Tecnologia

Doppler

Estudos da Embrapa Gado de Leite (MG) demonstram que é possível reduzir o intervalo entre inseminações de uma vaca em cerca de 20 dias com a utilização do ultrassom Doppler para realizar diagnóstico precoce da prenhez.

A redução do intervalo de partos no rebanho representa ganho econômico tanto na produção de uma vaca de leite quanto na engorda de bezerros de corte. Um animal que produza 30 litros diários de leite, por exemplo, terá acrescentado à sua produção 600 litros no fim da lactação. Em um rebanho formado por 100 vacas que tenham reduzido o intervalo de partos nessa proporção, serão 60 mil litros de leite a mais produzidos na lactação.

As pesquisas, cujas técnicas já são aplicadas por médios e grandes produtores que adotam em seus rebanhos a Inseminação Artificial em Tempo Fixo (IATF) (veja quadro abaixo), tiveram início em 2010, na Embrapa Gado de Leite, por meio de projeto de pesquisa apoiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (Fapemig).

Ganho de tempo

 A eficácia da técnica na detecção precoce de vacas não gestantes foi comprovada em 2013, porém, só recentemente os equipamentos de ultrassom Doppler alcançaram valor viável para seu emprego em larga escala nas fazendas (veja quadro ao lado). Pecuaristas e técnicos da área começam a sentir os efeitos positivos. O veterinário João Abdon, que atua na região de Eunápolis, no sul da Bahia, diz que, sem o Doppler, para conseguir inseminar uma vaca três vezes e obter um índice de cerca de 90% prenhez, eram necessários 80 dias. Usando o Doppler, ele consegue realizar o mesmo trabalho e obter um índice semelhante com 48 dias. “A grande vantagem dessa tecnologia é a redução do tempo”, relata Abdon, que adota esse tipo de ultrassom há três anos. E tempo representa dinheiro, tanto para o profissional que faz a inseminação quanto para o fazendeiro que tira leite ou engorda o gado.

Doppler ao alcance do bolso

Por volta de 2013, época em que o método diagnóstico foi desenvolvido pela Embrapa Gado de Leite, o aparelho de ultrassom Doppler era muito caro, cerca de R$ 200 mil, limitando o seu uso às atividades de pesquisa. Com o tempo, a tecnologia se tornou mais barata e hoje é possível encontrar esse equipamento por cerca de R$ 35 mil, valor que tem viabilizado a sua adoção por um número crescente de médicos-veterinários.

 
Como funciona?

A equipe de Reprodução Animal iniciou os estudos sobre o desenvolvimento e a regressão de uma glândula endócrina, denominada corpo lúteo, que atua no processo reprodutivo dos mamíferos. Para visualizar essa glândula, que possui uma coloração amarela (luteum em latim significa amarelo), o pesquisador Luiz Gustavo Bruno Siqueira explica que foi utilizado o ultrassom Doppler.

Diferentemente do ultrassom convencional, que revela apenas uma imagem em tons de cinza correspondente ao tamanho e textura do objeto em análise, o Doppler traduz movimentos como o fluxo sanguíneo em cores, tornando as análises mais precisas.

Trabalho veterinário de 80 dias, com Doppler, caiu para 48


O corpo lúteo é uma estrutura temporária em fêmeas de mamíferos, que surge em cada ciclo reprodutivo após o cio e ovulação e produz principalmente progesterona, hormônio essencial para o estabelecimento e continuidade da gestação. Na vaca, quando ocorre a monta natural ou inseminação artificial e o animal fica prenhe, a glândula continua produzindo progesterona por toda a gestação.

Por outro lado, se a vaca não fica prenhe, o corpo lúteo permanece produzindo hormônios no ovário por 16 a 18 dias. Depois se degenera, o que culmina com o animal retornando ao cio em ciclos de 21 dias.

Identificação rápida de vacas vazias

Durante as pesquisas, Siqueira percebeu que variações no fluxo sanguíneo eram detectadas pelo Doppler mesmo antes da degeneração do corpo lúteo. Ao fim de cada ciclo das vacas em estudo, algumas não apresentavam fluxo sanguíneo no corpo lúteo, apesar de a glândula ainda não ter se degenerado de forma visível.

“Diante desse fato, estabelecemos a hipótese de que poderíamos identificar os animais não gestantes baseados apenas na avaliação do fluxo sanguíneo presente no corpo lúteo”, conta Siqueira. Essa possibilidade era particularmente interessante em rebanhos que adotam a IATF, nos quais, geralmente, vários animais são inseminados em um mesmo dia.

Para comprovar a hipótese, a pesquisa foi expandida. Mais de 500 animais passaram pela técnica de IATF e tiveram os respectivos corpos lúteos analisados com o Doppler. Os pesquisadores da Embrapa puderam concluir com alto grau de certeza que, cerca de 20 dias após a IATF, todas as vacas sem fluxo sanguíneo na glândula eram não gestantes. O pesquisador da Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia (DF) João Henrique Viana, na época responsável pelo projeto, ressalta que há nas análises cerca de 20% de casos “falso positivo” (vacas com fluxo sanguíneo no corpo lúteo que depois também foram identificadas como não gestantes), mas isso não compromete o principal objetivo da técnica, que é identificar corretamente animais vazios, que podem ser mais rapidamente ressincronizados em um novo protocolo de IATF, garantindo maior eficiência reprodutiva.

Inseminação Artificial em Tempo Fixo impacta na eficiência reprodutiva

A IATF é uma alternativa de manejo reprodutivo que utiliza a sincronização dos cios e inseminação artificial. A técnica começou a ser usada nos Estados Unidos há cerca de 25 anos e chegou ao Brasil há 15 anos. Aqui, é mais adotada por médios e grandes produtores e, embora apenas cerca de 10% das vacas do rebanho nacional sejam inseminadas artificialmente, 80% dessas são feitas por IATF. Essa é uma tendência mundial tanto na pecuária de leite quanto na de corte. O objetivo da IATF é otimizar os trabalhos de inseminação artificial e melhorar a eficiência reprodutiva.

A otimização é obtida pela sincronização dos cios, conseguida com a administração estratégica de hormônios reprodutivos, permitindo a ovulação do folículo em um momento pré-determinado (leia no próximo quadro como é o protocolo). A partir daí, é feita a inseminação artificial de todas as vacas em um horário pré-estabelecido.

“É mais racional, em termos de ganho de tempo no manejo e otimização da mão de obra, inseminar um grupo maior de vacas em vez de um número pequeno em momentos diferentes”, explica Siqueira. Já a redução do intervalo de partos ocorre na IATF na medida em que se reduzem os frequentes problemas de detecção de cio.

A IATF pode ser uma alternativa para driblar a queda na taxa de concepção dos bovinos. “Devido ao aumento da produtividade das vacas, essa taxa, que já foi de 50% a 60% nos anos de 1970, tem caído gradativamente e chegou a índices de 20% a 40% atualmente, dependendo do tipo de rebanho”, diz Siqueira.

Com a prática de sincronização e ressincronização de cios, para as vacas que não ficam gestantes na primeira inseminação, a taxa de serviço pode chegar a 100%, ou seja, todas as fêmeas aptas à reprodução são inseminadas, o que não acontece quando é necessário fazer a detecção visual de cios.

O desempenho reprodutivo é o responsável direto pela produção de leite por dia útil da vaca, além do aumento do número de animais de reposição. Segundo Viana, a eficiência reprodutiva é um dos fatores que mais influenciam o sucesso econômico na produção de leite.


“Conseguimos antecipar a identificação da vaca não gestante com ultrassom Doppler de ovário, examinando se há fluxo sanguíneo no corpo lúteo, antes mesmo de qualquer outro sinal de que a vaca está ou não prenha”, ressalta Siqueira. Os resultados dessa pesquisa resultaram em um artigo científico publicado em 2013 no Journal of Dairy Science, da Associação Americana de Ciência Leiteira (ADSA), uma das mais prestigiadas revistas científicas sobre gado leiteiro.

Paralelamente, novas pesquisas sobre o tema eram desenvolvidas em outras instituições. Siqueira informa que na Universidade de Virginia, Estados Unidos, foram realizados estudos com o uso do Doppler em vacas receptoras de embriões, mas não trouxeram conclusões sobre a relação do fluxo sanguíneo no corpo lúteo com a gestação.

Posteriormente, colaboradores do projeto da Universidade de Alfenas exploraram o uso do Doppler para a seleção de receptoras de embriões e pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP) fizeram pesquisas semelhantes com gado de corte. Na Embrapa Gado de Leite, a técnica também começou a ser adotada na seleção de receptoras de embriões. Hoje, vários grupos de pesquisa buscam desenvolver estratégias de antecipação da IATF baseadas no uso do Doppler para identificação precoce de fêmeas vazias.

Atualmente, Embrapa e USP são grandes incentivadoras do diagnóstico precoce da gestação por meio do Doppler. A Embrapa Gado de Leite, assim como a USP e algumas empresas particulares de capacitação, realizam periodicamente treinamentos para que médicos-veterinários possam dominar a técnica. No que diz respeito à tecnologia de reprodução em bovinos, os pesquisadores acreditam que esse é um caminho que não tem mais volta.

A IAFT na prática

A sincronização dos cios objetiva concentrar todo o trabalho de inseminação artificial em um único período, melhorando também a eficiência reprodutiva. Conhecida no passado como “estação de monta”, quando se utilizava a monta natural em vez da inseminação artificial. Essa técnica é ainda uma alternativa para concentrar os partos e a maior produtividade da vaca em um momento desejado: quando há mais pasto no período da safra ou, na entressafra, quando o preço do leite é mais vantajoso para o produtor.

O calendário convencional de sincronização de cios prevê um período de 40 dias. Dez dias antes da IATF programada, as vacas recebem uma aplicação de hormônio (estradiol ou GnRH) e um implante intravaginal de progesterona para garantir a sincronia do dia da ovulação. Isso visa induzir o crescimento sincronizado de folículos. O folículo é a estrutura ovariana que produz hormônios e contém o gameta feminino, chamado de oócito.

Após oito dias, são retirados os implantes de progesterona e aplicado o hormônio prostaglandina (PGF2α), que faz regredir algum corpo lúteo que esteja presente no ovário. No dia seguinte, aplica-se outro hormônio (estradiol ou GnRH), induzindo a ovulação sincronizada de todos os animais. Por fim, a inseminação artificial ocorre 24 horas depois, no chamado “dia 0”. No “dia 30” (30 dias após a IATF), as vacas passam pelo exame de ultrassom convencional de útero para identificar as gestantes. As vacas que não ficaram prenhas terão que passar novamente pelo protocolo de IATF.

O que a ressincronização propõe, fundamentada pelos estudos que a Embrapa realizou, é que o diagnóstico precoce de vacas vazias seja feito no “dia 20” com o ultrassom Doppler de ovário, observando se o corpo lúteo possui fluxo sanguíneo, em vez do ultrassom convencional de útero. Dessa forma, o processo é encurtado em 10 dias. Mas os pesquisadores da Embrapa já estão estudando a possibilidade de esse tempo se reduzir ainda mais, com a ressincronização começando no “dia 12” e o ultrassom de ovário ocorrendo no “dia 20”, com IATF no dia 22, encurtando o tempo em 18 dias, tornando o método ainda mais eficiente.

No artigo publicado no Journal of Dairy Science, a equipe da Embrapa Gado de Leite conseguiu identificar diferenças de fluxo sanguíneo no corpo lúteo de animais gestantes comparados aos não gestantes até mais cedo, 16 dias após a IATF. Contudo, esse tipo de experimento ainda precisa ser repetido e a sua precisão confirmada.


Rubens Neiva (MTb 5445/MG)
Embrapa Gado de Leite

Gesso na cana

Dados de dez anos de estudos conduzidos na área experimental da Embrapa Cerrados (DF) registraram que o uso do gesso agrícola (sulfato de cálcio) na cana-de-açúcar não só eleva a produtividade da cultura como também pode ser um importante aliado no sequestro de carbono atmosférico. “Isso ocorre devido ao maior crescimento das raízes”, explica o pesquisador da Embrapa Djalma Martinhão. De acordo com seus estudos, além de dar maior retorno econômico ao produtor, o gesso também contribui para diminuir o passivo ambiental.

O experimento que está avaliando o comportamento do gesso no cultivo de cana-de-açúcar começou em 2008, com a caracterização do solo. O plantio da cana no local foi feito em julho de 2009. Os estudos visam suprir os produtores de informações sobre a duração dos efeitos residuais de doses de gesso nos atributos químicos do solo, na densidade de raízes e na produtividade dos canaviais.

“A produtividade média da cana no Brasil é de 70 toneladas por hectare (t/ha). Aqui, conseguimos 120 t/ha no nono corte, isso representa um aumento de quase 50% da produtividade alcançada na ausência do gesso, que foi de 81 t/ha”, comemora o estudioso.

Com relação ao comprimento das raízes, as análises registraram que em quatro anos elas cresceram bem até um metro de profundidade e, em sete anos, o efeito do gesso em seu desenvolvimento foi melhor até dois metros. “O uso do gesso nesse local promoveu um incremento de 34% na massa de raízes, em especial na camada de 40 cm a 200 cm. Devido a isso, registramos um ganho de 12,3 toneladas de carbono por hectare nessa camada de até dois metros”, afirma Larissa Tormen, orientanda de Martinhão durante o doutorado em Agronomia pela Universidade de Brasília (UnB), cujos estudos foram realizados na Embrapa Cerrados.

 
Pesquisador Djalma Martinhão mostra os ganhos obtidos na cana-de-açúcar com a aplicação de gesso.

 O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar, com 8,7 milhões de hectares cultivados. Grande parte da área de cultivo está concentrada na região do Cerrado, cujos solos são originalmente pobres em nutrientes e onde é frequente a ocorrência de secas prolongadas. Por esses motivos, o uso do gesso é considerado de extrema importância ao proporcionar maior crescimento das raízes e, assim, otimizar a eficiência da utilização de água e nutrientes disponíveis no perfil do solo. Na safra 2017/2018, a produção de cana no País foi de 633 milhões de toneladas, o que gerou 37 milhões de toneladas de açúcar e 27 bilhões de litros de etanol (Conab, 2018).

Alta relação custo-benefício

O gesso agrícola, subproduto da fabricação de ácido fósforico, é vendido atualmente a cem reais a tonelada, sendo que o maior custo pode ser com o frete, que depende da distância entre a propriedade e o local de compra. Atualmente, as fontes de gesso agrícola no Brasil estão localizadas em Minas Gerais (Uberaba), Goiás (Catalão) e São Paulo (Cubatão e Cajati). “O retorno econômico devido ao uso do gesso é certo, podendo os custos, na maioria das vezes, serem pagos no ano de aplicação do produto”, explica o pesquisador Djalma Martinhão.

O gesso na cana

As pesquisas relacionadas ao uso do gesso na região do Cerrado começaram na década de 1980. Em 1995, a tecnologia foi lançada e recomendada pela Embrapa. Desde então, a adoção da gessagem no Brasil tem evoluído e a adesão dos agricultores é cada vez maior, sendo a cana-de-açúcar uma das culturas que mais utiliza o insumo. “Desde quando começamos a plantar cana-de-açúcar sempre usamos o gesso. Primeiramente, foi para corrigir o solo e, hoje em dia, como o perfil do nosso solo é muito bem tratado, usamos mais como fonte de enxofre, pois ainda é a fonte mais barata desse elemento”, conta o produtor rural Sebastião Carvalho, de Quirinópolis (GO).

Ele possui uma propriedade de 1.400 hectares, sendo que 900 deles estão ocupados com cana-de-açúcar. Segundo o produtor rural, a média de produtividade alcançada nos últimos anos foi de 104 toneladas/hectare. De acordo com o pesquisador da Embrapa, devido à aplicação do gesso como corretivo da acidez e fonte de enxofre, observa-se nas lavouras ganhos de até 12 t/ha de colmos. No experimento instalado na Embrapa Cerrados, no entanto, foram observados ganhos médios anuais ao redor de 22 t/ha de colmos e 3,8 t/ha de açúcar considerando nove cortes.

Segundo ele, essa tecnologia apresenta alta relação custo-benefício, pois o efeito residual do gesso agrícola é grande. “Considerando um período de doze anos, essa relação é de 15 a 25, o que significa dizer que para cada R$ 1,00 aplicado em gesso, o agricultor terá um retorno de R$ 15,00 a R$ 25,00 em culturas de grãos, devido ao aumento da produtividade. Para cana, o retorno em um período de cinco cortes foi de R$ 7,00 para cada R$ 1,00 investido em gesso.”

Calagem X gessagem

Os solos do Cerrado apresentam em sua maior parte excesso de alumínio e baixos teores de cálcio e magnésio, o que os tornam ácidos tanto na camada superficial (até 20 cm), quanto na camada subsuperficial (abaixo de 20 cm). Solos ácidos afetam diretamente as raízes das plantas. Por sua vez, um sistema radicular pouco desenvolvido limita a absorção de água e nutrientes e, consequentemente, a produtividade das culturas.

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Foto: Gisele Rosso

A prática agrícola utilizada para corrigir a acidez da camada superficial do solo é a calagem. No entanto, o problema da acidez dos solos do Cerrado pode muitas vezes atingir a camada subsuperficial, abaixo de 20 cm. Nesses casos, a incorporação profunda de calcário não corrige de forma satisfatória a acidez e a deficiência de cálcio. Nessas condições, a aplicação do gesso supre o solo com cálcio e enxofre e reduz a toxidez do alumínio até as camadas mais profundas.

Juliana Caldas (MTb 4861/DF)
Embrapa Cerrados

Base de dados

Pesquisadores, estudantes, técnicos agrícolas e produtores rurais agora têm à disposição uma base com imagens com a correta descrição fitopatológica dos principais sintomas de doenças e sinais de várias culturas agrícolas. A base, conhecida como repositório Digipathos, é gratuita e está disponível para acesso público pela internet.

São quase três mil fotografias digitais das principais culturas de interesse comercial, como soja, café, arroz, feijão, trigo, milho e frutíferas, entre outras (veja quadro abaixo), que podem ser consultadas e baixadas, para uso especialmente em trabalhos técnicos, acadêmicos e de pesquisa. O repositório já vem sendo usado pela comunidade científica internacional na África, China e Índia, além do Brasil.

Esse catálogo de imagens de doenças que atacam as espécies vegetais é extremamente relevante para facilitar o diagnóstico precoce. A ação é fundamental para garantir a segurança alimentar e evitar prejuízos, mas o monitoramento constante das plantas no campo torna-se inviável, dependendo da extensão da cultura e da habilidade humana para detectar as enfermidades.

Tipos de cultura catalogados

Fitopatologistas de 14 centros de pesquisa da Embrapa distribuídos pelo País colaboraram na iniciativa, alimentando o repositório. Além de soja, café, arroz, feijão, trigo e milho, compõem o catálogo: algodão, cana-de-açúcar, sorgo, citros, videiras, abacaxi, cupuaçu, açaí, antúrio, meloeiro, palma de óleo, coqueiro e pimenta-do-reino.

“Uma base de dados com imagens ilustrativas de doenças de plantas auxilia sobremaneira os profissionais envolvidos com a produção agrícola, pois eles frequentemente se deparam com problemas fitossanitários em suas lavouras cujo diagnóstico é difícil ou que geram dúvidas”, afirma Flávia Rodrigues Patrício, pesquisadora do Instituto Biológico (IB), do estado de São Paulo. “O diagnóstico correto é fundamental para que sejam acertadas as decisões com relação às medidas de controle e manejo”, complementa.

Doenças similares podem ser causadas por patógenos diferentes. Por exemplo, na cultura do cafeeiro, a seca de ramos pode ser provocada tanto pela mancha de phoma, uma doença causada por um fungo, Phoma tarda, como pela mancha aureolada, uma doença causada por uma bactéria, Pseudomonas syringae pv. garcae, ou ainda por fatores abióticos, como excesso de carga e deficiências na nutrição. “Caso haja erro no diagnóstico, as medidas corretas não serão aplicadas a tempo e os produtores poderão sofrer consideráveis prejuízos”, detalha a pesquisadora.

Diagnóstico automático

A base foi criada para também servir de referência ao desenvolvimento de métodos para detecção e reconhecimento automático de doenças em plantas. A ideia é ampliá-la com sintomas e descrições detalhadas das causas e consequências de cada doença. “Todas as imagens foram rotuladas por fitopatologistas experientes, fornecendo assim dados confiáveis para treinamento dos algoritmos desenvolvidos”, explica o pesquisador da Embrapa Informática Agropecuária Jayme Barbedo, que coordena o Digipathos.

Os pesquisadores Bernardo Halfeld, Kátia Nechet e Daniel Terao, da Embrapa Meio Ambiente (SP), participaram do processo de alimentação do banco e concordam que o diferencial desse tipo de tecnologia é a grande variabilidade de sintomas contidos, que pode ser traduzida em uma maior precisão no diagnóstico final.

Nechet observa que os sinais e sintomas de doenças de plantas que anteriormente eram descritos somente em livros, às vezes sem o acompanhamento de alguma imagem, dificultavam o entendimento, prejudicando um diagnóstico preciso. “Agora, por meio de imagens digitais, a identificação de problemas fitopatológicos no campo será facilitada com maior agilidade. Essa rapidez na diagnose contribuirá para a redução das perdas no setor produtivo”, conclui.

O pesquisador Bernardo Halfeld explica que a ferramenta foi pensada para auxiliar diretamente no reconhecimento de padrões específicos de doenças, sejam eles ocasionados por fatores bióticos, ou seja, por ação de microrganismos (por exemplo: vírus, fungos, bactérias) ou por fatores abióticos, que são aqueles causados por fitotoxidade ou por influência de elementos do meio ambiente, como radiação solar, temperatura, fatores nutricionais, entre outros.

Um app para diagnosticar doenças

Na Embrapa, pesquisas com processamento digital buscam desenvolver tecnologias que apoiem o diagnóstico automático em plantas de interesse comercial e social no Brasil. Por isso, os trabalhos em andamento focam também no desenvolvimento de métodos para gerar diagnósticos confiáveis, executados por computador, a partir de imagens fornecidas pelos usuários. A equipe tem como objetivo criar um aplicativo e um serviço na web para ajudar o produtor rural a identificar diretamente no campo que doença está atacando a lavoura. A primeira versão dessa tecnologia está prevista para ser testada no primeiro semestre de 2019.

 “O banco vai facilitar o trabalho da pesquisa, uma vez que usa imagens verificadas, determinando com maior precisão o agente causal e a melhor abordagem a ser adotada. É uma ferramenta que opera em todos os níveis e, na prática, vai fornecer subsídios para determinação da melhor forma de manejo, ocasionando redução de aplicações químicas na lavoura, diminuição dos custos de produção, melhoria do controle de doenças e da produtividade, além de apoiar os trabalhos científicos voltados ao tema”, avalia Halfeld.

O banco de dados é resultado de uma parceria entre a Embrapa e o Instituto Biológico, com apoio financeiro da Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (Fapesp). O uso é livre, desde que seguidas as regras de publicação e citação. Não é permitido o uso comercial, a não ser que ocorra autorização expressa da Embrapa. Para referenciar a base, é necessário citar os autores, conforme termo disponível no repositório.

Aplicação prática em pesquisas

No Instituto Biológico são desenvolvidas pesquisas envolvendo técnicas de diagnóstico, populações de fitopatógenos, resistência de cultivares, manejo de doenças, controle biológico e controle químico de doenças de plantas, entre outras. A base de dados fornece subsídios para a correta identificação das doenças a serem estudadas, para os pesquisadores, alunos de graduação e pós-graduação envolvidos nas pesquisas, além de técnicos agrícolas, agrônomos e profissionais externos que também colaboram nos estudos.

O repositório também pode ser uma importante ferramenta para outra atividade prestada pelo Instituto Biológico, de exames laboratoriais para o diagnóstico de pragas e doenças mais complexas e de difícil diagnóstico apenas pelos sintomas visuais, reduzindo as dúvidas dos produtores e a necessidade de envio de material para análise. Entre as pesquisas com a cultura do cafeeiro que podem ser beneficiadas por esse material inclui-se o estudo que correlaciona a incidência de doenças e pragas com o clima, realizado em diversos municípios produtores de café do estado de São Paulo, em colaboração com o Instituto Agronômico (IAC), o Instituto de Tecnologia de Alimentos (Ital) e a Embrapa Café.

O trabalho busca orientar os produtores e extensionistas com relação às regiões e épocas do ano mais favoráveis para cada doença, além de detectar possíveis influências de doenças e pragas sobre a qualidade da bebida de café produzida no estado de São Paulo. “Nesse estudo, parceiros externos têm auxiliado no levantamento das doenças e o material disponibilizado na base de dados pode ajudar a sanar dúvidas que frequentemente ocorrem em condições de campo. A base pode auxiliar ainda no treinamento de alunos de graduação e pós-graduação envolvidos nos estudos de controle biológico, químico e manejo de doenças de plantas em condições de campo e casa de vegetação”, diz Flávia Patrício.

A pós-graduanda Juliana Mariana Macedo Araújo, estudante do curso de mestrado em engenharia elétrica, usa o conteúdo em um projeto de pesquisa na área de processamento e análise de sinais, que desenvolve na Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais (PUC Minas). O objetivo é criar um sistema para detecção automática de doenças da soja a partir de imagens da folha da planta, com análise da cor, textura e formato da região lesionada. “A base está me auxiliando muito, uma vez que não encontrei um banco de dados aberto com esse número de imagens disponível”, conta.

pesquisa

Alunos criam novas tecnologias com o Digipathos

Os estudantes Sara Alves de Godoi e Pedro Luiz Goulart de Melo, do curso superior de Tecnologia em Sistemas para Internet da Faculdade de Tecnologia (Fatec) de São Roque (SP), usaram o repositório em seus trabalhos de conclusão de curso. “A intenção era auxiliar os agricultores da região de São Roque na detecção de doenças em frutas e legumes. A aluna elaborou um aplicativo para dispositivo móvel em que o agricultor captura as imagens e envia para um sistema de retaguarda. O aluno elaborou esse sistema para um agrônomo receber essas imagens e responder ao agricultor”, conta o professor do curso Fernando Di Gianni.

Ele lembra que os estudantes estavam com a estrutura da base de dados, no entanto, necessitavam de conteúdo real, como imagens e demais informações sobre as doenças. “Foi aí que entramos em contato com a Embrapa para solicitar acesso ao repositório de imagens, para o agrônomo comparar as imagens recebidas com as do Digipathos, facilitando a identificação de doenças das culturas agrícolas”, declara o professor. “Com esse repositório, podemos incentivar outros alunos a dar continuidade ao trabalho que foi realizado e aprimorar a análise das imagens com técnicas de inteligência artificial, por exemplo”, prevê.

Outros dois trabalhos desenvolvidos na Fatec focaram no monitoramento de culturas hidropônicas e terão continuidade com o desenvolvimento de um aplicativo para dispositivos móveis que coleta dados do sistema de retaguarda e avisa ao agricultor se houve alguma anomalia na cultura. Além disso, a faculdade está incentivando o aperfeiçoamento desses estudos usando aprendizado de máquina. “A interação com a Embrapa é muito produtiva ao permitir que os alunos possam ampliar a base de conhecimento, colaborando para a resolução dos mais diversos problemas encontrados no dia a dia”, analisa Di Gianni.

Nadir Rodrigues (MTb 26.948/SP)
Embrapa Informática Agropecuária 

bagaço de cana-de-açúca

Um dos maiores desafios para a produção de biocombustíveis de segunda geração é identificar enzimas oriundas de microrganismos que, combinadas em um coquetel enzimático, viabilizem a hidrólise de biomassa. Por esse processo, as enzimas atuam em conjunto para degradar e converter carboidratos da palha e do bagaço da cana-de-açúcar, por exemplo, em açúcares simples, capazes de sofrer fermentação.

Um grupo de pesquisadores da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), em parceria com colegas do Laboratório Nacional de Ciência e Tecnologia do Bioetanol (CTBE), descobriu que um fungo encontrado na Amazônia, da espécie Trichoderma harzianum, produz uma enzima com potencial para se tornar a mais importante em um coquetel enzimático.

A proteína, chamada β-glicosidase, da família 1 das glicosídeo hidrolases (GH1), atua na fase final da degradação da biomassa e produz glicose livre para ser fermentada e transformada em etanol. Porém, os pesquisadores observaram em laboratório que essa mesma glicose produzida pela reação enzimática inibia a atividade da β-glicosidase.

“Também constatamos que a atividade ótima de catálise da proteína ocorria a 40 graus. Isso representava outro obstáculo para o uso da enzima porque, em ambientes industriais, a hidrólise enzimática da biomassa é feita sob temperaturas mais altas, geralmente em torno de 50 graus”, explicou Clelton Aparecido dos Santos, pós-doutorando no Centro de Biologia Molecular e Engenharia Genética da Unicamp com bolsa da FAPESP.

Por meio de análises da estrutura da enzima, combinadas com técnicas de genômica e de biologia molecular, os pesquisadores conseguiram fazer modificações na estrutura da molécula que permitiram solucionar esses problemas e aumentar de forma considerável sua eficiência em degradar biomassa.

Resultado de um projeto Regular e de um Temático, ambos apoiados pela FAPESP, o estudo foi publicado na revista Scientific Reports.

“Verificamos que a proteína modificada que desenvolvemos é muito mais eficiente do que a enzima não modificada e pode ser usada para suplementar os coquetéis enzimáticos comercializados hoje para a degradação de biomassa e produção de biocombustíveis de segunda geração”, disse Santos à Agência FAPESP.

Para chegar à proteína modificada, os pesquisadores inicialmente compararam a estrutura cristalográfica da molécula original com a de outras enzimas β-glicosidases selvagens das famílias 1 (GH1) e 3 (GH3) das glicosídeo hidrolases. Os resultados das análises revelaram que as glicosidases GH1 mais tolerantes à glicose apresentavam um canal de entrada do sítio ativo mais profundo e estreito do que outras β-glicosidases. Mostraram ainda que esse canal restringia o acesso da glicose ao sítio ativo da enzima.

Já as β-glicosidases menos tolerantes à glicose possuem um canal de entrada do sítio ativo mais curto e largo, que permite o acesso de uma quantidade maior da glicose produzida por essas enzimas durante a fase final da degradação da biomassa. A glicose retida entope o canal da proteína e diminui sua atividade catalítica.

Com base nessa observação, os pesquisadores fizeram, por meio de uma técnica de biologia molecular denominada mutagênese sítio-dirigida, a substituição de dois aminoácidos que poderiam funcionar como “porteiros” na entrada do sítio ativo da enzima, autorizando ou impedindo a entrada da glicose. As análises dos experimentos indicaram que a modificação causou o estreitamento do sítio ativo da enzima.

“O sítio ativo da enzima mutante passou a ter uma dimensão menor e semelhante ao das β-glicosidases GH1 mais tolerantes à glicose”, afirmou Santos.

Aumento de eficiência

A fim de avaliar o desempenho da proteína melhorada na degradação de biomassa – especialmente do bagaço da cana, um resíduo agroindustrial com grande potencial a ser explorado no Brasil –, os pesquisadores fizeram uma série de experimentos. Por meio de um estágio de pesquisa no exterior com bolsa da FAPESP, Santos analisou, em colaboração com um grupo de pesquisadores liderados pelo professor Paul Dupree, da Universidade de Cambridge, na Inglaterra, a eficiência da enzima melhorada em relação à liberação de glicose na conversão de diferentes fontes de biomassa vegetal.

Os resultados das análises indicaram que a enzima modificada apresentou uma eficiência catalítica 300% maior do que a proteína selvagem e tornou-se mais tolerante à glicose, propiciando um aumento significativo da liberação de açúcar de todas as fontes de biomassa vegetal testadas. Além disso, a mutação aumentou a estabilidade térmica da enzima durante a fermentação.

“A mutação dos dois aminoácidos no sítio ativo da proteína tornou-a uma enzima supereficiente, pronta para aplicação industrial”, disse Anete Pereira de Souza, professora da Unicamp e coordenadora do projeto. “Uma das vantagens dessa enzima é que ela é produzida in vitro e não a partir de um organismo modificado, nesse caso, o fungo. Com isso, é possível produzi-la em grandes quantidades e reduzir os custos”, avaliou.

O artigo An engineered GH1 β-glucosidase displays enhanced glucose tolerance and increased sugar release from lignocellulosic materials (DOI: 10.1038/s41598-019-41300-3), de Clelton A. Santos, Mariana A. B. Morais, Oliver M. Terrett, Jan J. Lyczakowski, Jaire A. Ferreira-Filho, Celisa C. C. Tonoli, Mario T. Murakami, Paul Dupree e Anete P. Souza, pode ser lido na revista Scientific Reports em www.nature.com/articles/s41598-019-41300-3.

Elton Alisson
Agência FAPESP

árvores

A Embrapa e a Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS) disponibilizam, gratuitamente, um aplicativo que auxilia o produtor a escolher as espécies de árvore mais adequadas à cada pastagem. "O Arbopasto é uma ferramenta indispensável para técnicos e produtores rurais planejarem a introdução do componente arbóreo em área de pastagem com as espécies mais adequadas”, afirma a pesquisadora da Embrapa Rondônia Ana Karina Salman.

O aplicativo surgiu do livro Guia Arbopasto, já existente em versão impressa, segundo Fabiana Villa Alves, pesquisadora da Embrapa Gado de Corte (MS), que também participou do desenvolvimento. “Pela nossa experiência com aplicativos de uso na agropecuária, vimos a oportunidade de transformá-lo em uma ferramenta de fácil acesso e consulta, que será expandida em uma próxima versão para as espécies nativas do Cerrado”, conta Alves.

 
Passo a passo sobre como usar o aplicativo

 O Arbopasto está disponível no GooglePlay, para dispositivos que operam com Android, e também pode ser acessado na internet por celulares, tablets, computadores e até smart TVs com qualquer sistema. A tecnologia disponibiliza informações de 51 espécies arbóreas nativas da Amazônia Ocidental de forma rápida por meio de uma série de funcionalidades, como filtros de busca para a procura por espécies considerando suas principais características.

O catálogo conta com fotografias para facilitar a identificação. “A principal vantagem do aplicativo é a portabilidade. Quando o produtor rural encontrar uma árvore no campo, poderá verificar imediatamente se é boa para a pastagem, se os frutos não causam intoxicação nos animais, entre outras características”, detalha o pesquisador da Embrapa Acre Carlos Maurício de Andrade.

Para escolher a melhor árvore

Além disso, devido à riqueza da flora brasileira e da Amazônica, em especial, não é tarefa fácil escolher as espécies arbóreas nativas mais aptas para serem inseridas em pastagens, seja em sistemas do tipo integração-lavoura-pecuária-floresta, ou em forma de bosquetes e árvores dispersas. Dependendo da finalidade desejada, os produtores devem considerar vários aspectos, como o tipo e tamanho da copa, para que a pastagem ao redor seja mantida; a velocidade de crescimento da espécie, para que os animais possam entrar na área o quanto antes possível, sem danificarem as mudas; e a característica dos eventuais frutos, que devem ser comestíveis e não apresentarem substâncias tóxicas.

Árvores no pasto para quê?

A inserção de árvores nas pastagens, para atender diversas finalidades, é um desafio cada vez mais presente no dia a dia dos pecuaristas brasileiros. Os ganhos são muitos: elas podem diversificar os produtos obtidos na propriedade e elevar a renda, melhorar o microclima e oferecer mais conforto térmico e bem-estar ao animal, aumentar a fertilidade do solo e até tornar a paisagem mais agradável.

Um exemplo é o bordão-de-velho (Samanea tubulosa), espécie que apresenta as melhores características para fornecimento de serviços, de acordo com o ranking elaborado pelos pesquisadores para o Guia Arbopasto. “Em geral, as leguminosas, como é caso do bordão-de-velho, apresentam características interessantes devido à sua capacidade de fixar nitrogênio e à arquitetura da copa, que permite passagem de luz solar adequada para o crescimento das gramíneas que estão embaixo. No aplicativo, algumas espécies apresentam fotos das plantas jovens, e isso é interessante porque quando o produtor rural for fazer o controle de plantas daninhas, poderá checar a espécie e manter a muda que lhe for interessante no futuro”, explica Andrade.

Árvores melhoram qualidade do capim

O produtor rural João Evangelista, conhecido como João Paraná, possui uma área de 200 hectares, no município de Senador Guiomard, a 70 quilômetros de Rio Branco (AC). Para recuperar as pastagens degradadas, João e pesquisadores da Embrapa instalaram uma área de três hectares, em 2009, que combinou, durante a etapa de instalação, o plantio de árvores nativas, como o mulateiro e o bordão-de-velho, com a produção de grãos. Em 2014, a área voltou a ser pastejada e o produtor rural notou melhorias nas forrageiras cultivadas.

“Onde há árvores, o capim tem uma qualidade muito melhor. O gado tanto tem a sombra quanto o alimento. Além disso, o solo não vai ter tanta erosão e as folhas vão virar adubo. Quando você olha o pasto onde não tem uma árvore, o solo está enfraquecido. Próximo às árvores, a terra é mais fértil, é possível notar a diferença na coloração do capim. Por isso eu recomendo que quem tem árvores como essas na pastagem que cuide para manter”, declara.

Opera também off-line

O aplicativo Arbopasto possui uma novidade tecnológica. A ferramenta funciona em qualquer dispositivo móvel e também em computadores convencionais, além de poder ser utilizada no campo, ou seja, em locais sem a presença de internet. Segundo Camilo Carromeu, do Núcleo de Tecnologia da Informação da Embrapa Gado de Corte, ele foi desenvolvido utilizando um conceito denominado “aplicação web progressiva”, do inglês “Progressive Web Applications – PWA”. O uso dessa tecnologia permite desenvolver aplicações Web que se comportam de forma muito semelhante a aplicativos móveis nativos, beneficiando-se, dessa forma, das melhores características das duas plataformas.

Para o desenvolvedor do aplicativo e graduando do curso de Ciência da Computação da UFMS, Mário de Araújo Carvalho, tecnologias híbridas, como o PWA, são mais fáceis e menos onerosas de serem mantidas e evoluídas, uma vez que há um único código-fonte comum a todos os tipos de dispositivos.

Abrange outros biomas

Os dados do aplicativo migrados do “Guia Arbopasto: manual de identificação e seleção de espécies arbóreas para sistemas silvipastoris”, lançado em 2012 pela Embrapa Acre em parceria com a Embrapa Rondônia, estão na base de dados do aplicativo. São árvores encontradas em pastagens nos estados do Acre e Rondônia, mas a maioria das espécies ocorre, também, nos outros biomas brasileiros. Segundo o pesquisador da Embrapa Acre Carlos Maurício de Andrade, das espécies disponíveis, 100% estão presentes na Região Norte, 76% no Centro-Oeste, 53% no Nordeste, 31% no Sudeste e 20% no Sul do Brasil. “É um aplicativo de abrangência nacional e internacional, porque temos paisagens parecidas nos países que fazem fronteira com o Brasil, como Peru, Bolívia, Colômbia e Equador”, declara Andrade.

O aplicativo foi desenvolvido por meio de parceria entre Embrapa Rondônia, Embrapa Acre, Embrapa Gado de Corte e a Universidade Federal de Mato Grosso do Sul (UFMS), com o apoio financeiro do Banco da Amazônia (Basa).

 
Video apresenta como funciona o Guia Arbopasto no auxílio ao pecuarista

Renata Silva (MTb 12361/MG)
Embrapa Rondônia 

Simpósio Internacional sobre Industrialização do Grafeno

O grafeno, um dos materiais mais estudados no mundo devido a suas propriedades únicas, poderá ser usado como dissipador de calor em componentes eletrônicos, baterias e nos circuitos integrados que serão usados nas redes de telecomunicação da internet 5G.

Essa nova função do material foi discutida durante o Simpósio Internacional sobre Industrialização do Grafeno, realizado em 9 de abril, em Shenzen, na China. Organizado pelo Departamento de Ciência e Tecnologia do distrito de Guangming, o encontrou reuniu representantes de empresas chinesas produtoras de grafeno para discutir os mais recentes avanços no desenvolvimento de tecnologias baseadas no material.

Eunezio Antonio Thoroh de Souza, professor da Universidade Presbiteriana Mackenzie e coordenador do Centro de Pesquisas Avançadas em Grafeno, Nanomaterias e Nanotecnologias (MackGraphe), apoiado pela FAPESP, foi um dos participantes do evento.

Membro do conselho da Federação das Indústrias Produtoras de Grafeno de Shenzen, Thoroh coordenou uma mesa-redonda sobre os desafios tecnológicos para aplicação e uso do material em circuitos para internet 5G e em eletrônica e microeletrônica.

“A China elegeu o grafeno como estratégico e está à frente de todo o mundo no desenvolvimento de tecnologias à base desse material”, disse Thoroh à Agência FAPESP. “Os chineses conseguiram superar um dos principais obstáculos para o uso do grafeno: produzi-lo em grande escala e alta qualidade”, avaliou.

De acordo com o pesquisador, atualmente há mais de 500 empresas produtoras de grafeno na China, das quais mais de 100 situadas em Shenzen. Uma única empresa localizada na região tem capacidade de produzir 5 mil toneladas do material por ano. A primeira planta-piloto para produção de grafeno no Brasil, localizada em Minas Gerais, produz hoje pouco mais de 100 quilos do material, comparou Thoroh.

“A China hoje não só domina o mercado de grafeno, ao produzir o material em alta escala, como também as aplicações”, afirmou o pesquisador.

Novas aplicações

Um dos palestrantes do evento foi o físico Andre Geim, que ganhou o Prêmio Nobel de Física em 2010 por conseguir, juntamente com o físico russo Konstantin Novoselov, isolar o grafeno.

O cientista abordou o potencial uso do grafeno para o gerenciamento térmico de dispositivos eletrônicos. O material é considerado um excelente condutor térmico e estudos recentes apontaram que, teoricamente, poderia absorver uma quantidade ilimitada de calor.

Como também é mais resistente do que o aço, além de leve e flexível, o grafeno poderia ser usado em dispositivos eletrônicos em escala micrométrica e nanométrica (da bilionésima parte do metro), por exemplo, nos quais o calor é um fator limitante, principalmente em componentes menores. Dessa forma, o grafeno poderia dissipar o calor e otimizar a função eletrônica desses dispositivos e de baterias à base de materiais como o lítio.

“Hoje tem se buscado muito desenvolver baterias de grafeno. Um dos problemas das baterias atuais, à base de outros materiais, é que aquecem muito. O grafeno pode ser usado como dissipador de calor dessas baterias”, explicou Thoroh.

Outra aplicação do grafeno como dissipador de calor poderá ser em circuitos integrados das redes de telecomunicações que serão usadas na internet 5G, apontaram os participantes do evento. Tal como as baterias, um dos problemas desses circuitos é o superaquecimento.

“Enquanto não se chega ao desenvolvimento de circuitos integrados feitos de grafeno, o material poderá ser usado para dissipação térmica desses dispositivos existentes hoje. Essa aplicação era inimaginável”, disse Thoroh.

Elton Alisson
Agência FAPESP

Este texto foi originalmente publicado por Agência FAPESP de acordo com a licença Creative Commons CC-BY-NC-ND. Leia o original aqui.

calor

O resfriamento de dispositivos eletroeletrônicos por meio de refrigeradores de estado sólido é um possível desdobramento tecnológico de um estudo teórico conduzido na Universidade Estadual de Campinas (Unicamp). Embora não tenha sido contemplada pela pesquisa, conduzida na forma de simulação computacional, tal aplicação está no horizonte. E poderá vir a ser uma alternativa eficiente e ecologicamente correta aos refrigeradores de gás comprimido, que predominam atualmente no mercado e contribuem para a depleção da camada de ozônio e para o aquecimento global.

O estudo, coordenado por Alexandre Fonseca, com participação de seu ex-aluno Tiago Cantuário, foi conduzido no âmbito do projeto “Nanoestruturas de carbono: simulação e modelagem”, apoiado pela FAPESP. Os resultados foram divulgados em artigo publicado na revista Annalen der Physik.

“O resfriamento por refrigeradores de estado sólido é um novo campo de pesquisa com resultados promissores. O método que investigamos é baseado no chamado efeito elastocalórico [ECE, conforme as iniciais da expressão em inglês], que consiste na variação de temperatura de um sistema em resposta a um estresse mecânico. Simulamos computacionalmente esse efeito em nanotubos de carbono”, disse Fonseca à Agência FAPESP.

No mundo macroscópico, um efeito análogo é observado quando se estica rapidamente um elástico e ele se aquece. O efeito se manifesta se a deformação for aplicada sobre o material de modo que ele não troque calor com o meio – vale dizer, na terminologia da Física, quando o processo é adiabático.

“Partimos de um artigo publicado em 2016 por Sergey Lisenkov e colaboradores, Elastocaloric Effect in Carbon Nanotubes and Graphene. Esse estudo, também baseado em simulação computacional, mostrou que, quando uma pequena deformação, de até 3% do comprimento inicial, era aplicada a nanotubos de carbono, estes respondiam com uma variação de temperatura de até 30 ºC”, disse Fonseca.

“Diferentemente do trabalho de Lisenkov, que simulou apenas a distensão e a compressão simples dos nanotubos, reproduzimos o processo computacionalmente considerando um ciclo termodinâmico completo. Em nossa simulação, consideramos duas fases, a distensão e o relaxamento do nanotubo, e duas trocas de calor com dois reservatórios externos. Estimamos o calor que o nanotubo extrairia se estivesse em contato ideal com um certo meio. E obtivemos um bom resultado para o coeficiente de performance, comparativamente ao de outros materiais testados experimentalmente”, disse. 

O coeficiente de performance é definido como o calor que um sistema consegue retirar de determinada região dividido pela energia mobilizada para isso. No caso de uma geladeira doméstica, por exemplo, essa grandeza informa quanto calor ela retira do ambiente interno em razão da energia elétrica consumida. As melhores geladeiras domésticas têm coeficientes de performance da ordem de 8. Isto é, são capazes de transportar cerca de oito vezes mais energia térmica de dentro para fora do que o montante de energia elétrica que retiram da rede para fazê-lo.

“Simulando o processo para dois nanotubos diferentes, obtivemos os coeficientes de performance de 4,1 e 6,5. Ou seja, números relativamente bons, em comparação com os de outros fenômenos de troca de calor”, disse Fonseca.

O pesquisador apontou ainda outra vantagem, relativa à estrutura atômico-molecular. “Porque, no caso de certos materiais, a aplicação da força de tração faz com que a amostra mude de fase, ou seja, tenha sua estrutura cristalina modificada. No caso do nanotubo, o efeito térmico se deve unicamente à expansão e ao relaxamento da estrutura, que não é modificada. Isso é uma vantagem porque, em geral, as transformações de fase fazem com que o material paulatinamente perca a capacidade de efetuar a função de interesse. Mas, no caso do nanotubo, o processo não produz nenhuma transformação estrutural capaz de deixar defeitos: os átomos são afastados durante a expansão e retornam à posição original com o relaxamento”, disse.

Nanoescala

Segundo o pesquisador, há experimentos de ruptura que mostram que o nanotubo de carbono é capaz de suportar distensões de até 20%. E essa resistência à deformação aliada à alta performance relativa ao efeito elastocalórico fazem dos nanotubos de carbono materiais bastante interessantes para o desenvolvimento de eletrônica em nanoescala.

“Isso porque um problema central da eletrônica é a refrigeração. Nossa motivação foi imaginar um dispositivo que, por meio de um ciclo simples, pudesse extrair calor de um equipamento. Os nanotubos de carbono mostraram ser muito promissores. Além disso, eles possuem uma virtude a mais: são pequenos o bastante para serem incorporados a matrizes poliméricas, uma qualidade bastante desejável em um momento em que a indústria investe em pesquisas para a obtenção de dispositivos eletrônicos flexíveis, como os celulares dobráveis”, disse.

Tudo isso se inscreve em um quadro mais vasto, que é o da substituição de refrigeradores gasosos por refrigeradores sólidos, no contexto das mudanças climáticas globais.

O artigo High Performance of Carbon Nanotube Refrigerators, de Tiago E. Cantuario e Alexandre F. Fonseca, pode ser lido em: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/andp.201800502.

José Tadeu Arantes
Agência FAPESP

inoculação de bactérias

Durante a safra 2017/2018, cerca de 90% das lavouras comerciais de soja assistidas pelo Instituto Paranaense de Assistência Técnica e Extensão Rural (Emater PR) que adotaram a inoculação da semente com as bactérias Bradyrhizobium tiveram um aumento médio de 1,8 saca por hectare. Já as propriedades que empregaram a coinoculação (formulação das bactérias Bradyrhizobium + Azospirillum) observaram aumento de 5,6 sacas/ha. “Esses resultados indicam resposta positiva consistente da integração dessas práticas e enfatizam a importância da sua adoção anual”, afirma o pesquisador da Embrapa Soja (PR) Marco Antonio Nogueira. Os experimentos foram divulgados em publicação técnica pelas duas instituições.

Lucro líquido de até R$ 390 por hectare

As tecnologias da inoculação e da coinoculação têm sido objeto de intensas atividades de transferência com os agricultores do Paraná. O projeto conduzido pelo Instituto Emater PR e a Embrapa em 35 Unidades de Referência (URs) instaladas em áreas de produtores de soja na região mostrou que, nas áreas assistidas, o lucro líquido do uso da inoculação foi de R$ 126,60 por hectare e o da coinoculação, R$ 390,00/ha.

Para os cálculos, os pesquisadores consideraram o valor da saca de soja, R$ 72,00, o custo da dose do inoculante à base de Bradyrhizobium, R$ 3,00/ha, e o inoculante à base de Bradyrhizobium + Azospirillum, R$ 12,00/ha. “O mais relevante é que os ganhos de produtividade promovem melhores rentabilidades e a tecnologia é de baixo custo”, relata o coordenador do Projeto Grãos, da Emater PR, Nelson Harger.

Para auxiliar os produtores nas tomadas de decisão, antes da safra, aproximadamente 100 extensionistas receberam treinamento sobre boas práticas de inoculação e coinoculação. “Apesar dos benefícios da tecnologia, nem sempre ela é usada da melhor forma. A aplicação dos inoculantes diretamente na caixa de semeadora, por exemplo, dificulta a aderência das bactérias à semente e interfere na eficiência”, alerta Harger.

 
O pesquisador Marco Antonio Nogueira aborda os benefícios na soja, na safra 2017/18, no estado do Paraná.

Benefícios obtidos pela inoculação e coinoculação da soja

A tecnologia da fixação biológica do nitrogênio (FBN) é uma das mais impactantes para a sustentabilidade da produção de soja no Brasil. Sua adoção resulta em benefício econômico para o produtor e benefício ambiental, principalmente por dispensar o uso de fertilizantes nitrogenados na cultura.

De acordo com a pesquisadora Mariangela Hungria, da Embrapa Soja, o processo da FBN ocorre pela simbiose entre bactérias do gênero Bradyrhizobium e as plantas de soja. A partir dessa relação são formados os nódulos radiculares, nos quais as bactérias se abrigam e recebem da planta hospedeira proteção e alimento. “Em troca, capturam o nitrogênio atmosférico (N2) e o transformam em compostos nitrogenados que são exportados para a planta hospedeira e a beneficiam”, diz a pesquisadora.

Hungria diz que, ao longo de décadas, equipes de pesquisa da Embrapa selecionaram estirpes-elite de Bradyrhizobium que são usadas na elaboração dos inoculantes. “A inoculação é essencial em áreas de primeiro ano de cultivo de soja ou onde a planta não é cultivada há muito tempo porque as bactérias fixadoras de N2 estão ausentes ou em baixa população no solo”, explica a pesquisadora.

A cientista enfatiza que mesmo em áreas frequentemente cultivadas com soja, a inoculação anual, a cada safra, traz benefícios econômicos. “O ganho médio da inoculação anual da soja com Bradyrhizobium em áreas tradicionais de cultivo é de 8%, ou seja, um grande retorno frente ao baixo custo da dose do inoculante”, avalia a pesquisadora.

Coinoculação gera mais nódulos na raiz

Além dos resultados positivos da inoculação anual, a Embrapa lançou, em 2013, o uso de uma segunda bactéria, Azospirillum brasilense, para ser usada com o Bradyrhizobium, em um processo denominado de coinoculação. Hungria explica que, embora o Azospirillum também seja capaz de realizar a FBN, isso ocorre em taxas muito inferiores à do Bradyrhizobium. Nas estirpes de Azospirillum selecionadas pela Embrapa, a principal contribuição ocorre pela da síntese de fitormônios que promovem o crescimento vegetal, especialmente o sistema radicular, o que favorece a nodulação e a FBN pelo Bradyrhizobium. Consequentemente, as plantas de soja coinoculadas com Bradyrhizobium e Azospirillum têm uma nodulação mais abundante e precoce e maiores taxas de FBN.

“Ensaios de campo mostram que, com a coinoculação, houve um incremento médio de 16% no rendimento da soja, em relação às áreas inoculadas somente com Bradyrhizobium”, reforça o pesquisador da Embrapa Soja André Mateus Prando. Acesse aqui o folder sobre essa tecnologia.

Estimativas da Associação Nacional dos Produtores e Importadores de Inoculantes (ANPII) apontam que na última safra cerca de sete milhões de doses de inoculantes com Azospirillum e de mais de 50 milhões com Bradyrhizobium foram comercializados no Brasil.

FBN: ganhos ambientais e economia anual de US$13 bi

Calcula-se que a Fixação Biológica de Nitrogênio gere uma economia anual de US$ 13 bilhões pela substituição do uso de fertilizantes nitrogenados na cultura da soja. Outro benefício dessa tecnologia é facilitar o sequestro de carbono. De acordo com os pesquisadores da Embrapa, em situações em que o balanço de nitrogênio é positivo, a formação e a manutenção da matéria orgânica são estimuladas, levando à incorporação de carbono ao solo e diminuindo seu retorno para a atmosfera.

A utilização da tecnologia contribui também para minimizar outros problemas ambientais associados aos fertilizantes nitrogenados. Mariangela Hungria explica que nas condições brasileiras, as plantas aproveitam, no máximo, 50% do produto aplicado. “A outra metade é perdida por lixiviação, contaminando lagos, lençóis freáticos e dissolvida na atmosfera na forma de gases de efeito estufa”, relata. Segundo ela, as estimativas são de que a substituição dos fertilizantes nitrogenados pela FBN resulte na mitigação de GEE, estimada em 62 milhões de toneladas de equivalentes de gás carbônico (e-CO2) por ano.

Lebna Landgraf (MTb2903/PR)
Embrapa Soja

geada

Danilton Flumignan, pesquisador da Embrapa Agropecuária Oeste (MS), desenvolveu um método capaz de prever com bastante antecedência a ocorrência de geadas da região sul do estado de Mato Grosso do Sul. É possível saber ainda em dezembro a temperatura mínima aproximada que será atingida em junho. Essa informação é atualizada no mês de maio, quando é confirmada ou não a ocorrência de geada. O pesquisador revela que, segundo dados coletados até o momento, a região não deverá sofrer com geadas este ano (veja quadro abaixo).

Flumignan salienta que, especialmente no mês de junho, as geadas são motivo de grande preocupação dos produtores de milho safrinha. “Naquele mês, o milho ainda se encontra em uma fase sensível de seu desenvolvimento e a geada pode ser prejudicial à cultura”, esclarece o cientista, frisando que a extensão do prejuízo está associada à intensidade da geada.

Como é o método

O sistema usa dados de chuva medidos na estação agrometeorológica Guia Clima da Embrapa Agropecuária Oeste, localizada em Dourados (MS), e da temperatura da superfície do mar fornecidos pela agência americana National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA).

Tabela Geada

Com índice de confiança de 95%, o sistema é capaz de prever em dezembro, e com uma margem de erro conhecida de ±2,3ºC, qual a temperatura mínima deverá ocorrer em junho, no sul do Mato Grosso do Sul. Baseando-se nessa temperatura prevista e na escala da Tabela 1 (acima), é possível prever se ocorrerá a geada e com qual intensidade.

Como as geadas representam um fator de risco à produtividade no campo, a Embrapa Agropecuária Oeste vem analisando alguns métodos de previsão.

Dados históricos

O Guia Clima da Embrapa Agropecuária Oeste mantém informações organizadas dos últimos 40 anos do município de Dourados. A série histórica mostra que 25,4% das geadas na região ocorreram em junho. “Dessas, a maioria, 77,8%, foram de intensidade média ou forte, provocando danos às lavouras e prejuízos aos produtores”, conta Flumignan. Desde 1979, em junho, ocorreram geadas em 21 anos, totalizando 38 episódios.

Em outros meses, os riscos de geadas não chegam a preocupar os produtores de milho safrinha. É o caso de julho que, apesar apresentar geadas mais frequentes (51% dos registros), é uma época em que as lavouras estão em fase final de ciclo ou já foram colhidas, o que reduz potencial de dano. Em maio, por sua vez, as geadas são raras (4% dos registros) e, quando ocorrem, costumam apresentar intensidade fraca.

Protegendo o milho safrinha

O milho de segunda safra é a principal cultura de inverno de Mato Grosso do Sul. Em 2018, foram cultivados no estado cerca de 1,7 milhão de hectares de milho safrinha. Aproximadamente 70% dessas lavouras estavam na região sul de Mato Grosso do Sul.

O Zoneamento Agrícola de Risco Climático (ZARC) estabelece que, nessa região, o milho safrinha deve ser semeado até 10 de março a fim de minimizar os riscos de perdas nas lavouras.

Sem geada este ano

Segundo o pesquisador, para 2019 o sistema específico de previsão de geadas para o sul de Mato Grosso do Sul demostrou que a temperatura mínima prevista para junho é de 10,9 ºC. “Considerando-se a incerteza associada ao modelo matemático que faz a previsão, estima-se que a temperatura poderá ficar entre 8,6 ºC e 13,2 ºC. As geadas geralmente ocorrem com temperaturas abaixo de 4ºC, e somente abaixo desse patamar é que podem vir a ser classificadas como fraca, moderada ou forte”, explica Flumignan.

Em 2018, a previsão divulgada foi a de risco de geada moderada em junho, com temperatura mínima prevista de 5º C, podendo oscilar entre 2,7 e 7,3 ºC. Os dados divulgados pela previsão se confirmaram e a temperatura mínima registrada em junho de 2018, foi de 6 ºC, em Dourados, e 5,2 ºC, em Rio Brilhante.

previsão de Geada

O engenheiro agrônomo da Embrapa Gessi Ceccon, especialista em cultivo de milho safrinha, explica que existem três tipos de ciclos de híbridos de milho: superprecoce, precoce e normal. No caso de lavouras com híbridos de milho superprecoce, a geada em junho não causa prejuízos porque o milho já terá formado grãos, prontos para colheita. “Entretanto, para os de ciclo precoce e normal, a geada em junho acarreta menor enchimento dos grãos e, consequentemente, menor produtividade”, destaca Ceccon.

De uma maneira geral, o analista salienta que é muito difícil prever os potenciais danos que a geada pode causar ao milho, caso ela ocorra em junho. “Muitas variáveis estão envolvidas, como relevo da propriedade, época de plantio e ciclo do híbrido. Porém, de maneira geral, é possível afirmar que ainda que a geada ocorra em junho e que venha a ser forte, não haverá uma perda completa da lavoura, pois o milho safrinha é semeado de forma escalonada nas propriedades rurais de Mato Grosso do Sul, ou seja, ocorre gradativamente conforme vai sendo realizada a colheita da soja”, acrescenta.

Ele chama atenção para a amplitude do prejuízo em situações específicas. “No caso de ocorrer uma geada forte, em uma lavoura localizada em uma baixada, com um hibrido de ciclo normal, a perda certamente será grande.” Ele frisa que mesmo ocorrendo perdas severas na plantação, o cereal pode ser colhido e fornecido como alimento para os animais, pois é uma rica fonte de energia. Dessa forma, é possível minimizar os prejuízos.

Christiane Congro Comas (MTb 00825/9/SC)
Embrapa Agropecuária Oeste

Dia de Campo da Fazenda Santa Brígida

Mais de mil e quatrocentos produtores rurais, técnicos e consultores agrícolas participaram na sexta-feira (29) da 13ª edição do Dia de Campo sobre Integração Lavoura-Pecuária-Floresta (ILPF), na Fazenda Santa Brígida, em Ipameri (GO). “Daqui pra frente só planto consorciado. Já participei de outras edições desse evento e as informações que sempre obtive aqui foram muito úteis para que eu adotasse neste ano o sistema integrado na minha propriedade. Não vejo outra forma de agir”. É o que conta a produtora rural Ludmila de Queiroz, da fazenda Fiuza (Ipameri/GO), uma das participantes do Dia de Campo. Ela adotou em sua fazenda o sistema agropastoril (lavoura+pecuária). 

Propriedade hoje vitrine da tecnologia, a Fazenda Santa Brígida começou a mudar sua história em 2006, quando adotou a integração lavoura com pecuária para, inicialmente, renovar o pasto com o custo amortizado pela agricultura. O componente florestal foi inserido no sistema em 2009. Esse histórico da fazenda foi repassado no Dia de Campo por Roberto Freitas, consultor técnico da propriedade. “Antes esse pasto era totalmente degradado. Ao procurar a Embrapa, pesquisadores sugeriram a reforma a custo zero. Isso seria feito com o cultivo da soja, que pagaria a conta”, contou. 

Antes de iniciar o plantio, porém, o solo da propriedade foi devidamente corrigido. “Desde o primeiro ano, a soja já apresentou um bom desempenho. Depois disso introduzimos o milho, consorciado com braquiária, que a gente considera que é a alma do nosso processo aqui na fazenda”, afirmou Rodrigues. Segundo ele, com o avanço da fertilidade, foram sendo introduzidos outros cultivos. “Nesse processo, temos condicionado de forma gradual o perfil do solo. E contamos aqui com uma grande participação das raízes, ajudando nesse sistema. A braquiária promove uma redistribuição desses nutrientes. Além disso, também favorece a descompactação do solo, dentre outros benefícios”, relata.

O consultor atribui à diversificação de cultivos o fato de a fazenda não apresentar depois da implantação da integração reboleiras de doenças. “Esses solos possuem uma sanidade muito grande”. Ele detalhou no Dia de Campo como esse trabalho é feito. “Hoje usamos uma divisão dos talhões para fazer as rotações dos cultivos, onde num talhão vamos ter milho de verão com braquiária, no outro, temos soja mais sorgo, ou soja mais milho safrinha, ou soja mais girassol. Também consorciamos girassol e milho safrinha com capim. Trabalhamos ainda com milheto e um determinado tipo de sorgo, conhecido como aveia preta. Esse sistema tão diversificado nos dá uma estabilidade técnica”, explica. Ele ressaltou, no entanto, que são usadas apenas culturas comerciais. “Nada está aqui apenas para manejar pragas e doenças de solo”. 

Um dos pesquisadores que orientou a proprietária da Fazenda Santa Brígida, Marize Porto, no início da implantação da integração foi o pesquisador da Embrapa, João Kluthcouski, que estava presente no Dia de Campo. “Ninguém podia imaginar que íamos chegar onde chegamos”, contou ao informar que a tecnologia de integração já ocupa 15 milhões de hectares no Brasil. “Hoje ou o produtor entra, ou vai ficar para trás”, alerta. Segundo ele, com a integração é possível produzir o ano todo, fazendo até quatro safras por ano. E com a diversificação de cultivos, custos e riscos de produção são reduzidos. “Quando produzimos soja depois de braquiária conseguimos até 25 sacas a mais, isso é fantástico”, comemora. 

Além das vantagens agronômicas, econômicas e ambientais, o especialista destaca ainda os ganhos sociais da tecnologia. “A intensificação demanda mais mão de obra, com isso, mais postos de trabalho são criados. Todo mundo sai ganhando”, afirma. João K., como é conhecido, pontuou, no entanto, que os pecuaristas acabam encontrando mais dificuldade para adotar o sistema integrado. “Não há como negar que para os lavoreiros é mais fácil, eles já dispõem de toda a estrutura necessária. Mas, o mais importante é começar. Existe máquina para todos os tipo de produtores, grandes ou pequenos. Se fosse dar um conselho diria: comece pequeno e pense grande”. 

O pecuarista Paulo Estrela, da fazenda Taquari, presente no Dia de Campo, aproveitou o evento justamente para tirar dúvidas sobre a tecnologia e pedir orientações para o especialista da Embrapa, João K. Ele adota na propriedade o modelo silvipastoril (floresta+pecuária). “Foi muito proveitoso ter participado do Dia de Campo. Além de assistir às excelentes apresentações, também fui com o objetivo de conversar com o João K. A conversa foi ótima e já estou colocando em prática as orientações que ele me repassou”, contou.

Valor agregado – “Hoje já tenho uma fazenda recuperada, toda rodando dentro do sistema de ILPF. Agora queremos aumentar o valor agregado de cada um dos itens, intensificando ainda mais a produção”. É o que conta a proprietária da Fazenda Santa Brígida, Marize Porto. E para auxiliar o produtor nessa tarefa, uma das estações do Dia de Campo tratou do manejo da lavoura para altos rendimentos de grãos, abordando mais especificamente a questão das variações climáticas e seus impactos sobre a produtividade. 

“A região do Cerrado é abençoada com luminosidade e possui temperatura ideal para a agricultura, garantindo elevadas produtividades, mas um dos problemas que enfrentamos aqui são os ‘veranicos’, períodos de estiagens que ocorrem durante a safra. Em determinados anos e regiões, esses veranicos causam consequências sérias e perdas significativas”, relatou Sérgio Abud, da Embrapa Cerrados, responsável pela condução da estação do Dia de Campo que abordou esse assunto.

Segundo ele, um dos fatores que limitam a produtividade das culturas no Cerrado é a distribuição de água durante a safra. Ele usou como exemplo a soja. “Se todos os componentes determinantes da produtividade forem muito bem distribuídos, estima-se que o rendimento potencial da cultura pode chegar a mais de 200 sacos por hectares. No entanto, a água é um fator limitante dessa produtividade. Para reduzir o impacto do défict hídrico nas lavouras de grãos, os produtores necessitam de alta eficiência no manejo da lavoura”, explicou. Atualmente, a média de produtividade brasileira é de 50 sacas/hectares. Os recordistas do concurso do CESB (Comitê Estratégico Soja Brasil), no entanto, já atingiram 149 sacas/hectare.

De acordo com Abud, em média, da germinação até a colheita, uma planta de soja precisa em torno de 5,8 milímetros de água por dia, ou seja, uma variedade de 110 dias, para suprir as suas necessidades, necessita de pelo menos 600 milímetros, bem distribuídos durante o ciclo da cultura. “Essa é a necessidade de água para que a planta possa se desenvolver e ter alta produtividade”. Ele pontuou alguns cuidados que o produtor deve ter a fim de favorecer o desenvolvimento das plantas, dentre eles, um bom preparo do solo, químico, físico e biológico, a escolha de genética adaptada à sua propriedade, uso de sementes com alto vigor e semeadura feita com capricho, garantindo um bom arranjo de plantas. “E, como garantia de redução de perdas de produtividade, o produtor deverá adotar um excelente manejo fitossanitário, garantindo folhas saudáveis e funcionais até o final do ciclo da cultura. Essas práticas irão garantir uma alta produtividade de grãos”, afirmou.

O especialista da Embrapa explicou que um solo com perfil bem construído favorece o desenvolvimento radicular das plantas e a maior absorção de água e nutrientes, para que, assim, a cultura supere os veranicos característicos da região do Cerrado. Nesse contexto, segundo ele, a Integração Lavoura Pecuária, com o uso da braquiária e de outras plantas de cobertura, é fundamental. De acordo com Abud, a Fundação Mato Grosso conduziu um ensaio que mostrou isso. O experimento foi composto por vários tratamentos com sistemas diferentes de cultivo.

“Nos anos com boa distribuição de chuva, esses tratamentos não apresentaram diferenças de produtividades. Em 2014/2015, ocorreu uma seca forte e dois deles se destacaram: soja seguida de pousio e soja seguida de braquiária. Nessa safra, a área de soja com pousio produziu 29 sc/ha, já a de soja com braquiária, 59 sc/ha. Portanto, 30 sacos por hectare de diferença”, afirmou. Segundo ele, foi feita a análise química dos solos dos dois tratamentos e observou-se que os solos eram quimicamente iguais. “No entanto, ao se fazer a análise biológica, verificou-se que eram biologicamente distintos. E sabemos que solos biologicamente ativos permitem melhor desenvolvimento das plantas e, portanto, são mais produtivos”, enfatizou. 

Segundo Abud, as perdas de produtividade por déficit hídrico ou manejo agrícola variam muito de uma região para outra e tem relação direta com o nível tecnológico dos produtores. Ele pontuou algumas medidas que podem ser adotadas para tentar minimizar essas perdas, dentre elas, a seleção de data de semeadura com menor risco climático, conforme recomendações técnicas, e a adoção de um manejo adequado do solo e da lavoura, favorecendo, assim, um “ótimo” desenvolvimento das plantas. Abud recomendou que, em regiões com elevada probabilidade de ocorrência de veranicos, o foco do produtor seja, preferencialmente, na construção do perfil de solo, garantindo, assim, um bom armazenamento de água. 

Sistema equilibrado –  a viabilidade econômica da ILPF na Fazenda Santa Brígida foi objetivo de análise de uma das estações do Dia de Campo. “Para fazer a avaliação econômica, precisamos saber de onde está vindo o dinheiro e quanto está vindo. No caso da Santa Brígida, 57% da receita vem da pecuária e 44% da agricultura”, afirmou Miquéias Michetti, do Instituto Mato-grossense de Economia Apropecuária. De acordo com ele, se ao invés de ter optado por fazer ILPF, a propriedade goiana tivesse se tornado uma fazenda de soja, a cada 100 reais que ela tem hoje, ela teria apenas 30 reais de receita bruta. “A receita total da Santa Brígida é de 12 mil reais por hectare. Se tivesse só soja, seria de 4 mil reais. Sabemos que a safrinha no sistema ajuda a diminuir o custo fixo da produção. Existe uma lógica econômica que faz esse sistema ser diferente dos outros”, afirmou. 

O Dia de Campo tratou ainda da condução da pecuária dentro do sistema integrado da Fazenda Santa Brígida. O tema foi conduzida pelo diretor da Rede ILPF, William Marchió. Segundo ele, o trabalho na propriedade é direcionado para que se consiga produzir entre 19 e 22 arrobas por hectare. “Com a integração, no entanto, estamos conseguindo 32 arrobas por hectare, além de uma carcaça com boa cobertura de gordura”, comemora. Antes da implantação do sistema na fazenda, eram produzidas apenas 2,5 arroba por hectare. Agora, além de contarem com uma pastagem de qualidade, eles também fazem uma suplementação da alimentação com milho e farelo de soja e de sorgo cultivados na propriedade. “Com isso, conseguimos um ganho médio entre 500 e 800 gramas por dia a um custo de 95 reais. Quando os animais já estão adultos e tenho a perspectiva de terminá-los na palhada, aumento ainda mais essa suplementação, e eles passam a ganhar de 1,1 a 1,4 kg/dia a um custo de 110 reais a arroba”, explica. Segundo Marchió, vão para o confinamento apenas os animais que não atingiram o peso ideal. “Lá eles ganham em média 1,7 kg/dia a um custo de 122 reais a arroba”, informou. 

Marchió pontuou, ainda, algumas vantagens da integração dos sistemas, como a ciclagem de nutrientes do solo e a possibilidade de se obter mais de um produto numa mesma safra. “Aqui na Santa Brígida não conseguimos dissociar a agricultura da pecuária. A ILPF é um sistema de produção equilibrado, ambientalmente correto, sequestrador de gás de efeito estufa e que, principalmente, dá ao produtor um retorno econômico interessante”, afirmou. Ele ressaltou que a fazenda, apesar de buscar retorno econômico, optou por praticar uma agricultura baseada em ciência por todo o legado que as instituições de pesquisa deixou. “Talvez o Brasil seja hoje um dos poucos países do mundo que conseguem entregar uma agricultura sustentável rentável”, afirmou. 

ILPF – o Dia de Campo da Fazenda Santa Brígida é promovido pela Associação Rede ILPF, parceria público-privada formada pela Embrapa, cooperativa Cocamar e as empresas John Deere, Syngenta, Bradesco, Ceptis, Soesp e Premix. A coordenação técnica do evento ficou a cargo do pesquisador da Embrapa Lourival Vilela e contou ainda com o apoio da Universidade Estadual de Goiás e prefeitura de Ipameri (GO). A Associação Rede de Fomento ILPF busca acelerar a adoção desses sistemas integrados como parte de um esforço visando à intensificação sustentável da agricultura brasileira.

Mais informações sobre a Rede ILPF podem ser obtidas no www.redeilpf.org.br 

Juliana Caldas (MTb 4861/DF) 
Embrapa Cerrados 

estruturas químicas

A Embrapa acaba de organizar uma biblioteca virtual de estruturas químicas associadas à biodiversidade brasileira. Inicialmente, o banco de dados reunirá informações sobre substâncias isoladas de folhas de cajueiro, cajazeira, umbuzeiro e abacaxizeiro. Mas os organizadores pretendem, no futuro, ampliar o acervo, incluindo outras espécies. O objetivo é facilitar a descoberta e o uso de princípios ativos escondidos em bancos de conservação de material genético.

A biblioteca encontra-se em versão beta para realização de testes antes da liberação de acesso, que será concedido a pesquisadores da Embrapa e cientistas parceiros. O sistema fornecerá, remotamente, inúmeros dados sobre substâncias químicas isoladas das plantas catalogadas, o que deve abreviar o tempo de pesquisas.

Será possível consultar imagens de moléculas em 2D e 3D e obter informações sobre suas estruturas, tais como massa exata, massa relativa e demais propriedades. Serão disponibilizados também dados das espécies associadas, como genótipos, tipos de cultivar, estudos fitoquímicos e bioensaios realizados, além das coordenadas geográficas de onde a amostra foi coletada e sua localização por meio do Google Maps.

Cada estrutura química disponível na plataforma virtual corresponde a uma amostra da planta preservada em uma cápsula congelada a -80°C no Laboratório Multiusuário de Química de Produtos Naturais, na Embrapa Agroindústria Tropical (CE). Os pesquisadores acreditam que o projeto possibilitará o avanço do conhecimento a respeito da quimiodiversidade e da variabilidade de metabólitos (substâncias ou princípios ativos) dos Bancos Ativos de Germoplasma (bancos de conservação de material genético).

Impulso para a bioeconomia

“Ao longo de 20 a 30 anos, esse banco de dados será um valioso ativo da Embrapa”, festeja o pesquisador Guilherme Julião Zocolo, um dos membros da equipe que está por trás da novidade. Ele salienta que a biblioteca deve facilitar o desenvolvimento de novos produtos a partir das espécies catalogadas, porque as informações estarão organizadas e facilmente disponíveis aos pesquisadores.

“A ferramenta representa um salto de qualidade na possibilidade de valoração dos recursos da biodiversidade”, afirma Zocolo. O pesquisador lembra que ainda é muito pouco explorada a criação de bibliotecas de substâncias biologicamente ativas ou de extratotecas associadas a bancos de dados químicos e farmacológicos. “Essa associação é importante para a seleção de novas aplicações e desenvolvimento de novos produtos, o que repercute em avanços na bioeconomia”, diz.

As bibliotecas possibilitam, ainda, efetuar a técnica de desreplicação, que permite a identificação de substâncias a partir de análises rápidas, por meio de triagem e sem o isolamento, o que economiza tempo e recursos. Atualmente, para identificar moléculas, o pesquisadores precisam usar métodos para isolar a substância a ser estudada, o que exige recursos e demanda mais tempo. Com a desreplicação, o processo de identificação torna-se mais ágil e acertivo, acelerando assim a descoberta de moléculas de interesse.

Busca de substâncias anticâncer

A nova biblioteca é um dos resultados de um projeto da Embrapa iniciado em 2016, que tem como objetivo prospectar, identificar quimicamente e catalogar substâncias bioativas com potencial anticâncer em umbuzeiro, cajazeiro e abacaxizeiro. A primeira parte do projeto inclui, entre outras atividades, a catalogação de cerca de 100 substâncias naturais e mais de 100 extratos vegetais do Banco Ativo de Germoplasma da Embrapa Agroindústria Tropical, bem como toda a estruturação física da biblioteca.

A estrutura física para preservação das amostras já está em pleno funcionamento no Laboratório Multiusuário de Química de Produtos Naturais. A coleta das amostras, catalogação e descrição dos dados é feita por uma equipe multidisciplinar e envolve equipamentos analíticos de alta tecnologia, como Cromatografia de ultraeficiência acoplada a espectrometria de massas e Ressonância Magnética Nuclear (RMN).

“O projeto conta com o envolvimento de toda a equipe do Laboratório Multiusuário de Química de Produtos Naturais: os pesquisadores Edy Sousa de Brito, Kirley Canuto e a anlista Lorena Mara, um grupo com profissionais de diferentes áreas que se complementam. Além disso, outras competências foram agregadas, com a participação de pesquisadores da Universidade de São Paulo (USP) e da Universidade Federal da Paraíba (UFPB)”, explica Guilherme Zocolo.

Expertise de químicos e programadores

Para auxiliar a implementação da interface web da biblioteca, o professor Fernando Batista da Costa, da Faculdade de Ciências Farmacêuticas de Ribeirão Preto da Universidade de São Paulo (FCFRP-USP), acabou de iniciar uma temporada de dois meses como pesquisador visitante no Laboratório Multiusuário de Química de Produtos Naturais da Embapa. A permanência do professor foi possível graças a um outro projeto submetido pela equipe da Embrapa à Fundação Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico (Funcap).

Fernando Batista da Costa é pós-doutor em quimioinformática pelo Computer-Chemie-Centrum da Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg, Alemanha. Ele foi o mentor do AsterDB, banco de dados de estruturas químicas da espécie Asteraceae (família do girassol) mantido pela FCFRP-USP em colaboração com a UFPB.

Segundo o professor, o sistema em desenvolvimento na Embrapa será muito parecido com o AsterDB e contará com o auxílio da mesma equipe de desenvolvedores - um grupo de pesquisadores da UFPB, que reúne químicos e programadores.

Fernando da Costa explica que esse tipo de biblioteca acelera o trabalho de inovação tecnológica e apresenta aplicações em diversas áreas, como agricultura, farmácia e ecologia. No mundo, existem inúmeras bibliotecas desse gênero, algumas especializadas na comercialização de dados. No Brasil, apenas duas são públicas e ligadas a universidades. Além da AsterDB, o Núcleo de Bioensaios Biossíntese e Ecofisiologia de Produtos Naturais da Universidade Estadual Paulista (NuBBE-Unesp) mantém o NubbeDB, um banco de dados virtual de produtos naturais e derivativos da biodiversidade brasileira.

Verônica Freire (MTb 01225/CE)
Embrapa Agroindústria Tropical