Growth promotion of tomato plants through bacteria derived from spent substrate of edible mushrooms

Os tomates são um dos vegetais mais amplamente cultivados no planeta, alimentando milhões e formando a base de inúmeras dietas. Para acompanhar a fome do mundo, os agricultores devem constantemente encontrar maneiras de cultivar mais alimentos sem prejudicar a terra. Durante décadas, a solução padrão tem sido os fertilizantes químicos, mas estes podem infiltrar-se nas águas subterrâneas e danificar a saúde do solo ao longo do tempo. A natureza, no entanto, oferece uma alternativa mais silenciosa: bactérias minúsculas que vivem no solo e ajudam as plantas a crescer. Estes ajudantes microscópicos, frequentemente chamados de bactérias promotoras do crescimento vegetal, não ficam apenas inertes; eles produzem compostos naturais que desbloqueiam nutrientes, combatem micróbios nocivos e até estimulam os próprios hormônios de crescimento da planta. O desafio para os cientistas é encontrar as estirpes certas destas bactérias e descobrir a melhor forma de as entregar às culturas.

Uma equipa de investigadores no Brasil recorreu a uma fonte improvável para encontrar estes ajudantes: o material residual das explorações de cogumelos. Quando os cogumelos comestíveis são colhidos, deixa-se para trás um substrato gasto — uma mistura de cascas, sementes, madeira e outros subprodutos agrícolas que já foi parcialmente decomposta pelos fungos. Este resíduo orgânico rico é repleto de vida microbiana. Os investigadores recolheram vinte estirpes bacterianas diferentes deste substrato de cogumelo gasto e submeteram-nas a uma série de testes para ver quais eram as mais capazes de ajudar uma planta de tomate. Procuraram por atividades biológicas específicas, como a capacidade de produzir enzimas que quebram fibras vegetais resistentes, substâncias que capturam ferro do solo e hormônios de crescimento naturais que estimulam a propagação das raízes.

O processo de triagem revelou que cada estirpe bacteriana testada possuía alguma capacidade útil, mas três se destacaram como particularmente promissoras. Uma estirpe, denominada BUD 5, era uma potência que produzia um hormônio de crescimento chamado ácido indol-3-acético, juntamente com enzimas que quebram a celulose e compostos que fixam o ferro. Outra, a BUD 7, também produzia o hormônio de crescimento e enzimas que quebram a celulose. Uma terceira, a BUD 19, era uma forte produtora de compostos de captura de ferro e também produzia enzimas de quebra de celulose. Para ver se estas bactérias poderiam realmente fazer diferença numa planta viva, a equipa transferiu o seu trabalho da bancada do laboratório para uma estufa. Cultivaram plantas de tomate em vasos e aplicaram as bactérias de três formas diferentes: embebendo as sementes antes do plantio, pulverizando as folhas ou fazendo ambos. Monitorizaram as plantas ao longo de duas épocas de cultivo, medindo tudo, desde a altura do crescimento até ao tamanho e peso dos seus sistemas radiculares.

Os resultados mostraram que as bactérias de facto ajudaram os tomates, embora os efeitos tenham variado dependendo do ano e de como as bactérias foram aplicadas. No primeiro ano, a combinação de tratar as sementes e pulverizar as folhas com a estirpe BUD 5 produziu os resultados mais dramáticos. Estas plantas desenvolveram sistemas radiculares quase quarenta por cento maiores em volume do que as plantas de controlo não tratadas. As folhas das plantas tratadas com a BUD 5 também mostraram um aumento significativo no peso fresco, crescendo quase quarenta e cinco por cento mais pesadas do que o grupo de controlo. As bactérias pareciam funcionar ao incentivar as plantas a construir mais massa radicular, o que, por sua vez, permitia-lhes absorver mais água e nutrientes do solo, alimentando o crescimento das folhas e caules acima do solo.

O segundo ano do experimento confirmou que estas bactérias eram fiáveis, mesmo que os vencedores específicos tenham mudado ligeiramente. Embora as plantas de controlo tenham crescido tanto em altura quanto as tratadas, as plantas tratadas com as bactérias desenvolveram frequentemente sistemas radiculares mais robustos e acumularam mais matéria seca nas raízes e nos brotos. Por exemplo, tratar as sementes com a estirpe BUD 7 levou a um sistema radicular mais de vinte por cento maior do que o de controlo. Os investigadores também mediram a eficiência com que as plantas utilizavam a luz para a fotossíntese, o processo pelo qual as plantas transformam a luz solar em energia. As plantas tratadas com as bactérias mantiveram uma maquinaria fotossintética saudável, com alguns tratamentos mostrando um aumento acentuado na eficiência do transporte de eletrões, uma etapa fundamental na conversão da energia luminosa em energia química. Isto sugere que as bactérias ajudaram as plantas a utilizar a luz solar de forma mais eficaz, fornecendo a energia extra necessária para suportar o maior crescimento de raízes e brotos.

O que torna esta descoberta particularmente interessante é a origem das bactérias. Ao utilizar o substrato gasto da cultura de cogumelos, os investigadores exploraram um reservatório de microrganismos que já estão adaptados à decomposição de matéria orgânica complexa. Estas bactérias estão naturalmente equipadas com as ferramentas para degradar fibras vegetais resistentes e reciclar nutrientes, características que se revelaram benéficas quando transferidas para as plantas de tomate. O estudo demonstra que estes resíduos de explorações de cogumelos não são apenas lixo para ser descartado, mas sim um recurso valioso para encontrar novas ferramentas biológicas para a agricultura. As três estirpes selecionadas, BUD 5, BUD 7 e BUD 19, mostraram que podiam promover consistentemente o crescimento, melhorar o desenvolvimento radicular e aumentar a capacidade das plantas de capturar energia do sol.

O estudo não encontrou que as bactérias funcionassem da mesma forma todas as vezes; os resultados variaram entre os dois anos, provavelmente devido a variações naturais nas condições ambientais. No entanto, a tendência consistente foi que as bactérias ajudaram as plantas a crescer de forma mais vigorosa, particularmente nos seus sistemas radiculares. Esta é uma descoberta crucial porque um sistema radicular mais forte significa que uma planta está melhor equipada para lidar com o estresse e aceder a nutrientes. Os investigadores concluíram que estes isolados bacterianos têm potencial real para serem desenvolvidos em bioinsumos, oferecendo uma forma sustentável de impulsionar a produção de tomate sem depender de fertilizantes químicos. O trabalho destaca uma ideia simples, mas poderosa: ao olhar para o resíduo de um processo agrícola, podemos encontrar as chaves para melhorar outro.