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O futuro dos microrganismos na agricultura: da engenharia metabólica à nova geração de bioinsumos

Lucas Smith Pimenta, Ronaldo José Durigan Dalio

A agricultura moderna e de vanguarda é delineada pelo uso intensivo de bioinsumos de alta performance integrados aos preceitos da agricultura de precisão. Nesse cenário, os avanços na biotecnologia agrícola convergem para o desenvolvimento de soluções altamente específicas. A engenharia metabólica consolidou-se como uma ferramenta indispensável para o redesenho racional de vias biossintéticas, permitindo o direcionamento do fluxo de carbono celular para a produção otimizada de compostos bioativos de interesse agronômico. Essa abordagem amplia substancialmente a eficiência, a previsibilidade e a robustez industrial dos bioprodutos. Consequentemente, observa-se uma crescente sinergia entre a biotecnologia, a ciência dos materiais e a engenharia de formulações. Estratégias como o microencapsulamento, o desenvolvimento de sistemas nanotecnológicos e o uso de microrganismos como vetores biológicos passam a integrar o arsenal tecnológico da nova geração de bioinsumos.

metabólitos microbianos, RNA, estabilidade molecular, nanotecnologia, instabilidade genética

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Prolina como aliada das plantas na adaptação às mudanças climáticas

Átila Francisco Mógor, Flávio Henrique Silveira Rabêlo

As mudanças climáticas impõem restrições severas à produção de alimentos, afetando severamente commodities como o milho e a soja. Embora a capacidade adaptativa a condições adversas seja intrínseca a cada genótipo, o estado nutricional do vegetal exerce forte influência nessa resposta. Sob estresses abióticos, o acúmulo endógeno de prolina pode aumentar em até cem vezes em comparação a organismos sob condições homeostáticas. Essa hiperacumulação evidencia o papel crucial desse aminoácido na tolerância ao estresse, sugerindo que sua aplicação exógena preventiva possa mitigar injúrias ambientais devido às suas funções protetivas essenciais. Contudo, apesar de sua relevância fisiológica na indução de tolerância, ainda são escasos estudos focados na aplicação isolada de prolina nessas culturas. Portanto, torna-se imperativo conduzir pesquisas adicionais em milho e soja para determinar as doses ótimas, os estádios fenológicos ideais e as vias de aplicação da prolina voltadas à mitigação de estresses abióticos.

Estresses abióticos, déficit hídrico, adaptação, aminoácidos, espécies reativas de oxigênio

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Biocarvão: propriedades, funções e análise de ciclo de vida

Carlos Alberto Silva

O biocarvão é um condicionador rico em carbono gerado a partir da conversão termoquímica de biomassa sob suprimento limitado de oxigênio, por meio do processo de pirólise. Nas últimas duas décadas, esse material despertou expressivo interesse científico e tecnológico devido às suas multifuncionalidades na agricultura, no manejo de resíduos orgânicos e na mitigação das mudanças climáticas. Contudo, o desempenho agronômico e ambiental do biocarvão é estritamente dependente das condições de sua síntese e das características do meio receptor, biomassa de distintas fontes, variáveis operacionais de pirólise e diferentes tipologias de solos resultam em materiais com propriedades físico-químicas heterogêneas. Consequentemente, a pesquisa científica é crucial para elucidar os mecanismos cinéticos e termodinâmicos que regulam a formação, a estabilidade química e a funcionalidade desse insumo em diversos ecossistemas.

Conversão termoquímica, pirólise, biomassa, resíduos orgânicos, descarboxilação

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O potássio no controle das doenças das plantas

Fabrício Ávila Rodrigues

A contribuição do potássio para a fisiologia vegetal é determinante para elevar o nível basal de resistência e atenuar o processo infeccioso de patógenos. Esse macronutriente atua na ativação de ao menos 60 enzimas nos tecidos vegetais, induzindo alterações conformacionais que maximizam a afinidade enzimática pelos seus respectivos substratos. Ademais, o potássio modula o potencial de membrana celular e a sinalização elétrica, mecanismos essenciais para processos fisiológicos como a absorção de nutrientes, a expansão celular e a transdução de respostas a estímulos ambientais. Frequentemente, o efeito benéfico da adubação potássica na supressão de doenças é condicionado ao teor limítrofe ou deficitário do elemento no solo e nos tecidos da cultura. Por fim, o potássio, em sinergia com o fósforo, promove o espessamento da cutícula e da parede celular, consolidando uma barreira mecânica robusta contra a penetração de patógenos.

Bioquímica, funções fisiológicas, patógeno, metabolismo, enzimas glicolíticas, brusone

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Uso de bioinsumos em plantações de eucaliptos: desafios e oportunidades

Alexandre de Vicente Ferraz, Beatriz Regolão de Cresci, Huga Géssica Bento de Oliveira Sousa

Nos últimos anos, a silvicultura brasileira tem vivenciado um novo período de forte expansão em direção a novas fronteiras agrícolas. Esse cenário impõe importantes desafios científicos e tecnológicos, entre os quais se destacam: o desenvolvimento de materiais genéticos tolerantes ao estresse hídrico; o aprimoramento de práticas silviculturais voltadas à eficiência no uso da água e à tolerância das plantas à seca; a otimização do manejo do solo e da fertilização em ambientes restritivos; e a adaptação dos povoamentos florestais às mudanças climáticas. Por definição, os bioinsumos compreendem produtos, processos ou tecnologias de origem vegetal, animal ou microbiana que atuam positivamente no desenvolvimento de sistemas produtivos agropecuários, florestais ou aquícolas. Contudo, apesar do elevado potencial dessas ferramentas, sua adoção em larga escala na atividade florestal ainda carece de avanços científicos, validações de longo prazo em condições de campo e maior integração com o setor operacional das empresas.

Silvicultura, reflorestamento, resíduos florestais, produtividade florestal, manejo florestal

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Brassinosteroides: moduladores fisiológicos de plantas sob estresses abióticos

Evandro Binotto Fagan, Marina Rodrigues dos Reis

Evidências consistentes demonstram que os brassinosteroides, fitormônios ainda sob crescente pesquisa, exercem papel estratégico na via de sinalização do ácido abscísico, rota central na percepção e transdução de respostas a estresses abióticos, como seca, salinidade e extremos de temperatura e radiação. Assim, esses compostos atuam como reguladores fisiológicos que permitem o ajuste metabólico homeostático da planta, o que evita a paralisação do crescimento e o gasto energético excessivo sob condições adversas. Adicionalmente, os brassinosteroides modulam o desenvolvimento radicular de maneira dose-dependente, controlando a expansão das células meristemáticas e estimulando o transporte polar de auxina. Em síntese, tais hormônios são centrais na integração das respostas ao estresse abiótico, conectando estímulos externos a modificações fisiológicas, metabólicas e estruturais nas plantas.

Resposta das plantas, expressão gênica, resiliência fisiológica, intensidade fisiológica, osmoprotetores

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Granulados Bioclásticos Marinhos: A nova fronteira para o acoplamento de tecnologias na agricultura sustentável e de baixo carbono

Weber Amaral

Os granulados bioclásticos marinhos, constituídos por algas calcárias, configuram-se como insumos estratégicos para a transição rumo a uma agricultura de baixa emissão de carbono e de alta eficiência produtiva. Como plataforma tecnológica, esses materiais viabilizam a integração sinérgica entre fertilizantes e biotecnologias, o que otimiza a nutrição vegetal e restaura a qualidade biológica de solos tropicais. Desse modo, sua versatilidade, aliada à eficiência agronômica comprovada, consolida tais compostos como ativos essenciais para o desenvolvimento sustentável do setor agrícola nacional.

Algas calcárias, corretores de solo, microfauna do solo, acidez do solo, bioinsumos

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Potencial da compostagem dos resíduos agrossilvopastoris para a agricultura brasileira

Kátia Beltrame, Moacir Beltrame

Embora o Brasil consolide sua posição como potência agropecuária mundial, o país convive com a vulnerabilidade estrutural da dependência de fertilizantes importados. A compostagem de resíduos agrossilvopastoris surge como uma solução estratégica que, ao transformar biomassa residual em fertilizantes orgânicos e condicionadores de solo, permite reduzir a submissão ao mercado externo, fomentar a economia circular e gerar empregos no meio rural, além de recuperar solos cronicamente intemperizados e deficientes em matéria orgânica.

Resíduos orgânicos, biomassa residual, economia circular, lodos biológicos, insumos orgânicos

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Do achismo à tecnologia de precisão: como o planejamento experimental pode redefinir a competitividade na indústria de nutrição vegetal

Asdrubal Jesus Farias Ramirez, Maria Alejandra Moreno Pizani

A aplicação do planejamento experimental em ensaios de campo na indústria de nutrição vegetal exige a transição de práticas empíricas e intuitivas para um método científico rigoroso, focado no controle da variabilidade ambiental e na precisão analítica. Atualmente, a integração dessa abordagem estatística com ferramentas de Big Data e Inteligência Artificial transforma o setor agronômico em uma ciência estritamente orientada por dados. Esse rigor metodológico redefine a competitividade mercadológica ao assegurar a reprodutibilidade das inovações, garantindo que as soluções validadas em ambiente de pesquisa se traduzam em resultados consistentes e economicamente viáveis no campo.

Qualidade dos dados, experimento de campo, amostragem probabilística, tamanho da população, análise de regressão

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Atualização técnica sobre aplicações foliares

Victoria Fernández

As características morfológicas das folhas, como a presença de tricomas ou outras estruturas epidérmicas, influenciam diretamente a deposição de gotículas e a formação de resíduos após a secagem das pulverizações, além de impactar o transporte de compostos químicos para os órgãos vegetais. Apesar disso, poucos estudos sobre aplicação foliar consideraram a dinâmica de secagem das gotas como um fator crítico. Paralelamente, análises via microscopia eletrônica de transmissão e microscopia de força atômica demonstraram que a superfície foliar de algumas espécies é quimicamente heterogênea em escala nanométrica. Essa heterogeneidade possivelmente contribui para o transporte de água, solutos e outras substâncias através das barreiras externas das plantas.

Ângulo de contato, molhabilidade, hidrofóbica, ponto de deliquescência, ponto de eflorescência

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Contribuições das bactérias promotoras de crescimento na sustentabilidade agrícola e ambiental

Fernando Shintate Galindo, Franco Monici Fabrino, Marcelo Carvalho Minhoto Teixeira Filho, Rodrigo Silva Alves, Thiago Assis Rodrigues Nogueira

As bactérias promotoras de crescimento de plantas estimulam o desenvolvimento vegetal por meio de mecanismos diretos e indiretos, tais como a produção de sideróforos e a supressão de fitopatógenos. Esses microrganismos benéficos podem ser caracterizados conforme as atividades que desempenham, classificando-se como biofertilizantes, bioestimuladores, biopesticidas e biorremediadores. Contudo a inoculação convencional seja uma estratégia de manejo consolidada em diversas culturas, a coinoculação e o consórcio microbiano, que consistem na aplicação simultânea de duas ou mais espécies de bactérias promotoras de crescimento de plantas, têm ganhado destaque na agricultura brasileira. Essas práticas potencializam os efeitos dos microrganismos benéficos, reduzem a dependência de fertilizantes minerais e otimizam o aproveitamento dos recursos naturais.

Produtividade das plantas, microrganismos, fixação biológica de nitrogênio, fitormônios, biofertilizantes, bioestimuladores

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Bioinsumos e mitigação do estresse abiótico

Fábio Lopes Olivares, Priscila Pires Bittencourt

O desenvolvimento de inoculantes bacterianos voltados à mitigação do déficit hídrico em plantas pode ser otimizado por meio da bioprospecção em ambientes áridos, explorando a microbiota associada aos diferentes compartimentos do sistema solo-planta. Sob escassez hídrica, os exopolissacarídeos secretados por esses microrganismos desempenham um papel crucial na retenção de água, pois atuam na formação de biofilmes e de uma barreira protetora nas raízes, atenuando também os efeitos do estresse salino. Adicionalmente, o desenho de comunidades microbianas sintéticas orientadas por dados metataxonômicos, associado ao uso de aditivos protetores que ampliam a viabilidade bacteriana e a resiliência dos tecidos vegetais, consolida-se como uma estratégia promissora na biotecnologia agrícola.

Mudanças climáticas, carbono do solo, agricultura sustentável, bactérias promotoras do crescimento de plantas, exopolissacarídeos

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Extratos vegetais como biofertilizantes na agricultura moderna: tecnologias e utilização

Juliano Cordeiro, Roberta Paulert

Os biofertilizantes constituem insumos biológicos fundamentais para a consolidação de uma agricultura sustentável, com a expansão desse mercado global sendo impulsionada pela crescente demanda por tecnologias verdes. Essa tecnologia inovadora atua de forma eficaz no incremento do crescimento e da produtividade das culturas, além de potencializar a tolerância vegetal a estresses abióticos, como o déficit hídrico e a salinidade. Ao restabelecer o equilíbrio biológico do agroecossistema, o uso de biofertilizantes viabiliza sistemas produtivos mais resilientes, competitivos e ambientalmente responsáveis.

Qualidade das culturas, agricultura sustentável, produtos orgânicos, extração de metabólitos, bioinsumos

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Aminoácidos na adaptação das plantas aos estresses abióticos

Átila Francisco Mógor, Gilda Mógor

Estresses abióticos, tais como estresse térmico, déficit hídrico, salinidade e radiação ultravioleta elevada; promovem o acúmulo de espécies reativas de oxigênio, culminando em estresse oxidativo. Para contrapor esses efeitos, a aplicação de aminoácidos livres surge como uma estratégia eficaz para otimizar as respostas adaptativas das plantas. Esses compostos atuam na mitigação dos danos oxidativos por meio do incremento de osmólitos celulares, enzimas antioxidantes e da proteção das membranas dos cloroplastos. Além disso, os aminoácidos livres reduzem a peroxidação lipídica, mantêm a atividade metabólica e atuam como sinalizadores na expressão de genes responsivos a condições ambientais adversas.

Espécies reativas de oxigênio, L-arginina, L-ornitina, L-metionina, potencial osmótico

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Extratos de macroalgas na mitigação de estresses abióticos em plantas

Marciel J. Stadnik, Mateus B. de Freitas

A mitigação dos impactos das mudanças climáticas na produção agrícola tornou-se um foco global de pesquisa diante dos desafios impostos pelas oscilações do clima. Nesse cenário, a aplicação de extratos de algas tem demonstrado eficácia na atenuação de estresses hídricos, térmicos e salinos. Esses extratos atuam diretamente na otimização da morfologia radicular, no acúmulo de carboidratos não estruturais, na regulação do metabolismo vegetal, no ajuste osmótico do status hídrico e no incremento da concentração de prolina. Adicionalmente, as macroalgas marinhas sintetizam uma ampla diversidade de moléculas bioativas, cuja composição química varia intrinsicamente de acordo com a espécie e as condições do ambiente de cultivo, aumentando seu potencial benefício.

Mudanças climáticas, produtividade agrícola, biofertilizantes, moléculas bioativas, estrutura celular

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Atuação de Fertilizantes Especiais na Mitigação da Doença HLB (Greening) em Pomares de Laranja

Gilberto Tozatti

A aplicação de fertilizantes especiais em pomares afetados por fitopatógenos tem demonstrado resultados promissores. Esses insumos são formulados com o objetivo de otimizar o equilíbrio hormonal e nutricional do vegetal, preservar e incrementar o volume radicular, além de mitigar os efeitos de estresses climáticos adversos. Diante disso, essa prática tem se destacado como uma ferramenta estratégica para mitigar os impactos da doença HLB em pomares de citros. Para maximizar tais benefícios, é fundamental sincronizar a aplicação com as fases fenológicas da cultura, atentando-se rigorosamente às dosagens e à frequência recomendadas. Por fim, salienta-se a importância do acompanhamento técnico por um Engenheiro Agrônomo especialista para o sucesso do manejo.

Doença sistêmica, citros, estratégias de controle, estresse oxidativo, produtividade, substâncias húmicas

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Extratos da alga vermelha Kappaphycus alvarezii como biofertilizante

Átila Mógor, César Freitas Ribeiro, Marciel J. Stadnik, Mateus B. de Freitas

Algas do gênero Kappaphycus apresentam em sua composição elevados teores de nutrientes e de macromoléculas bioativas denominadas carragenanas. A aplicação dessas substâncias incrementa não apenas os parâmetros de crescimento e produtividade das culturas, mas também as atividades bioquímicas associadas à eficiência fotossintética. No âmbito regulatório, a legislação vigente ainda não prevê teores mínimos de carragenanas em biofertilizantes para a comprovação da presença do extrato de algas vermelhas na formulação. Essa lacuna normativa contrapõe-se à crescente demanda pelo desenvolvimento e registro de insumos comerciais formulados à base dessas macroalgas.

Compostos bioativos, produtividade das plantas, fitormônios, carragenanas, bioensaios

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Uso de aminoácidos em plantas

Anibal Pacheco de Almeida, Carlos Alexandre Costa Crusciol, Cleber de Morais Hervatin, Gabriela Ferraz de Siqueira

A aplicação exógena de aminoácidos em plantas modula a síntese hormonal e, por conseguinte, altera o metabolismo e os processos bioquímicos, funcionais e estruturais da planta. Essa modulação pode incrementar a produtividade e aprimorar a qualidade da cultura ou, alternativamente, conferir estabilidade produtiva ao induzir maior tolerância a estresses bióticos e abióticos. Paralelamente, os avanços nos processos de obtenção dessas moléculas têm ampliado a comprovação científica quanto à viabilidade do uso isolado de um aminoácido específico ou de misturas combinadas no manejo agrícola. A expansão dessa prática agronômica dependerá, fundamentalmente, do controle de qualidade dos produtos comerciais e do aprofundamento do conhecimento acerca dos estímulos fisiológicos desencadeados em diferentes estádios fenológicos.

Metabolismo, produtividade das culturas, estímulos fisiológicos, enzimas antioxidantes, ácidos carboxílicos

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Fertilizantes organominerais fosfatados no cultivo de milho: resposta da cultura e bases conceituais para o aumento da eficiência agronômica dos fertilizantes

Carlos Henrique Eiterer de Souza

O manejo nutricional, sobretudo a adubação fosfatada, exerce impacto expressivo no incremento do teto produtivo das culturas. Nesse contexto, tem se expandido o emprego de fertilizantes com tecnologias associadas para elevar a eficiência agronômica, otimizar o suprimento de fósforo às plantas e prolongar a disponibilidade do nutriente no solo. Pesquisas recentes ressaltam os efeitos positivos da utilização de fertilizantes organominerais fosfatados, especificamente no cultivo do milho. Desse modo, verifica-se que a maior eficiência dos fertilizantes organominerais, em comparação aos minerais solúveis, decorre do conjunto de interações químicas e biológicas que ocorrem na zona de dissolução do grânulo, as quais favorecem o desenvolvimento do sistema radicular e a consequente absorção de nutrientes.

Produtividade, novas tecnologias, sistemas de produção, eficiência produtiva, adubação fosfata

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Fertilizantes especiais, muito além dos nutrientes

Giacomo Zanotto, Marcos Y. Kamogawa

Os fertilizantes especiais, com ênfase na tecnologia de aplicação foliar, configuram-se como uma abordagem contemporânea e sistêmica para a otimização do manejo nutricional das culturas. Sob a ótica do desenvolvimento científico de insumos, a concepção de formulações eficazes e sustentáveis demanda uma análise holística e transdisciplinar, integrando fundamentos da química fina, biologia molecular, física de superfícies, engenharia de processos e ciências econômicas, sob o escopo central das ciências agrárias. Diante deste panorama, a capacidade de conversão tecnológica e a rápida adaptabilidade do parque agroindustrial frente às inovações emergentes consolidam-se como os principais gargalos operacionais e estratégicos a serem superados no curto e médio prazo.

Inovação, produtos formulados, sustentabilidade dos cultivos, estresses ambientais, bioestimulantes

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