Resistência à Seca: Conheça as Inovações na Cana-de-Açúcar

As mudanças climáticas influenciam diretamente na disponibilidade de água. Tanto pelos longos períodos sem chuva, quanto pelo aumento da temperatura, resultando na maior evaporação da água disponível. Como a agricultura é totalmente dependente do clima e da água, é preciso buscar alternativas para manejar essas dificuldades.

A falta de água nos cultivos agrícolas causa reduções severas na produtividade e afeta o comportamento fisiológico das plantas. Na cultura da cana-de-açúcar a necessidade de água muda de acordo com a variedade e a fase do desenvolvimento do canavial. 

A restrição de água resulta na diminuição da taxa de crescimento, abertura e fechamento de estômatos, taxa de transpiração, tamanho e número de brotações das plantas.

Todas as alterações fazem com que a cana-de-açúcar, que é um dos mais importantes cultivos do país, não consiga atingir todo o seu potencial de produção. Um dos motivos é que a fotossíntese da cana-de-açúcar pode diminuir em até 35%.

VOCÊ SABIA? A fotossíntese é o processo que as plantas fazem para obter seu alimento (energia). Além disso, é pela fotossíntese que o gás carbônico (CO2) é retirado do ar, retornando oxigênio (O2) para o meio ambiente. O processo de fotossíntese é fundamental para a sobrevivência das plantas e da vida no planeta.

Importância da cana-de-açúcar para o Brasil

A cana-de-açúcar é considerada uma das maiores riquezas da agricultura brasileira. A sua produção tem grandes impactos na economia, sociedade e uso dos recursos naturais.

A estimativa de produção da safra 2019/2020 é de 642,7 milhões de toneladas de cana. Todo esse montante poderá ser utilizado para produzir 30,14 milhões de toneladas de açúcar e 33,83 bilhões de litros de etanol, um biocombustível menos poluente.

Além disso, a biomassa da cana-de-açúcar (bagaço, por exemplo), pode gerar bioeletricidade. Em 2018 essa produção foi a quarta fonte de energia mais importante no país, chegando a gerar 21,5 TWh (Terawatt-hora). Toda essa eletricidade representa, segundo a União da Indústria de Cana-de-Açúcar (UNICA):

• O abastecimento de energia elétrica a 11,4 milhões de residências ao longo do ano
• A redução da emissão de 6,4 milhões de toneladas CO2 (CO2 total) 
• Economia de 15% da energia armazenada total nos reservatórios das hidrelétricas do submercado sudeste/centro-oeste

Esse tipo de geração de energia por biomassa é fundamental para a redução de emissões dos gases de efeito estufa. Para atingir esse objetivo, o Brasil tem como meta chegar ao consumo de 50 bilhões de litros de etanol em 2030.

No entanto, para atingir essa meta, é preciso que os cultivos de cana-de-açúcar sejam plenamente irrigados, adubados com macro e micronutrientes e tenham controle efetivo de pragas e doenças. No Brasil, o maior desafio é a irrigação já que mais de 90% dos nossos canaviais só recebem água quando chove. 

Cana-de-açúcar: mais de 500 anos sendo uma importante cultura para a economia brasileira

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Ciência e tecnologia para driblar o desafio hídrico da cana-de-açúcar

Diante do cenário de mudanças climáticas e dos desafios de irrigação da cana-de-açúcar, os cientistas estão desenvolvendo diferentes formas de entregar variedades de cana tolerantes a períodos de seca.

Nas plantas cultivadas, os mecanismos de tolerância à escassez de água não são muito simples de serem ativados pois, normalmente envolvem a combinação de sistemas que permitem que a planta suporte a falta de água e ainda, mantenha a sua produtividade.

Melhoramento genético e mecanismos de tolerância à seca

Mecanismos de tolerância à seca reúnem estratégias utilizadas pelas plantas para conseguirem viver em um ambiente de estresse hídrico. Para isso, lançam mão de adaptações genéticas, fisiológicos e de morfologia.

Essas estratégias são diferentes, dependendo da espécie de planta, do seu ciclo de desenvolvimento, e até mesmo da variedade cultivada. Em muitos casos esses mecanismos são naturais. Em outros são selecionados pelo melhoramento genético.

Retardo da desidratação

Um exemplo de mecanismo fisiológico é o retardo da desidratação, ou seja, a planta demora mais para perder a água que está presente nela. Trata-se de uma estratégia fisiológica para controlar o estoque de água e, consiste na manutenção do turgor e volume celular. O mecanismo de retardo envolve a redução da abertura e fechamento dos estômatos, provocando diminuição da transpiração da planta. 

• Turgor: é o estado natural da célula com água e outras substâncias. Plantas com células mais túrgidas sofrem menos com a falta de água por um período.
• Estômatos: são estruturas que estão principalmente nas folhas das plantas. Os estômatos são responsáveis pela troca gasosa e entrada e saída de vapor de água nas plantas.

Aproveitamento das raízes

Além do retardo, outro mecanismo utilizado pelas plantas é o melhor aproveitamento das raízes. As plantas podem aumentar a profundidade das raízes, além de aumentar o volume. Com maior número de raízes e mais espalhadas, encontrar água no solo passa a ser uma tarefa mais fácil.

Características morfológicas nas plantas são selecionadas com a finalidade de se obter uma melhor captação de água pelo vegetal. O aumento do número de raízes e o seu maior volume podem auxiliar no melhor aproveitamento da água pelo metabolismo vegetal.

O aprofundamento do sistema radicular é uma das estratégias da morfologia vegetal à seca, sendo essencial para o bom desempenho de cultivares de cana-de-açúcar em ambientes com baixa disponibilidade de água.

O desenvolvimento de variedades com características desejáveis e necessárias é longo e requer muito investimento em pesquisa. Esse processo é conhecido como melhoramento genético.

Melhoramento genético vegetal

É um processo de introdução e seleção de características desejáveis para uma determinada espécie de planta. As características podem ser resistência a pragas e doenças, aumento de produtividade e tolerância a estresses abióticos, por exemplo.

Exemplo de uma variedade de cana-de-açúcar tolerante à seca, produzida por meio do melhoramento genético, é o da variedade RB0442. Essa variedade foi desenvolvida pela Universidade Federal do Alagoas (UFAL), que é membro da Rede Interuniversitária para o Desenvolvimento do Setor Sucroenergético (RIDESA).

Essa variedade teve seus primeiros cruzamentos em 2004 e só em 2010 os primeiros testes de campo em diferentes regiões foram iniciados. Em 2019 a variedade começou a ser multiplicada para então ser testada e registrada para a comercialização. A RB0442 possui características de alto rendimento agroindustrial, tolerância à seca e resistência para algumas doenças. É recomendada para o plantio em extensas partes da região nordeste do Brasil.

Biotecnologia e avanços no melhoramento

Além do melhoramento clássico, a técnicas da biotecnologia tem contribuído para disponibilizar variedades de cana-de-açúcar cada vez mais adaptadas aos desafios da produção agrícola sustentável. 

Em 2017, o Brasil aprovou a primeira cana-de-açúcar transgênica do mundo contendo um gene Bt (Bacillus thuringiensis) para controlar Diateaea saccharalis, a broca-da-cana. A broca causa sérios prejuízos aos canaviais e é de difícil controle.

Logo depois vieram mais duas variedades transgênicas, nos anos de 2018 e 2019. Ambas possuem também a resistência a insetos. O que muda entre as três variedades são os genes que foram utilizados para a transformação genética, e onde esses genes atuam na planta, conforme pode-se observar abaixo.

A característica de resistência a insetos diminui os custos com pulverização de inseticidas, o volume de inseticidas empregados na lavoura, economiza água e combustível. Com isso, a biotecnologia na cana-de-açúcar já está agregando maior sustentabilidade no modo de produção.  

Além disso, a cana-de-açúcar geneticamente modificada pode resultar em maior produtividade para o agricultor e em uma participação ainda maior do Brasil no mercado global dessa commodity.

Commodity: Vem do inglês e significa mercadoria (em tradução livre). São produtos que funcionam como matéria prima e que podem ser estocados sem perder a qualidade. Seu preço é definido pelo mercado mundial, em função da oferta e demanda.

A combinação de variedades mais tolerantes à escassez de água associadas às características de resistência a insetos abrirá um novo capítulo na história da cana-de-açúcar do Brasil. Viveremos o momento em que é possível introduzir a cultura em regiões adversas e atender aos objetivos de desenvolvimento sustentável (ODS) do ponto de vista econômico e ambiental. 

Desmistificando a cana transgênica

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Principais fontes:

Agência Nacional de Águas (Brasil). Levantamento da Cana-de-açúcar irrigada e Fertirrigada no Brasil. 2. ed. Brasília, 2019.

Diniz, C. A. et al. RB0442 – drought tolerant sugarcane cultivar. Crop Breeding and Applied Biotechnology, 2019.