Os aminoácidos são responsáveis por funções essenciais no metabolismo vegetal, incluindo a fotossíntese, a respiração e a síntese de proteínas, que são indispensáveis para o ciclo de vida das plantas. Eles também apresentam propriedades que auxiliam as plantas em situações de adversidade, como estresses causados por mudanças climáticas, pragas e doenças.
Na agricultura moderna, o uso de aminoácidos para plantas não é apenas uma tendência, mas uma estratégia comprovada para otimizar a produção e a qualidade das culturas.
Neste artigo, você encontrará informações sobre o que são os aminoácidos, como ocorrem no metabolismo vegetal e de que forma podem ser integrados ao manejo agrícola. Vamos explorar como esses compostos orgânicos influenciam a dinâmica das lavouras, promovendo um ambiente mais favorável para o cultivo.
Pronto para aprofundar-se nesse tema?
Boa leitura!
O que são aminoácidos e por que eles são importantes para as plantas?
Os aminoácidos são moléculas orgânicas formadas por carbono, hidrogênio, oxigênio e nitrogênio.
Todos os 21 aminoácidos produzido pelas plantas possuem uma estrutura fundamental composta por um grupo carboxila (COOH), um grupo amina (NH₂) e um átomo de hidrogênio, todos conectados ao mesmo átomo de carbono central.
Eles atuam no metabolismo das plantas, funcionando como blocos construtores das proteínas e como intermediários em diversas reações metabólicas.
Fonte: Blog da Connectere (2024).
Além disso, são precursores na biossíntese de compostos como enzimas, hormônios e vitaminas, que regulam o desenvolvimento vegetal.
Esses compostos também influenciam diretamente a resposta das plantas a condições adversas. Em situações de estresse hídrico, térmico ou nutricional, os aminoácidos ajudam na manutenção da estabilidade celular ao atuar como osmólitos, protegendo estruturas celulares sensíveis.
Por exemplo, a prolina é reconhecida por sua capacidade de mitigar danos causados pelo estresse hídrico, enquanto a metionina é precursora de compostos como o etileno, que ajustam o metabolismo das plantas em condições desafiadoras.
Na agricultura, os aminoácidos são aplicados para melhorar o funcionamento metabólico das plantas. Eles promovem uma absorção mais eficiente de nutrientes do solo e contribuem para a eficácia de fertilizantes aplicados.
Ao serem utilizados em momentos específicos do ciclo de cultivo, como na germinação, no florescimento ou durante o enchimento de grãos, os aminoácidos influenciam positivamente o metabolismo das plantas, permitindo que elas se desenvolvam de maneira equilibrada.
Outro ponto importante é a influencia dos aminoácidos na fotossíntese, onde auxiliam na síntese de clorofila. Esse processo é indispensável para a conversão da energia luminosa em compostos químicos que sustentam o desenvolvimento da cultura.
Assim, os aminoácidos não apenas participam dos processos metabólicos, mas também asseguram o funcionamento integral do metabolismo das plantas.
Funções dos aminoácidos nas plantas
Os aminoácidos possuem diferentes funções no metabolismo vegetal, sendo fundamentais para o desenvolvimento adequado das plantas. De forma geral, podemos enquadrar as funções dos aminoácidos em quatro grupos principais:
- Metabolismo e crescimento
- Resistência a estresses
- Síntese de hormônios e compostos específicos
- Absorção e transporte de nutrientes
Abaixo, destacamos algumas das principais funções dos 20 aminoácidos essenciais produzidos pelas plantas, dentro desses quatro grupos principais:
1. Metabolismo e crescimento
Esses aminoácidos estão envolvidos diretamente no crescimento inicial, produção de proteínas, fotossíntese e desenvolvimento geral das plantas.
- Glicina: Participa na síntese de clorofila e no equilíbrio osmótico intracelular. Possui elevado poder quelante.
- Ácido Aspártico (Aspartato): Importante no metabolismo inicial das plântulas e como precursor de outros aminoácidos. Fonte de nitrogênio e essencial para a produção de outros aminoácidos.
- Ácido Glutâmico (Glutamato): Precursor de clorofila e outros aminoácidos. Importante no processo de germinação de sementes. Auxilia na nodulação e fixação do nitrogênio. Alto poder quelante.
- Lisina: Atua na germinação do grão de pólen e na regulação estomática. Importante reserva de nitrogênio na planta. Responsável por ativar a clorofila e retardar a senescência.
- Valina: Atua na regulação do crescimento e maturação dos frutos.
- Alanina: Participa da na formação e germinação dos grãos de pólen.
- Treonina: Participa na formação de proteínas estruturais importantes para o crescimento.
- Leucina: Contribui para a formação de proteínas e estrutura celular.
- Isoleucina: Envolvida no metabolismo energético durante o crescimento.
2. Resistência a estresses
Esses aminoácidos ajudam as plantas a suportar condições adversas, como estresse hídrico, térmico e salino.
- Prolina: Protege células contra estresse hídrico e térmico, estabilizando estruturas celulares (atua como osmoprotetor).
- Cisteína: Auxilia na formação de proteínas estruturais e compostos de defesa, importantes para o metabolismo celular. Reguladora do enxofre, essencial para a síntese de compostos como metionina e tiamina. Importante na divisão celular.
- Fenilalanina: Precursora de compostos fenólicos, como lignina, que aumentam a resistência estrutural.
- Triptofano: Regula respostas hormonais ao estresse, como a produção de ácido abscísico.
- Histidina: Atua como regulador osmótico e contribui para a defesa antioxidante.
3. Síntese de hormônios e compostos específicos
Esses aminoácidos são cruciais na produção de hormônios e outros compostos reguladores do metabolismo vegetal.
- Metionina: Precursora do etileno, hormônio responsável pelo amadurecimento de frutos. Precursora da síntese de enxofre na planta. Aumenta a espessura da cutícula.
- Triptofano: Precursor da auxina (ácido indolacético), que regula o desenvolvimento radicular e o crescimento das plantas. Influencia na divisão e diferenciação celular. Inibe a ação do Ácido Abscísico, evitando a senescência.
- Tirosina: Envolvida na síntese de lignina e flavonoides.
- Fenilalanina: Precursor do ácido salicílico, essencial para a defesa da planta contra patógenos.
4. Absorção e transporte de nutrientes
Esses aminoácidos auxiliam no transporte de nitrogênio e outros elementos essenciais para o metabolismo das plantas.
- Glutamina: Usada no transporte de nitrogênio para a parte aérea da planta.
- Asparagina: Importante para o armazenamento e transporte de nitrogêniodentro da planta, sendo essencial para o metabolismo proteico. É um dos principais compostos nitrogenados transportados pelos vasos condutores das plantas, especialmente em leguminosas.
- Ácido Aspártico (Aspartato): Participa do ciclo do nitrogênio e atua como fonte de nitrogênio para outros compostos.
- Ácido Glutâmico (Glutamato): Promove a nodulação e fixação de nitrogênio em leguminosas.
- Arginina: Transporta nitrogênio para estruturas reprodutivas e participa na síntese de poliaminas, compostos que promovem a divisão celular e o crescimento.
- Leucina, Isoleucina e Treonina: Participam na formação de outros aminoácidos.
A interação entre esses aminoácidos promove o equilíbrio metabólico necessário para as plantas lidarem com os desafios do ambiente, além de potencializar o aproveitamento dos nutrientes disponíveis no solo.
Tipos de aminoácidos para plantas
Os aminoácidos podem ocorrer em duas formas isoméricas: L-aminoácidos (ou levógiros) e D-aminoácidos (ou dextrógiros). Do ponto de vista de composição química esses dois grupos são iguais. O que os distingue é o que se chama de isomeria de espelho, que consiste numa mudança de lado do grupo amino (Figura 4).
Essa mudança de ‘lado’ onde se encontra o radical que define o aminoácido faz toda diferença do ponto de vista biológico, especialmente pensando na escolha dos produtos para serem aplicados na sua lavoura. Isso porque todas as proteínas presente nas plantas e em todos os seres vivos são constituidas de L-aminoácidos.
Os L-aminoácidos são a forma que as plantas podem absorver e utilizar de forma eficiente, devido à sua maior biodisponibilidade e eficiência metabólica.
A pequena diferença na estrutura torna os D-aminoácidos biologicamente inativos para as plantas, ou seja, elas não conseguem utilizá-los de maneira eficiente.
Assim, a escolha de produtos contendo predominantemente aminoácidos do tipo L é importante para maximizar a eficácia da utilização pelas plantas.
Ao optar por fertilizantes e tratamentos com L-aminoácidos, você está garantindo maior biodisponibilidade e eficácia na nutrição das suas plantas, o que pode resultar em melhores resultados.
Um aminograma é utilizado para identificar a composição de aminoácidos nos produtos, ajudando na seleção da melhor opção para a lavoura.
Benefícios do uso de aminoácidos na agricultura
Os aminoácidos oferecem diversas razões para serem usados no manejo agrícola.
Confira os principais benefícios:
- Absorção eficiente de nutrientes: facilitam a movimentação de elementos como nitrogênio e ferro no interior das plantas.
- Redução de estresses: atuam como osmólitos, protegendo as células contra estresses hídricos, térmicos e salinos.
- Estímulo à fotossíntese: contribuem para a produção de clorofila, fundamental para a captura de energia luminosa.
- Melhora no desenvolvimento radicular: promovem o fortalecimento e crescimento das raízes, otimizando a absorção de água e nutrientes.
- Apoio em condições adversas: auxiliam as plantas a superar desafios causados por pragas e doenças.
- Maior aproveitamento de fertilizantes: potencializam a eficiência das aplicações de adubos químicos e orgânicos.
- Auxílio na formação de proteínas e enzimas: participam diretamente do metabolismo de proteínas, fundamentais para a saúde vegetal.
- Favorecimento do amadurecimento de frutos: estimulam a produção de etileno, regulando o amadurecimento e coloração.
- Aumento da resistência estrutural: melhoram a qualidade dos tecidos das plantas, tornando-as mais resilientes.
- Flexibilidade de aplicação: podem ser aplicados via foliar ou no solo, adequando-se às diferentes estratégias de manejo.
Como os aminoácidos são produzidos?
Nas plantas, os aminoácidos são produzidos através da síntese enzimática a partir de compostos intermediários do metabolismo, como o ciclo de Krebs, conforme já visto. Mas e para eles serem utilizarmos na agricultura, como ocorre a sua obtenção?
Boa parte dos produtos disponíveis no mercado que contém aminoácidos em sua composição são obtidos por hidrólise térmica ou hidrólise química, sendo em boa parte das vezes resíduos industriais – o que acaba resultando em fragmentos de aminoácidos que podem vir a não cumprir seu papel no metabolismo vegetal.
Para uma melhor qualidade do aminoácido a ser utilizado o ideal seria a obtenção a partir de uma hidrólise enzimática.
E tão importate quanto saber a origem de obtenção seria saber QUAIS aminoácidos fazem parte da composição do produto agrícola.
Confira no vídeo abaixo do professor Dr. André Reis a importância de conhecer a composição de aminoácidos através de um aminograma:
Ao selecionar um aminoácido, exija o aminograma do produto, que detalha sua composição.
Evite opções que simplesmente listem carbono orgânico total sem especificar os aminoácidos presentes, pois a ausência de informações dificulta o manejo preciso.
Prefira produtos com uma diversidade equilibrada de aminoácidos para garantir sua aplicação em diferentes fases do ciclo de cultivo, como a fase vegetativa, o florescimento e o enchimento de grãos.
Contudo, é fundamental evitar o uso excessivo, especialmente de aminoácidos com alto teor de ácido glutâmico, para não causar desequilíbrios hormonais e metabólicos nas plantas.
Métodos de aplicação de aminoácidos
Existem algumas formas mais comuns de se aplicar aminoácidos nas plantas, dependendo das necessidades específicas da cultura e das condições do solo. As mais comuns são:
1. Aplicação no Solo
Essa técnica contribui para a melhoria da microbiota do solo, aumentando a disponibilidade de nutrientes para as plantas. Além disso, é especialmente útil durante o desenvolvimento inicial das culturas, quando as plantas enfrentam desafios como déficit hídrico ou condições adversas. A aplicação de aminoácidos diretamente no solo promove benefícios a longo prazo.
- Vantagens:
- Auxilia na rápida incorporação de nutrientes pelas plântulas.
- Melhora a estrutura do solo e favorece a interação com microrganismos benéficos.
Pesquisas demonstram que aminoácidos aplicados via solo podem proporcionar maior vigor inicial às plantas, resultando em culturas mais preparadas para enfrentar períodos críticos de desenvolvimento (Teixeira, 2017).
2. Tratamento de Sementes
O tratamento de sementes com aminoácidos é uma estratégia que potencializa o desenvolvimento das plantas desde o início do ciclo. Ao serem absorvidos durante a germinação, os aminoácidos estimulam o crescimento radicular, proporcionando maior eficiência na absorção de água e nutrientes.
- Resultados observados em estudos:
- Maior comprimento total das raízes.
- Diminuição dos impactos negativos de produtos fitossanitários na qualidade das sementes.
Por exemplo, em experimentos realizados com soja, sementes tratadas com aminoácidos como glutamato, cisteína, fenilalanina e glicina apresentaram raízes mais vigorosas e adaptadas às condições adversas (Teixeira, 2017).
3. Aplicação Foliar
A aplicação foliar é indicada para situações que exigem absorção rápida de nutrientes, como períodos de estresse ou deficiências específicas. Esse método permite que os aminoácidos sejam diretamente assimilados pelas folhas, promovendo respostas rápidas no metabolismo das plantas.
- Benefícios técnicos:
- Incremento na produção de raízes e desenvolvimento vegetativo.
- Maior tolerância a estresses abióticos, como seca severa, e bióticos, como ataques de pragas e doenças.
Um exemplo prático é a aplicação de fenilalanina, que está envolvida na biossíntese de compostos fenólicos, como lignina e flavonoides, conferindo maior resistência estrutural e defesa contra estresses.
Fases e Momentos Ideais de Aplicação
Os aminoácidos podem ser aplicados em diferentes estágios fenológicos das culturas, conforme a necessidade:
- Fase Vegetativa: Estimula o crescimento inicial e o estabelecimento das plantas.
- Florescimento: Auxilia na formação de flores e frutos, impactando diretamente a produtividade.
- Situações de Estresse: Após aplicações de defensivos, durante períodos de seca ou outras condições adversas, como em caso de fitotoxicidade de herbicidas na soja (Figura 6), os aminoácidos ajudam a planta a se recuperar e manter o desempenho.
Os aminoácidos aplicados na planta funcionam? Evidências científicas e estudos de caso
Estudos conduzidos na cultura da soja demonstraram que a aplicação de aminoácidos, tanto via solo quanto foliar, melhora o desenvolvimento das plantas. A aplicação combinada (tratamento de sementes + foliar) apresentou resultados ainda mais expressivos, promovendo maior enchimento de grãos e aumento na qualidade do produto final (Teixeira, 2017).
Além disso, o uso estratégico de aminoácidos como a fenilalanina tem mostrado impactos positivos na resistência a herbicidas e na tolerância a estresses ambientais, destacando-se como uma ferramenta para o manejo sustentável das culturas (Monquero, 2005).
Prolina e tolerância ao estresse hídrico
Estudos com genótipos de cevada e arroz mostraram que a acumulação de prolina nas plantas aumenta significativamente a tolerância ao estresse hídrico.
Em genótipos de cevada, a introdução de genes associados à síntese de prolina resultou em melhor tolerância à seca, especialmente na fase reprodutiva, levando a maior rendimento de grãos em condições de déficit hídrico (Trovato et al., 2021).
Metionina e cisteína no arroz
Uma abordagem de engenharia metabólica em plantas de arroz foi utilizada para aumentar os níveis de metionina e cisteína nos grãos.
A inclusão de proteínas ricas em metionina e enzimas de biossíntese resultou em um aumento de 50% no conteúdo desses aminoácidos nos grãos. Isso melhorou o perfil nutricional da planta, embora tenha sido observado um impacto no equilíbrio de enxofre dentro das sementes (Trovato et al., 2021).
Conclusão
Os aminoácidos são importantes no manejo agrícola moderno, fornecendo suporte direto ao metabolismo das plantas em todas as etapas de seu ciclo de vida.
Sua aplicação permite enfrentar desafios como estresses ambientais e nutricionais, enquanto promove o equilíbrio metabólico e o desenvolvimento saudável de raízes, folhas e frutos.
Além disso, sua contribuição para processos como a fotossíntese, a absorção de nutrientes e a formação de proteínas destaca sua relevância para a produção agrícola eficiente.
Compreender a composição e o momento ideal de uso dos aminoácidos é fundamental para obter resultados positivos e sustentáveis.
Apostar em produtos de qualidade e basear-se em análises como o aminograma garantem um manejo agrícola mais assertivo.
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Referências
DU JARDIN, P. Plant biostimulants: Definition, concept, main categories and regulation. Scientia Horticulturae, v. 196, P: 3-14,2015.
RAMOS UCHANAN, B. B.; GRUISSEM, W.; JONES, R. L. Biochemistry and molecular biology of plants. Maryland: American Society of Plant Physiologists, 2000. 1367 p.
MONQUERO, P. A. Plantas transgênicas resistentes aos herbicidas: situação e perspectivas. Bragantia, v. 64, p. 517–531, 2005. DOI: 10.1590/S0006-87052005000400002.
TAIZ, L.; ZEIGER, E. Plant physiology. 6ª ed. Sunderland: Sinauer Associates, 2013. 782 p.
TEIXEIRA, Walquíria Fernanda. Avaliação do uso de aminoácidos na cultura da soja. 2016. 159 f. Tese (Doutorado) – Curso de Ciências, Fitotecnia, Universidade de São Paulo – Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”, Piracicaba, 2016.
TROVATO, M.; FUNCK, D.; FORLANI, G.; OKUMOTO, S.; AMIR, R. Editorial: Amino Acids in Plant Development and Stress Defense. Frontiers in Plant Science, 2021. DOI: 10.3389/fpls.2021.772810
Sobre o autor:
Alasse Oliveira da Silva
Doutorando em Produção Vegetal (ESALQ/USP)
- Engenheiro agrônomo (UFRA) e Técnico em agronegócio
- Mestre e especialista em Produção Vegetal (ESALQ/USP)
Como citar este artigo:
SILVA, A.O. Aminoácidos para plantas: quais são, como funcionam e quando usar. Blog Agroadvance. 2024. Disponível em: https://agroadvance.com.br/blog-aminoacidos-para-plantas/. Acesso: xx Xxx 20xx.