Novas fronteiras no uso de nanomateriais na agricultura

Dr. Susilaine M. Savassa, pesquisadora no Laboratório de Nanotecnologia Ambiental do Instituto de Ciência e Tecnologia da Unesp campus Sorocaba

susisavassa@gmail.com

A crescente busca por maior produtividade em uma mesma área de plantio está acelerando a corrida por nanomateriais com essa finalidade. Mas o que são os nanomateriais? Não existe um consenso na definição, mas as diferentes definições trazem que são partículas com um tamanho entre 1 e 100 nanometros (comparativamente, um vírus tem aproximadamente 100 nanometros). Os nanomateriais possuem características, tais como solubilidade, coloração e afinidade química, que diferem daquelas observadas em materiais de mesma composição em maior escala de tamanho. Com essas particularidades citadas, busca-se entender como os nanomateriais afetam as plantas, para assim se extrair o seu máximo potencial na agricultura.

O artigo publicado recentemente por Savassa et al., na revista Environmental Science: Nano mostra como diferentes nanomateriais a base de prata interagem com o tegumento (a casquinha) do feijão (Phaseolus vulgaris)(1). Como se trata de partículas muito pequenas e de um tecido da planta que contém diferentes estruturas, os pesquisadores fizeram uso de técnicas de análise que utilizam uma fonte poderosa de radiação, a radiação síncrotron. Essa radiação é proveniente de grandes aceleradores de partículas. No Brasil nós temos o Sirius, localizado em Campinas, no estado de São Paulo. O trabalho reportado na Environmental Science: Nano utilizou uma fonte de radiação síncrotron localizada em Grenoble na França.

As sementes de feijão foram tratadas com um sal contendo prata e duas diferentes nanoparticulas a base de prata. Na figura abaixo podemos observar que dependendo da composição da nanopartícula ela interage mais ou menos com o tegumento do feijão. Podemos observar pela imagem (a) da figura que o tegumento do feijão é composto de diferentes estruturas listadas aqui da parte externa para a parte interna (em contato com o embrião do grão de feijão): cutícula, epiderme, macrosclereides, osteosclereides, camadas de parênquima. As partes em coloração vermelha/rosa mostram a presença de prata. No tratamento com o sal (b) observa-se maior interação com os tecidos da parte externa, já a nanoparticula metálica (c) apresenta pontos com prata em tecidos na região interna, enquanto que a de sulfeto de prata (d) não interagiu com os tecidos.

Figura 1. Cortes transversais do tegumento de Phaseolus vulgaris. (a) microscopia de luz após método de coloração com azul de toluidina. É possível observar a epiderme composta por macrosclereídeos que é recoberta por uma camada externa (cutícula) (b) - (d) mapas químicos obtidos por fluorescência de raios X com microssonda (μ-XRF) mostrando as distribuições de prata (vermelho), fósforo (verde) e enxofre (azul) das seções de sementes exposto a: (b) sal AgNO3 100 mg/L, (c) nanopartícula de prata metálica 100 mg/L e (d) a nanopartícula de sulfeto de prata (Ag2S) 100 mg Ag/L. Os números de 1 a 5 indicam as regiões analisadas. C - cutícula, EP - epiderme, MS - macrosclereídeos, OS - osteosclereides, PA - camadas de parênquima.

Sendo assim, dependendo da composição do nanomaterial ele pode ser utilizado para tratamento de sementes, melhorando sua germinação e possivelmente melhorando também a produção de uma determinada cultura. Esse tipo de estudo é de extrema importância para o entendimento do mecanismo de ação de um nanomaterial num determinado tecido. Esse consiste em dos primeiros passos no desenvolvimento de fertilizante ou defensivo de base nanotecnológica.

Referência

(1) Savassa, S. M. M.; Castillo-Michel, H.; Pradas del Real, A. E.; Reyes-Herrera, J.; Rodrigues Marques, J. P.; Pereira de Carvalho, H. W. W. Ag Nanoparticles Enhancing Phaseolus vulgaris Seedling Development: Understanding Nanoparticles Migration and Chemical Transformation across Seed Coat. Environmental Science: Nano 2021. https://doi.org/10.1039/D0EN00959H.