Agricultura milho, Notas de estudo de Agronomia

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MILHO • TECNOLOGIA DO CAMPO À MESA

Índice

O Conselho de Informações sobre Biotecnologia ( www.cib.org.br ) é uma organização não-gover- namental e uma associação civil sem fins lucrativos e sem nenhuma conotação político-partidária ou ideológica. Seu objetivo básico é divulgar informa- ções técnico-científicas sobre a Biotecnologia e seus benefícios, aumentando a familiaridade de todos os setores da sociedade com o tema.

EXPEDIENTE Coordenadora Geral: Alda Lerayer Editor Executivo: Antonio Celso Villari Redação: Débora Marques Consultores Técnicos: William da Silva – Unicamp Ernesto Paterniani – Esalq/USP Leonardo Sologuren – Céleres Luciana Di Ciero – Esalq/USP Apoio Operacional: Jacqueline Ambrosio Erika Nakamura Projeto Gráfico: Sérgio Brito Imagens: Agência Estado / Arquivo CIB

• Um pouco de história 4
  • Origem 4
  • Domesticação – Ação do homem 5
• Genética Clássica 6
  • Milho híbrido 6
• Biotecnologia 7
  • Presente e futuro 7
  • Benefícios 8
• Segurança Ambiental 9
  • Fluxo Gênico 9
• Segurança Alimentar 10
  • Testes e avaliações 10
  • Micotoxinas 10
• No Brasil 11
  • Aprovações 11
  • Entrave – Situação atual das avaliações 12
• Potencial brasileiro 13
• Milho e seus derivados 14
  • Alimentação humana 14
  • Alimentação animal 15

Um pouco de história

Saiba também que...

Origem

O milho é uma espécie da família das gramíneas, sendo o único cereal nativo do Novo Mundo. É o terceiro cereal mais cultivado no planeta (ver pági- na 13). A cultura está espalhada numa vasta região do globo, em altitudes que vão desde o nível do mar até 3 mil metros.

Este cereal não é nativo do Brasil e, assim, é impor- tante ressaltar que não somos o centro de origem dessa cultura, como, equivocadamente, muitos po- dem imaginar. Apenas o México e a Guatemala são considerados países que deram origem ao milho que conhecemos hoje.

A mais antiga espiga de milho foi encontrada no vale do Tehucan, na região onde hoje se localiza o México, datada de 7.000 a.C. O Teosinte ou “ali- mento dos deuses”, como era chamado pelos maias, deu origem ao milho por meio de um processo de seleção artificial (feito pelo homem). O Teosinte ain- da é encontrado na América Central.

Ao longo do tempo, o homem promoveu uma cres- cente domesticação do milho por meio da seleção visual no campo, considerando importantes caracte- rísticas, tais como produtividade, resistência a doen- ças e capacidade de adaptação, dentre outras, dan- do origem às variedades hoje conhecidas.

• O milho descende do ancestral conhecido como Teosinte, que é uma gramínea com várias espigas sem sabugo, até hoje encontrado em lavouras de milho na América Central. Pode cru- zar naturalmente com o milho e produzir des- cendentes férteis.
• Esses cruzamentos com o Teosinte não agra- dam aos pequenos agricultores que cultivam va- riedades locais, pois resultam em plantas de baixa produtividade na geração seguinte.
• Depois do Teosinte, outro parente genetica- mente mais distante do milho encontrado na América Latina, inclusive no Brasil, é oTripsa- cum, em alguns locais chamado de Capim Guatemala. Ao contrário do Teosinte, milho e Tripsacum não se cruzam na natureza em fun- ção das diferenças genéticas significativas en- tre as duas espécies.

O Teosinte tem sido apontado por por trabalhos científicos como o parente mais próximo do milho

Pela sua importância na economia mundial, o milho já foi objeto de estudo de destacados cientistas, resultando em milhares de trabalhos científicos, e, atualmente, é um dos principais temas pesquisados pela Genética e Biotecnologia

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Domesticação – Ação do homem

A partir da gramínea Teosinte, na região hoje ocu- pada pelo México, o homem foi selecionando varia- ções genéticas naturais, que, gradativamente, deram origem ao milho domesticado. Inicialmente, os grãos eram expostos fora da casca, formando um sabugo, parecido com a forma que conhecemos atualmente. Essa estrutura, que reteve os grãos e os organizou em pequenos pares de fileiras, atraiu os nativos ante- cessores dos astecas.

Mais tarde, esses nativos, por meio de um processo inconsciente de seleção, escolhiam as espigas mais fáceis de serem colhidas e armazenadas. Isso levou, naturalmente, à redução do número de espigas por planta e ao aumento do número de fileiras de grãos no comprimento das espigas, que se tornaram maio- res.

Com o tempo, eram colhidas as plantas mais vigoro- sas, produtivas e de maior qualidade. Essas varia- ções mais “fortes” contribuíram para o surgimento de variedades com capacidade de adaptação em al- tas e baixas altitudes, como é o relevo da América Central.

Um pouco de história

A imagem dá uma idéia clara de alterações importantes que ocorreram ao longo da domesticação do milho, que passou de uma gramínea com espigas de poucos grãos cobertos com uma casca dura (Teosinte, à esquerda) até o milho moderno (à direita,) com grãos maiores descobertos e presos ao sabugo, o que não ocorre no ancestral selvagem

• Já na época do descobrimento das Américas, o milho era o alimento base de todas as civili- zações do continente. Das mais de 300 raças de milho identificadas no mundo, praticamente todas tiveram sua origem direta ou indireta nos trabalhos pioneiros dessas civilizações pré-co- lombianas.
• Em 1493, quando retornou à Europa, Cristó- vão Colombo levou consigo variedades de grãos de milho. No final do século seguinte, o milho já se encontrava estabelecido em todos os con- tinentes, nos mais variados ambientes e climas.

Vale saber também que:

A domesticação do milho, realizada por indígenas americanos, foi tão intensa que o milho atualmente não sobrevive no campo sem a participação do homem

A contribuição da Biotecnologia

para o desenvolvimento de novas cultivares

Após a descoberta da estrutura da molécula básica da vida, o DNA – e a revelação de que o código genético correspondente é universal –, os pesquisa- dores começaram a trabalhar, a partir da década de 70, com a possibilidade de adicionar características específicas por meio da transferência de genes de uma espécie para outra. Assim, uma planta pode ter a qualidade nutritiva aprimorada ou adquirir a resis- tência a uma praga, a tolerância a um herbicida ou a resistência à seca, ao frio, etc.

Surgia de fato a Biotecnologia como uma forte alia- da aos programas de melhoramento convencional. A possibilidade de contribuir com benefícios no mé- dio prazo ao consumidor – e, de imediato, um au- mento de competitividade ao agronegócio, princi- palmente ao serem consideradas as adequações de custos –, fez com que pesquisadores de empresas públicas e privadas do setor, universidades e centros de pesquisas investissem nessa ciência. Recursos fi- nanceiros e humanos foram direcionados para a Biotecnologia como ferramenta de apoio aos pro- gramas de melhoramento. Com isso, ganha-se efi- ciência, pois o cientista pode introduzir uma carac- terística de interesse sem modificar as demais exis- tentes na planta receptora do novo gene.

Melhoramento genético

• Até agora, a maior parte dos trabalhos com milho ligados à Biotecnologia envolve o controle de insetos e tolerância a herbicidas.
• Muitos desses genes são provenientes doBacillus thuringiensis (Bt), um microrganismo encontrado no solo de várias regiões do Brasil. Essa bacté- ria tem sido usada como inseticida biológico, desde a década de 60, por meio da pulverização dos esporos sobre a lavoura. Ela não é tóxica para o homem, mas apenas para os insetos-praga, e é amplamente utilizada na agricultura orgânica.
• Diferentes genes Bt têm sido isolados e incorporados ao milho. Dentre eles, Cry1Ab, Cry1F e Cry1Ac, que produzem proteínas capazes de contro- lar a população de lagartas, como a mais destrutiva praga do milho, a lagarta-do-cartucho.
• Com melhor controle de insetos que atacam as espigas, os grãos são menos danificados por fungos que produzem mico- toxinas, substâncias causadoras de problemas sérios à saúde animal e humana.
• Outros genes Bt, como o Cry34Ab1, Cry35Ab1 e Cry3Bb1, produzem proteínas que controlam larvas, como a larva-alfinete, que ataca as raízes.
• Genes que conferem às plantas tolerância aos herbicidas à base de glifosato, glufosinato e imidazolinona também têm sido amplamente pesquisados e inseridos em milho.
• Em vários países já estão sendo cultivados híbridos de milho com genes combinados, como o de resistência à praga e o de tolerância a herbicida.

Presente

• Genes estão sendo incorporados ao cereal para aumentar a estabilidade e a produtividade das plantas de milho, por meio de tolerância à seca e resistência a doenças.
• Estão em andamento pesquisas com genes que melhoram a qualidade nutritiva do grão, conferindo aumento do teor de aminoácidos essenciais, como a lisina.
• Também estão sendo estudados genes que melhoram a composição de proteínas, aumentando a solubilidade no trato digestivo e a absorção de minerais pelos suínos.
• Recentemente, os cientistas vêm trabalhando no isolamento de genes visando a melhor conversão de amido do milho em álcool.

Futuro

Benefícios do milho GM

- Maior rendimento por hectare – redução da perda em razão da menor incidência de pragas - Diminuição do número de aplicações de agroquímicos e, em conseqüência disso, econo- mia de combustível nos equipamentos e redu- ção na emissão de poluentes - Baixa incidência de micotoxinas no milho re- sistente a pragas (substâncias tóxicas deriva- das da contaminação da espiga por fungos) em comparação com híbridos convencionais - Contribuição para o controle de plantas dani- nhas - Redução no dano causado por insetos-pra- gas - Melhoria do sistema radicular (raiz) do milho resistente a pragas do solo com conseqüente redução do tombamento das plantas

O cientista transfere apenas os genes de interesse que expressam uma característica específica

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Biotecnologia

A aplicação da Biotecnologia no melhoramento do milho permite adicionar novas características à plan- ta, dando origem a híbridos que apresentam vanta- gens competitivas em comparação com o cereal con- vencional. Em países como Estados Unidos, Canadá e Argentina, produtores vêm colhendo tais benefíci- os há muito tempo, já que há mais de 10 anos vari- edades GM estão sendo cultivadas e comercializadas.

Confira algumas das

vantagens já conhecidas

proporcionadas por

diferentes cultivares

de milho transgênico

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Testes e avaliações

A análise de segurança do milho GM não é diferen- te de outros produtos derivados da aplicação da Biotecnologia. Cada um deles é extensivamente ava- liado no que diz respeito à segurança alimentar, com base em protocolos reconhecidos internacionalmente por instituições de alta credibilidade, a exemplo da Organização Mundial da Saúde (OMS) e da Food and Agriculture Organization (FAO).

Individualmente, as cultivares de milho GM são sub- metidas a testes que vão considerar características como toxicidade, potencial alergênico e composição. As avaliações são realizadas em diferentes estágios, caso a caso, desde o início do desenvolvimento da planta em laboratório, seguido pela fase de experi- mentos em campo até a conclusão dos trabalhos. Ou seja: o produto só é colocado no mercado se for tão seguro quanto sua variedade convencional.

Vale ressaltar que o milho GM resistente a insetos é considerado seguro para o consumo humano e ani- mal, pois é altamente específico para o inseto-alvo. Da mesma forma ocorre com o milho GM tolerante a herbicidas, cujo gene inserido também é específi- co para plantas e, portanto, não provoca nenhum efeito adverso no organismo animal ou humano.

O milho Bt se caracteriza pela inserção de um gene da bactériaBacillus thuringiensis (Bt), o que faz a planta produzir uma proteí- na tóxica para determinados insetos, redu- zindo os ataques em até 90% e diminuindo, assim, a probabilidade de crescimento de fungos. Pesquisas feitas no País e no exterior mostram que o milho Bt reduz a presença de micotoxinas quando comparado ao milho convencional.

As micotoxinas são substâncias resultantes do metabolismo dos fungos que crescem nos alimentos, quando em condições de umida- de do produto, umidade relativa do ar e tem- peratura ambiente favoráveis. As mais conhe- cidas são as aflatoxinas, derivadas do Aspergillus – fungo que contamina o milho armazenado, muito comum no Brasil em ra- zão do clima tropical –, e doFusarium, que se desenvolve sobre milho, trigo e cevada, entre outras culturas. OFusarium produz mais de 100 micotoxinas diferentes, umas mais tóxicas que outras. De qualquer maneira, es- sas substâncias são danosas para o homem e para os animais, pois agem diretamente no fígado. Elas inibem a síntese de proteínas, causando queda no nível de anticorpos e enzimas e provocando lesões e hemorragias que podem levar ao câncer e à morte.

As principais condições que levam os fungos a produzir micotoxinas são a deficiência no armazenamento dos grãos (umidade e tem- peratura), a maior permanência das lavouras no campo e o ataque de insetos. No caso do milho, um dos cultivos mais afetados, o inse- to perfura a espiga e abre caminho para que o fungo se instale e se desenvolva. Cerca de 45% do milho produzido no Brasil é conta- minado por micotoxinas.

Micotoxinas

Aspergillus

Fusarium

Amostra de milho contaminado com aflatoxina

Segurança alimentar

Milho transgênico no Brasil

Em que estágio estão as aprovações?

Como se sabe, a autorização para pesquisa e comer- cialização de plantas transgênicas é dada, no Brasil, pela Comissão Técnica Nacional de Biossegurança (CTNBio) – www.ctnbio.org.br –, órgão do Mi- nistério de Ciência e Tecnologia.

Em outras palavras, a CTNBio é responsável pela análise e aprovação de experimentos de plantas transgênicas no laboratório, em casa de vegetação e no campo.

É por intermédio desses estudos que instituições públicas e privadas coletam informações que de- monstram a segurança ambiental e alimentar das plantas GM, caso a caso, e evidenciam que são tão seguras e nutritivas quanto as convencionais.

Essas informações dão subsídios para a CTNBio au- torizar ou não o cultivo do produto no País.

Após a aprovação da CTNBio, os dados agronômi- cos do híbrido geneticamente modificado são sub- metidos ao Ministério da Agricultura para registro

Em vários países, como Canadá e Argentina, o produtor já está plantando milho com dois genes combinados; nos EUA, os agricultores já utilizam cultivares com três características combinadas; no Brasil, entretanto, ainda não foi liberado nenhum evento

Cultivares de milho GM já plantadas no mundo

Eventos que aguardam liberação comercial pela CTNBio MILHO Característica adquirida

• Tolerância ao herbicida glufosinato de amônio
• Resistência a insetos da ordem Lepidóptera (lagartas)
• Tolerância ao herbicida glifosato

da cultivar. Após o registro, o milho GM poderá ser produzido nas regiões indicadas pelo zoneamento agrícola, estabelecido pelo Ministério da Agricultu- ra, órgão responsável também pela fiscalização das pesquisas de campo.

Larva-alfinete (Diabrotica spp.) – inseto da ordem das Coleópteras Fonte: AGBIOS e ISAAA, 2006 Broca européia do colmo (Ostrinia nubilalis) – inseto da ordem das Lepidópteras Lagarta-do-cartucho (Spodoptera frugiperda) – inseto da ordem das Lepidópteras

Tolerância ao herbicida glufosinato de amônio Argentina, Austrália, Canadá, Japão e EUA Tolerância ao herbicida glifosato Argentina, Canadá, Japão, África do Sul e EUA Resistência a Lepidópteros Japão, EUA, Argentina, Canadá, alguns países (ex. broca européia do colmo, lagarta-do-cartucho) da União Européia, Filipinas, África do Sul Resistência a Coleópteros (ex. larva-alfinete) Canadá, Japão e EUA Resistência múltipla a Lepidópteros (ex. broca européia do colmo, Canadá, Japão e EUA lagarta-do-cartucho) e a Coleópteros (ex. larva-alfinete) Resistência a Lepidópteros (ex. broca européia do colmo, União Européia, Canadá, Japão e EUA lagarta-do-cartucho) e tolerância ao herbicida glifosato Resistência a Coleópteros (ex. larva-alfinete) e tolerância ao herbicida glifosato Canadá, Japão e EUA Resistência a Lepidópteros (ex. broca européia do colmo, Argentina, Canadá, Japão (teste), alguns países lagarta-do-cartucho) e tolerância ao herbicida glufosinato de amônio da União Européia (teste), Uruguai e EUA Resistência múltipla a Lepidópteros (ex. broca européia do colmo, Canadá, Japão e EUA lagarta-do-cartucho) e a Coleópteros (ex. larva-alfinete) e tolerância ao herbicida glufosinato de amônio Macho-esterilidade e tolerância ao herbicida glufosinato de amônio Canadá e EUA

A importância técnica e econômica do milho

O milho é a terceira cultura mais cultivada no mun- do. No Brasil, são colhidos em média 12 milhões de hectares a cada safra, o que coloca o país como o terceiro no ranking mundial de área colhida.

Além da sua importância econômica como principal componente na alimentação de aves, suínos e bovi- nos, o milho cumpre papel técnico importante para a viabilidade de outras culturas, como a soja e o al- godão, por meio da rotação de culturas, minimizando possíveis problemas como nematóides de galha, nematóide de cisto e doenças como o mofo branco e outras, dando sustentabilidade para diferentes sis- temas de produção em muitas regiões agrícolas do Brasil e do mundo.

Ranking da área colhida de milho no mundo (em mil hectares) China

UE

EUA

México

Brasil

Índia

• Safra 2003/

• Safra 2004/

• Safra 2005/

(previsão)

Fonte: Sindirações

Potencial brasileiro

Produção brasileira (milhões de toneladas) Produção de grãos 2005 2006 (previsão) MILHO 35,0 41,

Fonte: Abimilho

- Particularmente para o pequeno agricultor, o mi- lho GM pode trazer benefícios bastante evidentes no tocante ao aumento de produtividade e à quali- dade de grão, maior flexibilidade no manejo da cul- tura, diminuição do número de aplicações de inse- ticidas e herbicidas convencionais, o que pode con- tribuir para o crescimento da produção e, conse- qüentemente, das exportações, ranking no qual o Brasil figura, ainda, em nono lugar. - Além disso, criadores de porcos e frangos, por exemplo, poderão reduzir a quantidade de antibió- ticos administrados para o tratamento dos efeitos nocivos das micotoxinas nesses animais, já que tais substâncias, no milho GM resistente a insetos-pra- gas, têm incidência mais baixa em comparação com variedades convencionais. - Algumas cultivares de milho GM têm maior capa- cidade de absorção de nutrientes do solo, caracte- rística determinada por um gene (fitase) que reduz a ação de antinutrientes (ácido fítico) na planta. Da mesma forma, tais cultivares podem ajudar não ape- nas na nutrição animal – já que a fitase bloqueia a ação do ácido fítico, promovendo a absorção de mi- nerais pelo metabolismo animal – como também na conseqüente redução de compostos tóxicos (ni- trato e fosfato) em dejetos animais. - Com a crise energética mundial, a importância do milho cresceu muito em razão de programas como os do biodiesel e do etanol. Surge, assim, uma grande oportunidade para que o Brasil definitiva- mente ingresse como um grande país exportador desse cereal, considerando que os Estados Unidos, o maior exportador para o mercado internacional, irão consumir parte significativa de sua produção para a indústria do álcool. Para se ter uma idéia, os EUA dedicarão em 2006 cerca de 54,6 milhões de toneladas de milho para tal finalidade, de um total de 272,8 milhões de toneladas.

Híbridos GM

A Biotecnologia é uma forte aliada dos programas de melhoramento convencional

Alimentação humana

Muito energético, o milho traz em sua composição vitaminas A e do complexo B, proteínas, gorduras, carboidratos, cálcio, ferro, fósforo e amido, além de ser rico em fibras. Cada 100 gramas do alimento tem cerca de 360 Kcal, sendo 70% de glicídios, 10% de protídeos e 4,5% de lipídios.

O milho pode receber genes para alterar a composi- ção química de carboidratos, proteínas e aminoácidos e produzir variedades com finalidades especiais. Al- guns genes, quando inseridos no milho comum, po- dem bloquear a síntese de amido e acumular açúcar nos grãos, dando origem ao milho doce, ideal para consumo “in natura” e enlatamento. Outros genes podem modificar a fração do amido no milho co- mum, dando origem a variedades amplamente utili- zadas na indústria de alimentos.

• O milho pode suprir boa parte das ne- cessidades nutricionais da população, além de ser excelente complemento ali- mentar, “in natura” ou em forma de fari- nha de milho, fubá, canjica, polenta, cuscuz e outras.
• Além das fibras, o grão de milho é cons- tituído de carboidratos, proteínas, vitami- nas (complexo B), sais minerais (ferro, fós- foro, potássio e cálcio), óleo e grandes quantidades de açúcares, gorduras, celu- lose e calorias.
• Maior que as qualidades nutricionais do milho, só mesmo sua versatilidade para o aproveitamento na alimentação huma- na. Ele pode ser consumido diretamente ou como componente para a fabricação de balas, biscoitos, pães, chocolates, ge- léias, sorvetes, maionese e até cerveja.
• Atualmente, somente cerca de 15% de produção nacional se destina ao consu- mo humano, de maneira indireta na com- posição de outros produtos.

É por isso que:

Exemplos de pratos à base de milho, típicos da culinária brasileira.

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Milho e seus derivados

SITES RELACIONADOS:

Abag – Associação Brasileira de Agribusiness www.abag.com.br Abimilho – Associação Brasileira das Indústrias de Milho www.abimilho.com.br Abiove – Associação Brasileira das Indústrias de Óleos Vegetais www.abiove.com.br Abrasem – Associação Brasileira de Sementes e Mudas www.abrasem.com.br APPS - Associação Paulista dos Produtores de Sementes e Mudas www.apps.agr.br ANBio – Associação Nacional de Biossegurança www.anbio.org.br Agbios www.agbios.com AgroBio Colômbia www.agrobio.org AgroBio México www.agrobiomexico.org Argenbio www.argenbio.org Braspov – Associação Brasileira de Obtentores Vegetais www.braspov.com.br/index.asp Cargill www.cargill.com.br CBI – Council for Biotechnology Information www.whybiotech.com Céleres – Consultoria Empresarial www.celeres.com.br ChileBio www.chilebio.cl CNA – Confederação da Agricultura e Pecuária no Brasil www.cna.org.br CNI – Confederação Nacional da Indústria www.cni.org.br CNT – Confederação Nacional dos Transportes www.cnt.org.br CTNBio – Comissão Técnica Nacional de Biossegurança www.ctnbio.gov.br Embrapa Milho e Sorgo www.cnpms.embrapa.br FAO – Food and Agriculture Organization www.fao.org Sindirações – Sindicato Nacional da Indústria de Alimentação Animal www.sindiracoes.org.br

JULHO / 2006