. A revisão também reúne evidências de efeitos adversos em organismos aquáticos, minhocas e insetos polinizadores.

Os cientistas destacam lacunas sobre exposição humana, resíduos em tecidos vegetais comestíveis e segurança ocupacional durante a aplicação. Persistem dúvidas sobre os efeitos do uso repetido, as transformações das nanopartículas no ambiente e suas interações com outros agroquímicos.

Para avançar na aplicação agrícola, a revisão recomenda integrar eficiência antifúngica, ativação das defesas vegetais e segurança ecológica desde o desenvolvimento das formulações. Também aponta a necessidade de ensaios em condições de campo, avaliações de ciclo de vida e estudos sobre viabilidade econômica.

A integração com sensores, inteligência artificial e Internet das Coisas aparece entre as possibilidades futuras. Essas tecnologias podem permitir o monitoramento contínuo da sanidade das lavouras e a liberação direcionada dos compostos. Entretanto, os pesquisadores consideram indispensável validar a eficácia, a seletividade e os efeitos ambientais de longo prazo antes da adoção em escala agrícola (doi 10.1016/j.pestbp.2026.107404).