Software prevê formato das raízes para salto de eficiência

Pesquisadores holandeses desenvolveram um modelo computacional para detalhar com ultrarrealismo o modo como as raízes das plantas crescem e, assim, criar grandes oportunidades para economia de insumos e ganhos de produtividade.

Aproveitamento de insumos pelas plantas é muito ineficiente e desperdiça até 95% da água e nutrientes. (imagem ilustrativa)

A equipe de biólogos das universidades de Utrecht, Wageningen e Ghent publicaram, agora em agosto, o estudo na revista científica Developmental Cell para ajudar agricultores e empresas a cultivar com menos fertilizantes, irrigação e pesticidas.

Isso é possível porque o padrão atual de aproveitamento destes insumos pelas plantas é muito ineficiente e pode desperdiçar até 95% da água, nutrientes e, também, defensivos.

Isso é fácil de imaginar já que as aplicações têm pouquíssima precisão quando o objetivo é entrar no raio de absorção das raízes.

Com previsões muito mais realistas sobre o crescimento dos sistemas radiculares em situações específicas, como determinado talhão de sua lavoura, por exemplo, o aproveitamento dos insumos e o desempenho das lavouras podem crescer exponencialmente.

Padrão

Quando você está arrancando uma planta, a rede de raízes da planta muitas vezes se parece com uma teia desorganizada. No entanto, as raízes das plantas crescem de acordo com um padrão fixo: uma raiz principal cresce para baixo, com raízes laterais emergindo em determinados intervalos.

Imagem computacional mostra como as raízes vão se desenvolver. (imagem – Developmental Cell)

Devido às diferentes quantidades de nutrientes e água no solo, muitas variações nos sistemas de raízes eventualmente se desenvolvem.

A questão que os biólogos gostariam de responder é como surge o padrão regular das raízes laterais e por que algumas células da raiz principal formam as diversas séries de raízes laterais.

O novo modelo de computador permite aos pesquisadores justamente mapear e prever melhor o crescimento das raízes graças à sofisticação dos software.

O modelo foi testado experimentalmente com apoio das três universidades e demonstrou que suas previsões iniciais estavam corretas. Ou seja, podia indicar exatamente como as raízes cresceriam.

Realismo

Antes dessa pesquisa, já havia modelos de computador e hipóteses usadas para explicar onde, ao longo da raiz principal, as raízes laterais de uma planta eventualmente se desenvolvem.

“Todos esses modelos ficam aquém. Nenhum deles se alinha totalmente com os resultados de experimentos com plantas reais”, diz Kirsten ten Tusscher, que liderou a pesquisa sobre o novo modelo.

Graças ao novo modelo, fica claro como as raízes laterais se desenvolvem a partir da raiz principal, sob a influência do hormônio vegetal auxina. Quando a raiz principal de uma planta cresce, a quantidade de auxina na ponta da raiz muda regularmente.

Em um estágio posterior, quando as condições são favoráveis, essas células crescem em uma raiz lateral. As células que experimentaram concentrações mais baixas de hormônio não desenvolvem essa capacidade.

“Em nosso modelo, construímos a aparência da raiz e como o hormônio auxina é transportado, com o máximo de detalhes possível. O modelo também contém os detalhes do processo de crescimento, onde estão localizadas as células-tronco, bem como as células que se dividem rapidamente, as que param de se dividir e as que se expandem”, detalhou.

Benefício às lavouras

De acordo com os pesquisadores, uma maior compreensão do crescimento das raízes poderia ajudar a desenvolver uma forma mais focada de cultivo, com sistemas de raízes mais adequados às circunstâncias ou desejos do produtor.

Desta forma, deveria ser possível no futuro cultivar safras que precisariam de menos fertilizantes, pesticidas ou irrigação, por exemplo. Até certo ponto, as culturas podem adaptar suas raízes ao meio ambiente.

Mas às vezes eles podem usar alguma ajuda para fazer isso, a fim de obter maiores rendimentos. Por exemplo, se o solo tem pouco fosfato, a raiz principal permanece mais curta e as raízes laterais crescem horizontalmente. A razão para isso é que o fosfato está bem próximo à superfície.

A planta se beneficia de ter mais raízes perto do fosfato escasso e, portanto, mantém suas raízes perto da superfície tanto quanto possível. Por outro lado, o nitrato, por exemplo, geralmente é muito mais profundo no solo. Se a quantidade de nitrato for limitada, a raiz será muito profunda, com um número limitado de raízes laterais longas e íngremes.