(Curadoria Agro Insight)
A curadoria de hoje é sobre o uso de bioinsumos na agricultura. Trouxemos o capítulo do livro “Bioinsumos na cultura da soja”, de autoria dos pesquisadores Sérgio Miguel Mazaro, Juliano Cesar da Silva, Maurício Conrado Meyer e Adeney de Freitas Bueno, intitulado: Desafios na adoção de bioinsumos.
Introdução
Com a crescente preocupação mundial pela preservação ambiental e a produção de alimentos mais saudáveis e de forma sustentável, conceitos como agricultura regenerativa e bioinsumos estão em evidência. Além disso, o número de moléculas químicas disponíveis para utilização agrícola vem sendo reduzida periodicamente, o que aumenta a demanda por alternativas sustentáveis que possam substituir muitos desses químicos banidos do mercado para uma maior proteção ambiental ou de saúde. Nesse novo cenário o solo e a planta passam a fazer parte de um sistema produtivo integrado e mais equilibrado, abuscando-se a redução do uso de agroquímicos e priorizando-se a utilização de produtos de baixo impacto ambiental e de baixo risco à saúde humana. Esse movimento contribuiu para o desenvolvimento e a utilização de bioinsumos. Entretanto, a temática da produção sustentável inclui grandes desafios, como por exemplo, o manejo de pragas, doenças, nematoides e plantas daninhas, geralmente associado a um sistema produtivo em desequilíbrio. Comumente nestas áreas, a perda de efetividade de alguns ativos químicos e a seleção de populações de pragas resistentes é uma realidade. Isso desequilibra ainda mais o sistema produtivo, exigindo medidas de manejo eficientes para que perdas econômicas de produtividade sejam evitadas, ou pelo menos mitigadas.
Além desses desequilíbrios mencionados até aqui que ocorrem acima do solo, é importante também levar em consideração o que ocorre abaixo do solo. Nesse contexto, deve-se considerar o uso demasiado de fertilizantes químicos, sem diversidade de plantas, culminando em solos pobres quanto aos níveis de matéria orgânica, baixa capacidade de retenção de água, reduzida solubilização de nutrientes e baixa biodiversidade. Seguindo este racional, podemos complementar que no sistema produtivo em desequilíbrio, a saúde do solo foi deixada de lado, na busca de uma produtividade momentânea, em que ao longo dos cultivos, o solo foi comprometido e o potencial produtivo estagnou ou em muitos casos houve decréscimo de produtividade. Nestas situações, em solos depauperados, visando a produtividade, e esquecendo do solo, o agricultor busca no aumento das doses de fertilizantes químicos tentar solucionar um problema, que foi causado ao longo dos anos. Atualmente, devido à dificuldade em encontrar áreas novas, bem como, com a preocupação com a saúde do solo, já não se permite este tipo de agricultura.
E quando se fala em agricultura regenerativa, o próprio termo nos remete a regenerar, o que envolve um manejo integrado do sistema produtivo, com substituição gradativa dos agroquímicos, inserção de bioinsumos que permitam a melhoria da saúde de todo o agroecossistema, o equilíbrio biológico, a estabilidade e eficiência dos agentes de controle biológico, o uso de práticas culturais sustentáveis (plantio direto, utilização de culturas de cobertura e a rotação de culturas), mensurando os riscos e preconizando altas produtividades. Entretanto, essa substituição de químicos sintéticos por alternativas biológicas não é tão simples de ser realizada e diferentes obstáculos precisam ser superados. Desta forma, este capítulo buscar abordar os principais desafios na adoção de bioinsumos na cultura da soja, visando desmistificar, trazer temas relevantes e experiências práticas.
Prospecção de novos bioinsumos
As universidades e os institutos de pesquisas públicos e privados vêm desenvolvendo pesquisas básicas com bioinsumos, como por exemplo, a prospecção de microrganismos, de macrorganismos, de metabólitos, de extratos vegetais, algas marinhas ee formulações. Entretanto, alguns desafios ainda são encontrados nessa etapa, entre os quais podemos destacar:
1) A prospecção de microrganismos consiste no isolamento e caracterização de novas cepas, sendo que nos últimos anos diversos pesquisadores nas mais diferentes regiões do Brasil realizaram a prospecção.
Adicionalmente, ao longo de décadas muitos isolados microbianos foram armazenados em coleção de culturas, os quais necessitam agora ser explorados quanto aos seus usos potenciais, finalizando portanto o desenvolvimento dos bioinsumos para que possam ser usados em campo na prática.
A seleção e a análise detalhada do potencial dos microrganismos demandam tempo e um programa específico de pesquisa que precisa de recursos financeiros e de pessoal para ser executado, visando a definição dos alvos biológicos a serem controlados e a caracterização do modo de ação do agente de biocontrole. Um dos maiores desafios é a integração entre pesquisadores, indústria e produtores, para que a prospecção de novos isolados continue no desenvolvimento de novos produtos comerciais com eficiência validada à campo, como por exemplo, a eficiência de controle, a solubilização de nutrientes, a mitigação ao estresse hídrico, a bioestimulação e a promoção de crescimento.
2) A prospecção de macrorganismos consiste na identificação de espécies de inimigos naturais. Estes organismos geralmente ocorrem na natureza e é necessário um bom avaliador para entender a dinâmica do ciclo de vida do inimigo natural. Pesquisas de campo, associadas ao laboratório são determinantes nesta fase.
Os inimigos naturais podem ser classificados em predadores e parasitoides. Após a fase de caracterização, segue-se a definição da metodologia de produção massal do organismo selecionado e de sua liberação comercial em campo. O sucesso dessas etapas exige muitos esforços de pesquisa e recursos financeiros, o que é justamente um dos principais desafios na prospecção e desenvolvimento de bioinsumos a base de macrorganismos. Como o desenvolvimento de produtos macrobiológicos utiliza organismos vivos da natureza, estes têm muita dificuldade de ter qualquer tipo de proteção intelectual de sua composição ou desenvolvimento. Isso desestimula seriamente investidores privados em seu seu desenvolvimento, pois estes não terão qualquer exclusividade ou vantagem comercial na exploração do bioinsumo proveniente de seu investimento financeiro.
3) A prospecção de metabólitos tende a ser um dos maiores avanços na área de bioinsumos nos próximos anos, considerando o potencial dos microrganismos na produção destes compostos. A ciência vem avançando na área de metagenômica e metabolômica, contribuindo na identificação, caracterização desses metabólitos, entretanto, os desafios existentes estão concentrados na necessidade de pesquisas referentes a estabilização, a produção em escala comercial e principalmente a formulação, que tem atualmente um número muito pequeno de profissionais atuantes na área no Brasil, o que certamente limita o avanço na obtenção de produtos comerciais.
Atualmente no Brasil exitem apenas produtos registrados à base de peptídeos derivados de proteína harpin e de cerevisane.
4) A prospecção de extratos vegetais de diferentes espécies é uma das estratégias amplamente utilizadas na identificação de novos compostos que possam ser utilizadas para a agricultura. Os extratos de plantas são complexos derivados de matérias-primas de origens diversas, necessitando processos distintos para obtenção do amplo espectro de bioatividade presente (Yakhin et al., 2017). A identificação dos compostos, a extração dos compostos por diferentes metodologias, a estabilização e formulação, são atividades que demandam conhecimentos da área química. A utilização de extratos de plantas na agricultura remonta ao início da agricultura, mas somente nos últimos anos os extratos vegetais foram formulados em produtos comerciais. No Brasil atualmente existem produtos registrados no MAPA à base de óleo de Nim, extrato de Melaleuca, extrato de alho, extrato de Reynoutria sachalinensis e extrato etanólico de Sophora flavescens.
No entanto, existem relatos de extratos como o extrato de moringa (Moringa oleífera), utilizada na cultura do feijão (Howladar et al., 2014; Elzaawely LY et al., 2017), milho (Basra et al., 2011) e trigo (Rehman et al., 2017); o extrato de alcaçuz (Glycyrrhiza glabra) em feijão (Rady et al., 2019) e em ervilha (Desoky et al., 2019) e o extrato de artemisia (Artemisia vulgaris) em batata (Findura et al., 2020).
Com a diversidade de plantas no Brasil, o potencial de desenvolvimento de bioinsumos é enorme, sendo muitas plantas relatadas cientificamente, e não exploradas comercialmente. O grande desafio é a realização de análises especializadas que permitem entendimento dos processos moleculares, bioquímicos e fisiológicos relacionados, para melhor entendimento das vias fisiológicas e bioquímicas afetadas.
Também é importante a intensificação de estudos que considerem o potencial na melhoria de cultivos, cultivares, condições distintas de solo e clima, níveis nutricionais, doses e frequência de aplicações, fatores esses determinantes para aplicação segura e em larga escala destes bioinsumos, assim como de qualquer outro insumo agrícola.
5) A prospecção de produtos à base de algas marinhas, consiste na identificação da espécie e caracterização de qual componente será utilizado no produto formulado, podendo ser utilizado a alga ou seus derivados. Os produtos à base de algas marinhas têm um amplo espectro de utilização, podendo os produtos serem classificados como bioestimulantes, biofertilizantes, quando o foco principal é a nutrição das plantas, mas também pode ser classificado como indutores de resistência. Atualmente no MAPA existem registros de produtos à base de Ecklonia máxima e Laminaria digitata. Para os biofertilizantes e bioestimulantes comumente são utilizadas as espécies de Ascophyllum nodosum, Lithothamnium calcareum e cianobactérias.
Por mais que se tenha avançado na busca e descoberta de novos microrganismos, metabólitos, extratos vegetais, algumas demandas ainda são desafios, como: a mitigação a seca, a tolerância à altas temperatura e salinidade, a seleção de rizobactérias que beneficiam o hospedeiro com a síntese de moléculas osmoprotetoras, a produção de enzimas antioxidantes, de fitohormônios e de agentes reguladores do metabolismo.
Compatibilidade
É esperado que um único bionsumo não seja suficiente para solucionar todos os problemas referentes a produção da cultura em que é aplicado. Assim, a compatibilidade de insumos biológicos e insumos químicos, assim como a compatabilidade entre diferentes insumos biológicos é crucial para o sucesso do manejo da cultura e é discutido em detalhes em capítulo a frente nesse livro dedicado inteiramente ao tema. Em geral, deve-se sempre considerar no no tratamento de sementes com químicos associados a biológicos, além de problemas de incompatibilidades, limite de calda na semente, excesso de manuseio e consequentes danos mecânicos. Sendo recomendado, sempre que possível, a aplicação com jato dirigido no sulco de semeadura.
Outra aplicação de biológico utilizada de forma equivocada, é quando associados com glifosato, muitas vezes com alvo biológico para doenças foliares, mofo-branco ou pragas. Além das incompatibilidades com o ativo químico, tal aplicação ocorre a pleno sol, condição totalmente desfavorável para os bioinsumos.
Nesta mesma linha, a aplicação conjunta com fertilizantes foliares, fungicidas e inseticidas, deve-se considerar além da compatibilidade química as condições ambientais favoráveis à aplicação com os agentes biológicos e muitas vezes indiferentes para a aplicação de químicos. Bons resultados têm sido observados em aplicações noturnas, ou nas horas mais amenas do dia e com boa umidade. Estratégia de aplicação nessas condições tem demonstrado excelentes resultados quanto à efetividade do uso de biológicos.
Considera-se um dos maiores desafios o correto entendimento de que os bioinsumos necessitam de condições ambientais adequadas para a aplicação, neste sentido é importante por parte de consultores, técnicos, órgãos de pesquisa e extensão, realizar campanhas de conscientização e treinamentos, demonstrando a importância destas condições para sucesso dos bioinsumos.
Com relação à compatibilidade, esse é um dos grandes desafios que precisa evoluir, pois além da compatibilidade química, que permite viabilidade do agente de biocontrole, é importante considerar a seletividade a macroorganismos (predadores e parasitoides). Para isso, é importante que o produtor faça uso de tabelas de compatibilidades, considerando a especificidade do produto comercial, bem como, quando não existir tal informação, fazer uso de forma isolada, considerando ainda as melhores condições ambientais para a aplicação.
Outro fator que deve avançar é a identificação da compatibilidade biológica entre bioinsumos, pois existem muitas especificidades nos diferentes bioinsumos, não sendo possível generalizar que são compatíveis certos gêneros ou espécies, devendo-se conhecer o comportamento específico das cepas envolvidas durante o preparo de calda ou no produto formulado.
Casos de sucesso devem servir de exemplos, como a coinoculação na cultura da soja, com associação de Bradyrhizobium e Azospirillum, observado inicialmente por produtores e validado pela pesquisa, tanto do ponto de vista da compatibilidade entre os microrganismos, quanto da indicação de cepas mais apropriadas par ao produto formulado e da recomendação técnica.
Pesquisas conduzidas pela Embrapa Soja, resultaram no lançamento do inoculante contendo na mesma formulação os microrganismos Azospirillum brasilense e Pseudomonas fluorescens com ações de fixação de Nitrogênio, mobilização de Fósforo e promoção de crescimento de plantas, sendo registrado para as culturas da soja e do milho. Também na Embrapa Milho e Sorgo foi desenvolvida a associação de estirpes de Bacillus subtilis e B. megaterium capazes de aumentar a eficiência do uso de P para as plantas.
A pesquisa tem um grande desafio a ser enfrentado quanto a estudos que permitam considerar o uso da combinação de microrganismos, haja visto a grande diversidade de agentes biológicos, condições edafoclimáticas distintas no Brasil e condições de manejo cultural. Como precaução entende-se que a utilização de associações de biológicos devem ser validadas e orientadas pela pesquisa.
Utilização dos bioinsumos nos sistemas produtivos
A percepção de que o uso de biológicos deve ser utilizada no sistema é um dos grandes desafios a ser incorporado no manejo biológico, haja visto que em sistemas de cultivo com agroquímicos, tem-se preconizado o uso de forma distinta, utilização quando atinge o dano econômico ou ainda muitas vezes erroneamente de maneira calendarizada.
A intervenção com biológicos deve seguir o princípio de manejo preventivo, considerando tempo e condições de estabilização. Neste sentido, no manejo dos fitopatógenos, o uso de agentes biológicos com especificidade de ação, aplicações nas diferentes culturas do sistema, associadas a rotação de culturas, permite redução dos patógenos, e consequente redução das doenças.
Caso muito esclarecedor é o do manejo de podridão-de-carvão causada por Macrophomina phaseolina, doença é favorecida por condições de baixa umidade do solo, adversas ao estabelecimento dos antagonistas e ação de biocontrole. Nesse caso, a aplicação dos agentes de biocontrole deve ser feita de forma preventiva, em condições ambientais com umidade, o que permite a estabilização dos agentes biológicos, ocorrendo então ação sobre os microescleródios, e consequente redução da fonte de inoculo, resultando menores danos em condições propícias para a doença. Da mesma forma para mofo-branco, o uso contínuo de agentes de biocontrole permite a redução do banco de escleródios, com a consequente redução da incidência da doença. A associação a rotação de cultura com plantas não hospedeiras e preservação de palhada, tem demonstrado ser estratégia complementar ao uso de biológicos no manejo da doença.
Para nematoides segue o mesmo raciocínio quanto ao conhecimento das espécies envolvidas no patossistema, o uso de agentes biológicos com efetividade de controle, aplicação de forma continuada nas diferentes culturas do sistema, associado a plantas não hospedeiras, permitem a redução da população na área, permitindo com isso, a redução dos danos causados à cultura e aumento da produtividade.
Da mesma forma para pragas, a visão de sistema, o monitoramento e as aplicações racionais, permitem o aumento da ocorrência de inimigos naturais, e consequente a redução dos danos causados pelas pragas.
Em síntese, é importante termos a percepção de que os bioinsumos são uma das inúmeras ferramentas, e que em ambientes em desequilíbrio, é importante ações no sistema produtivo, tendo o entendimento que a natureza precisa de tempo e de ambiente favorável para fazer a parte dela.
Tecnologias inovadoras
O maior desafio em tecnologias inovadoras é avançar no aperfeiçoamento de ferramentas que possibilitem a incorporação de bioinsumos em sistemas de produção, relacionado às condições biológicas, químicas, físicas e dos manejos culturais, sendo que, a intervenção assertiva conforme a necessidade, podendo ser o manejo fitossanitário, o nutricional ou o fisiológico. Essa transformação irá propiciar solos mais saudáveis e produtivos, biologicamente ativos e resilientes, com melhor eficiência no uso de nutrientes, com maior capacidade para armazenamento de água e de biorremediação de pesticidas.
Considerações finais
O uso crescente de biológicos exigirá mudanças legislativas, técnicas e culturais, sendo os desafios nos diferentes setores envolvidos:
Por parte do governo, deverá avançar no Programa Nacional de Bioinsumos, instituindo novas legislações, normativas específicas para os biológicos, bem como alinhadas com políticas internacionais, além de políticas que permitam maior aproximação dos setores da pesquisa, do setor privado e do legislativo. Estimular as redes de pesquisadores, como por exemplo, a rede de ensaios de mofo-branco, coordenado pela Embrapa Soja, a qual valida os produtos biológicos para o controle de S. sclerotiorum. Ou ainda a RELARE (Reunião da Rede de Laboratórios para Recomendação, Padronização e Difusão de Tecnologias de Inoculantes Microbianos de Interesse Agrícola), auxiliando na transferência dos resultados da pesquisa para a indústria, apoio à normatização de regras para a certificação de produtos biológicos de qualidade, estímulo ao mercado nacional através da promoção do uso de novos produtos e difusão de novas tecnologias.
Por parte da pesquisa serão necessários avanços quanto a prospecção de novos agentes biológicos, entendimento da modalidade de ação, compatibilidades, novas formulações, exploração de metabólitos, recomendação técnica assertiva e segurança alimentar e ambiental.
Como exemplo de sucesso, a pesquisa encontrou estirpes com maior capacidade de FBN, competitivas e adaptadas a condições edafoclimáticas dos cerrados, sendo determinantes para eficiência da FBN com a soja brasileira (Hungria et al., 2006; Hungria; Mendes, 2015). Ainda é necessário avançar em alguns segmentos pouco explorados, como o uso de biológicos no manejo de doenças foliares na cultura da soja, analisando os diferentes patossistemas, bem como, o desenvolvimento de bioinsumos a serem utilizados na mitigação dos estresses associados à seca, um dos grandes problemas já observados nos últimos anos, e visto como um dos grandes desafios a ser enfrentado no sistema de produção agrícola brasileiro.
Por parte da indústria, existe a necessidade de avanços quanto ao conhecimento da especificidade das cepas dos microrganismos e seus alvos biológicos, formulações inovadoras e de fácil manuseio, forma de armazenamento do produto formulado, compatibilidade com outros produtos, seletividade, estabilidade e vida de prateleira. Além de ampliar as relações públicas privadas, considerando o grande potencial científico das Instituições de pesquisa públicas.
Com relação a produção on-farm, a indústria deverá atender as licenças Federais, Estaduais e Municipais necessárias para a produção de agrotóxicos, assim, o processo de produção nesta modalidade garantirá os avanços no controle de qualidade e na segurança do processo produtivo. Os serviços de assistência técnica e consultoria agronômica deverão se capacitar para atender os produtores de forma assertiva quanto às orientações e recomendações de uso de bioinsumos.
O produtor rural deverá ter a percepção que a facilidade de manejo de pragas e doenças não é mais a mesma, os desafios serão muito maiores, e que ele terá um papel importante, para buscar reverter as condições de cultivo em desequilíbrio. Deverá passar por uma conscientização que irá necessitar fazer uso de agentes biológicos, que está trabalhando com microrganismos vivos, que devem chegar ao campo viáveis, precisam ter condições para se estabelecerem, bem como, investir em equipamentos apropriados para sua melhor performance.
E o consumidor, terá cada vez mais consciência dos benéficos de uma produção com redução de agroquímicos, e o emprego de bioinsumos, demandando cada vez mais por parâmetros relacionados à qualidade e segurança alimentar.
Um dos grandes desafios da agricultura regerativa será o entendimento por parte dos produtores e técnicos na correta utilização dos bioinsumos no manejo integrado de pragas e doenças, associados aos benefícios nutricionais e de bioestimulação. Portanto, a ampla adoção de bioinsumos no sistema de produção de soja está intrinsecamente ligada à geração de dados de pesquisa. Assim, é primordial o fomento de novos estudos visando o desenvolvimento de produtos inovadores, atrelado à difusão de tecnologia e capacitação técnica dos recomendantes e produtores.
BIBLIOGRAFIA E LINKS RELACIONADOS
Bioinsumos na cultura da soja / Maurício Conrado Meyer… [et al.] editores técnicos — Brasília, DF: Embrapa, 2022. 550 p.
BASRA, S.M.A.; IFTIKHAR, M.N.; AFZAL, I. Potential of moringa (Moringa oleifera) leaf extract as priming agent for hybrid maize seeds. International Journal of Agriculture & Biology, v. 13, p. 1006-1010, 2011.
DESOKY, E.-S. M.; ELSAYED, A. I.; MERWAD, A.-R.; RADY, M. M. Stimulating antioxidant defenses, antioxidant gene expression, and salt tolerance in Pisum sativum seedling by pretreatment using licorice root extract (LRE) as an organic biostimulant. Plant Physioloy and Biochemisty, v. 142, p. 292-302, 2019.
ELZAAWELY, A. A.; AHMED, M. E.; MASWADA, H. F.; XUAN, T. D. Enhancing growth, yield, biochemical, and hormonal contents of snap bean (Phaseolus vulgaris L.) sprayed with moringa leaf extract. Archives of Agronomy and Soil Science, v. 63, n. 5, p. 687-699, 2017. Doi: 10.1080/03650340.2016.1234042
FINDURA, P.; KOCIRA, S.; HARA, P.; PAWLOWSKA, A.; SZPARAGA, A.; KANGALOV, P. Extracts from Artemisia vulgaris L. in potato cultivation – preliminary research on biostimulating effect. Agriculture, v. 10, n. 356, 2020. Doi:10.3390/agriculture10080356
HOWLADAR, S. M. A novel Moringa oleifera leaf extract can mitigate the stress effects of salinity and cadmium in bean (Phaseolus vulgaris L.) plants. Ecotoxicology and Environmental Safety, v. 100, p. 69-75, 2014.
HUNGRIA, M.; MENDES, I. C. Nitrogen fixation with soybean: the perfect symbiosis? In: DE BRUIJN, F.J. (Ed.). Biological nitrogen fixation. vol.2. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 2015. p.1009-1023. (DOI: 10.1002/9781119053095.ch99).
HUNGRIA, M.; CAMPO, R. J.; MENDES, I. C.; GRAHAM, P. H. Contribution of biological nitrogen fixation to the N nutrition of grain crops in the tropics: the success of soybean (Glycine max L. Merr.) in South America. In: SINGH, R. P.; SHANKAR, N.; JAIWAL, P. K. (Eds.). Nitrogen nutrition and sustainable plant productivity. Houston, Texas: Studium Press, LLC, 2006. p. 43-93.
RADY, M. M.; DESOKY, E.-S. M.; ELRYS, A. S.; BOGHDADY, M. S. Can licorice root extract be used as an effective natural biostimulant for salt-stressed common bean plants? South African Journal of Botany, v. 121, p. 294-305, 2019.
REHMAN, H. U.; BASRA, S. M. A.; RADY, M. M.; GHONEIM, A. M.; WANG, Q. Moringa leaf extract improves wheat growth and productivity by delaying senescence and source-sink relationship. International Journal of Agriculture & Biololgy, v. 19, p. 479-484, 2017.
VALICENTE, F. H.; LANA, U. G. de P.; PEREIRA, A. C. P.; MARTINS, J. L. A.; TAVARES, A. N. G. Riscos à produção de biopesticida à base de Bacillus thuringiensis. Embrapa Milho e Sorgo. Circular Técnica, 239. 20p, 2018.
YAKHIN, O. I.; LUBYANOW, A. A.; YAKHIN, I. A.; BROWN, P. H. Biostimulants in plant science: a global perspective. Frontiers in Plant Science, v. 7, n. 2049, 2017.
