Notícia

Estudo mostra potencial para reduzir a dependência de fertilizantes não renováveis ​​na agricultura

Fonte

Universidade de Sheffield

Data

segunda-feira, 18 abril 2022 06:05

Áreas

Agricultura. Agronomia. Biotecnologia. Ciências Agrárias. Sustentabilidade

Uma enzima que pode ajudar a liberar fósforo de suas formas orgânicas foi identificada em um estudo do Instituto de Alimentos Sustentáveis ​​da Universidade de Sheffield, no Reino Unido, e publicado na revista científica PNAS.

A enzima tem o potencial de ajudar a reduzir o consumo de fertilizantes químicos fosfatados dos quais os sistemas globais de produção de alimentos dependem, mas que são produzidos pela extração de fontes inorgânicas não renováveis ​​e cada vez mais caras de fosfato natural.

Todos os organismos da Terra, plantas e animais, requerem fósforo para um crescimento e desenvolvimento saudáveis, mas o uso contínuo de estoques limitados de fertilizantes químicos de fósforo não renováveis ​​na agricultura ameaça a produção agrícola e a sustentabilidade de nossos sistemas globais de produção de alimentos. A agricultura é o maior consumidor de fósforo não renovável, portanto, sua oferta limitada tem implicações importantes para a segurança alimentar global, biodiversidade e regulação climática.

A forma mais simples de fósforo utilizado em fertilizantes é o fosfato inorgânico não renovável, pois infelizmente a disponibilidade de nutrientes de fosfato orgânico no ambiente é muitas vezes baixa o suficiente para limitar o crescimento natural de plantas e algas.

No oceano e no solo, a maior parte do fósforo total existe em formas orgânicas complexas, que requerem enzimas, comumente conhecidas como fosfatases, para liberar o fosfato para que plantas e algas possam usá-lo como nutriente.

Pesquisadores do Instituto de Alimentos Sustentáveis ​​da Universidade identificaram uma fosfatase bacteriana única abundante no ambiente chamada PafA, que pode liberar de forma eficiente o fosfato usado em fertilizantes de suas formas orgânicas.

O estudo usou um modelo de Flavobacterium para analisar a função do PafA in vivo e mostrou que ele pode mineralizar rapidamente o fosfato orgânico natural, independentemente do nível de fosfato, um processo que foi inibido com outras enzimas comuns, como PhoX e PhoA fosfatases, especialmente se já houver níveis residuais de fosfato ao redor.

O Dr. Ian Lidbury, do Instituto de Alimentos Sustentáveis ​​da Universidade de Sheffield e do Centro de Pesquisa Ambiental Arthur Willis, disse:

“O acúmulo de fosfato pode inibir a atividade enzimática nas fosfatases mais comuns, mas o PafA é único porque sua função não sofre quando o fosfato se acumula.”

“Como há uma alta ocorrência e diversidade de PafA no meio ambiente, tanto em ambientes terrestres quanto aquáticos, isso o torna um valioso recurso negligenciado para encontrar maneiras de ajudar plantas e animais a capturar nutrientes essenciais com mais eficiência e será crucial para nos ajudar a reduzir a nossa dependência – e os danos causados ​​pelo rápido esgotamento – das limitadas reservas mundiais de fertilizantes químicos de fósforo não renováveis.

“Nossa pesquisa adicional investigará como o PafA funciona, pois as formas de Flavobacterium parecem ser particularmente ativas em comparação com outras. Portanto, entender isso é crucial para podermos projetar enzimas otimizadas para uso na agricultura.”

A equipe agora está trabalhando para investigar o que torna certas formas de PafA mais ativas do que outras, com o objetivo de projetar uma enzima que possa ser usada para promover a agricultura sustentável, fornecendo fontes orgânicas de fósforo mais prontamente disponíveis para plantas, com potencial para introduzi-lo na alimentação animal.

Acesse o artigo científico completo (em inglês).

Acesse a notícia completa na página da Universidade de Sheffield (em inglês).

Fonte: Rebecca Ferguson, Universidade de Sheffield. Imagem: Pixabay.

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