Exclusivo: nanotecnologia abre nova fronteira para a agricultura brasileira

A nanotecnologia é uma das principais aliadas da agricultura moderna, ao permitir o uso mais eficiente de insumos, reduzir impactos ambientais e ampliar a resiliência das lavouras.

Em entrevista exclusiva ao Mundo Agro, Adriano Arrué Melo, Leonardo Fraceto e Halley Caixeta Oliveira, pesquisadores do INCT NanoAgro, explicam como essas inovações estão saindo do laboratório e chegando ao campo.

Mundo Agro: Quais são os principais benefícios da nanotecnologia aplicada à agricultura?

Adriano Arrué Melo: Uma das grandes vantagens de se utilizar nanotecnologia na agricultura é possibilidade de desenvolvimento de formulações mais inteligentes e eficazes, permitindo um melhor uso de insumos. Dessa maneira, potencializando os ingredientes ativos e se obtendo um melhor controle das pragas no campo.O que são nanoinsumos e por que eles são importantes para o futuro do campo?

Mundo Agro: O que são nanoinsumos e por que eles são importantes para o futuro do campo?

Adriano Arrué Melo: Uma vez que insumos na agricultura podem ser entendidos como moléculas sintéticas, produtos biológicos, fertilizantes, sementes etc, os nanoinsumos seriam alternativas a base de nanotecnologia que podem ser aplicadas em diferentes segmentos, trazendo assim benefícios para aumento de produtividade, melhoria da proteção de culturas e aumento da sustentabilidade na agricultura.

Mundo Agro: Qual é o papel do INCT NanoAgro no desenvolvimento dessas tecnologias?

Leonardo Fraceto: O INCT NanoAgro hoje é a maior referência em nanotecnologia para agricultura no país. Fato esse, que pode ser comprovado quando analisamos o número de trabalhos publicados pelos seus pesquisadores, mas principalmente pelo alto número de patentes geradas e tecnologias em fase de licenciamento para a indústria, bem como projetos de co-desenvolvimetno com o setor industrial. Sendo assim, o papel do INCT NanoAgro é fundamental para o crescimento da utilização da nanotecnologia na agricultura brasileira.

Mundo Agro: De que forma as nanoformulações podem diminuir o uso de defensivos agrícolas na cultura da soja?

Adriano Arrué Melo: A principal forma de reduzir o uso de defensivos em soja é termos uma melhor eficácia das nossas aplicações. A nanotecnologia potencializa os defensivos agrícolas, portanto, em determinadas situações podemos reduzir o número de entradas na lavoura, bem como redução de doses devido a novos mecanismos de direcionamento de ativos promovidos pela nanotecnologia, gerando dessa maneira uma economia real aos agricultores nos gastos com insumos, um aumento de produção e uma minimização de impactos ao ambiente.

Mundo Agro: Como a nanotecnologia pode ajudar o Brasil a produzir mais alimentos sem aumentar os danos ao meio ambiente?

Leonardo Fraceto: O uso de defensivos agrícolas é uma das bases para que o Brasil siga com seu papel de celeiro do mundial. Todavia, o uso inadequado desses produtos resulta em prejuízos ao ambiente e à saúde humana.

Desta forma, quando temos uma tecnologia que potencializa esses produtos, temos uma alternativa extremamente valiosa para que possamos produzir mais e minimizar os impactos.

Cabe destacar também, que por serem tecnologias novas, os impactos destas precisam ser avaliados e este também é um dos focos do INCTNanoAgro.

Mundo Agro: Em uma palavra, como o senhor definiria a nanotecnologia aplicada ao agronegócio?

Leonardo Fraceto: Inovação. Quando melhoramos um processo já existente, estamos gerando uma inovação, que é o que realmente move a agricultura brasileira.

Mundo Agro: Como a nanotecnologia pode ajudar a reduzir o desperdício de frutas após a colheita?

Halley Caixeta Oliveira: No contexto da redução do desperdício de frutas, também foram desenvolvidas nanopartículas de quitosana associadas a doadores de óxido nítrico, com a finalidade de retardar o processo de amadurecimento.

Essa abordagem resultou, inclusive, no depósito de uma patente, na qual se demonstrou que o tratamento dos frutos com nanoquitosana contendo doadores de óxido nítrico promoveu um atraso significativo no amadurecimento, mesmo quando aplicado em concentrações muito baixas. Como consequência, observou-se um aumento expressivo no tempo de armazenamento e na vida útil pós-colheita dos frutos.

O efeito do óxido nítrico no retardamento do amadurecimento já é bem conhecido, especialmente em frutos classificados como climatéricos, nos quais esse gás atua regulando processos fisiológicos associados à respiração e à produção de etileno.

No entanto, a aplicação direta do óxido nítrico apresenta limitações importantes, uma vez que se trata de um gás altamente reativo, cuja liberação depende de doadores químicos que, por sua vez, tendem a ser instáveis.

A encapsulação desses doadores de óxido nítrico em nanopartículas de quitosana surge como uma solução eficiente para superar essas limitações. A nanoquitosana confere maior estabilidade aos doadores de NO e permite uma liberação controlada e prolongada do gás ao longo do tempo.

Essa estratégia potencializa os efeitos fisiológicos do óxido nítrico, viabilizando sua aplicação prática no manejo pós-colheita. Como resultado, torna-se possível aumentar o tempo de prateleira e prolongar a vida útil de frutos climatéricos após a colheita, contribuindo de forma significativa para a redução do desperdício de alimentos e para a melhoria da eficiência das cadeias de armazenamento e distribuição.

Mundo Agro: Como as nanopartículas de quitosana ajudam as plantas em períodos de estiagem?

Halley Caixeta Oliveira: Essas mesmas nanopartículas de quitosana associadas a doadores de óxido nítrico (NO) são capazes de estimular os mecanismos de defesa e resistência das plantas frente a estresses abióticos, especialmente aqueles de origem ambiental, como a seca. Já é bem estabelecido na literatura científica que o óxido nítrico atua como uma molécula sinalizadora fundamental na ativação de respostas fisiológicas que aumentam a tolerância das plantas ao déficit hídrico e à escassez de água. A incorporação do doador de óxido nítrico à matriz de quitosana potencializa esse efeito. A quitosana exerce um papel protetor adicional, ao mesmo tempo em que possibilita maior estabilidade do óxido nítrico, promovendo sua liberação controlada e uma interação mais eficiente com os tecidos vegetais. Essa combinação tecnológica resulta em maior durabilidade do composto, melhor absorção pela planta e aumento da efetividade do óxido nítrico, somando-se ao efeito intrínseco da própria quitosana na indução de respostas de defesa contra estresses ambientais, como a seca. Essas abordagens já foram testadas experimentalmente, inclusive por meio do tratamento de sementes. Os resultados demonstraram que a aplicação dessa nanoformulação em sementes aumenta significativamente a resistência das plantas ao estresse hídrico em estádios posteriores de desenvolvimento. Esse efeito foi observado em diferentes culturas de relevância agrícola, como arroz, milho, trigo e soja. Além do tratamento de sementes, a tecnologia também foi avaliada por meio da aplicação no substrato e no sulco de plantio, bem como por pulverização foliar, como no caso da cana-de-açúcar. De forma geral, o uso da nanotecnologia permite uma entrega mais eficiente e controlada do óxido nítrico às plantas, por diferentes vias de aplicação, induzindo respostas fisiológicas de defesa mais consistentes e duradouras frente a estresses ambientais. Essa estratégia reforça o potencial da nanotecnologia como ferramenta para o desenvolvimento de sistemas agrícolas mais resilientes às mudanças climáticas.

Mundo Agro: Por que a transformação de resíduos da pecuária em nanomateriais é considerada uma prática sustentável?

Halley Caixeta Oliveira: A quitosana é um polímero obtido a partir da quitina, uma substância presente em resíduos da indústria pesqueira e de frutos do mar, especialmente nas carapaças de crustáceos como camarões e caranguejos.

Essas carapaças, geralmente descartadas como resíduos, são ricas em quitina e podem ser transformadas em quitosana, um material biocompatível e biodegradável. Dessa forma, um resíduo potencialmente poluente passa a ser convertido em um insumo de alto valor agregado, com diversas aplicações tecnológicas.

Na área da nanotecnologia, a quitosana pode ser utilizada como carreador de substâncias, permitindo o transporte controlado e eficiente de compostos de interesse agrícola.

Além disso, pesquisas desenvolvidas por grupos da Universidade Federal de Mato Grosso, incluindo o professor Ailton Terezo, investiga o aproveitamento de resíduos da suinocultura, especialmente efluentes gerados nesse sistema produtivo, para a síntese de pontos quânticos de carbono.

Esses nanomateriais constituem um tipo de nanopartícula capaz de promover melhorias na fotossíntese das plantas, aumentar a eficiência no uso de nutrientes e fortalecer os mecanismos de defesa contra estresses ambientais.

O uso desses resíduos agropecuários para a produção de nanopartículas apresenta benefícios ambientais e econômicos relevantes. Os efluentes da suinocultura, quando manejados de forma inadequada, podem causar contaminação ambiental e demandam elevados custos para tratamento e manutenção de lagoas de decantação.

Ao serem reaproveitados como matéria-prima para o desenvolvimento de nanomateriais com aplicação na agricultura e no reflorestamento, esses resíduos deixam de ser um passivo ambiental e passam a integrar soluções sustentáveis, alinhadas aos princípios da economia circular e da inovação tecnológica.

Mundo Agro: Qual é a importância da biofortificação do arroz com nanopartículas de selênio?

Halley Caixeta Oliveira: Outra aplicação relevante da nanotecnologia na agricultura é a biofortificação de culturas, estratégia que consiste na aplicação de nanopartículas contendo elementos com valor nutricional ou efeito benéfico, tanto para o desenvolvimento das plantas quanto para a saúde humana.

O objetivo dessa abordagem é aumentar a absorção, a eficiência de uso e o acúmulo desses elementos nos tecidos vegetais, elevando o valor nutricional dos alimentos produzidos. Um exemplo expressivo é a biofortificação do arroz com selênio.

O selênio é um micronutriente essencial, amplamente reconhecido por seu papel nos mecanismos de defesa antioxidante do organismo humano, além de contribuir para o funcionamento adequado do sistema imunológico.

Por meio do tratamento do arroz com nanopartículas de selênio, observa-se um aumento significativo na absorção desse elemento pelas plantas, bem como uma melhor distribuição do micronutriente em seus tecidos.

Como consequência, os grãos colhidos apresentam maiores teores de selênio, resultando em um alimento nutricionalmente mais enriquecido. Esse aumento no conteúdo de selênio no arroz está diretamente associado à elevação de sua atividade antioxidante, o que amplia seus benefícios à saúde humana.

Assim, a nanotecnologia aplicada à biofortificação se mostra uma estratégia promissora para a produção de alimentos mais nutritivos, contribuindo para a segurança alimentar e para a promoção da saúde da população.

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