Eles não são agricultores, mas eles estão trabalhando em nome dos fazendeiros em todos os lugares. Sob seus jalecos brancos, seus corações batem com a missão de desvendar os segredos do solo - tornando o trabalho dos fazendeiros um pouco mais leve, aumentando a produtividade de cada campo e reduzindo os insumos caros que tornam os lucros dos agricultores tão tênues quanto um arame.
‘Produzir mais alimentos com menos recursos pode parecer bom demais para ser verdade, mas os agricultores do mundo têm trilhões de parceiros em potencial que podem ajudar a atingir essa meta ambiciosa. Esses parceiros são micróbios. '
A American Society of Microbiologists (ASM) divulgou recentemente um tesouro com suas pesquisas mais recentes e está ansiosa para colocá-lo nas mãos dos agricultores. Reconhecendo que os agricultores precisarão produzir 70 a 100 por cento mais alimentos para alimentar os projetados 9 bilhões de humanos que habitarão a Terra até 2050, eles permanecem otimistas em seu trabalho. A introdução ao seu último relatório afirma:
“Produzir mais alimentos com menos recursos pode parecer bom demais para ser verdade, mas os agricultores do mundo têm trilhões de parceiros em potencial que podem ajudar a atingir essa meta ambiciosa. Esses parceiros são micróbios. ”
Linda Kinkel, do Departamento de Patologia Vegetal da Universidade de Minnesota, foi uma das delegadas no colóquio da ASM em dezembro de 2012, onde inovadores da ciência, o agronegócio e o USDA passaram dois dias compartilhando suas pesquisas e discutindo soluções para os problemas mais urgentes da agricultura.
“Nós entendemos apenas uma fração do que os micróbios fazem para ajudar no crescimento das plantas, " ela diz. “Mas a capacidade técnica para categorizar a vasta comunidade desconhecida [de microrganismos] melhorou rapidamente nos últimos dois anos.”
Microbiologistas documentaram exaustivamente casos em que bactérias, fungos, nematóides - até mesmo vírus - formaram associações mutuamente benéficas com plantas alimentícias, melhorando sua capacidade de absorver nutrientes e resistir à seca, doenças e pragas. Os micróbios podem permitir que as plantas tolerem melhor as flutuações extremas de temperatura, solos salinos e outros desafios de um clima em mudança. Há até evidências de que os micróbios contribuem para os sabores finamente ajustados de produtos de alta qualidade, um fenômeno observado em morangos em particular.
“Mas estamos apenas na ponta do iceberg, ”Diz Kinkel.
Declarações como, “Existem de 10 a 6º organismos fúngicos em um grama de solo!” e, “Este biofilme bacteriano tem propriedades de comunicação tremendas!” são brincadeiras de intervalo entre os microbiologistas, mas o que tudo isso significa para os agricultores? As respostas remontam ao passado milenar da agricultura, de volta ao amanhecer da vida na terra.
Sempre que uma semente germina na natureza ou uma safra é plantada por um fazendeiro, a comunidade microbiana que ajuda aquela espécie a crescer e prosperar é mobilizada. Os sinais químicos entram no solo por meio dos exsudatos da planta e uma sinfonia de atividades subterrâneas começa. Informações genéticas são trocadas; os vários agentes microbianos assumem suas posições nos tecidos da planta; muitas vezes, um micróbio coloniza outro, fornecendo um serviço que ajuda o primeiro micróbio a ajudar a planta cujas raízes está inserido.
Embora esta dança elaborada ocorra sem qualquer intervenção de humanos, há muito tempo que estamos mexendo nele.
Por exemplo, o processo de fixação de nitrogênio em plantas da família das leguminosas (que inclui o feijão, ervilhas, amendoim e muitas outras plantas cultivadas) é um dos pequenos milagres bacterianos que tornam nosso planeta habitável. Qualquer pessoa que já tenha observado as raízes de uma leguminosa sabe que elas estão cobertas por estranhos crescimentos brancos ou rosados, sobre o tamanho de formigas, que parece ser algum tipo de infecção. Sem dúvida, os fazendeiros antigos tinham uma compreensão intuitiva de que essas protuberâncias verrucosas tinham algo a ver com a notável capacidade das leguminosas para melhorar o solo, mas foi somente no final do século 19 que o mistério começou a se revelar.
Enquanto Louis Pasteur estava descobrindo como preservar o leite e se tornando famoso como o pai da microbiologia, um colega dele relativamente desconhecido com uma queda por plantas estava fazendo outra descoberta, de importância histórica talvez ainda maior. Em 1888, Martinus Beijerinck, descobriram que pequenas bactérias chamadas Rhizobia infectam as raízes de legumes, causando os nódulos inchados. Em vez de uma infecção que enfraquece a planta, os nódulos são as fábricas de fertilizantes do reino vegetal, desmontar o nitrogênio atmosférico - que as plantas são incapazes de usar - e remodelá-lo em um solúvel, forma favorável às plantas.
Os rizóbios são os principais ingredientes do verdejante da terra e o aproveitamento das bactérias para melhorar a fertilidade do solo tem sido um dos pilares da agricultura sustentável. Ainda, microbiologistas modernos agora estão cientes de inúmeras outras interações planta-micróbio igualmente profundas, as descobertas que eles acreditam terão um grande impacto à medida que as populações humanas continuarem a crescer em um planeta de recursos finitos.
Em seu laboratório na universidade, Kinkel faz experiências com bactérias antibióticas que suprimem patógenos de plantas e testa várias estratégias de manejo do solo para ver seus efeitos nas comunidades microbianas. Na colômbia, microbiologistas aprenderam a propagar um fungo que coloniza plantas de mandioca e aumenta a produção em até 20%. Seu hifas - os pequenos tentáculos dos fungos - estendem-se muito além das raízes da mandioca para desbloquear o fósforo, nitrogênio e enxofre no solo e sifão de volta para seu hospedeiro, como um IV de fertilizante líquido.
Na colômbia, microbiologistas aprenderam a propagar um fungo que coloniza plantas de mandioca e aumenta a produção em até 20 por cento
Embora os microbiologistas possam coagir o solo a produzir um crescimento extraordinário de plantas em seus laboratórios e lotes de teste, transferir os resultados para as práticas agrícolas diárias não é um processo simples.
“As conexões com os agricultores são um elo fraco, ”Kinkel lamenta, aludindo a um "efeito óleo de cobra", em que os agricultores ficaram desconfiados com os vendedores que anunciam intensificadores de crescimento microbiano que não dão certo no campo. “O desafio [desses] inoculantes, " ela diz, “É que eles não podem ser traduzidos em todos os ambientes.”
Embora os pesquisadores continuem a desenvolver novos coquetéis microbianos promissores, há um foco cada vez maior em orientar os agricultores para melhor administrar as populações que já existem em seu solo. Kinkel está trabalhando em uma abordagem que ela acredita que ajudará os agricultores a sustentar comunidades microbianas ideais, garantindo que tenham os alimentos de que precisam - carbono - o tempo todo. Ela chama isso de 'carbono de liberação lenta', mas não é algo que os agricultores verão nos catálogos de suprimentos tão cedo. Kinkel diz que tem acesso a recursos para sua pesquisa acadêmica, mas carece de um "pipeline deliberado para o desenvolvimento de produtos".
Os 26 especialistas de todo o mundo reunidos no colóquio ASM concluíram suas discussões com uma meta ousada para o futuro da agricultura:eles se desafiaram a gerar um aumento de 20% na produção global de alimentos e uma redução de 20% em fertilizantes e pesticidas usar nos próximos 20 anos.
Com uma crença indomável de que a ciência fará a sua parte para tornar este sonho realidade, os cientistas estão procurando suas contrapartes corporativas e regulatórias para construir um canal de informações para os agricultores. Eles esperam que os investimentos de cima para baixo em pesquisa e tecnologia atendam diretamente às mudanças de base na cultura da agricultura - sem todos os interesses do agronegócio de venda de óleo de cobra no meio. Em última análise, eles imaginam um futuro no qual os agricultores novamente confiarão nas forças invisíveis do solo - em vez do depósito de fertilizantes - para obter respostas aos seus desafios.
