Uma nova descoberta ajuda a produzir arroz barato, limpo e saudável.

Figura (a): O arroz fertilizado com nano-selênio (RF+Se ENMS) apresenta melhor qualidade do que o arroz fertilizado com menos fertilizante (RF) ou o arroz cultivado convencionalmente (CK). Figura (b): Experimento de campo para testar as emissões de gases de efeito estufa do arroz suplementado com nano-selênio.

Abordando as limitações da Revolução Verde

Um dos principais motivos para o sucesso da "Revolução Verde" em meados do século passado foi a invenção de fertilizantes sintéticos ricos em nitrogênio, que permitiram aos agricultores aumentar significativamente a produtividade das colheitas. No entanto, esses fertilizantes apresentavam desvantagens, incluindo altos custos de produção, o processo de produção liberando grandes quantidades de dióxido de carbono (CO2) e o fato de grande parte do nitrogênio ser lixiviado.

A maioria das culturas absorve apenas cerca de 40 a 60% do nitrogênio que recebe, e isso é conhecido como eficiência de utilização de nitrogênio (EUN). No arroz, a EUN pode cair para apenas 30%, o que significa que 70% dos fertilizantes aplicados pelos agricultores acabam em rios, lagos e no mar. Isso contribui para a eutrofização, poluindo rios e lagos e causando uma série de outros problemas ambientais, além de resultar em um enorme desperdício de dinheiro gasto em fertilizantes.

Quando o nitrogênio entra no solo, interage com inúmeras reações químicas complexas e atividades microbianas. Esses processos, em última análise, produzem grandes quantidades de gases de efeito estufa potentes, como metano (CH4), amônia (NH3) e óxido nitroso (NO). A própria produção de fertilizantes nitrogenados também consome muita energia, contribuindo para o aumento das emissões globais.

Eficácia no campo

Em um estudo publicado nos Anais da Academia Nacional de Ciências (PNAS), uma equipe de cientistas da Universidade de Massachusetts-Amherst (EUA) e da Universidade de Jiangnan (China) mostrou que a aplicação de nanopartículas de selênio (nano-selênio) pode reduzir a quantidade de fertilizantes necessária no cultivo de arroz, mantendo a produtividade, melhorando o teor de nutrientes, a diversidade microbiana no solo e reduzindo as emissões de gases de efeito estufa.

Os autores também demonstraram, pela primeira vez, que esses tratamentos à base de selênio funcionam eficazmente em condições reais. Eles descobriram que, ao aplicar fertilizante de nano-selênio nas folhas e caules das plantas de arroz, o impacto ambiental negativo da fertilização nitrogenada foi reduzido em até 41% e os benefícios econômicos aumentaram em 38,2% por tonelada de arroz, em comparação com os métodos convencionais.

“Pulverizamos levemente a solução de nano-selênio nos arrozais em crescimento. Esse contato direto faz com que as plantas de arroz absorvam o selênio de forma muito mais eficiente do que com a aplicação de fertilizantes no solo”, explicou o professor Chuanxi Wang, coautor do estudo.

O selênio aumenta o processo de fotossíntese nas plantas em mais de 40%. O aumento da fotossíntese significa que as plantas absorvem mais CO2, que é então convertido em carboidratos. Esses carboidratos são transportados para as raízes, auxiliando no seu crescimento. Raízes maiores e mais saudáveis liberam mais compostos orgânicos, nutrindo bactérias benéficas no solo. Essas bactérias, por sua vez, atuam em simbiose com as raízes do arroz para absorver mais nitrogênio e amônia do solo, aumentando a eficiência do uso de nitrogênio (EUN) de 30% para 48,3%, enquanto reduzem a quantidade de óxidos de nitrogênio e amônia liberados na atmosfera em cerca de 19 a 46%.

Devido ao aumento na disponibilidade de nutrientes, as plantas de arroz apresentarão maior produtividade. Especificamente, os grãos de arroz serão mais nutritivos: o teor de proteína, de diversos aminoácidos essenciais e de selênio aumentará. Além disso, a equipe de pesquisa descobriu que a aplicação de nano-selênio permite aos agricultores reduzir suas necessidades de fertilizantes nitrogenados em 30%.

O cultivo de arroz é atualmente o meio de subsistência de mais de 3,5 bilhões de pessoas, o que representa mais de 43% da população mundial. Novas técnicas agrícolas prometem solucionar três problemas complexos: o crescimento da população global, as mudanças climáticas e o aumento dos custos econômicos e ambientais.

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