Tratamento de sementes de soja com nano Zn

Gabriel Sgarbiero Montanha, doutorando em Química na Agricultura e no Ambiente , CENA/USP

gabriel.montanha@usp.br

Tratamento de sementes: a dinâmica de nanopartículas de zinco em soja

A nutrição adequada das plantas é um dos pilares fundamentais para o alto rendimento das culturas agrícolas (DAY, 2008). O tratamento de sementes tem chamado a atenção como uma abordagem promissora e economicamente viável para a nutrição vegetal. Diversos benefícios são associados a este, como maior taxa de germinação, menor susceptibilidade das plântulas (plantas recém germinadas) a ataques de patógenos e maior resistência a estresses abióticos, como seca, por exemplo (CAKMAK, 2008; MAHDIEH et al, 2008).

Os nanomateriais vêm sendo explorados na pesquisa agrícola nas últimas duas décadas. Em princípio, suas propriedades podem ser benéficas à nutrição de plantas, destacadamente a capacidade de liberação controlada de nutrientes (Peters, 2016). Um estudo conduzido pelo Laboratório de Instrumentação Nuclear do Centro de Energia Nuclear na Agricultura da Universidade de São Paulo (LIN, CENA/USP) avaliou o efeito do tratamento de sementes de soja sobre o desenvolvimento das plântulas. Além disso, o estudo investigou qual fração dos tratamentos era efetivamente incorporada pelas plântulas. Os tratamentos foram nanopartículas de óxido de zinco com 40 nanômetros de diâmetro, óxido de zinco com tamanho convencional, ou seja, micrométrico, e sulfato de zinco. As sementes foram tratadas com uma dose de 4 g de zinco por quilograma de semente.

As análises mostraram que a maior parte do zinco aplicado se encontrava no tegumento das sementes tratadas e sua forma química não se alterara. Além disso, análises por microscopia eletrônica de varredura mostraram que as nanopartículas se agrupam ao longo da epiderme e alteram a morfologia da cutícula das sementes.

As sementes tratadas foram semeadas em solo com baixo teor de zinco e cultivadas durante 14 dias em uma câmara de germinação com luminosidade, fotoperíodo e temperatura controladas. Os tegumentos foram coletados logo após a germinação. A taxa de germinação das sementes tratadas com o óxido de zinco, independente do tamanho da fonte, foi significativamente maior do que àquelas tratadas com sulfato de zinco e as do grupo controle.

Ao final do experimento, as plantas foram coletadas e medidas. Suas raízes e parte aérea divididas e a quantidade de Zn determinadas por meio da técnica de espectrometria de fluorescência de raios X por energia dispersiva (EDXRF). Essas análises revelaram que apesar de influenciar a germinação, o desenvolvimento primário das plantas não foi afetado. No entanto, do Zn aplicado nas sementes, apenas 4-13% do foram encontrados na parte aérea, 3-11% nos tegumentos coletados logo após a germinação, indicando que a maior parte do Zn aplicado nas sementes (84-85%) permanece no solo após a germinação, conforme confirmado por análise química dos solos utilizando o extrator DTPA.

Esse estudo revelou que na dose utilizada (4 g de Zn por kg semente), independente do tamanho das partículas, o ZnO aumenta a taxa de germinação das sementes de soja. Além disso, a maior parte do Zn aplicado permanece no solo após a germinação, sugerindo que a técnica pode ser uma alternativa custo-efetiva de repor os nutrientes e evitar problemas associados à deficiência ao longo da totalidade do ciclo de desenvolvimento das culturas.

Figura 1. Esquema experimental empregado por Montanha et al. Sementes de soja foram tratadas com 4 g de Zn por kg de sementes oriundos de nanopartículas ZnO (40 nm), ZnO de tamanho convencional (5 µm) e ZnSO4, uma fonte solúvel. A concentração de Zn foi determinado nas raízes, parte aérea e tegumento das plântulas após 14 dias de cultivo.

Texto baseado no trabalho de Montanha et al, 2020 publicado no periódico científico SN Applied Sciences em 09 de abril de 2020.

MONTANHA, G. S., RODRIGUES, E. S., MARQUES, J. P. R., DE ALMEIDA, E., COLZATO, M., DE CARVALHO, H. W. P. Zinc nanocoated seeds: an alternative to boost soybean seed germination and seedling development. SN Applied Sciences, 2(5), 1-11, 2020