O SILÍCIO NA RESISTÊNCIA DO CAFEEIRO A DOENÇAS

RESUMO

Essa pesquisa bibliográfica reuniu trabalhos científicos que avaliaram o efeito do silício na resistência do cafeeiro à doenças. Verificou-se, que a maioria dos estudos realizados utilizou como fonte deste nutriente, silicatos que possuem em sua composição cálcio e potássio, nutrientes com influência no progresso de doenças. 

Diante disso, fica patente a necessidade de se fazer mais pesquisas utilizando fontes puras de silício, como o ácido silícico, para se avaliar melhor qual a real influência do silício no controle de doenças do cafeeiro.

Como o cafeeiro é uma planta não acumuladora de silício e como experimento realizado em 2004 na Fazenda Experimental da EPAMIG, em Lavras, encontrou picos de silício nas folhas de mudas de 7 meses de idade e outro trabalho realizado na Universidade Federal de Lavras, em 2009, não encontrou picos em mudas de 4 meses, seria interessante que se realizassem mais microanálises de raios X em folhas de cafeeiro, após adição de silício ao solo. Palavras-chave: silício, cafeeiro, resistência a doenças, silicatos, microanálise de raios-X.

INTRODUÇÃO

A cultura do café (Coffea arabica L.) no Brasil é uma das principais fontes de divisas para o país. Devido à maior competição no mercado interno e externo, além dos elevados custos de produção, existe a necessidade de se eliminar quaisquer fontes de perdas nas lavouras (MATIELLO et al., 2002). A cafeicultura impõe um constante desafio aos produtores, devido ao grande número de doenças e pragas que ocorrem durante praticamente todo o ciclo. Como toda cultura em geral, está sujeita à incidência de problemas fitossanitários de origem biótica e abiótica que atacam as diferentes partes da planta, influindo direta ou indiretamente na produção. As limitações fitossanitárias têm-se acentuado com a expansão da cultura nos mais variados tipos de clima e solo.

A nutrição mineral é um fator ambiental passível de ser manipulado pelo homem com relativa facilidade e utilizada como complemento ou método alternativo no controle de doenças (MARSCHNER, 1995). Entre os elementos minerais, o silício tem proporcionado resultados promissores no controle de doenças em plantas, embora não atenda aos critérios de essencialidade. O silício é considerado elemento útil ou benéfico para as plantas (MALAVOLTA, 1980; MARSCHNER, 1995) e segundo Epstein (1999), plantas em ambiente enriquecidos com silício diferem das cultivadas com deficiência do elemento, principalmente, quanto à composição química, resistência mecânica das células, características de superfície foliar, tolerância ao estresse abiótico e a ocorrência de pragas e doenças.

O silício é o segundo elemento em abundância na crosta terrestre, depois do oxigênio.

Nos solos, o silício solúvel ou disponível para as plantas (H4SiO4 – ácido monosilícico) pode ter origem nos processos de intemperização dos minerais primários e particularmente dos minerais secundários como os argilo-silicatos.

Na planta, o Si absorvido tem efeitos benéficos relacionados principalmente com o aumento da resistência ao ataque de pragas, nematóides e doenças, diminui a taxa de transpiração e confere maior eficiência fotossintética. Apesar de o silício não ser considerado um elemento essencial, os benefícios da utilização desse elemento na agricultura vêm sendo cada vez mais

reconhecidos e comprovados por cientistas de todo o mundo.

Um número grande de materiais tem sido utilizado como fonte de Si para as plantas: escórias de siderurgia, wollastonita, subprodutos da produção de fósforo elementar, silicato de cálcio, silicato de sódio, cimento, termofosfato, silicato de magnésio (serpentinito) e silicato de potássio (KORNDORFER et al., 2004).

O controle de doenças do cafeeiro da maneira convencional (com uso indiscriminado de agrotóxicos) constitui-se num importante componente na composição do custo final do produto, além de ser fonte de contaminação ambiental e intoxicação humana. Desta forma, é importante pesquisar e divulgar alternativas de controle sustentáveis para compor o esquema de manejo dessas doenças.

Os mecanismos de supressão dos patógenos pelo hospedeiro tratado com silício ainda não são muito bem conhecidos. Existem duas propostas para explicar essa supressão: o acúmulo do silício na parede celular, que impede a penetração do fungo nos tecidos da planta (BOWEN et al., 1992) e a ativação dos mecanismos naturais de defesa da planta, como por exemplo, a produção de compostos fenólicos, quitinases, peroxidases e acúmulo de lignina. Além disso, há uma possível interação entre as barreiras físicas e químicas.

A presença do silício tem sido relacionada, principalmente, ao aumento da resistência contra pragas e doenças e tolerância à toxidez. Os efeitos do Si são usualmente expressos sob condições de estresse, tanto abiótico como biótico. Estruturalmente, proporcionam mudanças anatômicas nos tecidos, como células epidérmicas com a parede celular mais espessa devido à deposição de sílica, favorecendo a melhor arquitetura das plantas, além de aumentar a capacidade fotossintética e resistência às doenças. O Si ativa genes envolvidos na produção de compostos secundários do metabolismo, como os polifenóis e enzimas relacionadas com os mecanismos de defesa, além da produção suplementar de toxinas que podem agir como substâncias inibidoras ao patógeno.

A resistência de um hospedeiro, no contexto da fisiologia do parasitismo, pode ser definida como a capacidade da planta em atrasar ou evitar a entrada e/ ou a subsequente atividade de um patógeno em seus tecidos. Cada interação hospedeiro-patógeno pode ser encarada como uma luta entre dois organismos pela sobrevivência. Os fatores de resistência incluem aqueles já presentes nas plantas antes do contato com os patógenos ou os que se mostram ausentes ou presentes em baixos níveis antes da infecção, sendo produzidos ou ativados em resposta à presença dos patógenos. Dentre esses fatores estão as respostas bioquímicas que ocorrem nas células do hospedeiro produzindo substâncias que se mostram tóxicas ao patógeno ou criam condições adversas para o crescimento do mesmo no interior da planta. Neste contexto, várias enzimas têm sua produção e/ ou atividade alteradas nas plantas em resposta à presença de patógenos (PEREIRA, 2007).

A resistência induzida pelo silício é expressa de diversas formas localmente no sítio de ataque do patógeno e sistemicamente em partes não infectadas da planta. Os mecanismos de defesa envolvidos incluem a combinação de mudanças físicas tais como lignificação da parede celular, formação de papilas ou indução de várias proteínas de defesa. Dentre as enzimas de defesas da planta, a peroxidase, uma proteína relacionada à patogênese muito estudada, catalisa um grande número de reações. Sua atividade é frequentemente aumentada em respostas aos estresses, sendo a proteção celular contra reações oxidativas, uma das principais funções destas enzimas. A oxidação de alcoóis hidroxicinâmicos, precursores imediatos de lignina, é catalizada por peroxidases, resultando na produção de radicais fenoxi-mesoméricos que reagem espontaneamente durante a deposição de lignina na parede celular, aumentando sua resistência. Outra importante enzima de defesa, também muito estudada, é a polifenoloxidase. Essa enzima é liberada dos tilacóides após a ruptura da célula pelo processo de penetração do patógeno, oxidando os compostos fenólicos à quinonas, as quais são muito mais tóxicas aos microrganismos do que o próprio fenol original. As polifenoloxidases também participam do processo de lignificação durante a invasão pelo patógeno.

Pozza et al. (2004) observaram que o aumento da resistência do cafeeiro à cercosporiose deveu-se ao maior espessamento da cutícula e ao aumento da absorção de micronutrientes pelas plantas tratadas com silício. Estes autores obtiveram imagens em microscopia eletrônica de varredura, nas quais observaram a presença de uma cutícula mais espessa cobrindo parcialmente os estômatos na superfície inferior da folha das mudas de cafeeiro tratadas com silicato de cálcio no solo. Os autores observaram que o espessamento da cutícula, devido principalmente à formação de uma camada de cera epicuticular mais espessa, dificultou a penetração diretamente através da cutícula ou por estômatos. Essa camada de cera epicuticular pode ter tornado a superfície mais hidrofóbica, impedindo a formação do filme de água, importante para os processos vitais da patogênese como a germinação e a penetração, além de permitir o acúmulo de substâncias antifúngicas na cutícula.

O objetivo desta pesquisa foi reunir trabalhos científicos que estudaram o efeito do silício na resistência do cafeeiro a doenças na busca de formas de controle sustentáveis do ponto de vista econômico-ambiental. [...]