Revestimento biodegradável para sementes
D.R.
Investigadores de três institutos Fraunhofer desenvolveram um revestimento biodegradável para sementes, com capacidade integrada de armazenamento de água e proteção contra herbicidas, a fim de facilitar altas taxas de germinação
Os herbicidas usados no controlo de ervas daninhas podem afetar as plântulas e prejudicar o crescimento de culturas sensíveis. As sementes em germinação são também particularmente vulneráveis à falta de precipitação, um problema que as alterações climáticas ameaçam tornar recorrente. É o que tem acontecido na Alemanha, nos últimos anos, nos meses de março e abril, fazendo com que muitas plântulas secassem antes de se conseguirem estabelecer. Para colmatar este problema, os investigadores do Instituto Fraunhofer de Microengenharia e Microssistemas (IMM), do Instituto Fraunhofer de Tecnologia Química (ICT) e do Instituto Fraunhofer de Biologia Molecular e Ecologia Aplicada (IME) desenvolveram um revestimento de sementes projetado para garantir uma produção estável, mesmo em condições ambientais adversas. A experiência faz parte de um projeto denominado SeedPlus.
Duas funções principais são combinadas no revestimento SeedPlus e incorporadas ao encapsulamento: uma função de suporte para obter uma melhor gestão da água, e um revestimento que protege as sementes contra herbicidas. Depois, formulações à base de polímeros naturais garantem que as sementes sejam constantemente abastecidas com humidade durante a fase de germinação, mesmo em cenário de escassez de água.
Ao mesmo tempo, a membrana seletiva, que inclui materiais adsorventes como carvão ativado, protege as plântulas contra herbicidas sem prejudicar a germinação ou o crescimento. O revestimento multifuncional permite reduzir o uso de agentes de proteção vegetal e melhora as condições de cultivo em regiões com pouca chuva.
“O revestimento é composto por múltiplas camadas de diferentes espessuras que encapsulam as sementes. A forma e o tamanho dependem do tipo de semente utilizado, e o revestimento pode ser ajustado às necessidades das sementes e produzido em escala”, explica Alexander Dresel, investigador do Fraunhofer ICT, citado em comunicado.
O processo de leito fluidizado permite controlar de forma precisa a espessura das camadas, tornando-o especialmente adequado para tipos de sementes sensíveis. Nesse processo, as sementes ficam suspensas no leito fluidizado através de um fluxo de gás, enquanto recebem a pulverização dos materiais de revestimento.
No processo de revestimento em tambor, as sementes são agitadas num tambor rotativo, enquanto os materiais de revestimento são adicionados gradualmente, o que, de acordo com Thomas Heintz, do Fraunhofer ICT, é uma “boa escolha para a produção em massa”.
Para revestir sementes menores, os investigadores do Fraunhofer ICT utilizam o método de superfície químico húmido, no qual as sementes são imersas na estrutura de revestimento e depois deixadas a escorrer.
Revestimento de sementes sem microplásticos
Os revestimentos convencionais de sementes frequentemente contêm componentes químicos sintéticos, considerados microplásticos. Neste caso, os investigadores substituíram esses polímeros sintéticos por formulações naturais ecologicamente inofensivas.
Philip Känel, pesquisador do Fraunhofer IME em Münster, explica que estão a ser usados “exclusivamente materiais naturais orgânicos e inorgânicos. Realizamos testes sistemáticos com diferentes combinações de materiais, incluindo polissacarídeos, proteínas, borrachas e materiais inorgânicos porosos, como carvão ativado, para determinar as composições mais eficientes.”
O revestimento SeedPlus atua diretamente na semente, o que significa que a água e a proteção são fornecidas exatamente onde são necessárias, permitindo reduzir a quantidade de pesticidas utilizada.
Germinação aumentou em 58 %
Os investigadores realizaram testes com sementes de dente-de-leão russo e beterraba açucareira, tanto em estufas quanto em condições externas, para verificar se a combinação das funções de proteção e armazenamento de água realmente funciona. Comparadas às sementes não tratadas, as sementes revestidas apresentaram uma taxa de germinação até 58 % maior.
Para poder emitir declarações confiáveis sobre a ecotoxicidade e o comportamento de degradação dos materiais de revestimento ainda na fase de desenvolvimento do material — e identificar possíveis riscos ambientais relevantes — os investigadores do Fraunhofer IME também estabeleceram uma plataforma de triagem para avaliar os revestimentos inovadores de sementes.
Antes de produzir as sementes encapsuladas, os investigadores analisaram os componentes individuais do revestimento em termos de impacto ecotoxicológico sobre organismos-modelo de ambientes aquáticos e terrestres, com o objetivo de confirmar a sua segurança ambiental. Para descartar possíveis exposições de longo prazo, os testes também incluíram a avaliação da degradabilidade dos componentes individuais.
“O design sustentável da nossa tecnologia de sementes nos permite contribuir para a redução da poluição ambiental e apoiar uma agricultura ecológica, preparada para o futuro e capaz de alcançar altos rendimentos”, conclui Känel.
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