Algas do solo em campos de trigo na Europa Central: um mapa novo

As algas costumam ser associadas a lagos, charcos e florações no oceano - não ao solo debaixo de campos de trigo.

Ainda assim, os cientistas estão a perceber que as terras agrícolas albergam enormes comunidades de algas microscópicas que, de forma discreta, podem contribuir para manter os solos saudáveis e produtivos.

Na Europa Central, o primeiro centímetro de solo em campos de trigo revelou uma comunidade fotossintética com centenas de espécies - um conjunto que, até agora, nunca tinha sido cartografado.

A vida invisível por baixo das culturas

As algas também vivem em terra. Instalam-se na camada superficial dos campos, suportam períodos de seca e de frio e conseguem fazer fotossíntese no próprio solo.

No conjunto, as algas do solo são responsáveis por cerca de 6% de toda a fotossíntese na superfície terrestre. Em alguns campos agrícolas, podem representar mais de um quarto da biomassa microbiana.

Com o objectivo de perceber o que existe nessa primeira camada, uma equipa da Universidade de Göttingen e da vizinha Universidade de Kassel decidiu fazer um inventário. Ao longo de 2024, recolheram amostras em campos de trigo biológicos geridos por Kassel.

O trabalho foi coordenado pelo Professor Thomas Friedl, especialista em algas, que há décadas estuda estes organismos.

Na perspectiva de Friedl, parte da fertilidade das terras agrícolas poderá depender do que estas algas fazem, silenciosamente, junto à superfície.

Encontrar algas com ADN

Até este estudo, ninguém tinha reunido um inventário completo, baseado em ADN, das algas presentes em terras agrícolas da Europa Central.

Contá-las ao microscópio é um processo moroso, sujeito a falhas e que, além disso, ignora tudo o que não cresce em laboratório - ou seja, no melhor dos casos, dá apenas uma imagem parcial.

Em vez disso, a equipa de Friedl recorreu ao metabarcoding de ADN: a leitura de pequenos “códigos de barras” genéticos em cada amostra para identificar o que lá estava.

Foram analisados cinco campos de trigo biológicos em três momentos de 2024: início de Março, Julho antes da colheita e Novembro após a colheita.

As algas dos campos mudam com as estações

O resultado mais inesperado foi a dimensão da mudança na composição das algas ao longo do ano. A maioria dos outros microrganismos do solo tende a manter-se relativamente estável entre estações.

Aqui, porém, as algas reorganizaram-se de forma marcante - uma rotatividade que não é comum noutros grupos microbianos estudados em solos agrícolas.

Em Março, com o frio ainda presente e o solo exposto entre as jovens plantas de trigo, dominaram as algas amarelo-verdes.

Em Julho, as cianobactérias passaram a liderar. A sua proporção subiu de cerca de 10% para aproximadamente três quartos - uma inversão completa em menos de quatro meses.

As diatomáceas - um grupo conhecido de algas unicelulares mais frequentemente associado a oceanos e lagos - também apareceram no solo agrícola. Seguiram uma dinâmica própria, atingindo o pico em Março, em simultâneo com as algas amarelo-verdes.

As condições de Inverno favorecem o crescimento de algas

As algas amarelo-verdes, que predominam nos meses frios, conseguem alastrar sobre o solo descoberto como uma manta semelhante a feltro. Em vários campos amostrados em Março, essas películas eram visíveis a olho nu.

Já em Julho, essa cobertura praticamente desaparecia. Com a subida das temperaturas e com o dossel do trigo a fechar-se sobre o terreno, as cianobactérias e as algas verdes ganhavam espaço.

Os investigadores ainda estão a apurar se esta mudança foi provocada sobretudo pelo aquecimento, pelo aumento da sombra, ou por uma combinação de ambos.

As práticas agrícolas remodelam a vida das algas

A agricultura biológica é frequentemente associada a maior diversidade microbiana, e a equipa esperava observar o mesmo padrão nas algas.

No entanto, os campos de trigo convencionais apresentaram mais biomassa de algas no total e maior diversidade de algas amarelo-verdes e diatomáceas. As cianobactérias foram a excepção: a sua diversidade caiu de forma acentuada.

Esta troca tem implicações práticas. Em regiões produtoras de arroz na Ásia, as cianobactérias já são utilizadas como “fertilizante vivo”, porque a sua capacidade de fixação de azoto reduz a necessidade de produtos sintéticos.

Outros estudos relacionados indicam que cianobactérias cultivadas em laboratório conseguem reconstruir, a partir do zero, solos estéreis.

A escolha da cultura altera os ecossistemas do solo

A equipa analisou também dois campos de milho convencionais mesmo ao lado.

No solo, o milho comporta-se de modo diferente do trigo: caules mais altos, maior espaçamento, mais luz a chegar ao chão e um solo mais salino e mais rico em azoto devido ao uso de fertilizantes.

Nessas condições, as cianobactérias diminuíram ainda mais, enquanto as algas verdes prosperaram. Entre todos os padrões identificados, houve contudo um resultado mais discreto que se destacou.

Uma grande parte das algas detectadas em Março continuava presente em Julho e em Novembro, independentemente da cultura ou do tipo de gestão - um núcleo estável, com a mudança sazonal a ocorrer à sua volta.

Um primeiro retrato das algas do solo

Dez campos numa única região não podem representar, por si só, a agricultura europeia no seu conjunto.

Solos diferentes, climas distintos e rotações de culturas variadas poderão orientar estas comunidades de algas por caminhos que esta fotografia não captou - algo que os autores assumem claramente.

Já está em curso um estudo de seguimento, com base em mais de 300 amostras recolhidas em ensaios de campo de longa duração.

“Até agora, nem investigadores nem agricultores tinham noção de como a gestão das culturas afecta as algas nos seus campos”, afirmou Miriam Athmann, agrónoma da Universidade de Kassel e coautora do trabalho.

Poderão as algas apoiar as explorações agrícolas do futuro?

Essa lacuna de conhecimento está a diminuir. Pela primeira vez, o microbioma do solo de terras agrícolas da Europa Central foi mapeado incluindo algas, a par das bactérias e fungos que a maioria dos levantamentos privilegia.

Nos primeiros 2,5 cm de solo arável vivem centenas de espécies, que respondem à cultura escolhida, à estação do ano e aos insumos químicos segundo padrões que estudos anteriores, focados em bactérias, não tinham detectado.

A questão prática que se coloca agora é se será possível orientar os agricultores para práticas que protejam as cianobactérias já existentes nos seus campos, em vez de as suprimir.

Trata-se de uma película fotossintética que fixa azoto, retém água e alimenta o resto da comunidade do solo - um tipo de ajuda gratuita que poucas explorações agrícolas se podem dar ao luxo de perder.