Pesquisadores da Embrapa e da Universidade Federal do Ceará (UFC) desenvolveram um nanofertilizante a partir do caroço do açaí, capaz de estimular o crescimento de milho e sorgo. Em testes experimentais, a aplicação de baixas doses do produto (10 miligramas por litro) aumentou o crescimento relativo das plantas em 24% no milho e 164% no sorgo. O volume das raízes também cresceu 23% e 59%, respectivamente, em comparação com os controles não tratados.

O caroço do açaí (foto abaixo) é um coproduto pouco aproveitado no processamento agroindustrial. Para cada tonelada de frutos utilizada na extração da polpa, são gerados cerca de 700 quilos de caroços, que normalmente são descartados ou usados como combustível em caldeiras.

Foram utilizadas nos testes, as variedades de milho BRS-Gorutuba e sorgo 2502, ambas com ciclo curto de produção e recomendadas para o plantio no semiárido. O aumento das raízes, especialmente no sorgo, permite que as plantas explorem o solo com maior eficiência, favorecendo sua sobrevivência.

O novo nanofertilizante é produzido a partir do pó de semente do açaí em um processo chamado síntese hidrotermal. O resultado são nanopartículas fluorescentes, conhecidas como pontos quânticos de carbono (carbon quantum dots), que medem aproximadamente quatro nanômetros.

Essas partículas penetram com grande eficiência nos tecidos das folhas. Dentro da planta, além de entregar nutrientes minerais essenciais, funcionam como antenas que captam a radiação ultravioleta e, a partir dela, emitem uma luz azul capaz de estimular o sistema fotoquímico da planta e aumentar a eficiência da fotossíntese.

O pesquisador Cláudio Carvalho (foto abaixo), da Embrapa Agroindústria Tropical (CE), explica que, devido ao tamanho reduzido das partículas, os nanofertilizantes penetram com eficiência nos tecidos vegetais e entregam nutrientes diretamente no nível celular, aumentando a absorção em relação aos fertilizantes foliares convencionais. Eles também participam dos processos de transferência de energia dentro das células e fornecem compostos bioativos, que podem estimular a atividade de enzimas,  como aquelas envolvidas nos estresses oxidativos.

Carvalho acrescenta que os nanofertilizantes podem alcançar resultados superiores com doses menores, reduzindo custos de aplicação e possíveis impactos ao meio ambiente. “Em comparação com os fertilizantes convencionais, os nanofertilizantes geralmente resultam em menos escoamento superficial e menor contaminação dos solos e corpos d’água, tornando-os potencialmente mais sustentáveis”, completa.

De resíduo a riqueza

“Apesar de existirem poucos estudos sobre o uso do caroço de açaí em pequena escala como biochar (biocarvão), produção de bioenergia ou desenvolvimento de materiais compósitos, esse resíduo geralmente se acumula nos centros urbanos das regiões produtoras e em grandes cidades”, diz o pesquisador.

Ele explica que a semente do açaí é um “kit de sobrevivência natural” contendo nutrientes necessários para a planta se estabelecer em ambientes hostis. Essa riqueza torna o caroço do açaí o precursor ideal para o nanofertilizante. “Esse é um destino nobre, que agrega valor à biomassa e, ao mesmo tempo, devolve pelo menos parte dos nutrientes minerais, principalmente micronutrientes, às áreas de produção, economizando em fertilizantes”, afirma.

Conforme o cientista, o grupo pretende testar o produto em outras espécies como feijão, batata doce, abóbora, hortaliças, além de mudas de açaizeiro. “Após a finalização e escalonamento do processo de produção, o nanofertilizante poderá se tornar uma grande e segura oportunidade de retorno dos nutrientes ao sistema produtivo, quer na própria cultura do açaizeiro, nos viveiros de mudas, em cultivo protegido, e em outras aplicações”, complementa.

“No Brasil são geradas grandes quantidades de resíduos agroindustriais, especialmente na região amazônica, o que representa uma matéria-prima abundante e de baixo custo”, observa o professor Pierre Fechine (foto abaixo), coordenador do Laboratório do Grupo de Química de Materiais Avançados (GQMat) da UFC, parceiro nesse trabalho. Ele acrescenta que também será necessário avançar nos estudos regulatórios e de segurança para uso agrícola em larga escala.

Avanço científico 

Os resultados foram publicados no artigo Carbon-based nanopigments derived from açaí seed residues with tunable optical properties and biofunctional performance na revista internacional Dyes and Pigments. “Mostramos que um resíduo que normalmente seria descartado pode ser convertido em um material inteligente, capaz de interagir com sistemas biológicos e produzir efeitos mensuráveis no crescimento vegetal”, conta o professor.

Ele explica que, até chegar ao produtor rural, ainda é preciso vencer alguns desafios. O principal deles é manter a qualidade e a reprodutibilidade do material ao passar da escala de laboratório para a escala industrial. “Em laboratório, trabalhamos com pequenas quantidades e controle rigoroso das condições de síntese. Em uma fábrica, é necessário garantir que cada lote apresente as mesmas propriedades químicas, ópticas e biológicas”, esclarece. Outro desafio é a otimização dos custos de produção, incluindo consumo de energia, purificação do material e logística de coleta da biomassa.

Por que estudar pontos quânticos de carbono?

Os carbon quantum dots, ou pontos quânticos de carbono, são nanopartículas extremamente pequenas, milhares de vezes menores do que um fio de cabelo humano. Apesar do tamanho reduzido, possuem propriedades muito especiais, principalmente a capacidade de absorver e emitir luz.

Eles foram descobertos por acaso no início dos anos 2000, durante estudos envolvendo nanotubos de carbono. Desde então, despertaram enorme interesse científico porque são relativamente fáceis de produzir, apresentam baixa toxicidade e podem ser obtidos a partir de materiais naturais e resíduos orgânicos.

Hoje, os carbon quantum dots são estudados para aplicações em sensores químicos, diagnóstico médico, bioimagem, células solares, LEDs, tratamento de água e agricultura. Na agricultura, eles podem atuar como estimuladores do crescimento vegetal, aumentar a eficiência do aproveitamento da luz pelas plantas e auxiliar no transporte de nutrientes, contribuindo para sistemas produtivos mais eficientes e sustentáveis.

No trabalho realizado pela Embrapa e a UFC, o pó da semente do açaí, rico em carbono e minerais, foi colocado em um ambiente “hostil” dentro de reatores de alta pressão, submetido a altas temperaturas por várias horas — um processo chamado de síntese hidrotermal. Sob essas condições, as moléculas orgânicas da semente se quebram e se reorganizam nos carbon quantum dots e outras substâncias com atividade biológica nas plantas, como precursores de hormônios vegetais, entre outras.

Fonte: Embrapa