O arroz é uma das culturas mais sensíveis ao déficit hídrico, e essa vulnerabilidade tem impactos diretos na produtividade. Quando a estiagem ocorre nos momentos críticos do ciclo, as perdas podem chegar a 70% da produção. Isso evidencia o quanto a disponibilidade de água é determinante para a germinação e o desenvolvimento inicial das plântulas.
Pesquisas recentes também mostram que as mudanças climáticas tendem a dificultar ainda mais esse cenário. Um estudo publicado em 2022 identificou que, até 2050, poderá faltar entre 40% e 60% da água necessária para cultivar arroz de terras altas em estados como Goiás, Rondônia, Mato Grosso e Tocantins. Ou seja: a demanda da planta permanece a mesma, mas a oferta hídrica deve se tornar cada vez mais limitada.
Diante desse desafio, soluções capazes de aumentar a tolerância do arroz ao estresse hídrico ganham importância estratégica. Foi justamente esse o foco da pesquisa desenvolvida pela estudante de Iniciação Científica Jr., Mariana Silva, orientada pelo professor da Universidade Estadual de Londrina (UEL), Halley Caixeta e co-orientada pela pesquisadora Eduarda Rodrigues. O trabalho foi apresentado na FITEC, Feira de Inovação, Tecnologia e Ciências, e recebeu medalha de bronze, reconhecimento pelo rigor científico e pela qualidade dos resultados obtidos.
O papel do óxido nítrico e a contribuição da nanotecnologia
O estudo investigou o uso de óxido nítrico (NO) no seed priming, uma técnica que hidrata e desidrata sementes de forma controlada para ativar processos fisiológicos que aumentam o vigor e a tolerância a estresses.
O NO é uma molécula sinalizadora importante para vários processos biológicos nas plantas, incluindo respostas ao déficit hídrico. No entanto, ele possui um obstáculo significativo para uso agrícola: é extremamente instável, degradando-se rapidamente quando aplicado diretamente.
Para resolver esse problema, Mariana utilizou nanopartículas de quitosana contendo doadores de NO. A nanoencapsulação protege a molécula, aumenta sua estabilidade e permite uma liberação gradual durante a germinação, ampliando seu efeito sobre o desenvolvimento inicial das plântulas.
Como os experimentos foram conduzidos
A pesquisa avaliou diferentes formas de seed priming — com e sem nanopartículas doadoras de óxido nítrico — aplicadas a lotes de sementes de arroz, cada um composto por quatro repetições de 50 sementes.
Após o tratamento, todas as sementes foram submetidas ao déficit hídrico induzido por PEG, um polímero amplamente usado em experimentos para simular condições de seca em laboratório.
Foram analisados parâmetros de germinação, desenvolvimento inicial e acúmulo de biomassa, incluindo massa seca da parte aérea e das raízes, medida após o processo de secagem das plântulas.
Resultados: maior vigor e melhor adaptação ao estresse hídrico
Os tratamentos com nanopartículas liberadoras de NO aumentaram significativamente a massa seca das plântulas sob déficit hídrico. Em relação ao controle, o tratamento 1 mM elevou a massa seca das raízes em cerca de 42%, enquanto o 2 mM aumentou a massa seca da parte aérea em aproximadamente 46%.
As duas concentrações apresentaram desempenhos complementares:
- 1 mM favoreceu maior investimento em raízes, uma estratégia importante para ampliar a exploração de água no solo.
- 2 mM proporcionou maior crescimento da parte aérea, indicando outra forma de adaptação fisiológica ao estresse.
Esses resultados mostram que a associação entre seed priming e nanotecnologia pode modular diferentes respostas das plântulas, oferecendo uma alternativa viável para aumentar a tolerância do arroz ao déficit hídrico.
Formação de novos talentos na ciência aplicada à agricultura
Além do potencial de impacto no campo, o projeto também demonstra o papel fundamental da ICJr na formação de jovens pesquisadores. A iniciativa permite que estudantes do ensino médio aprendam métodos científicos, conduzam experimentos reais e participem de eventos acadêmicos, fomentando a construção de novas trajetórias na ciência brasileira.
As bolsas de ICJr fazem parte do escopo de ações do INCT Nano Agro. Parabenizamos a aluna Mariana Silva pelo rigor experimental e pela premiação na FITEC.
O uso de NO para aumento da resiliência de plantas à seca já gerou duas patentes para nossos pesquisadores e diversos outros estudos em escala de campo. Se você quer saber mais sobre esses resultados, visite a nossa área de patentes no site ou entre em contato por esse link.
Referências:
DIAS, L. F. A. et al. Déficit hídrico e produtividade da cultura do arroz. Universidade Federal de Lavras (UFLA), 2021. Disponível em: https://repositorio.ufla.br/items/1226b306-03d4-4bee-8a7a-0ab06320fca7. Acesso em: 18 nov. 2025.
GOMES, J. W. S. et al. Climate change impacts on upland rice water demand in Brazil. Frontiers in Sustainable Food Systems, v. 6, 2022. DOI: 10.3389/fsufs.2022.879592.
