Revestimento protege fungo benéfico em fertilizante químico

Pesquisadores da Embrapa Instrumentação (SP) e da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar) desenvolveram uma tecnologia que integra fertilizante mineral e agente biológico em uma única formulação, permitindo a aplicação simultânea de ambos. A tecnologia consiste em um revestimento biodegradável aplicado aos grânulos de um fertilizante à base de fósforo e nitrogênio, que funciona como uma camada protetora para o fungo Trichoderma harzianum, um microrganismo benéfico amplamente utilizado como bioinsumo na agricultura.

O Trichoderma harzianum possui grande potencial para uso na agricultura, mas é sensível a condições ambientais desfavoráveis. O revestimento preserva a viabilidade do microrganismo durante o armazenamento e promove sua liberação gradual no solo após a aplicação do fertilizante, aumentando sua eficácia no campo.

A tecnologia considera as características do fungo e, ao permitir a união de insumos, torna possível que sejam aplicados simultaneamente, o que antes era limitado pela incompatibilidade entre os componentes. Isso pode contribuir para a maior eficiência no uso de recursos e a redução de desperdícios e de emissões de gases de efeito estufa associados às operações agrícolas.

O desafio agora é levar a tecnologia à escala comercial e validar o seu desempenho em diferentes culturas e condições de campo.

Solução aumenta viabilidade

As pesquisadoras Cristiane Sanchez Farinas, coordenadora do estudo na Embrapa Instrumentação, Aline Medeiro Ferreira e Mariana Govoni Brondi, integrantes da equipe, encapsularam o fungo Trichoderma harzianum em uma matriz polimérica biodegradável à base de celulose. A matriz polimérica funciona como a massa de um bolo para sustentar os demais ingredientes. O resultado é o revestimento aplicado diretamente em grânulos do fertilizante, capaz de preservar a viabilidade do microrganismo.

Os experimentos demonstraram que, após três meses de armazenamento em temperatura ambiente, os esporos - estruturas que os fungos produzem para se multiplicar - encapsulados mantiveram alta taxa de sobrevivência, enquanto os não encapsulados perderam até mil vezes sua vitalidade.

Fungo é aliado invisível da produtividade

Aline Ferreira, mestre em engenharia química pela UFSCar, primeira autora do estudo “Encapsulation of Trichoderma harzianum in Carboxymethyl Cellulose Reinforced with Nanocellulose for Delivery as Fertilizer Coatings”, publicado em fevereiro deste ano pela ACS Agricultural Science & Technology, explica que o Trichoderma harzianum é um velho conhecido da ciência agrícola. “É um fungo amplamente utilizado como agente de biocontrole, capaz de combater fitopatógenos, estimular o crescimento das plantas e aumentar a absorção de nutrientes”.

Mas, apesar desse potencial, sua aplicação em larga escala enfrenta um obstáculo: a baixa sobrevivência após armazenamento e, principalmente, quando em contato direto com fertilizantes químicos. Cristiane Farinas, que estuda a temática há 12 anos, explica que substâncias como a ureia e o fosfato monoamônico (MAP) – um fertilizante mineral rico em fósforo e nitrogênio – podem prejudicar a sobrevivência dos microrganismos do solo. “Eles são extremamente frágeis. Fora do seu ambiente ideal, morrem rapidamente sob o sol ou em contato com fertilizantes químicos potentes”, diz a pesquisadora.

Segundo ela, esses compostos podem causar estresse osmótico, situação em que os microrganismos perdem água devido ao excesso de substâncias concentradas ao seu redor, além de alterar o pH e provocar reações químicas que comprometem sua sobrevivência. Na prática, isso reduz drasticamente a eficácia dos inoculantes biológicos - produto que contém microrganismo com ação benéfica para o desenvolvimento das plantas - limitando sua adoção no campo.

Cápsula protege o microrganismo

Para contornar esse problema, os pesquisadores criaram uma espécie de “escudo” microscópico. O fungo foi encapsulado em uma matriz polimérica de carboximetilcelulose (CMC), um derivado da celulose, reforçado com nanocristais de celulose (CNC).

“Essa estrutura forma um filme resistente e biodegradável que envolve os esporos do fungo, protegendo-os contra condições adversas. Diferentemente de sistemas tradicionais, que liberam rapidamente o conteúdo, o novo material garante que o fungo seja disponibilizado de forma contínua no solo”, afirma Aline Ferreira.

A pós-doutoranda Mariana Govoni Brondi, que também assina o artigo, ressalta que essa característica é considerada ideal para aplicações preventivas na agricultura, porque ao permanecer mais tempo ativo na região próxima às raízes, conhecida como rizosfera, o fungo consegue colonizar o ambiente antes da chegada de patógenos, criando uma espécie de barreira biológica natural. “Além disso, a liberação gradual evita o choque direto com o fertilizante, aumentando ainda mais a taxa de sobrevivência”, esclarece.

Brondi reforça ainda que revestir o grânulo também impacta a taxa de liberação do fertilizante químico. Segundo ela, a liberação mais lenta e controlada do insumo faz com que os nutrientes permaneçam disponíveis para as plantas por um maior período, o que reduz a necessidade de reaplicação do fertilizante pelos agricultores no campo, os custos e as perdas para o ambiente, diminuindo problemas como eutrofização e liberação de gases do efeito estufa.

As pesquisadoras contam que os grânulos de fosfato monoamônico (MAP) revestidos com a matriz polimérica apresentaram crescimento fúngico consistente mesmo após 30 dias de armazenamento. Métodos convencionais, como o uso de soluções açucaradas para fixar microrganismos, mostraram perda significativa de eficácia ao longo do tempo.

Impacto ambiental e econômico

Os inoculantes microbianos aparecem como alternativa ao uso intensivo de fertilizantes químicos, mas dependem de tecnologias que garantam sua eficiência no campo.

Cristiane Sanchez Farinas diz que a carboximetilcelulose é um material de baixo custo e amplamente disponível, enquanto os nanocristais de celulose podem ser produzidos a partir de resíduos agrícolas, alinhando-se aos princípios da bioeconomia circular.

Estudo apresentado

O trabalho científico foi apresentado na 20ª edição do Congresso Europeu de Biotecnologia, organizado pela Federação Europeia de Biotecnologia (EFB) e realizado na Antuérpia (Bélgica), em junho deste ano.

Contou com recursos financeiros da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp), do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) e do Sistema Nacional de Pesquisa Agropecuária (SNPA).