Nanopartículas metálicas e poliméricas com cobre : promoção de crescimento e proteção contra estresses bióticos e abióticos em plantas - Gomes, Diego Genuário (2022)
O crescimento populacional acelerado e as adversidades climáticas cada vez mais frequentes pressionam a agricultura pela necessidade de atender à crescente demanda por alimentos. Neste contexto, a nanotecnologia vem sendo empregada na agricultura para aprimorar práticas convencionais de manejo, aliando maior eficiência com uma produção mais sustentável. O presente trabalho objetivou investigar o efeito das aplicações de nanopartículas metálicas e poliméricas contendo cobre na promoção do crescimento e proteção contra estresses bióticos e abióticos em plantas. Para isso, foram utilizadas três abordagens distintas: 1) avaliação do condicionamento fisiológico de sementes de milho (Zea mays cv. IPR 165) com nanopartículas poliméricas de quitosana contendo íons de Cu2+ sobre a germinação, crescimento e atividade fotossintética de mudas em condição de cultivo sem a incidência de estresse, bem como a resposta antioxidante de plântulas germinadas de sementes submetidas à deterioração controlada. 2) avaliação do condicionamento fisiológico de sementes de milho (Zea mays cv. Balu 787) com dois tipos diferentes de nanopartículas metálicas de óxido de cobre (CuO) obtidas via síntese verde (ácido ascórbico - ACuO ou extrato de chá verde - GTCuO), aplicadas em diferentes concentrações (0; 14,5; 29; 58 e 116 mg Cu L-1) e, por meio de avaliações morfofisiológicas, verificar os efeitos na germinação e crescimento inicial, bem como a suscetibilidade das plantas ao déficit hídrico. 3) avaliação das respostas de defesa induzidas pela aplicação de nanopartículas poliméricas de quitosana contendo íons de Cu2+ em discos foliares (Coffea arabica cv. IPR 100) infectados com H. vastatrix, testando a hipótese de que o cobre nanoencapsulado propicie uma melhor defesa quando comparado aos demais tratamentos. Os resultados evidenciaram que: 1) o condicionamento fisiológico das sementes com íons de Cu2+ livre ou nanoencapsulado influenciou positivamente o desenvolvimento inicial, principalmente pelo aumento do crescimento da parte aérea e do transporte fotossintético de elétrons, em comparação com o controle. Além disso, o cobre nanoencapsulado destacou-se por aumentar a atividade das enzimas antioxidantes. Em contraste, nanopartículas sem cobre induziram estresse oxidativo. 2) o condicionamento fisiológico com nanopartículas metálicas proporciona efeitos dose-dependentes no crescimento inicial e na suscetibilidade ao déficit hídrico. As plantas tratadas com GTCuO apresentaram incremento da parte área em comparação aos demais tratamentos. Por outro lado, ACuO promoveu redução da parte aérea e aumento de raiz. A dose de 58 mg Cu L-1 proporcionou os melhores efeitos na atividade fotossintética das plantas para cada uma das nanopartículas, destacando-se ACuO por conferir a mesma atividade fotossintética promovida pelo GTCuO, além de induzir alterações morfológicas que atenuassem os efeitos deletérios do déficit hídrico. 3) os tratamentos protegeram as folhas de café; no entanto, as nanopartículas poliméricas de quitosana contendo íons de Cu2+ se destacaram pela redução do estresse inicial, diminuição da fitotoxicidade do cobre e manutenção da atividade fotossintética, além de aumentar as respostas antioxidantes, conferindo proteção significativa contra a ferrugem do cafeeiro. Além disso, em baixas concentrações (1,25 mmol L-1), cobre nanoencapsulado apresentou maior bioatividade do que o cobre livre. No presente estudo, foi possível verificar respostas distintas entre os tratamentos com nanopartículas à base de cobre. Entretanto, esses efeitos foram dependentes de muitos fatores e, inevitavelmente, a interação entre eles. Portanto, da mesma forma que o uso da nanotecnologia pode promover uma gama de benefícios para agricultura, ela também pode prejudicar o pleno desenvolvimento das culturas, visto que nem sempre os efeitos conferidos pelos nanomateriais ao metabolismo vegetal são positivos.