Inúmeros estudos estão sendo desenvolvidos sobre o microbioma humano e sua importância para a saúde. Uma relação similar existe entre microrganismos e o solo. Os fertilizantes são essenciais para a produção agrícola. Sem uma criteriosa reposição dos nutrientes do solo, pode ocorrer uma deficiência que diminui a produção e a qualidade dos alimentos. O excesso de fertilizantes pode contaminar água e solo, emitir gases de efeito estufa e afetar os microrganismos dos solos agrícolas, onde desempenham importantes funções.
Existem muitos estudos sobre a ciclagem de nutrientes pelo microbioma do solo, sendo o nitrogênio um exemplo didático. Ele é abundante no ar, mas em uma forma inacessível para as plantas e animais. A produção de amônia sintética é responsável por cerca de 2% das emissões globais de gases de efeito estufa (bit.ly/492GgmY). Mas existem plantas, como as leguminosas, que abrigam em suas raízes bactérias (rizóbios), que fixam o nitrogênio atmosférico em amônia, disponível para as plantas.
Bactérias GM
Os estudos sobre o microbioma humano permitiram desenvolver ferramentas que usadas para explorar o microbioma do solo, na busca de soluções mais sustentáveis. Estudos estão sendo realizados para tentar viabilizar a fixação de nitrogênio nas raízes de culturas não leguminosas (bit.ly/45xxOdg). A substituição parcial de fertilizantes por processos de fixação do nitrogênio atmosférico permite reduzir o seu escoamento e as emissões de N2O.
A tecnologia desenvolvida no Massachussetts Institute of Technology (MIT) está sendo comercializada por uma start up na forma de um líquido aplicado ao solo ou como revestimento de sementes (pivotbio.com/), não ficando claro qual a tecnologia utilizada. Estudos demonstraram que o seu uso poderia substituir 25% do nitrogênio sintético, mantendo a produtividade das lavouras. Na última safra, a tecnologia foi utilizada em 1,4 Mha nos EUA, em milho, trigo e girassol, com redução de 32.000 t de adubo nitrogenado, evitando a emissão de 220.000 toneladas de CO2 equivalente. Lembrando que uma tecnologia brasileira, desenvolvida pela Embapa Soja, utilizando a bactéria Azospirillum, obtém os mesmos resultados, na substituição de adubação nitrogenada (bit.ly/3r9lrW4)
Outro estudo do MIT investiga como as plantas e os microrganismos sinalizam uns aos outros para iniciar o processo de fixação de nitrogênio nas leguminosas, para a introdução de uma via de sinalização análoga nas culturas de cereais (bit.ly/3YZHLOk). Na Universidade da Califórnia, o prof. Eduardo Blumwald utiliza a edição gênica para modificar o genoma do arroz e aumentar a produção de compostos químicos que aumentam a atividade das bactérias fixadoras de nitrogênio (bit.ly/3EmqQfg). Já a profa. Lisa Stein, da Universidade de Alberta, trabalha com compostos químicos que reduzem as emissões de óxido nitroso, suprimindo a produção de nitratos pelos microrganismos do solo (bit.ly/3L3g41k). São pesquisas básicas, que geram conhecimento para o desenvolvimento de tecnologias, que permitirão ao agricultor usufruir de seus benefícios.
Algas azuis
As cianobactérias podem se espalhar por lagos de água doce, sequestrando gás carbônico e nutrientes, formando biofilmes na água ou na terra, possuindo capacidade de fixar o nitrogênio do ar e disponibilizá-lo às plantas. Algumas espécies penetram nos espaços intercelulares das plantas, criando uma simbiose favorável às bactérias e às plantas. As cianobactérias, aplicadas sobre as plantas e o solo e, além da fixação de nitrogênio podem providenciar metabólitos secundários benéficos para as plantas e podendo aumentar a retenção de água pelo solo.
Verifica-se que, tal como a crescente compreensão do microbioma humano revoluciona a medicina, a nossa crescente familiaridade com o microbioma do solo tem o potencial de transformar a agricultura.
O autor é engenheiro agrônomo, pesquisador da Embrapa Soja, membro do Conselho Científico Agro Sustentável e da Academia Brasileira de Ciência Agronômica.