Manejo foliar para mitigação de estresses abióticos na cana-de-açúcar

A cana-de-açúcar (Saccharum spp.) é uma planta que possui metabolismo fotossintético C4, altamente eficiente na conversão de energia luminosa em química. Seu grande potencial de produção de biomassa é alcançado com temperatura entre 25°C a 35°C e disponibilidade hídrica entre 1200 a 2500 mm (DOORENBOS; KASSAM, 1979; SINGH et al., 2007) durante a fase de crescimento dos colmos, ou seja, no período vegetativo (MANHÃES et al., 2015). A temperatura tem influência direta na eficiência do uso da radiação solar pela cana-de-açúcar e, consequentemente, na eficiência fotossintética, podendo variar de 2,7g de carboidratos MJ^-1 de radiação ativa fotossintética (PAR) a 10° C a 8,2g MJ^-1 a 20° C (MOORE; BOTHA, 2014).  Entretanto, o potencial produtivo desta cultura não é expresso apenas pela produção de biomassa, mas também concentração de sacarose nos colmos, pois está ligada à qualidade da matéria-prima fornecida à indústria.

Estresses abióticos como seca, temperaturas extremas, excesso de luz, salinidade e deficiências de nutrientes minerais, resultam em perdas significativas na produção agrícola global, e afetam drasticamente a taxa de crescimento, o rendimento de sacarose e a produção de biomassa da cana de açúcar (EBRAHIM et al., 1998; LI et al., 2015; LI; YANG, 2015). A fisiologia do estresse, por definição, lida com a forma como as plantas respondem a várias condições ambientais que limitam o crescimento, o desenvolvimento, a reprodução e a produtividade das culturas. Um estresse é definido como um fator ambiental que restringe as funções e o desenvolvimento normais, na medida em que pode até matar a planta (MOORE; BOTHA, 2014).

Diversas regiões do Brasil têm frequentemente apresentado ocorrências climáticas estressantes para esta cultura, como geadas, temperaturas abaixo de 15^oC e acima de 35°C, bem como estresse hídrico. Estes problemas afetam negativamente grande parte das áreas de cultivo de cana-de-açúcar, os quais limitam a produção vegetal. As áreas atingidas por esses estresses abióticos aumentaram com a expansão da cultura para regiões com condições climáticas mais limitantes ao cultivo, caracterizadas por precipitação irregular durante a estação chuvosa ou seca prolongada entre maio e outubro. Neste período, algumas regiões ainda podem ser atingidas por baixas temperaturas e até ocorrência de geadas.

Nesse contexto, ocorrem problemas diretos de ordem qualitativa e quantitativa e a matéria-prima perde características desejáveis para o melhor rendimento industrial, como aumento nos teores de açúcar invertido e de gomas, perda de peso total em decorrência da redução da proporção de caldo, além do chochamento e brotação lateral (BASTOS et al., 1983). Quando as plantas são expostas a algum estresse abiótico, ocorrem alterações no seu metabolismo celular, na morfologia e fisiologia, como mecanismo de defesa para amenizar qualquer injúria. Nessas situações pode ocorrer o fechamento estomático, inibição do crescimento das folhas e colmos, senescência e menor área foliar (MACHADO et al., 2009; INMAN-BAMBER et al., 2012) e produção de ERO’s (Espécies Reativas de Oxigênio), o qual consiste na resposta inicial aos fenômenos de estresses bióticos e abióticos nas plantas (FOYER; SHIGEOKA, 2011).

Como sistema de defesa, as plantas desenvolveram mecanismos complexos que desempenham um papel vital na desintoxicação de estresse oxidativo nos compartimentos celulares e minimizam os danos causados às membranas das células (ALMESELMANI et al. 2006; CUI et al. 2006). Dentre eles, temos as enzimas antioxidantes como catalase, superóxido dismutase, ascorbato peroxidase e a glutationa redutase, e moléculas antioxidantes, como ascorbato e glutationa (TAIZ; ZEIGER, 2017).

O pleno desenvolvimento e ativação desse sistema de defesa depende quase que intrinsicamente de boas condições nutricionais da planta. A nutrição mineral tem um papel importante na tolerância a estresses bióticos e abióticos, induzindo a regulação do potencial osmótico das células vegetais, proporcionando a síntese de aminoácidos (aa), conferindo maior resistência à estrutura da parede celular e ativando enzimas, dentre outros mecanismos.

O fornecimento de macro e micronutrientes são essenciais para o desenvolvimento e produtividade das plantas. A demanda das plantas por elementos minerais é quase na sua totalidade suprida pela aplicação de fertilizantes via solo, uma vez que, por características morfológicas das raízes, as plantas absorvem nutrientes predominantemente via raiz, em detrimento às folhas. Entretanto, sob certas circunstâncias, a adubação foliar pode ser uma alternativa viável (FAGERIA et al., 2009). Além dos nutrientes minerais, atualmente outros compostos com alta tecnologia embarcada, como aa, extratos de plantas e hormônios vegetais, tem se mostrado viável. Assim, este manejo foliar pode ser uma prática eficaz para melhorar a produtividade e aumentar a tolerância ao estresse das culturas (GUI et al., 2015; PEREZ-DE-LUQUE, 2017; GUO et al., 2019).

A aplicação de alguns produtos à base de aa pode exercer a função de proteção às plantas, como por exemplo de estresses causados pela toxidez de herbicidas (CASTRO et al., 2006; SERCILOTO; CASTRO, 2005), por patógenos (IGARASHI et al., 2010), por altas temperaturas (CASTRO et al., 2011) e outras situações adversas de clima (PICOLLI et al., 2009). Outros estudos já comprovaram o efeito benéfico do uso de bioestimulantes à base de citocinina, giberelina e auxina em plantas cultivadas sob estresse hídrico (ÁVILA et al., 2010) ou salino (BARBIERI et al., 2014; OLIVEIRA et al., 2013). Compostos bioativos de algas marinhas também induzem as plantas à tolerância a estresses bióticos e abióticos e aumentam a produtividade (CARVALHO et al., 2013; SILVA et al., 2012).

Dessa forma, com o intuito de mitigar os efeitos do estresse abiótico na cana-de-açúcar, principalmente relacionados à geada e à seca, uma nova técnica vem sendo utilizada por meio de produtos “protetores”, visando a prevenção de danos causados por estas intempéries nas plantas. Os protetores nada mais são do que complexos nutricionais, com ou sem aa ou extratos vegetais em sua composição, aplicados nas folhas na cana-de-açúcar, aproximadamente 100 dias antes da colheita, ainda quando a planta apresenta turgidez foliar, previamente ao aparecimento de sintomas do estresse. O emprego desta técnica, visa aumentar a tolerância à seca e/ou à geada, atenuando os danos decorrentes destes estresses e, assim, reduzindo a perda de produtividade da cultura. Isto ocorre devido ao aumento da atividade de enzimas e compostos antioxidantes que protegem os pigmentos fotossintéticos e os compartimentos celulares, tentando manter a atividade fotossintética.

Assim, com a utilização dessas tecnologias, como a aplicação de complexos nutricionais para proteção à baixas temperaturas e à geada (Figura 1), constatou-se maior TCH (toneladas de cana por ha), tanto utilizando o complexo A (contendo N, K, S, B, Cu, Mn, Mo, Zn, carbono orgânico (Cot) e aa) quanto o complexo B (contendo N, S, B, Co, Fe, Cu, Mn, Mo, Zn, Cot, aa, ácidos carboxílicos e extrato de algas), na ordem de 13 e 11 t ha^-1, bem como de açúcares totais recuperáveis (ATR) e toneladas de pol por ha (TPH), na ordem de 12 e 3 kg de ATR e 3 e 2 t ha^-1 de TPH, respectivamente.

Utilizando a mesma tecnologia para proteção à seca (Figura 2), constatou-se também maior TCH, ATR e, consequentemente, TPH mediante aplicação do complexo C (contendo N, P, K, Mg, Cot e B) e do complexo B (contendo N, S, B, Co, Fe, Cu, Mn, Mo, Zn, Cot, aa, ácidos carboxílicos e extrato de algas), na ordem de 13 e 16 t cana ha^-1, 0,8 e 0,4 kg açúcar t cana^-1 e 2 e 2,4 t pol ha^-1, respectivamente.

Estes resultados evidenciam que o uso desta técnica é uma alternativa para atenuar estresses causados por baixas disponibilidade hídrica e temperaturas. Independente da composição dos produtos utilizados neste manejo, a tolerância das plantas aos estresses abióticos é aumentada, minimizando, assim, perdas de produtividade em regiões sujeitas a estes eventos climáticos.

As condições do canavial e a intensidade do estresse influenciam o resultado.

Desse modo, canaviais nutricionalmente bem manejados apresentam melhores resultados quando recebem a aplicação dessas novas tecnologias. Portanto, essa tecnologia não proporciona aumento de produtividade, mas sim reduz as possíveis perdas.

Figura 1. Média dos valores obtidos para tonelada de cana por hectare (TCH), açúcares totais recuperáveis (ATR) e tonelada de pol por hectare (TPH) em função da adubação foliar para proteção à geada, Ponta Porã, 2018.

Tratamentos: Complexo A = N, K, S, B, Cu, Mn, Mo, Zn, Cot e aa; Complexo B = N, S, B, Co, Fe, Cu, Mn, Mo, Zn, Cot, aa, ácidos carboxílicos e extrato de algas.

Figura 2. Média dos valores obtidos para tonelada de cana por hectare (TCH), açúcares totais recuperáveis (ATR) e tonelada de pol por hectare (TPH) em função da adubação foliar para proteção à seca, Pradópolis, 2019.

Tratamentos: Complexo C = N, P, K, Mg, Cot e B; Complexo B = N, S, B, Co, Fe, Cu, Mn, Mo, Zn, Cot, aa, ácidos carboxílicos e extrato de algas.