Glicina betaína na agricultura: sua importância em resposta a estresses em plantas, sua formação e o potencial uso na lavoura

A produtividade agrícola depende de diversos fatores importantes, como os estresses abióticos. Esses estresses são grandes causadores da diminuição da produtividade.

Existem duas maneiras de lidar com essa situação: prevenindo que aconteça e amenizando seus efeitos nas plantas.

Prevenir estresses não é uma prática agrícola simples, apesar de você poder usar técnicas como a irrigação em casos de seca ou altas temperaturas. 

Neste sentido, a glicina betaína pode ajudar muito!

Quer entender melhor como ela age nos cultivos agrícolas e como você pode fazer o máximo aproveitamento em sua lavoura? Confira a seguir!

O que é a glicina betaína?

A glicina betaína é uma molécula classificada como uma amina quaternária. Ela contém em sua fórmula elementos químicos como oxigênio, hidrogênio, carbono e nitrogênio.

Fórmula química de uma glicina betaína
(Fonte: FCiências)

A glicina betaína é sintetizada nos cloroplastos das plantas a partir da colina, um nutriente com metabolismo similar ao de aminoácidos.

Ela é uma molécula presente inicialmente em folhas, mas que pode ser transportada pela planta.

Ela não é o final da cadeia de reações e pode ser precursora de outras moléculas como o piruvato, o hormônio etileno e o aminoácido metionina, através de outras vias metabólicas.

Qual a função da glicina betaína?

A glicina betaína, como molécula isolada, tem função de osmoproteção nas células vegetais. 

Osmoprotetores são moléculas capazes de se acumular em células, evitando a perda excessiva de água para as células vizinhas, atuando no ajuste osmótico.

O princípio de ação dos osmoprotetores é aumentar a quantidade de solutos dentro de uma célula para evitar que a água saia dessa célula para outra, por meio da osmose.

Existem alguns tipos de moléculas com função de osmoproteção, como: as betaínas (de onde deriva a glicina betaína), os aminoácidos (como a prolina) e açúcares (como a trealose).

Quando a osmoproteção é necessária em plantas?

A osmoproteção é normalmente necessária em plantas quando, por algum motivo, o teor de água nas células vegetais vivas começa a diminuir. 

Esse processo evita a perda excessiva de água e a dessecação da célula vegetal.

Os estresses abióticos, como seca, temperatura alta e salinidade causam diversas reações nas plantas, desde processos bioquímicos, fisiológicos ou físicos, alterando seu metabolismo e diminuindo sua eficiência.

Esses estresses acabam sendo indutores dessas alterações, como:

• seca: a diminuição da água no solo pode acontecer por um balanço negativo entre evapotranspiração do sistema solo-planta e a pluviosidade. Isso diminui o potencial hídrico do solo e gera diminuição da entrada de água nas células das raízes;
• alta temperatura do ar: aumento da temperatura do ar causa maior pressão para a transpiração pelos estômatos para diminuir a temperatura foliar, além de aumentar também a evaporação de água do solo. Isso agrava ainda mais os efeitos da seca;
• salinidade: solos com elevados níveis de sal tem um potencial hídrico reduzido, causando maior retenção de água em suas partículas e aumentando a dificuldade das raízes em retirar água do solo, causando um efeito similar ao da seca.

A combinação dos três fatores normalmente causa um estresse de maior impacto, elevando os riscos de desidratação das células das plantas e aumentando a necessidade de mecanismos de osmoproteção.

Como a água é transportada nas plantas?

O fluxo de água pela planta se dá pela diferença de potencial hídrico na trajetória solo-planta-atmosfera. Os valores, normalmente, são muito maiores no solo, depois na planta são muito menores no ar atmosférico.

O potencial hídrico é sempre um valor negativo. Abaixo você verá valores comuns para o potencial no solo, no interior da planta e na atmosfera.

Perceba que os valores são muito maiores (próximos a zero) no solo e muito mais negativos no ar, definindo o fluxo de água.

Esquema do potencial hídrico no sistema solo-planta-atmosfera
(Fonte: USP)

Qualquer diminuição no teor de água no solo poderá causar uma diminuição no conteúdo de água interno da planta. 

A diminuição nos teores internos de água inicia um processo de sinalização ao longo da planta, desencadeando a síntese de diversas moléculas e a alteração de vários processos, bioquímicos, fisiológicos e físicos.

Qual o modo de ação da glicina betaína?

A busca por soluções para uma resposta mais eficiente de plantas a estresses abióticos tem passado pelo uso de substâncias com efeito protetor aos danos causados nos processos bioquímicos, fisiológicos e físicos do metabolismo vegetal.

A síntese de glicina betaína é aumentada após a sinalização de diminuição do teor de água na planta. O aumento desses compostos causam uma série de efeitos na planta em diversos níveis e locais.

Inicialmente, esses efeitos são relacionados à manutenção da turgescência, ou seja, evitando a murcha celular, mas também apresentam funções específicas. 

Veja quais são as mais importantes:

• diminuição de radicais livres sintetizados em resposta ao estresse;
• proteção dos sistemas de recepção de luz das plantas;
• manutenção da fotossíntese e da atividade de enzimas relacionadas a ela;
• manutenção da integridade de membranas;
• homeostase iônica;
• proteção de órgãos de reprodução;
• osmorregulação e osmoproteção;
• acúmulo de outras moléculas de resposta a estresses, como a prolina.

Qual é a utilidade da glicina betaína na agricultura?

A síntese de glicina betaína é inerente às plantas em condições de estresses abióticos, mas sua aplicação no sistema pode trazer benefícios. 

Ela pode ser utilizada como um bioestimulador, causando um efeito inicial na planta.

Ao se aplicar a molécula de maneira externa, é causada uma indução de estado de alerta da planta, prévio ao evento de estresse. 

Isso pode gerar uma resposta mais rápida e eficiente dos mecanismos de proteção à diminuição do teor de água nas células, seja qual for o estresse responsável por isso.

Já foram reportados efeitos positivos da aplicação de glicina betaína na agricultura, via solo, foliar ou por fertirrigação.

Dentre elas há grãos, hortaliças, oleaginosas e forrageiras, como arroz, feijão, soja, cevada, trigo, milho, aveia e azevém.

Além disso, existem produtos registrados para aplicação de glicina betaína, como Vegetal B60, Amino Proline, e outros com presença de precursores da molécula, como o Biopower Gold.

Recomendações de uso da glicina betaína

Aqui apresentamos a recomendação de uso dos produtos Amino Proline  e Bipower Gold para algumas culturas agrícolas de interesse:

Recomendações de uso de produtos
(Fontes: Bulas de Amino Proline e Biopower Gold)

Conclusão

O uso de bioestimulantes é uma opção viável para diminuir os impactos causados por fatores não-ideais.

A previsão futura é de que a atividade agrícola estará cada vez mais à mercê de eventos climáticos pouco previsíveis e que podem causar severas perdas à agricultura mundial. 

O uso da glicina betaína na agricultura tem sido visto como uma opção viável para reduzir os impactos da diminuição do teor de água em células vegetais. 

Sua ação pode manter o potencial produtivo de culturas agrícolas, mesmo em condições não-ideais de cultivo.

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