A escassez hídrica é um dos principais fatores limitantes da produtividade agrícola, especialmente em regiões marcadas por elevada variabilidade climática e pela predominância de sistemas de cultivo de sequeiro, nos quais a produção depende exclusivamente da água armazenada no solo e das chuvas. As plantas sofrem uma série de alterações fisiológicas e bioquímicas que comprometem seu crescimento e desenvolvimento. Entre essas alterações destacam-se o fechamento estomático, a redução da taxa fotossintética, a menor absorção de água e nutrientes, o desequilíbrio hormonal e o aumento da produção de espécies reativas de oxigênio (EROs), responsáveis por danos oxidativos às células vegetais. Como consequência, observa-se redução do crescimento radicular e da parte aérea, diminuição da produtividade e maior suscetibilidade ao ataque de patógenos.
Essa condição exige a adoção de estratégias sustentáveis capazes de mitigar os impactos da falta de água e garantir maior estabilidade produtiva, sobretudo em ambientes de clima quente e seco. Nesse contexto, o uso de microrganismos benéficos aplicados, como os bioinsumos, tem ganhado destaque por sua capacidade de promover adaptações fisiológicas e morfológicas nas plantas, aumentando sua tolerância ao estresse hídrico.
Os bioinsumos microbianos compostos por fungos, bactérias e microalgas vêm sendo amplamente utilizados na agricultura moderna devido à sua eficiência na promoção do crescimento vegetal e na mitigação de estresses abióticos. Entre os microrganismos mais empregados destacam-se bactérias dos gêneros Bacillus e Pseudomonas, rizobactérias fixadoras de nitrogênio como Rhizobium spp. e Azospirillum spp., fungos micorrízicos arbusculares dos gêneros Glomus e Rhizophagus, além de fungos indutores de resistência como Trichoderma spp.
Bactérias como mitigadores de estresse hídrico
As bactérias do gênero Bacillus como Bacillus aryabhattai, B. subtilis e B. amyloliquefaciens e Paeudomonas, têm se destacado pela ampla capacidade de adaptação ao ambiente e pela eficiência na promoção do crescimento vegetal. Esses microrganismos atuam por meio de mecanismos diretos e indiretos que fortalecem a tolerância das plantas ao estresse hídrico, combinando processos físicos, bioquímicos e fisiológicos. A produção de exopolissacarídeos (EPS) e a formação de biofilmes ao redor das raízes aumentam a retenção de umidade na rizosfera e melhoram a agregação das partículas do solo, prolongando a disponibilidade de água para as plantas. Outro mecanismo relevante é a síntese da enzima ACC desaminase, responsável por degradar o precursor do etileno, hormônio que se acumula em condições de seca e acelera a senescência. Ao reduzir os níveis de etileno, as plantas conseguem manter o crescimento por mais tempo, mesmo sob condições adversas.
Além disso, Bacillus spp. modulam a arquitetura radicular por meio da produção de fitormônios, como auxinas, que estimulam a emissão de raízes laterais e pelos radiculares, ampliando a área de absorção e permitindo maior exploração de camadas profundas do solo. Esses microrganismos também influenciam a regulagem estomática, contribuindo para o controle da transpiração e reduzindo perdas excessivas de água sem comprometer as trocas gasosas. Outro efeito importante é o acúmulo de osmólitos compatíveis, como prolina e açúcares solúveis, que ajudam a manter o turgor celular e a hidratação interna durante períodos de déficit hídrico. Por fim, as bactérias atuam na mitigação do estresse oxidativo ao estimular a produção de enzimas antioxidantes, como superóxido dismutase, catalase e peroxidase, que reduzem danos causados por espécies reativas de oxigênio geradas em condições de seca.
Trichoderma spp.: uma ferramenta biológica para mitigar o estresse hídrico em plantas.
A capacidade de Trichoderma spp., em mitigar o estresse hídrico está diretamente relacionada a colonização da rizosfera e dos tecidos radiculares, estabelecendo uma associação benéfica com a planta. Essa interação promove alterações morfofisiológicas que estimulam o desenvolvimento do sistema radicular, aumentando a formação de raízes laterais e de pelos radiculares, o que amplia a exploração do solo e, consequentemente, a absorção de água e nutrientes. Espécies de Trichoderma produzem uma ampla variedade de metabólitos bioativos e reguladores do crescimento vegetal, incluindo fitormônios, como o ácido indol-3-acético (AIA), além de compostos orgânicos voláteis (VOCs) capazes de modular o desenvolvimento das plantas. Esses metabólitos estimulam o crescimento e a ramificação do sistema radicular, favorecem a absorção de água e nutrientes e aumentam a eficiência no uso da água, contribuindo para a manutenção do metabolismo vegetal sob condições de déficit hídrico
A colonização por Trichoderma spp., induz a expressão de genes associados à defesa vegetal e ao metabolismo antioxidante, promovendo o aumento da atividade de enzimas como superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e peroxidases (POD). Essas enzimas reduzem o acúmulo de espécies reativas de oxigênio (EROs). Além disso, promove o acúmulo de osmólitos compatíveis, preservando o potencial osmótico celular. Esses mecanismos têm sido amplamente demonstrados em diferentes culturas agrícolas.
Além dos efeitos fisiológicos, Trichoderma exerce papel fundamental na manutenção da saúde do sistema radicular durante períodos de seca. Plantas submetidas ao estresse hídrico tornam-se mais vulneráveis à infecção por patógenos de solo, especialmente espécies de Fusarium spp., Macrophomina phaseolina e Rhizoctonia solani. Como reconhecido agente de controle biológico, Trichoderma atua por mecanismos de competição por espaço e nutrientes, antibiose, produção de metabólitos antifúngicos, secreção de enzimas hidrolíticas e micoparasitismo, reduzindo a incidência desses fitopatógenos e preservando a funcionalidade das raízes justamente quando a planta necessita maximizar sua capacidade de absorção de água.
Os mecanismos desencadeados pela interação entre Trichoderma e as plantas demonstram que esse fungo desempenha um papel muito além do controle biológico de fitopatógenos, atuando também como um importante modulador da resposta vegetal ao déficit hídrico. Ao integrar processos relacionados ao crescimento radicular, à regulação fisiológica, ao equilíbrio bioquímico e à proteção do sistema radicular, Trichoderma contribui para aumentar a capacidade adaptativa das culturas frente às limitações impostas pela disponibilidade de água. Nesse contexto, sua utilização representa uma estratégia sustentável para o manejo agrícola, capaz de reduzir os impactos dos eventos climáticos extremos e fortalecer a resiliência dos sistemas de produção.
Fungos Micorrízicos Arbusculares
Os fungos micorrízicos arbusculares (FMA) estabelecem uma associação simbiótica mutualística com cerca de 80% das espécies vegetais terrestres. Nessa relação, a planta fornece ao fungo carboidratos e lipídeos, enquanto os FMA ampliam significativamente a capacidade de aquisição de água e nutrientes, especialmente o fósforo.
Além da melhoria nutricional, um dos principais benefícios proporcionados pelos FMA está relacionado ao desenvolvimento de uma extensa rede de micélio extrarradicular. Essas estruturas extremamente finas crescem além da zona de depleção das raízes, explorando um volume de solo muito superior ao alcançado pelo sistema radicular. Como resultado, a planta passa a acessar reservas de água e nutrientes localizadas em regiões do solo inacessíveis às raízes, aumentando a eficiência da absorção mesmo em condições ambientais desfavoráveis. Paralelamente, as hifas produzem glomalina, uma glicoproteína que atua na estabilização dos agregados do solo, melhorando sua estrutura, favorecendo a infiltração e a retenção de água e contribuindo para a manutenção da saúde do solo ao longo do tempo.
Em situações de deficiência hídrica, o micélio extrarradicular explora continuamente novos poros do solo contendo água disponível, estabelecendo uma conexão entre esses reservatórios e o sistema radicular. Dessa forma, as hifas funcionam como uma extensão funcional das raízes, reduzindo os efeitos da seca.
A colonização por FMA promove alterações fisiológicas, bioquímicas e moleculares que aumentam a capacidade das plantas de tolerar estresses bióticos e abióticos. Plantas micorrizadas apresentam maior atividade do sistema antioxidante, reduzindo os danos causados pelo estresse oxidativo, além de maior acúmulo de osmoprotetores, como prolina e açúcares solúveis. A simbiose também modula o balanço de fitormônios, como ácido abscísico, auxinas, citocininas e jasmonatos, regulando o crescimento, o desenvolvimento radicular e as respostas ao estresse, o que permite maior adaptação das plantas às condições ambientais adversas.
Portanto, os FMA não atuam apenas como agentes facilitadores da absorção de nutrientes. Sua contribuição envolve um conjunto integrado de mecanismos que incluem a expansão da área explorada pelo sistema radicular por meio do micélio extrarradicular, o aumento da absorção de água e nutrientes, a produção de glomalina, a regulação hormonal, o fortalecimento do sistema antioxidante e a ativação de respostas de defesa. Esses processos tornam as plantas mais resilientes aos estresses bióticos e abióticos, reforçando a importância dos FMA como uma ferramenta biológica estratégica para o desenvolvimento de sistemas agrícolas mais sustentáveis e adaptados às mudanças climáticas.
Microalgas
Nos últimos anos, as microalgas têm despertado crescente interesse como bioinsumos agrícolas devido à sua capacidade de aumentar a tolerância das plantas aos estresses abióticos. Seus efeitos estão relacionados principalmente à produção de uma ampla diversidade de metabólitos bioativos, incluindo aminoácidos, fitormônios, carotenoides, compostos fenólicos e outras moléculas com elevada atividade biológica. Esses compostos atuam de forma integrada sobre diferentes processos fisiológicos e metabólicos das plantas, favorecendo o crescimento e aumentando sua capacidade de adaptação às condições ambientais adversas.
Sob condições de estresse, as microalgas estimulam o desenvolvimento radicular, aumentando a exploração do solo e a absorção de água e nutrientes. Além disso, promovem maior eficiência fotossintética, preservam a integridade das membranas celulares e reduzem os danos causados pelo estresse oxidativo por meio da ativação do sistema antioxidante e do aumento da produção de enzimas, como superóxido dismutase, catalase e peroxidases. A aplicação de extratos de microalgas também favorece o acúmulo de osmólitos compatíveis.
Outro mecanismo importante está relacionado à ação de metabólitos capazes de modular o metabolismo vegetal. Diversas espécies de microalgas produzem ou estimulam a síntese de fitormônios, como auxinas, citocininas, giberelinas e ácido abscísico, regulando o crescimento, o desenvolvimento radicular e as respostas fisiológicas ao estresse. Paralelamente, compostos antioxidantes, como carotenoides, ficocianina e outros pigmentos fotossintéticos, auxiliam na neutralização das espécies reativas de oxigênio, reduzindo os danos oxidativos e contribuindo para a manutenção da atividade fotossintética.
Em relação aos estresses bióticos, estudos demonstram que as microalgas podem atuar como elicitoras de mecanismos naturais de defesa das plantas. A aplicação de seus extratos ou biomassa ativa vias de sinalização associadas à resistência sistêmica induzida, promovendo a expressão de genes relacionados à defesa, ao aumento da produção de enzimas hidrolíticas, compostos fenólicos e metabólitos secundários envolvidos na proteção contra fitopatógenos.
Dessa forma, as microalgas representam uma ferramenta promissora para uma agricultura mais sustentável, atuando por meio de múltiplos mecanismos que incluem a promoção do crescimento vegetal, a regulação fisiológica, o aumento da eficiência no uso de nutrientes e a ativação de respostas de defesa. A integração desses processos favorece a adaptação das plantas às condições adversas, reforçando o potencial das microalgas como biostimulantes capazes de contribuir para sistemas agrícolas mais resilientes.
Referências
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