(Vernonia polyanthes) SOBRE BRAQUIÁRIA (Brachiaria

FAG – FACULDADE ASSIS GURGACZ
RONALDO DELLA PASQUA - 200511578
EFEITOS ALELOPÁTICOS DE ASSA-PEIXE (Vernonia polyanthes) SOBRE
MECANISMOS FOTOSSINTÉTICOS DA BRAQUIÁRIA (Brachiaria brizantha).
CASCAVEL - FAG
2008
RONALDO DELLA PASQUA - 200511578
EFEITOS ALELOPÁTICOS DE ASSA-PEIXE (Vernonia polyanthes) SOBRE
MECANISMOS FOTOSSINTÉTICOS DA BRAQUIÁRIA (Brachiaria brizantha).
Trabalho de conclusão de curso,
apresentado ao curso de Ciências
Biológicas – Bacharelado da Faculdade
Assis Gurgacz – FAG, como requisito
parcial para a obtenção do título de
Biólogo.
Orientador: Robson Michael Delai.
CASCAVEL – FAG
2008
SUMÁRIO
1. RESUMO.......................................................................................................................3
2. ABSTRACT...................................................................................................................4
3. INTRODUÇAO..............................................................................................................5
4. MATERIAIS E METODOS...........................................................................................8
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO.................................................................................11
6. CONCLUSAO............................................................................................................15
7. AGRADECIMENTOS.................................................................................................16
8. BIBLIOGRAFIA...........................................................................................................17
EFEITOS ALELOPÁTICOS DE ASSA - PEIXE (Vernonia polyanthes) SOBRE
MECANISMOS FOTOSSINTÉTICOS DA BRAQUIÁRIA (Brachiaria brizantha).
RONALDO DELLA PASQUA 1
FABIO JOSÉ BAIDA 2
ORIENTADOR: ROBSON MICHAEL DELAI
3
1
- Acadêmico do curso de Ciências Biológicas – Bacharelado, FAG, Cascavel-PR; E-mail: [email protected]
2
- Acadêmico do curso de Ciências Biológicas – Bacharelado, FAG, Cascavel-PR; E-mail: [email protected].
3
- Biólogo, Mestre, Prof. Coordenador do curso de Ciências Biológicas – Bacharelado, FAG, Cascavel-PR; E-mail:
[email protected].
RESUMO – A alelopatia caracteriza-se pelos efeitos danosos ou benéficos sobre o
desenvolvimento da vegetação, causados por substâncias químicas produzidas e
liberadas para o ambiente por uma planta. Com o objetivo de avaliar o potencial
alelopático de espécies brasileiras, foram testados extratos hidroalcoolicos foliares de
Vernonia polyanthes sobre as plantas de Brachiaria brizantha, avaliando o crescimento
relativo da planta receptora e a quantidade de clorofila. Nos bioensaios, foram usados
extratos foliares hidroalcoolicos nas concentrações de 5%, 10%, 15% e 20%, as plantas
de Brachiaria foram regadas com os extratos durante cinco dias consecutivos. Esse
extratos ocasionaram dificuldades no crescimento e diminuição no teor de clorofila,
devido a essas informações, ficou constatado a existência de efeito alelopático presente
nas folhas de Vernonia polyanthes.
Termos para indexação: Alelopatia, aleloquímicos, Vernonia polyanhtes, Brachiaria
brizantha.
ALELOPATIC EFFETC OF BAKE - FISH (Vernonia polyanthes) ON BRAQUIÁRIA
(Brachiaria brizantha) Marandu.
ABSTRACT - The allelopathy is characterized by beneficial or harmful effects on the
development of vegetation, caused by chemicals produced and released into the
environment by a plant. To evaluate the allelopathic potential of Brazilian species, were
tested hidroalcoolicos leaf extracts of Vernonia polyanthes (assa-fish) on the plants of
Brachiaria brizantha Marandu (Braquiária), assessing the relative growth of the recipient
plant and the amount of chlorophyll still present. In bioassays, hidroalcoolicos leaf
extracts were used in concentrations of 5%, 10%, 15% and 20%, plants of Brachiaria
brizantha were watered with the extracts for five consecutive days. This extracts caused
difficulties in growth and reduction in the level of chlorophyll, due to this information, it
was shown that there was aleloquimicos present in the extract, or the sheet of Vernonia
polyanthes (assa-fish).
Terms of indexation: Alelopaty, aleloquíms, Vernonia polyanhtes, Brachiaria brizantha.
INTRODUÇAO
O termo alelopatia foi determinado pelo pesquisador alemão Hans Molish em
1937, com a reunião das palavras gregas "allélon" e "pathos", que significam
respectivamente, mútuos e prejuízo. Ele descreve que é a capacidade das plantas,
superiores ou inferiores, produzirem substâncias químicas, que liberadas no ambiente
podem atingir de forma direta e indireta, favorável ou desfavorável, no desenvolvimento
de outros organismos (RIZVI, 1992).
Substâncias alelopaticas são encontradas em todos os seres vivos, mas é nas
plantas que elas são mais comuns e evidentes (ALMEIDA, 1991). Essas substâncias
estão presentes em diferentes órgãos incluindo as folhas, caules aéreos, raízes,
rizomas, flores, frutos, sementes e gemas de muitas espécies vegetais (MIRÓ et al.,
1998.; REZENDE et al., 2003), mas as folhas e raízes são as fontes mais importantes
de aleloquímicos (RODRIGUES et al., 1993; WESTON, 1996 apud REZENDE et al.,
2003). Podendo se tornar um mecanismo de defesa contra patógenos, pragas,
herbívoros e outras plantas. (ALMEIDA, 1991).
Estes aleloquímicos são compostos secundários tais como fenóis, terpenos,
alcalóides, poliacetilenos, ácidos graxos, peptídeos entre outros. Entre as rotas de
liberação incluem-se a volatilização pelas partes aéreas da planta; a lixiviação das
superfícies do vegetal através da chuva, orvalho e neblina; a exsudação pelas raízes; a
decomposição de resíduos, que pode afetar no desenvolvimento de algumas plantas
(WHITTAKER & FEENY 1971; CHOU 1986; ANAYA 1999).
Os aleloquímicos podem apresentar ação direta ou indireta sobre a planta alvo.
Alterações nas propriedades e características nutricionais do solo e também nas
populações e/ou atividade de organismos que habitam o solo são consideradas como
efeitos indiretos. Os efeitos diretos, por sua vez, são mais estudados e compreendem
alterações celulares e metabólicas, incluindo modificações no funcionamento de
membranas, na absorção de nutrientes e de água, na atividade fotossintética e
respiratória, entre outras (RICE 1984; RIZVI et al. 1992; REIGOSA et al. 1999).
Com essas diversas alterações, a alelopatia é reconhecida como um processo
ecológico
de
grande
importância
para
ecossistemas
naturais
e
manejados,
influenciando na sucessão vegetal primária e secundária, na estrutura, composição e
dinâmica de comunidades vegetais nativas ou cultivadas (RIZVI et al. 1992; REIGOSA
et al. 1999; SCRIVANTI et al. 2003).
Os aleloquímicos podem ser usado na formulação de bioherbicidas, para
minimizar ataques de bactérias, vírus, fungos, insetos, nematóides, ácaros bem como
animais herbívoros, tendo então um melhoramento de plantas cultivadas (SOUZA
FILHO et al., 2006), e nas plantas silvestres aparecem através de adaptações
conseqüentes de seleção natural, mutações herdadas e principalmente da evolução
onde estas desenvolveram substâncias químicas com a mesma finalidade (TAIZ e
ZEIGER, 2004).
Mesmo depois de mortas, as substâncias alelopáticas ainda se mantêm nos
tecidos, de onde são liberadas para o meio e ao atingirem uma concentração
necessária podem influenciar o desenvolvimento de microorganismos e das plantas que
nele se encontram (ALMEIDA, 1991).
A ação alelopática se dá através dos efeitos das substâncias aleloquímicas
aliados às condições ambientais, que pode ser um fator determinante do sucesso ou
insucesso no cultivo de plantas (FERREIRA e BORGHETTI, 2004). A resistência ou
tolerância a esses metabólitos secundários é uma característica espécie-específica
(FERREIRA e ÁQUILA, 2004), ou seja, cada planta, tanto viva quanto em
decomposição exerce inibição apenas sobre determinadas espécies de plantas
invasoras ou plantas cultivadas (LORENZI, 1984 apud TEIXEIRA, 2004).
Todas as plantas têm potencial de sintetizar compostos alelopáticos, embora
plantas cultivadas e suas variedades comerciais tenham perdido parte dessa
capacidade. Essa característica é mais comum nos precursores silvestres das atuais
plantas cultivadas que se adaptaram para competir com outras plantas garantindo sua
autodefesa (BANSAL e BHAN, 1993).
Considerando-se a grande extensão territorial e a diversidade florística, a
ampliação desse conhecimento para a flora brasileira é de grande importância este
estudo para se entender as interações de planta para planta, tendo condições de utilizar
destes aleloquimicos produzidos. O presente estudo teve como objetivo avaliar o
potencial alelopático de Vernonia polyanthes no controle de Bachiaria brizantha,
verificando as possíveis alterações a nível celular e molecular da planta-teste através
da realização de bioensaios laboratoriais, estudando assim, as possibilidades de
Vernonia polyanthes ser usada com fonte de herbicida.
MATERIAL E MÉTODOS
Os bioensaios foram conduzidos no laboratório de Botânica e em estufa no
campus da Faculdade Assis Gurgacz (FAG), Cascavel – Paraná.
Primeiramente foram adquiridas as sementes de braquiária, doadas pela casa da
lavoura. As sementes foram semeadas em caixa de madeira de 1m 2 com latossolo
vermelho da região (retirado da casa da vegetação FAG Faculdade Assis Gurgacz),
sendo regadas diariamente até atingirem aproximadamente 5 cm (25 – 30 dias), e
permaneceram em temperatura ambiente (cerca de 18º c). Em seguida transferiu-se 03
mudas de plantas para cada copo plástico de 300 mL com o mesmo solo, ficaram por
10 dias nos copos para a adaptação. O assa-peixe que foi utilizado foi coletado nas
proximidades da FAG Cascavel – PR, a solução hidroalcoolica foi preparada no
laboratório de botânica da FAG, primeiramente foram lavadas as folhas com água
corrente, rapidamente secas, logo após triturada em um liquidificador, adicionado água
destilada conforme a solução (5, 10, 15 e 20%)ficando em repouso em Becker de 1L
durante 24 hrs, então adicionou-se o álcool e em fim filtrado. Foram separados cinco
grupos distintos, sendo o primeiro grupo controle regado diariamente somente com
água, o segundo grupo com plantas regadas diariamente com extrato na concentração
de 5%, o terceiro grupo com plantas regadas diariamente com extrato na concentração
de 10%, o quarto grupo com plantas regadas diariamente com extrato na concentração
de 15% e o quinto grupo com plantas regadas diariamente com extrato na concentração
de 20%, totalizando 40 copos para cada tratamento contendo 3 mudas cada copo num
total de 120 planta.
Após 20 dias as plantas de braquiária foram retiradas dos copos e transportadas
até o laboratório de botânica em uma caixa de isopor, em seguida foram lavadas em
água corrente e posteriormente pesadas frescas e deixada uma planta em cada
recipiente (total de 20 plantas de cada concentração) com 50 ml de álcool 92% por
cinco dias, após foram pesadas secas e em fim realizaram-se as análises laboratoriais.
Crescimento Relativo
Para determinar a taxa de crescimento relativo é necessário calcular a
porcentagem de peso seco no dia 0:
Peso seco dia 0 x 100 / peso fresco dia 0. O resultado desta fórmula corresponde à
porcentagem de peso seco do dia 0. Posteriormente calcula-se a porcentagem de peso
seco média das repetições para cada tratamento no dia 0.
Para calcular a taxa de crescimento relativo para cada dia é necessário estimar o peso
seco inicial para cada dia utilizando a seguinte fórmula:
Peso seco do dia x porcentagem média de peso seco dia 0.
A taxa de crescimento relativo é calculada pela fórmula:
Cresc. Rel. = (PSfinal – PSinicial) / PSinicial ,
Onde PSfinal é o peso seco final (para cada ponto no tempo) e PSinicial é o peso seco
inicial estimado da planta em questão.
As médias das repetições para cada tratamento são calculadas para confeccionar os
gráficos.
Verificação do Teor de Clorofilas
Coletou-se material dos experimentos expostos aos tratamentos e armazenou-se
em álcool 92% durante cinco dias. Posteriormente determinou-se em espectrofotômetro
a absorbância nos comprimentos de onda de 645 nm (A645) e 663 nm (A663).
A concentração de clorofila total dar-se-á pela fórmula:
Chla = (0,0127. A663) – (0,00269. A645), para clorofila a e
Chlb = (0,0229. A645) – (0,00468. A663), para clorofila b.
Onde Chla é a concentração de clorofila a em g/l e Chlb é a concentração de
clorofila b em g/l. Soma-se o teor total de Chla e Chlb no volume total de extrato e
dividi-se pelo peso seco de matéria extraída, expressa-se em mg de clorofila por grama
de matéria seca extraída.
O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com cinco tratamentos
(grupo controle, concentrações 5%, 10%, 15% e 20%), com 20 repetições de cada
tratamento, totalizando 100 plantas no total. As análises estatísticas foram realizadas
através do programa estatístico SPSS (SPSS 10.1 Windows Student Version By: ISBN:
0072492163 Format: DB. 10 ed., 2001). A comparação entre as médias dos
tratamentos foram realizadas com a aplicação do teste Duncan em nível de 5% de
probabilidade
Resultados e discussão:
Observou-se que o extrato hidroalcoolico com folhas de assa-peixe teve
atividade alelopática diminuindo o teor de clorofila das plantas de braquiaria, com
diferenças bem significativas, sendo que quanto maior a porcentagem nas
concentrações, menor vai ser o teor de clorofila. Os efeitos visíveis causados pelos
aleloquímicos são reflexos secundários que ocorrem a nível molecular (RIZVI, et al.,
1992 apud MARASCHIN-SILVA et al., 2005) sendo assim, verifica-se que o sistema
fotossintético foi afetado, inibindo a formação de clorofila.
A clorofila encontra-se dentro de cloroplastos cercados por densos corpos de
protoplasma, no interior das células vegetais. A clorofila é capaz de canalizar a energia
da luz solar em energia química através dos processos de fotossíntese, onde a energia
absorvida pela clorofila transforme-se em dióxido de carbono e água em carboidratos e
oxigênio (TAIZ e ZEIGER, 2004).
VELU & ALI (1994) estudaram o efeito alelopático dos extratos aquosos de
raízes de Cynodon dactylon e Cyperus rotundus na soja. Houve redução da produção
de matéria seca total, da área foliar e do teor de clorofila, que resultou em menor
produção de grãos.
De acordo com ALMEIDA (1991), a redução da taxa de clorofila, que ocasiona o
amarelecimento ou clorose das folhas é o sintoma mais citado na literatura de possíveis
efeitos alelopáticos.
Na figura 1 observa-se que para concentração de 5% e 10% a taxa de clorofila
não difere significativamente do controle, porem com menor teor de clorofila devido aos
efeitos alelopaticos causados pelo assa-peixe.
Na concentração de 15% existe diferença com as plantas controle, porem não
difere dos tratamentos de 5% e 10%. Os efeitos alelopaticos foram dose-dependente,
ou seja, quanto maior a concentração do extrato de assa-peixe, menor o teor de
clorofila em braquiaria. Através disso observamos na figura 1, que as plantas tratadas
com a concentração de 20%, tiveram seu sistema fotossintético mais afetado.
Figura 1: Taxa de clorofila total após o tratamento com extrato de Vernonia
polyanthes.
A
Teor de clorofila /abs/ mg.ps
1,250
1,000
AB
y = -261,5x
+ 1393,5
2
R = 0,9673
AB
0,750
BC
0,500
0,250
C
0,000
5%
10%
15%
tratamentos
20%
cc
Na figura 2 esta aparente que o crescimento relativo sofreu interferência
alelopatica, comparando plantas controle com plantas tratadas com extrato da
Vernonia. Porém entre as plantas expostas ao extrato não apresentam diferenças
significativas.
Segundo JACOBI & FERREIRA (1991), os efeitos alelopáticos podem ser
observados tanto sobre a germinação quanto sobre o crescimento da plântula, no
entanto o efeito costuma ser mais drástico sobre o crescimento do que sobre a
germinação. FERREIRA e AQUILA (2000) apontam que os aleloquimicos são mais
severos com o crescimento da plântula, pois as substâncias alelopáticas podem induzir
o aparecimento de plântulas anormais, sendo a necrose da radícula um dos sintomas
mais comuns.
Observou-se portanto que os efeitos alelopaticos sobre o desenvolvimento da
plântula, após tratamento com extratos de assa-peixe diminuíram o peso seco e peso
fresco das plântulas, apresentando alterações fisiológicas nas braquiarias devido ao
efeito alelopatico do assa-peixe.
figura 2: Crescimento relativo das plantas de braquiaria expostas aos
tratamentos de extratos de assa-peixe.
Taxa de crescimento relativo
A
y = -40,01x
+ 579,45
2
R = 0,3227
0,600
B
B
B
B
0,400
0,200
0,000
5%
10%
15%
tratamentos
20%
cc
Conclusão
Observou-se que plantas de braquiaria expostas ao extrato hidroalcoolico de
assa-peixe sofreram efeitos alelopaticos, tendo seu crescimento relativo diferenciado
das plantas controle, com menor crescimento das plântulas ocasionado pelas
substancias alelopaticas, e com grande diferença no teor de clorofila entre as plantas
controle e as expostas ao extrato de assa-peixe, onde as regadas com o extrato tiveram
menor taxa de clorofila, devido aos produtos aleloquimicos que afetou o sistema
fotossintético.
Com isso concluímos que o estudo de alelopatia é de grande importância para o
melhoramento ambiental, evitando utilizar agrotóxicos, podendo então implantar o uso
dos aleloquimicos encontrados em plantas.
AGRADECIMENTOS
Agradeço a minha família, ao professor orientador e amigo Robson M. Delai, as
alunas Lucielle Fontana Mostardeiro e Silvana Dos Anjos do 5º período do curso
Ciências Biológico Bacharel, da Faculdade Assis Gurgacz – FAG, aos laboratoristas do
laboratório de botânica Clair Aparecida Viecelli e Everton Verona por terem me
auxiliado no desenvolvimento do meu projeto e há todos muito obrigados por terem me
incentivando ao termino do mesmo.
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