Desenvolvimento de polímeros hidrolisáveis para proteção, veiculação e liberação controlada de microrganismos promotores de crescimento em plantas

• Processo: 23/14112-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Vigência (Início): 01 de fevereiro de 2024
• Vigência (Término): 31 de janeiro de 2026
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Química - Físico-química
• Pesquisador responsável: Cauê Ribeiro de Oliveira
• Beneficiário: Lucas da Silva Ribeiro
• Instituição Sede: Embrapa Instrumentação Agropecuária. Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (EMBRAPA). Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento (Brasil). São Carlos , SP, Brasil
• Assunto(s): Alginatos Azospirillum brasilense Fertilizantes biológicos Liberação controlada de fármacos Química de materiais
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: alginato | Azospirillum brasilense | Biofertilizante | Cápsulas hidrolisáveis | Liberação Controlada | Polioxalato | Química dos Materiais

Resumo

A demanda global por produtos agrícolas está aumentando devido à população crescente e ao desafio de alimentá-la. Para lidar com a escassez de alimentos, fertilizantes, pesticidas e inseticidas são empregados para produzir colheitas de alto rendimento. No entanto, preocupações sobre sustentabilidade e segurança surgiram com o uso desses produtos. Uma solução ecológica proposta é a administração (inoculação) de bactérias promotoras do crescimento vegetal (PGPB), como espécies de Azospirillum, durante o período de plantio. Essas bactérias atuam como biofertilizantes e desempenham um papel crucial no aumento do crescimento e da saúde das plantas. Apesar dos inúmeros benefícios do uso do Azospirillum, sua inoculação é ineficiente devido à heterogeneidade do solo, competição com a microflora nativa e exposição a agrotóxicos. Portanto, este trabalho visa desenvolver polímeros hidrolisáveis polioxalato (PGOX) que possibilitem o armazenamento seco dessas bactérias por períodos prolongados, proteja-as de adversidades após a inoculação e controle sua liberação no solo. O polioxalato é um poliéster com alta degradabilidade em meio aquoso que permitirá a formação de poros nas cápsulas quando em contato com a água do solo. O objetivo é produzir polioxalato por policondensação por rota de síntese sustentável e dentro dos princípios da química verde, utilizando fonte de oxalato, um ácido orgânico obtido pela fotorredução do CO2, com glicerol, subproduto da produção de biodiesel. A grande vantagem desse sistema é que a hidrólise liberará glicerol, amplamente utilizado como meio de cultura bacteriana, e ácido oxálico, que atuará como catalisador da própria hidrólise, contribuindo para a formação de poros. A viabilidade das bactérias armazenadas será avaliada em diferentes temperaturas ao longo de diferente dias e meses, uma etapa crítica para viabilizar o uso em larga escala, permitindo o desenvolvimento de um modelo de cinética de viabilidade que ajudará a prever a viabilidade por períodos prolongados de armazenamento. Adicionalmente, também será avaliada a cinética de liberação das bactérias após o armazenamento utilizando diferentes quantidades de ácido oxálico na formulação para auxiliar na formação dos poros da cápsula. Esta rota permitirá, utilizando o A. brasilense como modelo, constituir um sistema possível de investigação para proteção de outras bactérias promotoras de crescimento, fixadoras de nutrientes ou bioprotetoras, fornecendo subsídios para o projeto de novos sistemas de imobilização e proteção de inoculantes em geral.