Nova estratégia pode tornar nanoherbicidas mais eficazes contra plantas daninhas

Pesquisadores da Universidade Estadual Paulista (UNESP) propuseram uma nova estrutura para o desenvolvimento de nanoherbicidas que poderia melhorar significativamente o controle de plantas daninhas, reduzindo o uso de herbicidas e os impactos ambientais. Em vez de projetar primeiro formulações de nanopartículas e testá-las posteriormente em plantas, os cientistas argumentam que os futuros nanoherbicidas devem ser projetados levando em consideração as características biológicas das espécies de plantas daninhas alvo.

A abordagem, descrita em um artigo recente publicado na Nature Reviews Methods Primers, introduz o conceito de Nanodesign Informado por Plantas (PIND, na sigla em inglês), uma estratégia que coloca a biologia das plantas daninhas no centro do desenvolvimento de nanopartículas.

A pesquisa é liderada pelo professor Leonardo Fernandes Fraceto, coordenador do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Nanotecnologia na Agricultura Sustentável (INCT NanoAgro) no campus de Sorocaba da UNESP.

“O desenvolvimento atual de nanoherbicidas é amplamente centrado no material e não considera adequadamente as características biológicas das plantas-alvo”, disse Fraceto. “Propomos inverter essa lógica, primeiro entendendo cada espécie de planta daninha e depois projetando nanopartículas que interajam melhor com suas características específicas.”

Abordar um dos maiores desafios da agricultura

O manejo de plantas daninhas continua sendo um dos maiores desafios agronômicos e econômicos enfrentados pela agricultura global. Segundo a Embrapa, empresa brasileira de pesquisa agropecuária, infestações descontroladas de plantas daninhas podem reduzir a produtividade das lavouras em até 90%. Mesmo em áreas com manejo convencional de plantas daninhas, as perdas na produção de grãos costumam ser de cerca de 15%.

O uso generalizado de herbicidas convencionais também acelerou o surgimento de populações de ervas daninhas resistentes a herbicidas, aumentando a demanda por tecnologias de controle mais eficientes e sustentáveis.

Os nanoherbicidas surgiram como uma solução promissora, encapsulando os ingredientes ativos dos herbicidas em nanopartículas que melhoram a administração, protegem o ingrediente ativo da degradação ambiental e permitem a liberação controlada dentro dos tecidos vegetais.

Em comparação com as formulações convencionais, os nanoherbicidas podem aumentar a absorção dos herbicidas, reduzindo as taxas de aplicação e, consequentemente, os custos de produção e a exposição ambiental.

“A melhoria na absorção, distribuição e translocação dentro da planta nos permite reduzir a quantidade de ingrediente ativo necessária”, observou Fraceto. “Isso gera benefícios econômicos, pela redução do uso de herbicidas, e benefícios ambientais, por meio da diminuição de resíduos e do impacto ambiental.”

Colocando a biologia vegetal em primeiro lugar

Os pesquisadores argumentam que a maior parte do desenvolvimento de nanoherbicidas atualmente se concentra na otimização da composição, tamanho e estrutura das nanopartículas antes de avaliar o desempenho biológico.

A estrutura PIND proposta inverte essa sequência, caracterizando primeiro em detalhe as espécies de ervas daninhas alvo.

“Cada espécie vegetal possui uma arquitetura foliar, estrutura vascular e características radiculares únicas que influenciam a absorção de herbicidas”, disse Ana Cristina Preisler, pesquisadora de pós-doutorado da UNESP. “Se primeiro entendermos essas características biológicas, podemos projetar nanopartículas que interajam de forma muito mais eficiente com cada espécie.”

A equipe de pesquisa está atualmente caracterizando diversas espécies de ervas daninhas de importância econômica, incluindo o bredo ( Amaranthus spp.), o azevém-italiano ( Lolium multiflorum ) e a erva-pé-de-galinha ( Eleusine indica ).

Os cientistas estão medindo inúmeras características anatômicas e fisiológicas, incluindo espessura da folha, densidade estomática, espessura da cutícula, distribuição de tricomas e rugosidade da superfície, usando microscopia confocal e microscopia eletrônica de varredura.

Essas técnicas permitem que os pesquisadores visualizem o movimento de nanopartículas dentro dos tecidos vegetais e identifiquem as vias preferenciais pelas quais as nanoformulações penetram em diferentes espécies de ervas daninhas.

“Usando essas técnicas de imagem, estamos determinando as rotas de absorção preferenciais para cada espécie”, disse Preisler.

Brian Cintra Cardoso, um estudante de mestrado envolvido no projeto, acrescentou que a microscopia avançada também permite aos pesquisadores quantificar as diferenças estruturais entre plantas individuais, produzindo modelos biológicos mais realistas.

“A maior variabilidade capturada por essas técnicas torna nossos modelos muito mais representativos dos sistemas biológicos naturais”, disse ele.

Em direção a nanoherbicidas mais eficientes

Segundo os pesquisadores, a estrutura proposta não exige métodos analíticos totalmente novos. Em vez disso, ela propõe uma mudança na perspectiva científica, incorporando técnicas botânicas e microscópicas já consolidadas muito mais cedo no desenvolvimento de nanoherbicidas.

Fraceto observou que a nanotecnologia agrícola historicamente adotou estratégias de desenvolvimento da pesquisa em saúde humana, na qual o design de nanopartículas se concentrava naturalmente em propriedades do material, como tamanho, carga e persistência.

Embora essas características continuem sendo importantes, ele afirmou que a compreensão do organismo alvo deve receber igual atenção.

“Já temos resultados preliminares que mostram que as características das plantas influenciam fortemente o comportamento das nanopartículas”, acrescentou Fraceto. “Considerar essas características biológicas desde o início representa uma forma inovadora de desenvolver nanoherbicidas.”

Os pesquisadores observam ainda que a estratégia de design centrada na planta pode acelerar o desenvolvimento de nanoherbicidas de próxima geração capazes de melhorar o controle de ervas daninhas e, ao mesmo tempo, reduzir o uso de herbicidas, apoiando sistemas de produção agrícola mais sustentáveis, à medida que a resistência aos herbicidas convencionais continua a se expandir em todo o mundo.

Fonte: Agropages – Leonardo Gottems, publicado em 14/07/2026

Fonte da imagem: Magnific