Alternativas aos fertilizantes sem organismos vivos: vias modernas para a nutrição sustentável das plantas

À medida que a agricultura avança rumo à sustentabilidade, muitos agricultores e gestores de terras procuram ativamente alternativas de fertilizantes orgânicos que não contenham organismos vivos. Embora os organismos vivos tenham historicamente contribuído para a fertilidade do solo, nem sempre são práticos ou desejáveis devido à variabilidade dos nutrientes, aos riscos de agentes patogénicos, às questões logísticas, ao odor, às perdas de nutrientes e à pressão regulamentar.

Ao mesmo tempo, os avanços na ciência das plantas e dos solos demonstraram que uma nutrição eficaz das culturas não requer estrume. Em vez disso, a eficiência dos nutrientes, os processos na zona radicular e a compatibilidade biológica são cada vez mais reconhecidos como os principais motores da produtividade sustentável (FAO, 2023). Isto levou ao desenvolvimento de alternativas de fertilizantes sem estrume que são mais precisas, previsíveis e escaláveis.

Por que razão a agricultura está a ir além da nutrição sem recorrer a organismos vivos

O estrume fornece matéria orgânica e nutrientes, mas também apresenta desafios bem documentados:

• Composição nutricional inconsistente
• Risco de lixiviação de nitratos e escoamento de fósforo
• Agentes patogénicos e sementes de ervas daninhas
• Restrições de transporte e aplicação
• Adequação limitada para a silvicultura, a horticultura e sistemas de precisão em grande escala

Estas limitações suscitaram interesse em alternativas de fertilizantes sem organismos vivos, que forneçam nutrientes com maior fiabilidade e menor risco ambiental (FAO, 2023; USDA NRCS, 2022).

Nutrição vegetal sem organismos vivos: uma perspetiva da zona radicular

As plantas não necessitam de um organismo vivo em si; necessitam de nutrientes em formas que as raízes possam absorver eficientemente. A absorção de nutrientes é regida por:

• Arquitetura radicular e área de superfície
• Forma química dos nutrientes
• Calendário e localização na rizosfera
• Interações com os microrganismos do solo

Estudos sobre os fenótipos radiculares demonstraram que aumentar a área de superfície radicular efetiva é, muitas vezes, mais importante do que aumentar o fornecimento total de nutrientes (Lynch, 2019; Gregory, 2006). As estratégias modernas de fertilização sem estrume centram-se, portanto, na eficiência da zona radicular, em vez da simples aplicação de grandes quantidades de nutrientes.

Fontes de azoto orgânico sem organismos vivos

Azoto proveniente de aminoácidos

Um dos avanços mais significativos no domínio das alternativas aos fertilizantes sem organismos vivosé a utilização de azoto orgânico fornecido sob a forma de aminoácidos.

Contrariamente aos modelos apresentados nos manuais mais antigos, vários estudos sujeitos a revisão por pares demonstraram que as plantas podem absorver diretamente aminoácidos intactos do solo, contornando a necessidade de uma mineralização microbiana completa (Näsholm et al., 1998; Näsholm et al., 2009; Jones et al., 2005).

Azoto proveniente de aminoácidos:

• Não é microbiano e é quimicamente estável
• Não entra em concorrência com os micróbios benéficos do solo
• Pode melhorar a eficiência na utilização do azoto
• Favorece o desenvolvimento precoce das raízes e a atividade metabólica

No entanto, os produtos à base de aminoácidos variam consideravelmente em termos de composição e desempenho.

A arginina como fonte preferencial de azoto orgânico

Fundamentos científicos da investigação de Torgny Näsholm

A investigação liderada pelo Professor Torgny Näsholm alterou profundamente a compreensão da nutrição nitrogenada das plantas, ao demonstrar a absorção direta de formas orgânicas de azoto pelas plantas, incluindo espécies lenhosas e culturas (Näsholm et al., 1998; Näsholm et al., 2009).

Entre os aminoácidos, a arginina ocupa uma posição única no metabolismo do azoto das plantas:

• A arginina apresenta a maior relação nitrogénio/carbono de todos os aminoácidos proteinogénicos, o que a torna um transportador eficiente de nitrogénio (Winter et al., 2015).
• Funciona como uma importante molécula de armazenamento e transporte de azoto nas plantas (Slocum, 2005; Winter et al., 2015).
• O metabolismo da arginina está intimamente ligado ao crescimento das plantas, à resposta ao stress e à remobilização do azoto (Winter et al., 2015).

Estas propriedades explicam por que razão a arginina é frequentemente identificada na literatura sobre fisiologia vegetal como uma forma preferencial de azoto orgânico, especialmente em condições em que a eficiência do azoto é fundamental.

Por que a formulação é importante: misturas versus sistemas de arginina de composto único

Muitos fertilizantes comerciais à base de aminoácidos são misturas complexas, frequentemente derivadas de hidrolisados de proteínas. Embora estas misturas possam conter arginina, também incluem dezenas de outros aminoácidos em proporções variáveis.

As limitações científicas e práticas das formulações mistas incluem:

• Proporções inconsistentes de aminoácidos
• Variabilidade entre lotes
• Fornecimento de azoto menos previsível em grande escala

Em contrapartida, os sistemas de arginina de composto único centram-se na administração da arginina numa forma química definida. Quando a arginina é complexada com fósforo numa formulação estável, permite:

• Análises químicas precisas e repetíveis de nutrientes
• Elevada consistência entre lotes
• Escalabilidade em grandes aplicações comerciais e florestais
• Fornecimento coordenado de azoto e fósforo na interface raiz-solo

A importância da consistência da formulação é amplamente reconhecida na investigação sobre a eficiência dos nutrientes e na gestão da zona radicular (Gregory, 2006; Lynch, 2019). As estratégias de formulação específicas para cada produto estão documentadas na literatura técnica da empresa (Arevo AB, 2023; Arevo AB, 2024).

Bioestimulantes sem organismos vivos como complementos de fertilizantes

Os bioestimulantes constituem um pilar fundamental das estratégias de fertilização sem utilização de estrume. De acordo com definições amplamente aceites, os bioestimulantes não funcionam como fertilizantes, mas estimulam processos vegetais que melhoram a eficiência na utilização de nutrientes (du Jardin, 2015).

Os efeitos bioestimulantes documentados incluem:

• Aumento da proliferação das raízes finas
• Aumento da área da superfície da zona radicular
• Aumento da atividade do transportador de nutrientes
• Maior tolerância ao stress abiótico

Os sistemas à base de arginina situam-se na intersecção entre a nutrição com azoto orgânico e a bioestimulação, contribuindo tanto para o metabolismo do azoto como para a arquitetura radicular (Winter et al., 2015; Rouphael & Colla, 2020).

Estratégias nutricionais compatíveis com microrganismos e não microbianas

Uma vantagem importante das alternativas de fertilizantes à base de arginina sem organismos vivos é que são insumos não vivos. Isto significa que:

• Não confie em micróbios inoculados
• Não competem diretamente com as comunidades microbianas nativas do solo
• Mantêm-se estáveis em todos os tipos de solo e climas

Estudos a longo prazo demonstraram que a forma dos nutrientes influencia a dinâmica microbiana do solo e que o excesso de azoto mineral pode reduzir a diversidade microbiana (Geisseler & Scow, 2014).

As fontes de azoto orgânico não microbianas podem, portanto, complementar, em vez de perturbar, a biologia do solo existente (Lambers et al., 2009).

Vantagens das alternativas aos fertilizantes sem organismos vivos

Quando integradas numa estratégia global de gestão de nutrientes, as alternativas de fertilizantes sem estrume podem proporcionar:

• Fornecimento previsível de nutrientes
• Maior eficiência na utilização do azoto
• Redução das perdas de nutrientes e das emissões
• Compatibilidade com a agricultura de precisão
• Melhoria no desenvolvimento radicular e na resiliência das culturas
• Logística simplificada e conformidade regulamentar

Estes benefícios assumem cada vez mais importância nas culturas em linha, na silvicultura, na horticultura e nos sistemas regenerativos.

Conclusão

O futuro da nutrição das culturas não depende de organismos vivos. Os avanços na fisiologia vegetal e na ciência do solo — em particular a descoberta da absorção direta de azoto orgânico— abriram novos caminhos para a gestão sustentável da fertilidade.

Entre estas, destacam-se as alternativas de fertilizantes à base de arginina sem organismos vivos, devido à sua eficiência bioquímica, compatibilidade biológica e precisão de formulação. Ao centrarem-se nos processos da zona radicular, em vez da aplicação massiva de nutrientes, estes sistemas permitem uma agricultura escalável, previsível e ambientalmente responsável.

Referências

• Näsholm, T., Ekblad, A., Nordin, A., Giesler, R., Högberg, M., & Högberg, P. (1998). As plantas da floresta boreal absorvem azoto orgânico. Nature, 392, 914–916.https://www.nature.com/articles/31921
• Näsholm, T., Kielland, K., & Ganeteg, U. (2009). Absorção de azoto orgânico pelas plantas. New Phytologist, 182(1), 31–48.https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1469-8137.2008.02751.x
• Jones, D. L., Healey, J. R., Willett, V. B., Farrar, J. F., & Hodge, A. (2005). Absorção de azoto orgânico dissolvido pelas plantas. Soil Biology & Biochemistry, 37(3), 413–423.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038071704002573
• Winter, G., Todd, C. D., Trovato, M., Forlani, G., & Funck, D. (2015). Metabolismo da arginina nas plantas. Journal of Experimental Botany, 66(14), 4087–4099.https://academic.oup.com/jxb/article/66/14/4087/2884735
• Slocum, R. D. (2005). Genes, enzimas e regulação da biossíntese da arginina nas plantas. Plant Physiology and Biochemistry, 43(8), 729–745.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0981942805001518
• Lynch, J. P. (2019). Fenótipos radiculares para uma melhor captação de nutrientes. Plant Physiology, 180(2), 768–779.https://academic.oup.com/plphys/article/180/2/768/6117438
• Gregory, P. J. (2006). Raízes das plantas: crescimento, atividade e interação com os solos. Blackwell Publishing.https://onlinelibrary.wiley.com/doi/book/10.1002/9780470995563
• Lambers, H., Mougel, C., Jaillard, B., & Hinsinger, P. (2009). Interações planta-micróbio-solo na rizosfera. Plant and Soil, 321, 83–115.https://link.springer.com/article/10.1007/s11104-009-0042-x
• Geisseler, D., & Scow, K. M. (2014). Efeitos a longo prazo dos fertilizantes minerais nos microrganismos do solo. Soil Biology & Biochemistry, 75, 54–63.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038071714001264
• du Jardin, P. (2015). Bioestimulantes vegetais: definição, conceito, principais categorias e regulamentação. Scientia Horticulturae, 196, 3–14.https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0304423815300538
• Rouphael, Y., & Colla, G. (2020). Bioestimulantes na agricultura. Frontiers in Plant Science, 11, 40.https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fpls.2020.00040/full
• FAO. Gestão sustentável dos nutrientes do solo. https://www.fao.org/soils-portal/soil-management/en/
• USDA NRCS. Saúde do solo e gestão de nutrientes. https://www.nrcs.usda.gov/conservation-basics/natural-resource-concerns/soil/soil-health
• Arevo AB. (2023). Aplicação de azoto orgânico à base de arginina: ativação da zona radicular e eficiência nutricional. Documento técnico. https://arevo.se/science
• Arevo AB. (2024). Absorção de azoto orgânico e eficiência da zona radicular em diferentes culturas e sistemas florestais. Resumos de investigação. https://arevo.se/research

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