"O iodo deve ser considerado um nutriente vegetal. Esta é a principal conclusão de um artigo científico publicado em setembro de 2020 por um grupo de investigadores. de Itália. O iodo é reconhecido como um elemento essencial para a saúde dos seres humanos e dos animais de criação e descobriu-se agora que as plantas também precisam de iodo, numa dose micro molar. na solução do solo. A ocorrência natural de proteínas iodadas em plantas superiores é descrita pela primeira vez e foram identificadas 82 proteínas iodadas. Com base em estudos fenotípicos, genómicos e proteómicos, foi demonstrado que as plantas necessitam de iodo para o crescimento das folhas e das raízes, para uma fotossíntese eficiente (o processo de conversão da luz solar em energia química na folha), para a floração atempada, para o aumento da produção de sementes e para a ativação de um sistema de alerta precoce que defende a planta de danos causados por stress abiótico e biótico. Em áreas onde o solo e a água são naturalmente pobres em iodo, a deficiência de iodo pode resultar em perda de rendimento das culturas e diminuição da qualidade dos frutos. Para fornecer este elemento de forma fácil e segura, na fonte, dose e momento corretos, existem produtos comerciais que combinam iodo e nitrato de potássio num único adubo especializado, uma vez que as necessidades de iodo da planta são bem sincronizadas com as aplicações típicas de nitrato de potássio como fonte de potássio nas soluções do solo.

O iodo é um nutriente mineral necessário para as plantas.

Os elementos atualmente considerados nutrientes essenciais para as plantas são C, H, O, N, P, K (nutrientes primários), Ca, Mg, S (nutrientes secundários), e Fe, Zn, Cu, Mn, B, Cl, Mo, Co e Ni (micronutrientes). Esta lista de nutrientes vegetais conhecidos pode agora ser alargada com o elemento iodo, o primeiro micronutriente adicionado desde a adição do Ni em 1987. Em Itália, o Prof. Pierdomenico Perata, a Dra. Claudia Kiferle, a sua equipa e a equipa da Dra. Claudia Kiferle estão a trabalhar num novo projeto. Claudia Kiferle, a sua equipa da Scuola Universitaria Superiore de Sant'Anna, em Pisa, e cientistas ligados ao Consiglio Nazionale delle Ricerche, em Nápoles, publicaram agora esta nova e importante descoberta: as plantas ligam o iodo a 82 proteínas diferentes com funções em processos biológicos importantes, como a proteína Rubisco para uma fotossíntese eficiente nas folhas, ou as enzimas peroxidase que defendem a planta do stress abiótico e biótico e a enzima ATPase, necessária para fornecer energia para o crescimento da planta e o transporte de nutrientes. Uma deficiência de iodo na planta pode levar à perda de rendimento, semelhante ao que pode ocorrer se a planta for deficiente em qualquer outro micronutriente. Para uma produção óptima das culturas, deve ser aplicada uma dose adequada de iodo.

O que é o iodo

O iodo é um elemento da tabela periódica com símbolo I e número atómico 53. O iodo é um halogéneo, um elemento classificado no mesmo grupo que o cloro (Cl) e o bromo (Br). Os halogéneos reagem facilmente com metais como o sódio ou o potássio. Exemplos disso são o cloreto de sódio (sal de mesa, NaCl) ou o iodeto de potássio (KI) que é adicionado ao sal, produzindo sal de mesa iodado para a saúde humana.

Onde o iodo ocorre naturalmente

O iodo está presente em todo o lado, mas apenas em pequenas quantidades. A maior quantidade de iodo encontra-se nos oceanos, com uma concentração média de 0,5 micro moles de iodo por litro de água do mar. Em contrapartida, a chuva, a solução do solo e a água de irrigação contêm concentrações mais baixas(menos de 0,2 micro moles por litro). Além disso, normalmente, menos de 10% do total de iodo no solo está disponível para ser absorvido pelas plantas. Nos seres humanos e nos animais de criação, doenças como o bócio e o hipotiroidismo são causadas pela deficiência de iodo, que altera a função da tiroide.

O bócio endémico e o cretinismo nas regiões montanhosas e na selva amazónica foram reconhecidos na história do Peru, devido à deficiência natural permanente de iodo nestes solos e plantas.

A investigação iniciada na década de 1960 prova a persistência de uma deficiência grave de iodo e também que esta deficiência é uma causa de lesões cerebrais evitáveis. Em 1983, foi criado um programa de controlo dos distúrbios por deficiência de iodo para a população peruana, que foi totalmente implementado em 1986, tendo 90% das famílias tido acesso a sal iodado em 1998.

As plantas podem absorver e acumular iodo.

Há muito que se sabe que as plantas podem absorver iodo através das suas raízes e armazenar iodo nas suas folhas e frutos. Em muitos estudos anteriores, foi observado o benefício da suplementação de pequenas quantidades de iodo para o crescimento das plantas e a resistência ao stress. Investigadores italianos (Scuola Superiore Sant'Anna em Pisa) chegaram à mesma conclusão depois de reverem todas as provas publicadas anteriormente: as plantas podem acumular iodo porque este é benéfico para o seu crescimento, para o metabolismo do azoto, para a resistência ao stress da salinidade na solução radicular e, em particular, para a produção de antioxidantes pela planta. Tal como acontece com outros micronutrientes, é muito importante fornecer a dose correta (nem muito pouco, nem muito) do nutriente.

É igualmente importante fornecer a forma correta de iodo. Por exemplo, o iodo presente nos desinfectantes (iodo livre, _I2 e ^I-iodeto) pode ter efeitos nocivos com uma dose mais baixa em comparação com outras formas de iodo.

Porque é que o iodo é necessário para as plantas

Apesar dos benefícios publicados do iodo aplicado na dosagem correta, o papel do iodo como nutriente vegetal não recebeu a atenção que merece da comunidade científica. Até agora. Um artigo publicado recentemente descreve uma série de experiências. Estas experiências foram realizadas por um grupo de cientistas em Pisa, Itália, e demonstram como as plantas precisam de iodo.

Para estas experiências, foi utilizada a Arabidopsis thaliana como planta modelo. Esta planta cresce rapidamente no laboratório (apenas seis semanas desde a semente até à semente) e todo o conhecimento sobre genética e metabolismo é partilhado online por cientistas de todo o mundo.

As plantas contêm sempre algum iodo, uma vez que este pode ser encontrado em pequenas concentrações no ar e na água. De facto, o iodo é adicionado a um meio de cultura conhecido para estudar a fisiologia das plantas em Arabidopsis. Para estudar o efeito da deficiência de iodo na Arabidopsis, a água para preparar a solução do solo foi desmineralizada por osmose inversa e foram utilizados produtos químicos ultrapuros para fazer a solução nutritiva.

Sem a aplicação deliberada de iodo, o crescimento das plantas e a floração foram muito mais lentos em comparação com as plantas que receberam 0,2 ou 10 micro moles de iodo por litro. A aplicação de iodo em concentrações micro molares aumentou o crescimento das raízes e dos rebentos, a produção de sementes e a floração precoce.

Para descobrir por que razão o crescimento das plantas é comprometido com a utilização de soluções do solo sem iodo, foi investigada a resposta genética da planta à presença ou ausência de iodo na solução do solo. Os tratamentos com iodo regularam especificamente a expressão de vários genes envolvidos na fotossíntese, na via de resposta ao stress do ácido salicílico (SA), na resposta às hormonas vegetais, na sinalização de ^Ca2+ e na defesa da planta contra o ataque de agentes patogénicos. A combinação destes processos confirma observações publicadas anteriormente de que o iodo ajuda as plantas a evitar danos causados por stress biótico e abiótico.

Para testar se a resposta no crescimento das plantas e na expressão genética era exclusiva da adição de iodo a uma solução de solo deficiente em iodo, a mesma experiência foi realizada utilizando o halogéneo que mais se assemelha à estrutura atómica do iodo: o bromo. Ao contrário do iodo, nem a expressão dos genes nem o crescimento das plantas responderam à suplementação com bromo. Isto prova que a resposta da planta ao iodo é única e não pode ser substituída por outro elemento.

Por fim, verificou-se que o iodo era incorporado nas proteínas vegetais, fornecendo às plantas isótopos radiomarcados com iodo recuperados nas proteínas. Estas proteínas podem ser enzimas ou componentes de complexos estruturais que são necessários para todas as funções celulares e para a colaboração e comunicação com outras células nos órgãos das plantas e entre eles.

As proteínas que contêm iodo não foram descobertas apenas na Arabidopsis, mas também no tomate, milho, trigo e alface. A descoberta de proteínas contendo iodo em famílias de plantas não relacionadas demonstra que estas proteínas contendo iodo existem amplamente no reino vegetal.

Foi identificado um total de 82 proteínas iodadas em Arabidopsis thaliana , utilizando abordagens bioinformáticas em bases de dados proteómicas independentes que contêm todas as proteínas vegetais estudadas a nível mundial. Nos rebentos, as proteínas iodadas estão principalmente associadas aos cloroplastos e estão funcionalmente envolvidas em processos fotossintéticos, enquanto as das raízes são principalmente diversas enzimas peroxidase, importantes para a sinalização de stress ou relacionadas com a atividade peroxidase. Algumas destas proteínas são essenciais para o crescimento das raízes. Foram também encontradas proteínas iodadas com um papel crucial no metabolismo do azoto, na regulação das fito-hormonas e na produção de energia, tanto nas células das raízes como nas das folhas.

Estas descobertas abrem uma nova perspetiva sobre novos aspectos emergentes da fisiologia vegetal, especialmente nos domínios da proteómica e da enzimologia. Descobriu-se que as enzimas de iodo têm papéis fundamentais em funções básicas conservadas evolutivamente, e esta descoberta é o primeiro passo que gerou interesse académico no iodo como um fator importante na produção de culturas.

O fornecimento de iodo suficiente às culturas ajuda a evitar perdas de rendimento e a manter a qualidade dos frutos.

O fornecimento correto de iodo beneficia diretamente os agricultores, melhorando o rendimento das culturas e evitando perdas de colheitas em áreas onde o iodo disponível é insuficiente para um crescimento ótimo das plantas. A deficiência de iodo nas culturas no Peru pode ser prevista a partir da concentração de iodo na água e no solo. Em amostras de água de poços em Ica e Lima, foram encontrados níveis entre 0,05 e 0,6 micro moles de iodo por litro. Sabe-se também que a disponibilidade de iodo é geralmente baixa no tipo de solo que predomina na região (solos arenosos, com pouca matéria orgânica).

Para que seja fácil e seguro para os produtores fornecer a dose correta de iodo, a melhor forma de o aplicar é com nitrato de potássio e não apenas como micronutriente. A necessidade de iodo da planta é bem sincronizada com as aplicações típicas de nitrato de potássio como fonte de nitrato e potássio nas soluções do solo. O nitrato de potássio é a melhor fonte de potássio, uma vez que fornece potássio (K) combinado com a fonte preferida de azoto: nitrato _(N-NO3). A absorção de nitrato de azoto promove a absorção de catiões do solo, como o potássio, o cálcio e o magnésio.

O iodo é o complemento natural do nitrato para o transporte de cálcio na planta, que será prejudicado pela deficiência de iodo. As proteínas iodadas nas raízes estão envolvidas no metabolismo energético e na resposta ao stress oxidativo, prevendo-se um menor transporte de cálcio para os frutos sob deficiência de iodo. O iodo também é necessário para a planta manter a fotossíntese e a transpiração das folhas. Foi observado no cultivo de tomate cereja em Almeria, Espanha, que ao fornecer adequadamente iodo com nitrato de potássio, a melhoria do equilíbrio redox e do metabolismo energético favoreceu o transporte de cálcio das raízes para os frutos, resultando numa maior concentração de cálcio nos frutos. Isto está associado a uma menor probabilidade de problemas de qualidade relacionados com a deficiência de cálcio, como a podridão apical, e a um maior tempo de conservação durante o transporte. Por conseguinte, garantir um nível adequado de iodo na solução do solo ajuda os produtores a obterem um rendimento ótimo das culturas com produtos de elevada qualidade, especialmente em condições climáticas adversas.

Para mais informações sobre o iodo: https://www.worldiodineassociation.com/elemental_chemistry

Fonte principal:

Kiferle, C., Martinelli^, M., Salzano, A.M., Gonzali, S., Beltrami, S., Salvadori, P.A., Hora, K., Holwerda, H.T., Scaloni, A., Perata, P. (2020) Evidences for a nutritional role of iodine in plants. B ioRxiv https://doi.org/10.1101/2020.09.16.300079.