Com o objetivo de ajudar a compreender a importância do microbioma do solo no desenvolvimento das culturas agrícolas, convidamos o Engº Alexandre Bazenga, especialista no tema e também formador do curso avançado Microbioma do Solo, Práticas Sustentáveis e Produtividade, desenvolvido pela AgroB, para uma breve conversa onde são abordados os principais pontos de destaque sobre o tema.
Vídeo: Conversa via Zoom com a Engº Alexandre Bazenga
Importa começar por perceber em que é que consiste o microbioma do solo e como é que pode contribuir para a agricultura atual que se revela cada vez mais consciencializada para a sustentabilidade.
Caraterizando de uma forma breve, o microbioma humano foi caraterizado há 64 anos e apenas 30 anos depois é que se descobriu que as plantas tinham um microbioma ou vários microbiomas. Em termos gerais, podemos dizer que o microbioma, seja nas plantas seja nos animais, são comunidades de microrganismos. Esta definição separa um pouco o conceito que tínhamos de fauna, flora, microbiológica ou microfauna, porque os microrganismos, na realidade, não são nem fauna nem flora porque não são animais nem plantas (respetivamente).
Mas afinal o que é o microbioma em termos de definição inicial e genérica? Para que se clarifique um pouco a ideia, o microbioma é o conjunto destas comunidades que estão num determinado sítio, por exemplo, no nosso intestino, no nosso cérebro e em vários outros órgãos. Estão presentes nos animais também e, no caso das plantas, temos o microbioma do solo que aquilo que trato o curso Microbioma do Solo, Práticas Sustentáveis e Produtividade. O microbioma do solo é o microbioma mais rico junto das plantas, mais diverso, mais rico, mais moroso. São várias comunidades de organismos entre as quais destaco os microrganismos mais importantes: bactérias, fungos, vírus, protozoários e arqueias – são muitos tipos de microrganismos, de dimensões diversas e complexidade também distinta. Estes microrganismos interagem entre si e com as plantas, e não se encontram só no solo, encontram-se também na filosfera (na parte aérea das plantas) e na endosfera (dentro das plantas).
A endosfera é a ligação à descoberta do microbioma nas plantas há 34 anos porque se descobriu a existência de uma bactéria que fixava azoto atmosférico na seiva da cana de açúcar, portanto, bem dentro da planta e de forma livre, sem estar associado como microrganismos conhecidos como os rizóbios que estão associados em simbiose com nódulos que os protegem. Neste caso não, descobriu-se que haviam bactérias que fixam azoto atmosférico por trocas gasosas através das várias porosidades das plantas – principalmente através dos estomas, mas outros também. Nas raízes, passa-se o mesmo porque estas são permeáveis e permitem também trocas gasosas com os gases que estão nas zonas de aerificação do solo, que são espaços entre as partículas solo onde se encontram muitos gases, entre os quais, azoto. Este azoto foi associado à descoberta dessa bactéria que fixa o azoto, que é uma das imensas bactérias associadas ao azoto.
O microbioma é assim o conjunto de comunidades. E digo comunidades porque não é nem uma espécie nem um tipo de microrganismo. As bactérias são os organismos em maior número e diversidade no microbioma do solo, mas também existem muitos fungos. A bactérias estão num nível complexidade entre os vírus e os fungos. Os vírus são mais simples, necessitam de estruturas celulares ou células para se desenvolverem e multiplicarem. Basicamente, controlam a célula para multiplicação e não têm muitas mais funções. As bactérias, por sua vez, apresentam muitas mais funções e os fungos ainda têm mais. E nós, consumidores, conhecemos estes microrganismos benéficos em muitos dos produtos que consumimos, como por exemplo, iogurtes, pão, bebidas alcoólicas, entre outros. Há muitos produtos que são o resultado de uma fermentação e situação semelhante acontece no solo, mas acaba por ser mais complexo ainda porque não se conhece exatamente que organismos estão presentes nele. Aliás, do microbioma do solo conhece-se, no máximo, 2% dos microrganismos nele presente e, portanto, há muitos que estão por caraterizar, mas há mais de 500 espécies de microrganismos caraterizados a nível mundial como benéficos. Mas do microbioma também fazem parte os microrganismos patogénicos. Portanto, nestas comunidades, estão presentes os microrganismos benéficos e aqueles que são prejudiciais às plantas. Resta dizer que umas vezes são prejudiciais a uma planta e em relação a outra planta podem não ser, podem ser indiferentes ou até ter algum efeito benefício. Estas relações são extremamente benéficas, e para além de ser extremamente aliciante, a descoberta destas relações ajuda-nos a perceber as interações que existem com as práticas que executamos nos solos e na agricultura, por exemplo na adição de fertilizantes.
É preciso também acrescentar, porque é muito importante, que a fertilização não acontece em nenhum processo sem a intervenção de microrganismos seja na assimilação ou mais tarde na transformação do nutriente em concreto. Na transformação do azoto já sabemos que há diversos microrganismos a intervir na fixação, na transformação do azoto elementar para amoniacal e depois do amoniacal para o nítrico (e aqui temos duas fases que são o nitroso e o nítrico e estas duas fases são importantes, sendo que numa destas fases há a libertação de um gás com efeito estufa e no qual os microrganismos também têm um papel na emissão de gases com efeito estufa). Portanto, o microbioma é isto, e dizer isto não é dizer nada porque, na realidade, o microbioma é extremamente complexo, mas muito importante, já que tem papéis na solubilização de nutrientes, na estimulação das plantas (do seu desenvolvimento radicular e da sua parte aérea), e mesmo sem estar em contacto físico direto, tem influência sobre o ambiente da rizosfera e sobre a parte aérea das plantas através da emissão de compostos voláteis. E, portanto, há muita complexidade do microbioma que pode e já está a ser utilizado na agricultura com efeitos muito importantes e muito marcantes e benéficos.
São muitas as funções que podemos obter da interação dos microrganismos com as plantas e depois há uma diferença interessante e curiosa que deixo para quem for mais proativo e curioso pesquisar, até na internet, onde podem encontrar imensas publicações científicas, que é a diferença entre microbioma, microbiota e metaboloma.
O microbioma são os microrganismos e as suas funções ou a sua expressão genética, refere-se às funções que desempenham e à influência que têm no meio com os outros e com as plantas. O metaboloma são os resultados desses processos e, portanto, diz respeito apenas aos metabolitos produzidos, como por exemplo ácidos orgânicos e aminoácidos. E o microbiota são as células sem pensarem no resultado da sua ação, ou seja, diz apenas respeito às células em termos físicos (como são exemplo a Azotobacter, Spirillium e Pseudomonas), sendo apenas as espécies em si, bacteriana ou fúngica, sem pensar no seu resultado. São diferenças teóricas em termos de definição para perceber a nomenclatura envolvida.
Considerando que atualmente já conhecemos um pouco mais do nosso solo, e apesar de ainda nos faltar muito mais para descobrir, já temos a plena noção da importância que este tem para o bom desenvolvimento das nossas culturas através dos inúmeros processos que nele ocorrem e no qual os microrganismos intervêm.
Assim sendo, como é que acha que podemos aproveitar estes novos conhecimentos, e em especial, o conhecimento sobre os microrganismos que habitam no solo, para recuperar e para contribuir para a cada vez mais necessária preservação da biodiversidade dos solos?
A biodiversidade é um dos temas mais atuais e mais presentes. Há organismos da FAO que dedicam muito trabalho à biodiversidade, havendo, inclusive, um relatório importantíssimo da FAO fácil de obter na internet, The State of Knowledge of Soil Biodiversity, onde é realizada uma caraterização da biodiversidade dos solos, não especificamente sobre os solos agrícolas, mas também sobre os solos agrícolas. A biodiversidade é descrita ao longo dos vários níveis de população que existem, em termos físicos, pela dimensão e pelas funções que desempenham, falando-se em macrofauna e mesofauna, desde os roedores, as conhecidas minhocas e todos os anelídeos que existem no solo e têm funções importantes no solo para metabolizar e alterar a matéria orgânica e, a partir daí, permitir disponibilizar mais nutrientes para as plantas, criar aglomerados no solo que são importantes para ter um processo de arejamento, permeabilização e de drenagem dos solos natural que é bastante importante. Os microrganismos intervêm não menos do que a macrofauna e mesofauna, acabando por intervir em maior quantidade e por apresentar um número de funções muitíssimo mais elevado. A quantidade de microrganismos no solo é extremamente elevada e há uma frase presente nas publicações da FAO que o comprova “uma colher de solo saudável tem mais microrganismos do que população humana na Terra”, portanto, mais de 8 biliões.
É importante a biodiversidade porquê? A biodiversidade permite uma melhor adaptação de tudo o que o solo tem instalado, sejam áreas florestais naturais ou agrícolas. Os microrganismos são muito ativos, proativos ou quase que se pode dizer que são inteligentes na ajuda que fornecem a todos os outros organismos que estão no solo (macrofauna e mesofauna) porque permitem criar um meio mais propício e favorável à sua sobrevivência, através da já referida disponibilização de nutrientes, do fornecimento do grau de humidade adequado e da sua manutenção durante mais tempo (importante na fase que estamos a viver de secas mais prolongadas), da edificação do solo e dos processos metabólicos. A biodiversidade engloba toda esta macrofauna, mesofauna e microrganismos, que são extremamente importantes porque interagem com a macrofauna e mesofauna. E sem a biodiversidade, quando faltam espécies marcantes e importantes em processos como a solubilização dos nutrientes, o processo vai falhar.
Já é conhecido que, por falta de biodiversidade, é sentida alguma deficiência ou desequilíbrio dos nutrientes, que faz com que hoje em dia os produtos agrícolas sejam muito menos ricos e diversos em nutrientes do que antigamente. Por exemplo, a própria FAO divulgou um dado muito importante e chocante: hoje temos de consumir oito laranjas para ter o mesmo nível de vitaminas e minerais que tinham os nossos avós com uma só laranja. E esta é uma consequência da biodiversidade porque há menos organismos a intervir no solo porque os solos estão a ficar um pouco mais degradados pelos químicos que introduzimos, pela compactação e pela falta de cobertura vegetal que favorece a biodiversidade.
Há deficiências de ferro em certas zonas do planeta que são extremamente importantes para o desenvolvimento infantil e juvenil, entre os quais, mental. Estas deficiências de ferro nos produtos agrícolas que consumimos para agentes iguais – não podemos comparar aquilo que consumimos hoje com aquilo que consumiam os nossos avós -, mas há falta de nutrientes em produtos agrícolas devido aos riscos e à perda de biodiversidade. A perda de biodiversidade tem como uma das consequências a perda de nutrientes, vitaminas e aminoácidos importantes nos alimentos que em pequena quantidade fazem uma grande diferença na saúde humana, dos animais e das plantas.
A biodiversidade, efetivamente está muito ligada à nutrição e à capacidade que os alimentos têm de fornecer nutrientes à população. Este tema leva-nos a outra questão que são as alterações climáticas. Hoje em dia, as alterações climáticas são uma preocupação que está cada vez mais presente na sociedade e aliás já são visíveis os seus efeitos através dos fenómenos extremos que temos observado nos últimos anos. Tendo presente tudo o que foi referido ao longo desta conversa, gostaria de saber como é que na sua opinião, o microbioma do solo e a sua biodiversidade poderão ajudar as plantas a prosperar num futuro próximo e que se adivinha cada vez mais difícil.
Sobre as alterações climáticas não há uma ciência que consiga fornecer respostas em concreto. Sabe-se como é que se pode compensar a questão dos gases com efeito estufa e sabe-se como é que se pode até sequestrar uma parte do carbono para reduzir o dióxido de carbono (CO2) na atmosfera. Mas as alterações climáticas são dependentes de muitos gases, não é só do CO2. São dependentes também do metano, mas o metano embora tenha um valor importante em termos percentuais nos gases com efeito estufa, é um gás que é recuperável num ciclo de 10-12 anos e, portanto, não tem a permanência de mais de 100 anos que tem o CO2. O CO2 para além de contribuir com 60% dos gases com efeito estufa (há quem dia 80%, depende um pouco das fontes e da forma como se conduzem os estudos), tem o problema que é a prevalência durante mais de 100 anos nas zonas superiores à atmosfera, fazendo o efeito estufa que vai gradualmente levando ao aumento da temperatura da superfície terrestre, dos oceanos e etc, com consequências para a produção agrícola porque não sabemos qual vai ser a capacidade das plantas resistirem a períodos de seca muito mais prolongados; sabemos que a distribuição da água é uma das consequências mais graves das alterações climáticas que já estão a acontecer e que já estamos a viver. Não significa que aconteça todos os anos da mesma forma e sempre igual, podem haver dois/três anos de agravamento dos períodos de seca e de escassez de água nos períodos de tempo e nas estações do ano em que temos mais necessidade de produção agrícola.
A distribuição da água já se está a verificar em zonas meridionais onde estamos inseridos, por exemplo, a zona do mediterrâneo e o sul dos Estados Unidos vão ser algumas das zonas mais afetadas, que são zonas de grande produção agrícola. A Ásia também será muito afetada pois encontra-se na mesma faixa e a África ainda pior porque é um continente muito grande e tem de si já problemas graves de água. Portanto, vai haver falta de água durante grande parte do ano, seis/sete meses durante o ano e haver água concentrada em dois/três meses apenas. Pelo contrário, nas zonas extremas do globo, por exemplo no norte do Hemisfério Norte e nas regiões mais a sul do Hemisfério Sul, vamos ter excesso de água. A água vai-se distribuir de forma muito mais heterogénea e o que vai acontecer é que os locais que não têm temperaturas adequadas à produção agrícola vão ter mais água e aquelas que têm temperaturas adequadas à produção agrícola, que somos nós, vão ter falta de água. Isto representa uma dificuldade porque temos temperatura, mas não temos água para as plantas se desenvolverem.
Como é que os microrganismos podem ajudar? Os microrganismos vão ajudar na manutenção ou compensar um pouco a manutenção de uma certa humidade no solo desde que se tenha o cuidado de não deixar o solo tão descoberto, mas sim com alguma cobertura, caso contrário estamos a dificultar a vida dos próprios microrganismos. É todo um sistema complexo e equilibrado. Portanto, deve-se procurar manter mais cobertura vegetal para permitir que os microrganismos sobrevivam mais tempo. Agora, não se sabe o que é que lhes vai acontecer em geral também. Isto porque nenhum ser vivo viveu alterações climáticas porque as últimas que se tem conhecimento têm milhões de anos, o problema da 5ª extinção de espécies importantes como os dinossauros já foi há muitos milhões de anos. As últimas alterações climáticas que levaram a uma profunda restruturação do sistema climático complexo do planeta já tem muitos milhões de anos. O que estamos a tentar observar e acompanhar é prever algumas consequências.
Uma das consequências poderá ser termos menos populações microbianas ativas no solo, mas por outro lado sabemos que os microrganismos ajudam as plantas em muitos stresses. Já sem pensar em alterações climáticas, numa situação normal, os microrganismos ajudam as plantas em momentos de stress, como escassez ou relativa escassez de água, escassez de nutrientes e incapacidade de assimilar nutrientes. Ao falar de nutrientes também falamos do potencial osmótico porque há substâncias do grupo dos açúcares que os microrganismos produzem e que compensam a diferença de potencial osmótico dentro e fora da planta, que são os osmólitos ou osmoprotetores. Estes metabolitos produzidos por microrganismos são extremamente importantes numa fase de alterações climáticas porque com a falta de água no solo e com períodos de seca mais prolongados no solo, vamos ter excesso de salinidade de forma natural. Contudo, evidentemente, se continuarmos a incorporar fertilizantes ao nível que fazemos hoje, com a seca mais prolongada, a salinidade vai ser muito superior há que tínhamos há 5 ou 10 anos atrás. Os riscos das plantas se desenvolverem em situações de salinidade são imensos, já temos áreas junto dos rios, por exemplo, a zona de Aveiro e do Tejo, com excesso de salinidade e essa salinidade tem de ser compensada com uma racionalização de nutrientes. Contudo, os microrganismos podem ter um papel importante e sabemos que têm na resistência das plantas a estas condições. Por exemplo, algumas espécies das bactérias Pseudomonas, produzem osmólitos e, portanto, numa exposição mais grave a alterações climáticas, estes microrganismos por produção de osmoprotetores, por criação de ambientes mais favoráveis (maior humidade ou manutenção da humidade) e até pelo sequestro do carbono.
Os microrganismos contribuem no ciclo do azoto para libertar óxido nitroso que é outro gás extremamente grave que tem uma permanência de mais de 100 anos na atmosfera e vem das próprias fermentações bacterianas do solo e dos processos de transformação dos fertilizantes. Portanto, se eu acrescentar fertilizantes, azotados principalmente, tenho mais óxido nitroso a ser libertado para atmosfera por intervenção ou sem intervenção das bactérias, pela transformação do azoto no solo, mas há um efeito importante que é a retenção do carbono. E aqui, os microrganismos têm um papel extremamente importante. A retenção e o sequestro do carbono podem-se conseguir através de mais cobertura vegetal.
E tem de ser em área agrícola porque as áreas florestais estão a ser devastadas por incêndios todos os anos. Ou seja, tem de ser a agricultura a ter uma intervenção direta e positiva nas alterações climáticas para sequestrar e recuperar carbono da atmosfera. Contudo, não é possível fazê-lo sem a intervenção dos microrganismos. E os microrganismos, pelos processos de transformação da matéria orgânica no solo dos resíduos vegetais, vão reter carbono no solo. E essa retenção de carbono é um papel muito ativo do microbioma do solo na compensação das alterações climáticas e no sequestro do carbono da atmosfera.
Este tema é complexo e não é fácil de explicar de uma forma mais simples, mas acho que é interessante que os técnicos intervenientes tenham cada vez mais conhecimento e eles próprios sejam estudiosos e investigadores destas matérias porque não há uma pessoa que consiga transmitir o conhecimento todo, mas há formas de alertar para aspetos importantes como a biodiversidade, as alterações climáticas e as funções do microbioma para podermos nós próprios, cada técnico, ir investigar e estudar mais nas suas condições concretas e na sua produção agrícola aquilo que ela precisa e nos seus solos conseguir utilizar os conhecimentos sobre microbioma, que é o objetivo do curso.
Gostaria de saber mais sobre esta temática?
Acompanhe o Engº Alexandre Bazenga no curso Microbioma do Solo, Práticas Sustentáveis e Produtividade da pela AgroB!
