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Considerando que a estimativa de crescimento da população mundial para 2050 é de mais de 9 bilhões de habitantes e que a fome oculta e a insegurança alimentar já são realidades atuais, o suprimento alimentar da população configura-se como uma preocupação. A partir disso, pesquisas têm sido desenvolvidas para aumentar a produtividade por área, visando o aumento na disponibilidade de alimentos, principalmente em países com grandes extensões territoriais agropecuárias, como o Brasil. Contudo, a premissa de que estar alimentado não significa necessariamente estar nutrido nos indica que a produção de alimentos em alta escala nem sempre consegue atender às demandas nutricionais de um organismo, uma vez que estudos mostram que o aumento da produção por área pode resultar em cultivares menos nutritivas.
Como uma alternativa para a produção de alimentos mais nutritivos, desde 1993 começaram a surgir produtos agrícolas biofortificados, que têm a finalidade de aumentar o acúmulo de determinados nutrientes nas partes da planta consumidas pelos seres humanos, como grãos, cereais e folhas. Isso melhora a qualidade nutricional de alimentos que, de forma natural, não apresentam essa característica, ou seja, eleva o teor nutricional de alimentos convencionais.
A biofortificação agronômica, por meio da adubação mineral do solo em culturas, promove o acúmulo de determinados minerais que podem ser benéficos à saúde e nutrição tanto de seres humanos quanto de animais de produção. Micro e macrominerais são fundamentais em diversos mecanismos homeostáticos e metabólicos, e suas deficiências podem ser prejudiciais ao organismo, aumentando a incidência de doenças e afetando a produtividade. Além disso, dentro da biofortificação agronômica, a utilização de tecnologias de liberação lenta (slow-release) ou de liberação controlada, os chamados “fertilizantes inteligentes”, proporciona um melhor aproveitamento dos nutrientes. Isso ocorre porque há uma maior absorção dos nutrientes pela planta em um período pré-determinado, atendendo às suas exigências nutricionais em cada fase produtiva, e com menores perdas por processos naturais como lixiviação, volatilização e/ou adsorção de outros nutrientes. Com isso, além de aumentar a eficiência produtiva da cultura, é possível acumular um maior teor de nutrientes nas partes vegetais destinadas ao consumo, promovendo um alimento mais nutritivo.
Além disso, o mercado global de fertilizantes de liberação controlada deve alcançar US$ 3,3 bilhões até 2026, impulsionado pelo crescimento de culturas de alto valor. Dentro desse cenário, o Brasil se destaca como um grande produtor e exportador de alimentos tanto de origem vegetal quanto animal, com o setor agropecuário representando 24% do PIB nacional, segundo dados do IBGE, e um valor acumulado de exportações em 2023 de US$ 165,05 bilhões. Assim, nota-se que o setor brasileiro possui grande potencial de aquisição de tecnologias voltadas à agropecuária, especialmente as que possam aumentar a produtividade por área de produção ou agregar valor ao que é produzido. Tendo em vista o exposto, o presente projeto se justifica como uma alternativa não só para a produção de um fertilizante mais eficiente, mas também para promover alimentos enriquecidos com nutrientes destinados ao consumo humano e animal.

Será utilizado um micromineral, que misturado a uma matriz orgânica de liberação prolongada irá conferir ao fertilizante a característica de slow-release. A escolha do material utilizado na matriz será baseada na priorização de materiais orgânicos que sejam abundantes em todo o mundo, não poluentes e de baixo custo. Preferencialmente, esses materiais devem ser naturalmente degradados pelo solo em um determinado período de tempo, sem comprometer os aspectos químicos, físicos e biológicos do solo. A escolha do micromineral se dará pela sua importância nas reações bioquímicas e biológicas na cultura do milho e também para humanos e animais de produção como bovinos. A escolha do milho como vegetal escolhido se deu pela sua utilização na alimentação humana e animal. Tanto o micromineral que será utilizado quanto o encapsulante serão mantidos em sigilo devido ao potencial inovador do produto para ser transformado em patente.
O fertilizante será apresentado na forma granulada, com diâmetro de até 2,5mm para facilitar a aplicação. O encapsulamento do micromineral, se necessário, será feito em multicamadas a fim de reduzir a solubilidade do mineral escolhido.
Após a confecção dos grânulos, estes serão submetidos a testes in vitro de resistência de massa e liberação em imersão em água com diferentes pHs. Para isso, 1g de grânulo será adicionado em um tubo Falcon com 20-30 ml de água destilada e mantido por um tempo determinado, com coletas regulares semanais conforme o desenvolvimento e resistência dos grânulos, por pelo menos 30 dias, podendo o período ser prolongado até 60 dias nos protótipos mais promissores.
Após o período estipulado em imersão, os grânulos serão coados em uma peneira de 1 mm e secos em estufa. O líquido da imersão será armazenado para análise de liberação do micromineral por espectrofotometria de chama em laboratório de análises químicas. Após a secagem dos grânulos, será feita a pesagem e cálculo da porcentagem de mantença da massa.
Além disso, serão realizados testes in situ dos grânulos utilizando-se diferentes tipos de solo em plantio de milho para análise de liberação. Para isso, serão utilizados vasos plásticos de cultivo autoirrigáveis com volume de 882 ml e 177 ml de reservatório de água, adicionando-se diferentes tipos de solo. Todos os solos que serão utilizados primeiramente serão analisados para identificação de composição física e química, principalmente em teores de minerais. Em seguida os grânulos, serão adicionados em sulcos conforme recomendação de adubação do micromineral específico por hectare (não detalhado por questões de sigilo), a partir da análise do solo. A transformação da quantidade recomendada por hectare, para o volume do vaso, será calculada de acordo com Braga (2013). Semanalmente, por pelo menos 60 dias, será feita a coleta do solo para avaliação da liberação do micromineral específico.
Para o plantio de milho, serão utilizadas 3 sementes por vaso, e a colheita das plantas se dará aos 30 dias após a emergência. Em períodos regulares, será realizada a coleta de solo dos vasos para análise de micro e macrominerais a fim de averiguar se houve acréscimo e liberação do mineral específico. As plantas colhidas serão enviadas para um laboratório comercial especializado para análise de minerais para averiguar o acúmulo do mineral específico na planta. Ainda, serão monitorados aspectos como o crescimento e desenvolvimento das plantas nos diferentes grupos experimentais.
Após a conclusão dos testes in vitro e in situ e a definição de um fertilizante slow-release, seguirá a etapa de teste na lavoura de milho. Essa etapa será realizada na propriedade comercial Granjas 4 Irmãos, em solo solo areno-argiloso e área com pivôs de irrigação. O método de plantio, a cultivar, a irrigação e a adubação de base do milho seguirão de acordo com o realizado na propriedade. Antes do plantio, será feita a coleta e análise de solo dos piquetes onde será testado o fertilizante micromineral slow-release e de mais um piquete testemunha com condições semelhantes. O fertilizante slow-release será aplicado durante a preparação do solo, sendo aplicado nos sulcos do plantio, no caso do milho, em pelo menos três concentrações: adubação mínima (correção de deficiência), intermediária (correção de deficiência + quantidade extra para biofortificação) e alta (quantidade no limite de toxidez). Após o plantio e emergência das plântulas, quinzenalmente será coletada uma amostra de 300 g de folhas, 300 g caules e 300 g de grãos (quando houver) de cada tratamento e do piquete testemunha para análise bromatológica e química de minerais, para avaliação de acúmulo e translocação do micromineral específico na planta. As coletas se darão até os 100 dias após emergência, quando serão coletadas também amostras de espigas, além de folhas e caules para avaliar se houve a biofortificação dos grãos. A coleta final se dará aos 100 dias, momento em que o milho é coletado na propriedade para a produção de silagem de milho. Após 60 dias de ensilagem, será feita uma coleta da silagem para avaliação bromatológica e de minerais.

A meta do projeto é desenvolver um fertilizante micromineral de liberação lenta (Slow-Release) e validar sua capacidade de biofortificação na cultura de milho, visando a obtenção de silagem de milho enriquecida nutricionalmente. Espera-se que os produtos sejam transferidos para o setor produtivo, com o fertilizante sendo utilizado como adubo inteligente e a silagem de milho sendo comercializada como um produto diferenciado. Esses produtos deverão trazer benefícios relacionados à saúde animal e humana, além de contribuir para a maior saúde e produtividade das plantas e dos animais.