Transição agroecológica

Melhoramento genético da batata-doce

Embrapa desenvolve pesquisas para melhoramento genético da alface

Conexão Ciência: Nematoides em hortaliças

Conexão Ciência: Produção de hortaliças no Brasil

Papel da pesquisa científica na produção de hortaliças no Brasil

 

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Na década de 70, a maior parte da produção de hortaliças do Brasil se concentrava na região Centro-Sul do país, principalmente nos climas mais amenos. A real tropicalização da produção de hortaliças ainda estava por vir. A adaptação das culturas nas diferentes regiões brasileiras, desde o Sul subtropical, passando pelo Nordeste semi-árido, até o Norte tropical quente e úmido, dependeu do acúmulo e aplicação de profundos conhecimentos de genética, fisiologia e ecologia dos cultivos, química, física e biologia dos solos. Atualmente o Brasil testemunha a expansão da produção de hortaliças em ambiente protegido, o que tem se tornado possível graças ao conhecimento, além do comportamento das plantas e do solo, da física do ambiente interno nesse tipo de estrutura.

O avanço da produção de hortaliças no Brasil tem sido resultado em grande parte da aplicação, no agroecossistema, de conhecimento gerado por estudos em ciências básicas. Um caso emblemático foi a expansão da agricultura brasileira para as extensas áreas de terras planas e mecanizáveis do Brasil Central conhecidas como Cerrado. Os solos dessas regiões são quase invariavelmente muito intemperizados, ácidos e com alta atividade de alumínio. Para agravar o desafio, estes solos são também pobres em cálcio, magnésio e fósforo. Embora a tortuosa vegetação do Cerrado fosse bem adaptada a este ambiente, para que a ocupação desta área pela agricultura fosse possível, foi necessário aprofundar o conhecimento da mineralogia e da química destes solos, o conhecimento do comportamento de sorção dos nutrientes e sua ação sobre a fisiologia vegetal. Posteriormente, foi preciso estudar maneiras de diminuir ou neutralizar a acidez dos solos e aumentar a atividade química do cálcio, do magnésio e, principalmente, do fósforo.

Os solos do Cerrado são intemperizados e pobres do ponto de vista nutricional porque essa região recebe anualmente uma grande quantidade de precipitação, associada a longos períodos de temperatura relativamente alta. A maior parte das hortaliças consumidas no Brasil é originária de regiões de clima temperado. Inicialmente essas espécies mostravam muito pouca adaptação às condições de clima e solo do Cerrado. É notável, por exemplo, o caso da cenoura. Até o início da década de 80 do século XX, essa espécie era tipicamente cultivada nas condições amenas de outono-inverno do centro-sul do país. Isso tornava a cultura escassa, seus preços eram elevados e a parcela da população que a consumia era pequena. Em 1981 a Embrapa Hortaliças lançou a cultivar Brasília, adaptada a temperaturas e pluviosidades elevadas e com alta resistência à doença conhecida como queima-das-folhas. O lançamento dessa cultivar permitiu a expansão do cultivo da cenoura a regiões tropicais como o Cerrado, o Nordeste e mesmo o Norte do Brasil.

O desenvolvimento de uma variedade como a Brasília exige a aplicação de uma gama enorme de conhecimentos. Em primeiro lugar é necessário um profundo conhecimento da fisiologia e da genética da espécie. De posse dessas informações, o agrônomo melhorista precisará dominar estatística e genética populacional. A resposta de uma espécie não dependerá apenas de sua genética, mas também da interação desta com o meio-ambiente. Sem conhecer ecologia e, principalmente, ecofisiologia das culturas, é quase impossível realizar um trabalho eficiente de melhoramento vegetal, principalmente quando se pretende adaptar uma espécie a condições de solo e clima diferentes daquelas onde a espécie se originou.

O melhoramento de plantas é na verdade uma seleção dirigida, na maior parte dos casos. Se o que se deseja é uma planta resistente a Ralstonia, deve-se expor uma população razoavelmente grande e variável ao patógeno e se selecionar, por um número x de gerações, aquelas plantas mais resistentes ou tolerantes, utilizando-se inclusive cruzamentos entre materiais com resistência ou tolerância diferenciada. Ao final do processo, espera-se ter uma linhagem ou linhagens com a característica desejada bem fixada para que se possa comercializá-la.

Um fator ecológico crucial limitando a adaptação de hortaliças e outras espécies de uso agrícola às condições tropicais é a ocorrência de microrganismos causadores de doenças e de artrópodes indesejados agindo como pragas. As condições de altas umidades e temperaturas em geral são muito propícias para aumentar a incidências de doenças e pragas agrícolas. O entendimento do comportamento desses organismos indesejáveis no cultivo em altas populações e sua interação com o agroecossistema é fundamental para o desenvolvimento de técnicas de controle dos mesmos e de adaptação das culturas a estes organismos. Ultimamente tem ganho importância também o estudo das interações entre diferentes microrganismos, entre microrganismos e artrópodes e entre diferentes artrópodes com o objetivo de avançar as técnicas de controle biológico de patógenos e pragas. Associando o conhecimento assim gerado com as informações sobre a genética das plantas cultivadas, é possível conduzir programas de melhoramento genético vegetal visando selecionar plantas mais tolerantes ou resistentes a doenças e pragas.

Ao contrário de outras culturas, nas quais o mais importante é a quantidade produzida, nas hortaliças a qualidade do produto é fundamental. Pouco importa uma grande produtividade de tomates fora do padrão exigido pelos consumidores. O desenvolvimento de novas cultivares não pode deixar de levar em consideração aspectos de qualidade do produto produzido, preferência dos consumidores, resistência ao transporte e vida de prateleira. São características aparentemente prosaicas mas cujo estudo demanda firme conhecimento em ciências básicas. No mercado brasileiro de tomates a preferência dos consumidores tem se voltado para as variedades do tipo cereja ou grape.

O mercado desse segmento é muito exigente, demandando frutos com pH ideal, firmeza, boa conservação pós-colheita, coloração vermelha intensa e teor de sólidos solúveis (Brix) elevado. De fato, a principal característica que propiciou a recente expansão de consumo do segmento cereja ou grape é o sabor adocicado (ou alto Brix). Os componentes mais importantes do Brix no tomate são os açúcares (glicose e frutose) e os ácidos orgânicos (ácido cítrico e ácido málico). Estudos recentes têm mostrado que o glutamato pode também contribuir para o Brix do tomate, sendo a relação glutamato/açúcares um importante componente de sabor do tomate. As variedades disponíveis no mercado apresentam grandes variações no teor de sólidos. Além do híbrido/cultivar utilizado, vários fatores ambientais e fatores associados com manejo da cultura podem levar a uma variação no valor de Brix. Por exemplo, podemos citar: temperatura diurna e noturna, precipitação pluviométrica (em cultivos de campo aberto), intensidade e severidade de doenças foliares e sistemas de adubação.

Regiões do Brasil onde a temperatura noturna cai rapidamente após o pôr-do-sol e se mantêm amenas (permitindo maior translocação de sólidos para os frutos) tendem a favorecer a produção de frutos com melhor Brix. O manejo inadequado da frequência, intensidade e período de irrigação também pode levar a uma redução do Brix. Em geral, irrigações muito intensas próximas da época da colheita reduzem o Brix. Por outro lado, a paralisação precoce da irrigação pode aumentar o Brix, mas pode também afetar negativamente a produtividade. Irrigação por gotejo aumenta a produtividade, mas, em geral reduz o Brix. Manter a relação nitrogênio/ potássio N:K (1:2), manter os frutos na planta até pleno amadurecimento, suplementação de cálcio em condições de temperaturas mais elevadas são outros exemplos de práticas que, aparentemente, apresentam efeitos positivos sobre o Brix.

A moderna produção de hortaliças deve encarar prementes desafios – mudanças climáticas, escassez de recursos naturais, população crescente, escassez de terras, poluição. Como forma de minimizar os impactos negativos das mudanças climáticas na produção agrícola, mecanismos adaptativos têm sido propostos. No melhoramento genético, a busca por variedades adaptadas aos estresses térmicos e hídricos, a maiores níveis de radiação, com maior albedo e mais eficientes na utilização de fertilizantes são alguns dos principais pontos discutidos. Outros mecanismos adaptativos, agora associados aos sistemas de produção, podem também surtir bons efeitos.

Um programa de agricultura de baixo uso de insumos deve antes de qualquer coisa procurar utilizar variedades  comprovadamente mais eficientes no uso de nutrientes. Caso estes não existam ou não estejam disponíveis, deve-se criar programas de melhoramento que visem explicitamente o desenvolvimento de variedades menos exigentes e mais eficientes na utilização de nutrientes, mesmo que para isso seja necessária a utilização de técnicas de biotecnologia, caso se queira atingir altas produtividades. Esta seleção obrigatoriamente deverá ser feita expondo-se vários materiais a solos ou soluções nutritivas mais pobres em nutrientes e selecionando-se os materiais que se saiam melhor.

São muitos os presentes e futuros desafios na produção de hortaliças. Para enfrentar esses desafios o Brasil tem utilizado conhecimento científico básico e aplicado, gerado por instituições de pesquisa brasileiras e estrangeiras. Uma agricultura de sucesso precisa de agricultores bem preparados, de uma assistência técnica atuante e de pesquisadores em Ciências Agrárias e correlatas com rigorosa formação científica e dispondo de recursos e de uma estrutura institucional que incentive o fazer científico e a inovação.

Desafios futuros à produção de hortaliças no Brasil

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A produção de hortaliças abrange cerca de uma centena de espécies que são cultivadas temporariamente.  Em 2011, a área cultivada com hortaliças foi de 946 mil hectares com volume de produção estimado em 19,4 milhões de toneladas. Acredita-se que o setor gere 2,4 milhões de empregos diretos (3,5 empregos/ha), cujo valor estimado da mão-de-obra empregada é estimado em 1,6 bilhão de reais (ABCSEM, 2011). Entretanto, a produção de hortaliças no Brasil deverá enfrentar na próxima década desafios prementes, alguns dos quais ainda carecem de respostas satisfatórias de pesquisa.

A aprovação do novo Código Florestal impõe ao setor agrícola limitações principalmente de cunho territorial e demanda respostas da área de pesquisa vinculadas ao incremento da produtividade com sustentabilidade e melhoria da qualidade do produto final. A crescente conscientização da sociedade sobre questões ambientais e o incremento da demanda sobre o uso dos recursos naturais pelas cadeias produtivas de hortaliças, se constituirão em fatores norteadores das atividades de pesquisa na área agrícola, visando o desenvolvimento de  sistemas  convencionais ou agroecológicos de produção com rastreabilidade, mais sustentáveis,  mais produtivos e mais eficientes no uso de insumos. Além disso, no Brasil os fatores conveniência, confiabilidade e saudabilidade, associados à qualidade do produto final, são reconhecidos por 34%, 23% e 21% dos consumidores brasileiros, respectivamente, como as principais tendências a serem buscadas.

Recentemente, tem-se verificado um aumento da renda per capita, com consequente migração de parte da população das classes mais baixas para a classe média. O incremento de renda e de nível educacional da população urbana brasileira tem criado um perceptível aumento na demanda por alimentos mais saudáveis. A percepção de que o consumo de hortaliças está ligado a um estilo de vida mais saudável põe esse grupo de espécies agrícolas em posição privilegiada, tendo-se ainda em vista que há muito espaço para expansão de produção, já que o consumo médio de hortaliças no Brasil ainda é baixo, segundo a Pesquisa de Orçamentos Familiares do IBGE (Anuário de Hortaliças 2013). A população de renda mais baixa é ainda a que menos consome hortaliças, com um consumo médio anual em torno de 19 kg/pessoa.

Por serem ricas em compostos bioativos, o consumo de hortaliças pode ainda auxiliar na melhoria do perfil nutricional da população brasileira. O consumo de hortaliças pode auxiliar na mudança de paradigma tão necessário em todo o globo terrestre: da cura para a prevenção de doenças. Apesar da associação com estilos de vida mais saudáveis, subsiste a preocupação da sociedade com o excesso de uso de agroquímicos na produção convencional de hortaliças, bem como para fertilizantes e água. Já são observados significativos conflitos pelo uso da água em importantes centros de produção de hortaliças no Sudeste e no Sul do país, principais regiões produtoras nacionais. Além da quantidade, a qualidade da água utilizada na agricultura é questão de grande importância na produção de hortaliças, inclusive na pós-colheita, tendo em vista que boa parte dos produtos olerícolas é consumida fresca.

O uso intensivo de fertilizantes pela olericultura e a grande dependência em importações desses insumos evidenciam o lado vulnerável da agricultura brasileira, fazendo com que o desenvolvimento de sistemas e práticas que aumentem a eficiência do uso de nutrientes seja uma questão crucial para a sustentabilidade econômica do setor. O incremento de renda média dos brasileiros, a legislação trabalhista vigente e a competição por parte de outras atividades econômicas tem tornado a mão de obra agrícola mais escassa e cara, criando desafios inéditos à produção e à pesquisa agrícolas brasileiras e a demanda por soluções inovadoras vinculadas à automação. No que diz respeito às mudanças climáticas, as projeções apontam para um aumento da temperatura média em todas as regiões brasileiras até o fim do século XXI. Projeta-se uma nova dinâmica do regime pluviométrico, tendendo, de modo geral, à maior concentração nos períodos chuvosos e maior escassez nos períodos secos.

Esse cenário pode alterar o comportamento de pragas e doenças, aumentando a importância de algumas e reduzindo de outras, bem como modificar a geografia de produção e sistemas de cultivo de diversas olerícolas, sendo o uso de ambientes protegidos uma das alternativas de controle para algumas espécies. Quanto às ameaças fitossanitárias, o Brasil encontra-se sob grande pressão no momento e deve permanecer assim nos anos vindouros. Segundo estimativas de especialistas da própria Embrapa, existem mais de 150 pragas e doenças prestes a entrar no território brasileiro. O aparecimento de ameaças potenciais às hortaliças, como por exemplo, a Helicoverpa armigera, lagarta polífaga identificada recentemente, que tem surpreendido produtores e pesquisadores pelo seu poder de destruição, causando prejuízos principalmente às lavouras de milho, soja e algodão, confere uma ameaça constante as diferentes hortaliças produzidas. Há ainda que se ressaltar os graves problemas causados pela mosca branca em diversas cadeias produtivas, como o feijão e o tomate, sendo que nesta última tem sido o vetor de viroses que ocasionaram prejuízos significativos nos últimos anos.

A pesquisa científica nessa área deverá certamente priorizar algumas áreas e ações estratégicas, visando tornar o setor, no Brasil, mais competitivo, aumentar o consumo interno de hortaliças e, futuramente, almejar mercados externos. Consigo vislumbrar algumas dessas prioridades:

• Expansão da base técnico-científica e avanço na fronteira do conhecimento, em temas como mudanças climáticas, mitigação de riscos ambientais e biológicos, meio ambiente, alimentos, nutrição e saúde, nanotecnologia, biologia avançada, automação e olericultura de precisão;

• desenvolvimento de sistemas produtivos mais sustentáveis, levando-se em consideração o zoneamento de risco climático e a elaboração de planos de manejo viáveis, visando o controle de pragas e doenças emergentes, decorrentes de mudanças climáticas;

• geração de tecnologias para sistemas orgânicos e/ou vinculadas à produção integrada de hortaliças, bem como o aprimoramento de normas e mecanismos de garantia de qualidade em culturas com suporte fitossanitário insuficiente (minor crops);

• desenvolvimento de fontes alternativas de insumos agrícolas e de tecnologias que maximizem a eficiência do uso da água e a qualidade do produto final;

• intensificação de pesquisa e geração de soluções em cultivo protegido de hortaliças para áreas urbanas e peri-urbanas;

•parcerias entre instituições dos setores público ou privado visando a automação de processos agropecuários e mecanização para pequenas áreas agrícolas;

• consolidação de estudos relacionados com Agricultura de Baixo Carbono – Programa ABC) em hortaliças;

• ações de pesquisa em genética e melhoramento de hortaliças, com foco no desenvolvimento de variedades e híbridos produtivos com maiores teores de compostos funcionais, resistência às principais doenças, maior eficiência de uso de água e fertilizantes, melhor qualidade sensorial e adaptados à temperaturas mais elevadas;

• redução de perdas pós-colheita de hortaliças, agregação de valor e conveniência às matérias-primas e desenvolvimento de práticas e processos agropecuários que contribuam para a manutenção da qualidade das hortaliças após a colheita;

• intensificação de atividades de PD&I ligadas à avaliação de compostos com propriedade funcional das hortaliças;

• desenvolvimento de novas tecnologias, produtos e processos para a produção e a industrialização de alimentos seguros e nutritivos.

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