Aspectos de fisiologia de produção para elevados patamares produtivos em soja

A agricultura tem sido ao longo dos anos, uma das áreas com maior crescimento tanto em uso de tecnologias como em aumento de produtividade. As pesquisas têm sido focadas no aumento da expressão de características genéticas ligadas à resistência e componentes de produção visando plantas mais vigorosas e produtivas. Uma das culturas que tem sido alvo da maior parte desses esforços é a cultura de soja (Glycine max, L. Merrill).

Nesse sentido, a fisiologia vegetal tem auxiliado na busca de aumento de produtividade, visto que, ao entender como uma planta “funciona” e interage com o ambiente é possível potencializar ações ligadas a mesma. Conhecer as etapas de desenvolvimento das plantas é vital para que se possa reduzir as perdas de potencial ocasionados pelo ambiente.

Em boas condições de crescimento e desenvolvimento, as plantas criam determinadas “prioridades” que precisam ser atendidas durante cada etapa. Nessa abordagem serão enfatizadas três fases que são utilizadas na prática para estímulo fisiológico e intervenções destinadas a proteção de plantas, sendo elas: Fase I: germinação, emergência e estabelecimento da cultura (“Boca e alicerce”); Fase II: crescimento vegetativo (“Formação de caixa de produção”) e Fase III: fase reprodutiva (“Definição da caixa de produção”).

Na fase I, o primeiro processo a ser considerado no início da formação das plantas é a germinação. Nesse mecanismo a água absorvida pela semente, ativa as giberelinas sintetizadas pelo embrião que induzem a transcrição de genes que ativam enzimas que promovem a quebra das substâncias de reservas do endosperma, que serão utilizadas no processo de respiração do embrião, promovendo a formação de energia e compostos intermediários para o desenvolvimento do embrião (Fagan et al., 2015).

Considerando que o solo apresenta disponibilidade hídrica e nutricional adequada no seu perfil, vamos considerar apenas fatores fisiológicos que afetam o crescimento radicular. Na literatura, é estabelecido que o crescimento radicular está ligado a sinais hormonais, especialmente das auxinas que atuam na diferenciação das células do periciclo. Embora as poliaminas, brasinosteróides e o ácido abscísico também apresentem relações (Fagan et al., 2015; Fagan et al., 2016; Taiz et al., 2017).Buscando atender o aumento a essas demandas hormonais, atualmente tem se utilizado diversos produtos com intuito de estímulo de crescimento inicial de plantas, dentre eles destaca-se os produtos químicos de proteção de plantas (PQPP); os aminoácidos triptofano, glicina, glutamato, cisteína entre outros; micronurientes [Cobalto (Co), Molibdênio (Mo), Níquel (Ni) e Zinco (Zn)]; macronutrientes [Nitrogênio (N)]; reguladores de crescimento (Auxinas); substâncias húmicas (SH); extrato de algas e vegetais (EA e EV, respectivamente) e Bactérias promotoras de crescimento de plantas (PGPB).

Depois que a planta inicia o crescimento radicular, a sua atenção também se direciona para o crescimento da parte aérea. A formação de folhas e hastes começa a se tornar prioridade para a planta. Nesse momento, o acúmulo de carbono sintetizado pela fotossíntese é o processo primário para a produção de fitomassa seca de plantas. Essa reação proporciona o armazenamento de energia em moléculas de carboidratos, enquanto a respiração celular libera, de forma controlada, ao mesmo tempo em que gera compostos de carbono para direcionados a várias reações destinadas a biosíntese. Nesta fase, é necessário proteger a estrutura fotossintética, evitando-se danos ocasionados por fungicidas, herbicidas e inseticidas. Para isso, tem se buscado tecnologias que minimizem esses danos, destacando-se o uso de aminoácidos, extrato de algas e vegetais, micronutrientes e hormônios promotores de crescimento (auxina, citocinina e giberelina).

O sucesso do desenvolvimento de estruturas vegetativas (fase II) depende do crescimento e desenvolvimento de raízes. A explicação para tal comportamento está relacionada a absorção de água e nutrientes e a regulação do crescimento da parte aérea pela produção dos hormônios, ácido abscísico, citocinina e estrigolactona. A citocinina é um hormônio considerado chave nesse processo. Esse hormônio é produzido no ápice das raízes e translocado para a parte aérea das plantas através do xilema pela corrente transpiratória. Na parte aérea a citocinina atua na divisão celular, mobilização de nutrientes e longevidade foliar (Zhao et al., 2010; Fagan et al., 2015). O aumento da longevidade foliar está ligado ao efeito desse hormônio na biossíntese de clorofila e diferenciação de cloroplastos e também pela sua atuação no sistema antioxidante (ascorbato e glutationa), mantendo assim a integridade do sistema fotossintético (Cortleven & Schmülling, 2015; Fagan et al., 2015). A citocinina também atua na diferenciação de gemas laterais para formação de ramificações. Portanto, plantas com grande volume de raízes apresentam grande potencial de desenvolvimento de ramificações da parte aérea e consequentemente incremento no número de nós.

Na fase III, a planta inicia o processo reprodutivo, considerada nessa abordagem da transformação da “caixa produtiva” em produção de grãos. Primeiramente, o potencial reprodutivo depende do sucesso do florescimento que está associado à fecundação de flores e consequentemente a disponibilidade de cálcio e boro. Mesmo com a disponibilidade desses nutrientes, apenas uma pequena proporção de flores é fixada ao longo do desenvolvimento reprodutivo da cultura de soja. Considerando flores e vagens a abscisão e aborto são estimados em 60 a 70% (Jiang & Egli, 1993). A maior taxa de abscisão para aborto ocorre após a fertilização, durante o estágio inicial do desenvolvimento do embrião em condições de baixos níveis de citocinina (estágio de proembrião) (Kato, 1964). Provavelmente esse processo é influenciado pela deficiência nutricional, competição de fotoassimilados entre órgãos em crescimento e pela presença da citocinina oriunda das raízes.

Depois que a flor é fecundada e fixada um dos processos mais relevantes é o enchimento de grãos. Essa fase tem duração de 22 a 33 dias, como variação na taxa de crescimento de grãos de 3-13 mg por dia. Para que a produção de açúcar na folha e a translocação para os grãos seja adequada é necessária à presença de nitrogênio na folha. Esse nutriente mantém a funcionalidade do aparato fotossintético e de outras moléculas de relevância metabólica. Quanto mais longo for o período luminoso nessa fase, maior será o potencial fotossintético. Além disso, outros nutrientes são fundamentais para o êxito dessa etapa, entre eles destaca-se:

(i) Fósforo (P) que é constituinte da ATP, e atua no fluxo de trioses fosfato do cloroplasto para o citoplasma, que futuramente será transformado em açúcar;

(ii) Potássio (K⁺) que está associado a síntese de ATP e absorção e transporte de sacarose. O K⁺ é o principal cátion presente no floema e por isso alterações no seu teor causam efeitos diretos no funcionamento dos mesmos. Portanto a deficiência desse nutriente ocasiona uma redução na translocação da sacarose. Além desse efeito, outros indiretos também são observados como controle estomático, ativação de várias enzimas relacionadas ao metabolismo do C (FAGAN et al., 2016);

(iii) Magnésio (Mg) inclui a formação de clorofila, fixação e assimilação de CO₂ na fotossíntese, translocação e partição de fotoassimilados no floema (CAKMAK & YAZICI, 2010);

(iv) O boro que tem um papel importante no fluxo de açúcares, pois os complexos cis-diol formados por este nutriente são requeridos para a síntese de açúcares e seus derivados. O boro também atua na síntese de uracila, precursora direta da uridina difosfato glicose (UDP glicose) que juntamente com a frutose formam a sacarose. Além da síntese, o complexo açúcar-borato também facilita o transporte de açúcares na membrana (FAGAN et al., 2016).

É importante que o produtor não esqueça que a produtividade de uma cultura precisa ser planejada em função do sistema de produção, que deve preconizar rotação de culturas, manejo de solo, escolha de cultivares mais adequada à região e sementes com boa qualidade fisiológica (germinação e vigor) entre outros. Os parâmetros fisiológicos supracitados somente apresentarão potencialização se todo o manejo for realizado de forma correta, para que a planta consiga expressar todo o seu potencial.