Culturas comerciais como uvas, pêssegos, bagas e bolbos de flores ficam dormentes no inverno, essencialmente dormindo durante o frio sazonal antes de retomar o crescimento, florescendo e frutificando novamente nos meses mais quentes.

Uma preocupação crítica para os agricultores comerciais é ter um crescimento de árvore bom e sincronizado. O problema em climas de inverno ameno é que as plantas não recebem refrigeração suficiente, e a retomada do crescimento se espalha com alguns botões até mesmo falhando em crescer. Quando pomares de árvores dormentes começam a crescer aproximadamente ao mesmo tempo, isso geralmente torna o cuidado com as árvores e a colheita mais fácil e menos custoso - mas o crescimento das árvores e seu tempo são controlados pelas artimanhas imprevisíveis do inverno.

Agora, um grupo de cientistas da Universidade Jazan da Arábia Saudita descobriu uma nova maneira eficaz de controlar a dormência de uvas e outras plantas frutíferas, usando plasmas de alta tecnologia para acordá-los do sono de inverno.

O trabalho pode ajudar a estender o cultivo de frutas e plantas ornamentais nativas de climas temperados para partes do mundo onde os invernos são mais amenos, incluindo o sul dos Estados Unidos, México, Brasil, Sul da Asia, Sudeste Asiático e Oriente Médio. Também pode mitigar os problemas causados ​​pelo aumento das temperaturas devido ao aquecimento global em certas partes do mundo.

O trabalho foi feito por uma equipe de cientistas formada por Habib Khemira, um horticultor; Zaka-ul-Islam Mujahid, um físico de plasma; e Taieb Tounekti, um fisiologista vegetal. "Espera-se que os métodos artificiais para liberar a dormência se tornem mais importantes no futuro próximo devido ao aquecimento global, "disse Mujahid, que apresentará o trabalho na próxima semana na 71ª Conferência Anual de Eletrônica Gasosa da American Physical Society e na 60ª Reunião Anual da Divisão APS de Física de Plasma, que acontece de 5 a 9 de novembro no Centro de Convenções de Oregon em Portland.

Embora o método funcionasse em laboratório, ainda precisa ser testado em campo e provar ser comercialmente viável e economicamente viável para beneficiar a produção de alimentos em escala industrial.

Dormir, Por acaso para Bud

Enquanto o inverno frio se arrasta em direção aos pomares solitários, as colheitas ficam mais longas nas noites e nos dias mais vigorosos e se adaptam tornando-se dormentes. Começando no outono, eles perdem suas folhas, diminuem sua atividade metabólica e entram em um estado de "sono" no qual persistirão durante os meses frios.

As plantas são libertadas de seu sono Jack Frost pelo frio do próprio inverno. Eles sentem o frio, acompanhar os dias frios no auge do inverno, e quando o suficiente desses dias frios ocorrer, as plantas respondem aumentando seus processos metabólicos que levam à abertura dos botões e ao crescimento dos rebentos quando chegam os dias mais quentes da primavera.

Mas quando as plantas são cultivadas em regiões de inverno ameno ou o clima fica mais quente, eles podem não receber resfriamento suficiente para liberar seus botões a tempo. Às vezes, com padrões climáticos instáveis, voce vai encontrar flores, frutas e botões dormentes, todos na mesma árvore ao mesmo tempo. Sobre um pomar inteiro, isso pode causar a maturação assíncrona da lavoura - um resultado indesejável para os agricultores porque complica as operações, como o controle de pragas, aumenta os custos de mão de obra e diminui o rendimento.

Um dos desafios para a agricultura moderna é encontrar maneiras de empurrar o número máximo de botões nas plantas para crescer, e dar flores e frutos ao mesmo tempo. Isso equivaleria a uma área foliar maior para alimentar a fruta em crescimento, e para uma safra maior que estará pronta para colher ao mesmo tempo.

Uma nova solução que começou com uma discussão casual

A equipe da Arábia Saudita encontrou uma nova maneira de tirar as plantas da dormência, submetendo-as a plasmas, que são especiais, quente, gases ionizados às vezes referidos como o quarto estado da matéria - próximo aos sólidos, líquidos e gases comuns. Você pode encontrar plasmas em quedas de raios, núcleos estelares, auroras celestiais e letreiros de neon da velha guarda.

Os cientistas usam plasmas para tudo, desde alimentar reatores de teste de fusão até esterilizar implantes médicos. A equipe os usou especificamente para tratar videiras dormentes.

Eles descobriram que a exposição ao plasma causa um estresse oxidativo na planta, exatamente os mesmos sinais induzidos pelo frio nas células das plantas dormentes, aos quais os botões respondem ao despertar. Ao tratar os botões de uva com os plasmas, os pesquisadores descobriram que podiam liberar a dormência da planta - e muito mais rápido do que o clima e com mais segurança do que os métodos artificiais existentes, que dependem de pulverizar as plantações com produtos químicos.

Mujahid disse que o trabalho começou a partir de uma discussão casual que ele estava tendo com seu colega Khemira, pesquisador sênior do Centro de Estudos e Pesquisas Ambientais da Universidade de Jazan. Khemira estava descrevendo seu trabalho sobre o estresse oxidativo em botões de videira, e descobriram que ninguém jamais tentou usar plasmas para causar estresse oxidativo e libertá-los da dormência. Eles logo testaram a abordagem, e funcionou. Taieb analisou as amostras e descobriu que, de fato, o tratamento com plasma causou um estresse oxidativo semelhante ao que é alcançado pelo frio natural e cianamida de hidrogênio.

"Alguns dos resultados de nosso primeiro experimento bem-sucedido foram fenomenais, e não podíamos acreditar que fosse verdade, "Disse Mujahid. Mesmo apenas alguns minutos de tratamento de plasma em botões que nunca viram o tempo frio permitiram que as plantas obtivessem resultados semelhantes, se não melhor, brotamento como plantas controle que experimentaram condições ótimas de frio (60 dias de exposição a temperaturas de cerca de 5 graus Celsius).

Eles testaram a abordagem em diferentes variedades de uvas provenientes de diferentes áreas e descobriram que funcionava de forma confiável em todas elas. Normalmente os cultivadores resolvem o problema da falta de resfriamento borrifando as árvores com produtos químicos como a cianamida de hidrogênio. O problema é que a cianamida de hidrogênio ou outros produtos químicos só são eficazes se a planta garantir uma proporção significativa de sua necessidade de resfriamento do frio natural. Além do mais, a cianamida de hidrogênio também é tóxica para os humanos, vida selvagem e as próprias plantas. Por causa disso, o produto químico foi proibido em vários países, Disse Khemira.

Seja o novo, abordagem mais ecológica usando plasmas para tratar botões dormentes vai depender de uma série de coisas, incluindo se funcionaria efetivamente no campo tão bem quanto no laboratório. Precisa ser testado em safras que não sejam uvas, e o custo do equipamento também precisa ser contabilizado.

“Ainda há muito trabalho para testar a eficácia e viabilidade, "Mujahid disse." Estamos no processo de descobrir os parâmetros adequados para levá-lo para o campo, mas pode estar em uso em apenas alguns anos. "

Khemira disse que se os aspectos práticos fossem resolvidos e a nova abordagem realmente se mostrasse comercialmente viável, ela revolucionaria a maneira como cultivamos muitas safras. Os pesquisadores solicitaram uma patente para o método e sistema de entrega.