Nos últimos anos, a tecnologia de sementes avançou muito. Afinal, a qualidade da semente é o que define o potencial inicial da lavoura e impacta diretamente a produtividade final.
Uma vez que a qualidade das sementes é perdida, ela não pode ser recuperada, apenas conservada durante o armazenamento. Por isso, novas técnicas são sempre bem-vindas.
Uma dessas inovações é o tratamento com plasma frio, que tem mostrado resultados muito promissores. Em culturas como a soja, por exemplo, o plasma pode aumentar a germinação e o vigor das sementes, além de reduzir a infecção por fungos.
Neste artigo, vamos explicar como funciona o tratamento de sementes com plasma frio, suas vantagens, desvantagens e como essa tecnologia pode melhorar a qualidade dos seus lotes de sementes. Boa leitura!
O que é o tratamento de sementes com plasma?
O tratamento de sementes com plasma frio funciona como um “banho de energia” na superfície da semente, utilizando gases como oxigênio ou nitrogênio. Esses gases são energizados e modificam as propriedades da casca da semente, sem danificá-la.
Nesse processo, uma das principais mudanças é a diminuição do ângulo de contato da semente com a água.
Em outras palavras: A superfície da semente se torna mais “amigável” à água. Isso melhora a velocidade e a quantidade de água absorvida, o que acelera a germinação.
Existem três técnicas principais para aplicar o plasma:
- LPRF (Plasma de radiofrequência de baixa pressão): Uma técnica mais tradicional, usada em ambiente de vácuo.
- DBD (Descarga de barreira dielétrica): Um método que funciona em pressão atmosférica normal, sem necessidade de vácuo.
- Jato de plasma: Um jato concentrado de plasma aplicado diretamente sobre as sementes.
Como funciona o tratamento com plasma frio?
O plasma frio, também conhecido como plasma não térmico, é uma mistura de gases neutros e ionizados (energizados) com diferentes moléculas ativadas. Ele é chamado de “frio” porque não aquece a semente a ponto de danificá-la.
Dentro dessa mistura, destacam-se dois componentes importantes:
- ROS (espécies reativas de oxigênio): Moléculas de oxigênio altamente energizadas.
- RNS (espécies reativas de nitrogênio): Moléculas de nitrogênio altamente energizadas.
Essas moléculas (ROS e RNS) atuam como sinalizadores químicos dentro das plantas, regulando funções essenciais como:
- Metabolismo geral da planta;
- Transporte e absorção de nutrientes;
- Processo de germinação;
- Senescência (o envelhecimento natural das células);
- Tolerância a estresses, como falta de água, temperaturas extremas, salinidade e ataques de pragas e doenças.
O processo de geração do plasma frio em laboratório geralmente segue estes passos:
- As sementes são colocadas dentro de um reator, que é uma câmara de vácuo com dois eletrodos e uma base de vidro.
- Uma bomba de vácuo reduz a pressão do ar dentro da câmara até o nível ideal para a cultura a ser tratada.
- O gás (como oxigênio ou nitrogênio) é injetado na câmara.
- Uma fonte de alimentação elétrica energiza os eletrodos, transformando o gás em plasma.
- As sementes são expostas a esse plasma por um tempo e com uma potência controlada, de acordo com a necessidade.
Imagem esquemática de um dispositivo para tratamento de sementes com plasma a frio. (Fonte: traduzido de Li e colaboradores, 2021)
A potência e a duração do tratamento variam muito, pois cada espécie de semente responde de uma forma diferente.
LPRF (Plasma de radiofrequência de baixa pressão)
Esta é uma técnica mais tradicional, muito usada em laboratórios para inativar microrganismos, como fungos e bactérias que causam doenças em plantas.
Além de “limpar” a semente, o LPRF também altera a superfície dela para que absorva água mais facilmente, o que, como vimos, ajuda na germinação.
DBD (Descarga de barreira dielétrica plasma atmosférico)
Este tipo de plasma frio tem uma grande vantagem: ele funciona em pressão atmosférica normal. Isso significa que não precisa de equipamentos de vácuo caros ou de gases especiais, tornando o processo potencialmente mais simples e barato.
Ele gera raios ultravioleta e um fluxo de elétrons que tratam a superfície da semente de forma eficaz.
Jato de plasma
O jato de plasma também é uma categoria de plasma frio que opera em pressão atmosférica. Ele é bastante versátil, pois permite um controle preciso da potência e do tipo de gás utilizado.
Essa flexibilidade permite ajustar o tratamento para influenciar positivamente as propriedades físicas, químicas e biológicas de diferentes tipos de sementes.
Esquema do jato de plasma (a) e imagem do tratamento de sementes de arroz com o plasma (b). (Fonte: traduzido de Billah e colaboradores, 2021)
Tipos de plasma disponíveis e suas principais características quanto a pressão, quantidade de amostras processadas e custo. (Fonte: Sarapirom; Yu, 2021)
Vantagens e Desvantagens do Tratamento com Plasma
Como toda tecnologia, o tratamento com plasma tem seus pontos fortes e fracos.
Principais Vantagens
- Mudas mais fortes e vigorosas: O tratamento ajuda a manter os cotilédones (as primeiras “folhas” da semente) ativos por mais tempo, dando à plântula um melhor arranque e maior tolerância a estresses iniciais.
- Germinação mais rápida e sementes mais limpas: Aumenta a porcentagem de sementes que germinam e reduz a contaminação por patógenos na superfície.
- Maior crescimento da planta: Pesquisas mostram que o tratamento pode aumentar a biomassa seca das plantas em até 45%, resultando em plantas mais robustas. Também pode ser útil em solos com contaminação por metais pesados, como o Cádmio.
- Resistência ao frio: Pode ajudar as sementes a suportarem melhor as baixas temperaturas após o plantio.
- “Acorda” sementes dormentes: É eficaz para quebrar a dormência de sementes, tornando viáveis lotes que antes não germinariam.
- Proteção no armazenamento: Inibe o crescimento de fungos em grãos e sementes durante a pós-colheita, pois o plasma danifica a membrana celular dos fungos.
Principal Desvantagem
A maior desvantagem, no momento, é a acessibilidade restrita. A tecnologia ainda é aplicada principalmente em pequena escala e para fins de pesquisa científica.
Os laboratórios que desenvolvem a tecnologia de plasma no Brasil são recentes, com menos de 15 anos de operação. Por isso, ainda não é um serviço comercial amplamente disponível.
Aplicações e Objetivos na Agricultura
O uso de plasma na agricultura está ganhando cada vez mais visibilidade, à medida que novos estudos são realizados.
O sucesso do tratamento depende de ajustar os parâmetros corretos para cada cultura. A potência do plasma, o tempo de exposição e o tipo de gás são escolhidos com base no objetivo desejado.
A tabela a seguir mostra exemplos práticos de como o tratamento é ajustado para diferentes culturas e os resultados obtidos em pesquisas:
(Fonte: Pizá, legatechnics, Li, Sarapiron, Daiber, Gomi, Billah, Karkamar)
Onde Fazer o Tratamento de Sementes com Plasma?
Atualmente, o tratamento de sementes com plasma é realizado em locais específicos, com foco em pesquisa e desenvolvimento.
Ainda não é um procedimento que pode ser feito diretamente na fazenda, pois exige equipamentos e gases específicos que demandam manipulação técnica. A expectativa é que, em breve, a tecnologia se torne mais acessível e disponível no mercado.
Se você tem interesse em aplicar a tecnologia ou firmar parcerias de pesquisa, o caminho é entrar em contato com instituições que já trabalham com isso.
Os principais laboratórios no Brasil que pesquisam o tratamento de sementes com plasma são:
- Laboratório de plasma e processos: localizado no ITA, em São Paulo;
- Laboratório de Processamento de Materiais por Plasma — LabPlasma: na Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN);
- Laboratório de Plasma aplicado na Agricultura, Saúde e meio Ambiente — LabPlasma: na Universidade Federal Rural do Semi-Árido (Ufersa).
Conclusão
O tratamento de sementes a plasma é uma tecnologia promissora e viável para diversas culturas de interesse agrícola.
Seu principal benefício é acelerar e uniformizar a germinação, o que reduz o tempo de exposição das sementes a patógenos e condições adversas no solo.
Além disso, a técnica pode ajudar na quebra de dormência de sementes e aumentar a vida útil de grãos e sementes armazenados.
Embora a aplicação da tecnologia ainda seja restrita a laboratórios de pesquisa, o potencial é enorme. Por ser uma tecnologia limpa e eficiente, o tratamento com plasma tem tudo para se tornar um grande aliado do produtor rural no futuro.
Glossário
Cotilédones: As primeiras folhas embrionárias de uma planta, que emergem da semente durante a germinação. Funcionam como uma reserva inicial de energia para a plântula até que as folhas verdadeiras se desenvolvam.
DBD (Descarga de barreira dielétrica): Uma técnica de tratamento com plasma frio que opera em pressão atmosférica normal. Sua principal vantagem é não exigir equipamentos de vácuo, tornando o processo potencialmente mais simples e econômico.
Dormência de sementes: Um estado natural em que sementes viáveis não conseguem germinar, mesmo em condições ideais de umidade e temperatura. O tratamento com plasma pode quebrar essa dormência, ativando o processo de germinação.
LPRF (Plasma de radiofrequência de baixa pressão): Um método de tratamento com plasma realizado dentro de uma câmara de vácuo. É altamente eficaz para inativar microrganismos na superfície da semente, como fungos e bactérias.
Plasma Frio (ou Plasma não térmico): Um gás energizado (ionizado) que modifica as propriedades da superfície de uma semente sem aquecê-la a ponto de danificá-la. É usado para melhorar a absorção de água e acelerar a germinação.
RNS (Espécies Reativas de Nitrogênio): Moléculas de nitrogênio altamente energizadas, criadas no processo de plasma. Atuam como sinalizadores químicos dentro da planta, regulando funções como metabolismo e tolerância a estresses.
ROS (Espécies Reativas de Oxigênio): Moléculas de oxigênio altamente energizadas, geradas durante o tratamento com plasma. Assim como as RNS, ativam processos biológicos importantes, incluindo a germinação e as defesas da planta.
Vigor (de sementes): A capacidade de uma semente germinar de forma rápida e uniforme, gerando uma plântula forte e saudável em diferentes condições de campo. É um indicador de qualidade superior à simples taxa de germinação.
Como a gestão agrícola potencializa o uso de sementes de alta qualidade
Enquanto tecnologias inovadoras como o tratamento a plasma ainda se preparam para chegar ao mercado, o desafio do produtor continua o mesmo: garantir que o investimento em sementes de alto vigor se traduza em máxima produtividade. Para isso, é fundamental acompanhar de perto o desempenho da lavoura e o custo de cada operação.
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Perguntas Frequentes
Qual é a principal vantagem do tratamento de sementes com plasma frio?
A principal vantagem é a melhoria na absorção de água pela semente. O plasma torna a superfície da semente mais permeável, o que acelera e uniformiza a germinação. Isso resulta em plântulas mais fortes e reduz o tempo de exposição da semente a patógenos no solo.
O tratamento com plasma frio pode danificar ou ‘queimar’ as sementes?
Não. Ele é chamado de ‘plasma frio’ ou ’não térmico’ justamente por operar em temperaturas baixas, que não causam danos térmicos à semente. O processo altera apenas as propriedades da superfície (casca) de forma controlada, sem afetar o embrião ou o material genético.
Este tratamento com plasma substitui o uso de fungicidas no tratamento de sementes?
Não necessariamente. Embora o plasma possa inativar fungos e bactérias na superfície da semente (efeito de limpeza), ele não oferece a proteção residual contra patógenos do solo que muitos tratamentos químicos fornecem após o plantio. As tecnologias podem ser vistas como complementares.
Quando o tratamento de sementes com plasma estará disponível para o produtor rural?
Atualmente, a tecnologia está em fase de pesquisa e desenvolvimento, restrita a laboratórios e universidades. Ainda não há uma previsão exata para sua disponibilidade comercial em larga escala, mas a expectativa é que, com a evolução dos estudos e o barateamento dos equipamentos, ela se torne acessível nos próximos anos.
O tratamento com plasma frio funciona para qualquer tipo de cultura?
Sim, a tecnologia é bastante versátil e já demonstrou resultados positivos em diversas culturas, como soja, arroz, milho e hortaliças. O segredo do sucesso está em ajustar os parâmetros do tratamento — como potência, tempo de exposição e tipo de gás — para as características específicas de cada espécie de semente.
Qual a diferença entre os métodos LPRF e DBD de aplicação de plasma?
A principal diferença está na pressão de operação. O LPRF (Plasma de radiofrequência de baixa pressão) exige um ambiente de vácuo, o que torna o equipamento mais complexo e caro. Já o DBD (Descarga de barreira dielétrica) funciona em pressão atmosférica normal, sendo uma alternativa potencialmente mais simples e barata para a aplicação em larga escala no futuro.
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