Atualização técnica sobre aplicações foliares

A aplicação foliar de nutrientes minerais em plantas é implementada na produção agrícola há mais de um século (Fernández; Eichert, 2009). Nos últimos anos, o uso de bioestimulantes[1] para melhorar o crescimento das plantas e sua resposta aos potenciais fatores de estresse ganhou importância. O mercado para esses produtos está crescendo significativamente em todo o mundo, e muitos deles são aplicados em plantações via pulverizações foliares.

Existem centenas de estudos científicos e relatórios técnicos descrevendo respostas positivas das plantas às aplicações foliares. Da mesma forma, nas últimas décadas foram estudados alguns dos principais fatores que influenciam a eficácia das aplicações foliares, mas ainda carecemos de informações para otimizar a resposta das plantas.

As superfícies das folhas são variáveis

As características das folhas das plantas incluindo se têm pelos ou outras estruturas epidérmicas como ceras ou estômatos, variam, por exemplo, dependendo da idade, espécie, variedade ou fatores ambientais durante o crescimento. Essas características podem afetar a deposição de gotículas e depósitos que se formam nas folhas após a secagem das pulverizações, bem como o transporte de produtos químicos para os órgãos vegetais. Embora não possamos modificar as propriedades das superfícies foliares das culturas, a caracterização delas mesmas a nível de sua energia livre superficial (Fernández; Khayet, 2015; Barlas et al., 2023), pode nos ajudar a saber quão difícil pode ser a pulverização e se é necessário aplicar uma formulação foliar que inclua adjuvantes que melhorem a molhabilidade e a retenção de gotas dos produtos aplicados via foliar (ver Figura 1).

Figura 1. Aplicação foliar de carbonato de cálcio à 5% em plantas de couve-flor com água pura (A) ou adição de um surfactante (B)

Na Figura 1.A, as folhas não mantiveram o produto e algumas gotas isoladas podem ser vistas nas folhas. Na Figura 1.B, obteve-se boa molhagem foliar com distribuição mais homogênea da pulverização foliar que foi retido pela folha.

Por exemplo, comprovamos que diferentes variedades da mesma cultura podem ter características diferentes, como observado em plantas de milho. Em um estudo realizado com 4 variedades de milho com plantas cultivadas a partir de sementes, comprovou-se para todas as variedades, que inicialmente as folhas eram bastante não molháveis ​​(ângulos de contato de aproximadamente 130º) até que se desenvolveu a quarta folha, devido à presença de ceras epicuticulares nanoestruturadas (Henningsen et al., 2023a). Em três das quatro variedades de milho analisadas mensurou a mudança na molhabilidade das folhas (tornaram-se bastante molháveis) com a idade das plantas, desde que não fossem submetidas à deficiência de fósforo, fator que fez com que as folhas permanecessem não molháveis ​​como nas mudas. A partir de medições realizadas em plantas de milho, pode-se deduzir que as aplicações foliares em mudas podem ser menos eficazes se não adicionar adjuvantes que melhorem as interações de superfície, conforme mostrado na Figura 1. Observou-se uma tendência positiva ao fornecer formulações de compostos higroscópicos para plantas com folhas muito pouco molháveis ​​ou super-hidrofóbicas (como repolho, alho-poró ou uma variedade de milho), no nível de uma maior taxa de absorção foliar de fertilizantes 7 dias após a aplicação, como será discutido mais tarde (Barlas et al., 2023; Henningsen et al., 2023a).

A higroscopicidade das formulações não garante melhor resposta às pulverizações foliares

A importância da umidade relativa do ar como um fator-chave que afeta a deposição de aerossóis na folhagem e a potencial absorção foliar é reconhecida há décadas (Burkhardt; Eiden, 1994; Burkhardt; Hunsche, 2013). Desde então, vários estudos têm pesquisado a penetração foliar de sais de nutrientes com vários graus de higroscopicidade (Schönherr, 2001; Schönherr e Luber, 2001; Burkhardt et al., 2012), focando apenas na importância do chamado “ponto de deliquescência” ou “umidade relativa de deliquescência” (Burkhardt; Eiden, 1994, Schönherr, 2001). O ponto de deliquescência varia com a temperatura e se refere à umidade relativa na qual um composto cristalino se dissolve após a sorção de água do ambiente (Fernández et al., 2020). Este parâmetro será relevante após a aplicação foliar de um agrotóxico e a formação de depósitos cristalinos após a secagem das gotas, que podem ou não ser capazes de se reidratar e se tornar líquidos se a umidade relativa de deliquescência for atingida ou excedida para a temperatura predominante. Isso pode ocorrer após uma aplicação foliar, por exemplo, à noite quando a temperatura pode cair e a umidade relativa aumentar. Nos últimos anos, tem se difundido a crença de que gotas de fertilizantes com baixos pontos de deliquescência demoram mais para secar, fator que está associado a outro parâmetro conhecido como ponto de eflorescência ou umidade relativa da eflorescência (Fernández et al., 2020). Esse limite de umidade relativa, que varia menos (ou não varia) com a temperatura em comparação ao ponto de deliquescência, determina quando uma solução salina concentrada como a que se formará em uma gota de um agrotóxico pulverizado nas folhas de uma cultura, cristalizará, formando um depósito sólido (Fernández et al., 2020; Bahamonde et al., 2023). Até o momento, poucos estudos de aplicação foliar consideraram a importância do ponto de eflorescência, que é o fator relacionado à secagem das gotas de pulverização foliar.

Em algumas pesquisas que realizamos com vários sais de potássio, magnésio e fósforo (incluindo um surfactante) para avaliar a relevância do ponto de deliquescência e eflorescência ao nível da taxa de penetração foliar destes elementos, verificamos que este fator não é determinante para o momento de maior absorção foliar (ou seja, durante a secagem das pulverizações imediatamente após a aplicação). Observou-se uma tendência à maior absorção foliar em plantas com folhas não molháveis ​​e sais higroscópicos, pelo menos 7 dias após as pulverizações, após uma série de ciclos de reidratação e secagem dos depósitos de gotículas de agrotóxicos que se formaram nas folhas (Bahamonde et al., 2023; Barlas et al., 2023; Henningsen et al., 2023a). Portanto, sugerimos que a higroscopicidade das formulações de aplicação foliar pode melhorar um pouco a taxa de penetração foliar ao tratar espécies com folhas com molhabilidade muito baixa, mas que é o único fator que determina a taxa de absorção dos produtos.

Aplicação foliar de suspensões de partículas

Nos últimos anos, a nanotecnologia foi introduzida na agricultura como uma ferramenta para o possível uso racional de fertilizantes e outros agrotóxicos (Santos et al., 2022; Szameitat et al., 2021). No nível da nutrição vegetal, muitos estudos avaliaram o efeito da aplicação de micro e nanopartículas, embora haja controvérsia sobre a eficácia do fornecimento de substâncias solúveis versus formas químicas pouco solúveis, pelo menos para fornecer nutrientes e elementos benéficos (Alexande; Hunsche, 2016).

Pelo menos o transporte através da cutícula é muito seletivo em termos de tamanho molecular, com limite em torno de 2,5 nm (Eichert; Goldbach, 2008, Eichert et al., 2008). Portanto, partículas de nutrientes maiores que esse raio não conseguirão penetrar diretamente na cutícula. O transporte dessas partículas para as folhas só pode ocorrer através dos estômatos ou por processos químicos que levam à liberação de íons na superfície foliar (Pimentel et al., 2024).

Reavaliação da mobilidade dos nutrientes das plantas e das vias de absorção foliar

Na última década, técnicas avançadas de bioimagem foram aplicadas para caracterizar a absorção e translocação de elementos minerais, inclusive após a aplicação de foliar. Essas metodologias incluem espectrometria de massa de plasma indutivamente acoplada por ablação a laser (LA-ICP-MS; Arsic et al., 2022), microscopia de fluorescência de raios X baseada em síncrotron (Koppitke et al., 2018; Carvalho, 2023) ou espectroscopia de fluorescência de raios X com microsonda de bancada (μ-XRF; Rodrigues et al., 2018).

Essas e outras técnicas podem contribuir para a caracterização dos mecanismos de transporte das aplicações foliares e para esclarecer qual rota de penetração é predominante para cada espécie/variedade/órgão. Por exemplo, Li et al. (2018) descobriram que os pelos das folhas do tomateiro eram a via preferencial de absorção foliar de sulfato de zinco. De fato, Henningsen et al. (2023b) comprovaram que as nervuras do tomateiro, que são densamente cobertas por pelos, são as áreas de máxima absorção foliar de di-hidrogenofosfato de potássio. Após a aplicação de sulfato de zinco nas folhas de girassol, verificou-se que a penetração desse elemento ocorreu principalmente por meio de tricomas não glandulares que frequentemente aparecem em extensões da bainha do feixe, sendo que essas nervuras menores permitem que o zinco seja transportado para os feixes vasculares das folhas (Li et al., 2019).

Por outro lado, usando microscopia eletrônica de transmissão e microscopia de força atômica demonstrou que algumas superfícies de plantas são quimicamente heterogêneas na escala nanoscópica, como mostrado nas imagens de microscopia de força atômica de uma pétala de rosa ou dos pelos de uma folha de oliveira, na Figura 3 (Almonte et al., 2022; Fernández et al., 2024).

Figura 3. Micrografias da superfície superior de uma pétala de rosa (A, B) e da parte inferior de uma folha de oliveira (D) observadas por microscopia eletrônica de varredura (A, B) e microscopia de força atômica (B, D). Em B e D, são mostrados mapas de distribuição de compostos hidrofílicos (em azul) ou hidrofóbicos (laranja-avermelhados) de uma papila (B) e de um cabelo (D), demonstrando que essas superfícies são quimicamente heterogêneas.

A cutícula, que recobre a maior parte dos órgãos aéreos das plantas, era considerada até recentemente uma camada contínua feita de compostos lipídicos (gorduras, especificamente ceras e cutina). Entretanto, está estabeleceu que haverá materiais vegetais com zonas hidrofílicas expostas, o que possivelmente contribuirá para o transporte de água, solutos e outras substâncias através das superfícies das plantas.

[1] O termo bioestimulante é usada na terminologia internacional, no Brasil o termo é Biofertilizante, conforme legislação vigente.