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UNIVERSIDADE FEDERAL DOS VALES DO JEQUITINHONHA E MUCURI – UFVJM MIGUEL HENRIQUE ROSA FRANCO FITORREMEDIAÇÃO DE SOLOS CONTAMINADOS PELO PICLORAM POR Brachiaria brizantha DIAMANTINA - MG 2013 MIGUEL HENRIQUE ROSA FRANCO FITORREMEDIAÇÃO DE SOLOS CONTAMINADOS PELO PICLORAM POR Brachiaria brizantha Dissertação apresentada à Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal, área de concentração em Grandes Culturas, para a obtenção do título de “Mestre”. Orientador: Dr. André Cabral França DIAMANTINA - MG 2013 MIGUEL HENRIQUE ROSA FRANCO FITORREMEDIAÇÃO DE SOLOS CONTAMINADOS PELO PICLORAM POR Brachiaria brizantha Dissertação apresentada à Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal, área de concentração em Grandes Culturas, para a obtenção do título de “Mestre”. APROVADA em......... de .................................. de 2013 Prof. Dr. Evander Alves Ferreira - UFVJM Membro Prof. Dr. Leonardo D´Antonino - UFV Membro Prof. Dr. André Cabral França – UFVJM Presidente DIAMANTINA - MG 2013 OFEREÇO Aos meus pais, Miguel e Zelma, as minhas irmãs, namorada, amigos e professores que estiveram comigo em todo esse percurso. DEDICO A Deus primeiramente, e a todas as pessoas que tornaram possível a conclusão deste trabalho. i AGRADECIMENTOS À DEUS, pelo dom da vida, pelos ensinamentos e acompanhamento diário ao decorrer da minha jornada acadêmica. Aos meus pais Miguel Rosa Franco e Zelma A. Silva Franco, pelo carinho, amor, dedicação e por ser pessoas tão especiais na minha vida. Pessoas estas a qual me espelho. A minhas irmãs Julieta S. Rosa Franco e Luana S. Rosa Franco pela força, atenção, dedicação e amor prestados a mim por todos esses anos. Ao professor Dr. André Cabral França, pela amizade, orientação e exemplo de profissional. Ao professor Dr. José Barbosa dos Santos, pela amizade, conselhos e por estar sempre disposto a ajudar quando precisei. A professora Dra. Marcela Carlota Nery pela orientação, confiança e companheirismo durante todo período do mestrado e por estar sempre me incentivando a continuar nesse caminho. Ao professor Dr. Evander Alves Ferreira por me auxiliar e estar presente sempre que precisei, o qual se tornou um grande amigo. A minha namorada Júlia Neves Martins, pelo carinho atenção e companheirismo. A todos os companheiros da Republica Nós Travamos (Mateus, Francis, Vinicius, Breno, Fabricio, Bernardo, Breno, Christiano, Maxwel) por serem minha segunda família e estarem sempre presentes. Aos companheiros do grupo de estudos NECAF, NES e MASPD, pelo carinho, cumplicidade e companheirismo. Aos meus colegas de classe pela ajuda nas noites de estudo e companheirismo. Aos meus amigos de Diamantina (Gabriel, Gustavo, Pedro, Nucho, Dudu, Hudson, Gabiru, Rodrigo, Ceará, Marcinho, Lúcio, João, Samuel, Pedro, Vitor, Bruno, Jorge, Léo, Marcos Paulo, Aline, Willian, Cebola, Faustolo, Ricardo, Flávio, Avatar, Gabriru, Valadão, Nykolas, Juliano, Ademilson, Guto, ...) que fizeram parte de uma das etapas mais importantes da minha vida. ii Aos integrantes do NECAF, os quais sempre me ajudaram e estiveram comigo em meus experimentos. Ao amigo Marco Túlio Gomes Albuquerque, pela disposição e ajuda em todo o meu experimento e também companheirismo nos bons momentos proporcionados em Diamantina. Aos professores pelos ensinamentos profissionais, intelectuais e morais. Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM), pela oportunidade de realização do curso e pela contribuição à minha formação acadêmica. À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pela concessão de Bolsa de Estudo. À Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG) pelo apoio financeiro na execução deste trabalho. Aos meus amigos em geral, ao qual dedico esta conquista. A quem torceu pela minha vitória. Obrigado! iii RESUMO FRANCO, M.H.R. Fitorremediação de solos contaminados pelo picloram por Brachiaria brizantha. 2013. 46p. (Dissertação - Mestrado em Produção Vegetal) – Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, Diamantina, 2013. Objetivou-se com esse trabalho avaliar a fitorremediação proporcionada pelo cultivo de Brachiaria brizantha, cv. Piatã, em solos contaminados pelo picloram, determinando a sua influência nas características fisiológicas e vegetativas do feijoeiro, utilizada como planta bioindicadora. Para isso, foram realizados dois experimentos, sendo o primeiro composto pela aplicação de diferentes doses do herbicida picloram (0; 7,5; 15; 30; 60 e 120 g ha -1) onde cultivou-se Brachiaria brizantha, cv. Piatã (espécie fitorremediadora) por um período de 150 dias. O segundo experimento constou da permanência de Brachiaria brizantha, cv. Piatã nos solos em diferentes períodos de cultivo (150, 210, 240, 270 e 300 dias), após a aplicação da dose de 240 g ha-1 do picloram. O delineamento experimental adotado para os dois experimentos foi o de blocos casualizados, com cinco repetições. As avaliações foram compostas pela verificação da altura (cm), massa da matéria seca (g) e massa da matéria verde (g) das plantas de braquiária no ensaio 1, e da massa da matéria seca (g) das plantas de braquiária para os respectivos períodos de cultivo propostos no ensaio 2. Para as plantas de feijão, foram feitas a determinação aos 50 dias após a semeadura (DAS) das seguintes variáveis: altura (cm), massa da matéria seca (g), massa da matéria verde (g), fitotoxicidade (%) aos 25 e 50 dias, área foliar (cm2), número de folhas por planta, eficiência fotossintética máxima (Fv/Fm) e a taxa relativa de transporte de elétrons (ETR). Avaliando-se os efeitos tanto na planta fitorremediadora, quanto na bioindicadora, pode-se concluir que a remediação proporcionada pelo cultivo da Brachiaria brizantha, cv. Piatã foi efetiva somente quando se aplicou doses inferiores a 60 g ha -1 no solo. Após a aplicação do picloram, o maior período de cultivo da braquiária no solo (300 DAS) proporcionou maior potencial remediador e, consequentemente melhoria das características fisiológicas e morfológicas da cultura do feijão. Palavras-Chave: auxinas, Phaseolus vulgaris, resíduos, descontaminação de solo, atividade fisiológica. iv ABSTRACT FRANCO, M.H.R. Phytoremediation of soils contaminated by picloram with Brachiaria Brizantha. In 2013. 46p. (Thesis - Master in Plant Production) - Federal University of the Jequitinhonha and Mucuri, Diamantina, 2013. The objective of this study was to evaluate the phytoremediation provided by cultivating B. brizantha cv. Piata in soils contaminated by picloram, determining its influence on physiological and vegetative characteristics in beans, used as bioindicator. For this, two experiments were conducted, the first consisting of the application of different doses of the herbicide picloram ( 0 , 7.5, 15 , 30, 60 and 120 g ha - 1 ) which were cultivated Brachiaria Brizantha cv. Piata for a period of 150 days. The second experiment consisted of permanence B. brizantha cv. Piatã on the soil in different periods (150 , 210, 240, 270 to 300 days) after the application of a dose of 240 g ha -1 of picloram. The experimental design for both experiments was a randomized block with five replications. The evaluations were made by measuring the height ( cm ) , dry matter ( g ) and mass of green matter ( g ) of Brachiaria plants in the trial 1 , and dry matter ( g ) of Brachiaria plants for respective periods proposed in the trial 2. For the bean plants, were made evaluations at 50 days after sowing (DAS) of the following variables: plant height ( cm ) , dry matter ( g ) , mass of green matter ( g ) , phytotoxicity ( % ) to 25 and 50 days , leaf area ( cm2 ) , number of leaves per plant , maximum photosynthetic efficiency ( Fv / Fm ) and the relative rate of electron transport (ETR). Evaluating the effects on plants, the phytoremediation, and the bioindicator. It can be concluded that the remediation provided by the cultivation of B. brizantha cv. Piata was effective only when were applied doses below 60 g ha - 1 in the soil. After the application of picloram, the longest period on the soil with brachiaria (300 DAS) provided the greatest potential to remediation and hence improving the physiological and morphological characteristics of the bean. Keywords: auxins, Phaseolus vulgaris, waste, decontamination of soil, physiological activity. v LISTA DE TABELAS ARTIGO CIENTÍFICO I Tabela 1 Tabela 2 Tabela 1: Características físicas e químicas do Argissolo VermelhoAmarelo utilizado no experimento.............................................................. Tabela 2: Características físicas e químicas do Argissolo VermelhoAmarelo após fitorremediação do herbicida picloram............................... Pág. 11 12 ARTIGO CIENTÍFICO II Tabela 1 Tabela 2 Tabela 3 Tabela 1: Características físicas e químicas do Argissolo VermelhoAmarelo utilizado no experimento............................................................. 25 Tabela 2: Características físicas e químicas do Argissolo VermelhoAmarelo após fitorremediação do herbicida picloram.............................. 26 Tabela 3: Massa da matéria seca de plantas de braquiária cultivadas em diferentes períodos no solo contaminado com o herbicida picloram........... 27 vi LISTA DE FIGURAS ARTIGO CIENTÍFICO I Figura 1 Figura 2 Figura 3 Pág. Figura 1 – Número de folhas (A), área foliar (B) e massa da matéria verde e seca (C e D) de plantas de feijoeiro cultivadas após a fitorremediação de solos contaminados com o herbicida picloram (Padron®).................................................................................................... 130 0 Figura 2 – Altura das plantas (A), fitotoxicidade aos 25 e 50 dias após a semeadura (B) de plantas de feijoeiro cultivadas após a fitorremediação de solos contaminados com herbicida picloram (Padron®)........................ 15 Figura 3 – Taxa relativa de transporte de elétrons (A), rendimento quântico máximo do PSII (B) de plantas de feijoeiro cultivadas após a fitorremediação de solos contaminados com herbicida picloram (Padron®)................................................................................................ 160 0 ARTIGO CIENTÍFICO II Figura 1 Figura 2 Figura 3 Figura 1 – Número de folhas (A); área foliar (B); massa da matéria verde (C); massa da matéria seca (D) de plantas de feijoeiro cultivadas após diferentes épocas de permanência da braquiária (Brachiaria brizantha, cv Piatã) na fitorremediação em solos contaminados com herbicida picloram (Padron®) ................................................................................................... 280 0 Figura 2 – Altura de plantas (A), fitoxicidade aos 25 e 50 DAS (B) de plantas de feijoeiro cultivadas após diferentes épocas de permanência da braquiária (Brachiaria brizantha, cv Piatã) na fitorremediação em solos contaminados com herbicida picloram (Padron®) ...................................... 29 Figura 3 – Taxa relativa de transporte de elétrons (A); rendimento quântico máximo do PSII (C) de plantas de feijoeiro cultivadas após diferentes épocas de permanência da braquiária (Brachiaria brizantha, cv Piatã) na fitorremediação em solos contaminados com herbicida picloram 310 (Padron®)................................................................................................. 0 vii SUMÁRIO RESUMO.……………………………………………………………………………. Pág. iii ABSTRACT….………………………………………………………………….…… iv LISTA DE TABELAS..…………………………………………………………...…. v LISTA DE FIGURAS..…………………………………………………………....…. vi INTRODUÇÃO GERAL……………………………………………………….……. 1 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS.………………………………………………. 4 ARTIGO CIENTÍFICO I. Características fisiológicas e morfológicas do feijoeiro cultivado em solos com resíduos de picloram........................................................... 7 Resumo.......................................................................................................................... 7 Abstract......................................................................................................................... 8 1 Introdução.................................................................................................................. 8 2 Material e métodos..................................................................................................... 10 3 Resultados e discussão.............................................................................................. 12 4 Conclusões................................................................................................................. 17 5 Referências bibliográficas......................................................................................... ARTIGO CIENTÍFICO II. Remediação de solos contaminados pelo picloram por Brachiaria brizantha .......................................................................................... Resumo......................................................................................................................... 17 Abstract......................................................................................................................... 22 1 Introdução.................................................................................................................. 22 2 Material e métodos..................................................................................................... 24 3 Resultados e discussão.............................................................................................. 27 4 Conclusões................................................................................................................. 31 5 Referências bibliográficas......................................................................................... 32 CONCLUSÃO GERAL................................................................................................ 36 ANEXOS....................................................................................................................... 37 21 21 1 1 INTRODUÇÃO GERAL 2 3 Um das principais características da pecuária brasileira é a alta disponibilidade de 4 pastagens, o que proporciona o fornecimento de carne e leite de forma competitiva em termos 5 de custo de produção e qualidade. Entretanto, estima-se que 80%, dos 50 a 60 milhões de 6 hectares de pastagens do país encontram-se em algum estádio de degradação e com alto 7 índice de infestação de plantas daninhas, sendo este, um dos maiores problemas de sistema de 8 produção de bovinos no Brasil (Santos et al., 2006). Segundo os mesmos autores, a utilização 9 de herbicidas tem contribuído de maneira significativa, tanto na preservação das pastagens, 10 quanto na substituição dessas áreas por outras formas de cultivo, como por exemplo, a 11 implantação do plantio direto de culturas anuais. 12 Silva et al. (2002) relatam que dentre os métodos de controle de plantas daninhas 13 disponíveis, o químico é o mais utilizado, e tem como objetivo provocar morte e/ou inibir o 14 desenvolvimento das daninhas. No entanto, deve-se fazer o uso deste método, associado a 15 outras técnicas de controle, sendo a de maior ênfase o controle cultural. 16 Entre os herbicidas mais utilizados nas pastagens brasileiras, destaca-se o picloram, que 17 se caracteriza por elevada persistência no solo (Dornelas de Souza et al., 2001; Berisford et 18 al., 2006; Santos et al., 2006), baixa sorção aos coloides do solo, alta solubilidade em água e 19 elevado potencial de lixiviação, podendo atingir aquíferos subterrâneos (Bovey & Richardson, 20 1991; Pang et al., 2000; Close et al., 2003). 21 O comportamento das moléculas de um herbicida no solo é dependente de três 22 processos: retenção, transformação e, ou transporte (Weber & Miller, 1989). Dentre as 23 características pertinentes ao solo, pode-se destacar o pH, a matéria orgânica, a textura e 24 mineralogia, a temperatura e a umidade (Silva et al., 2007). Devido ao grande número de 25 fatores envolvidos é difícil predizer o tempo exato para dissipação das moléculas. Os solos 26 brasileiros normalmente têm valores de pH entre 4 a 6,5 e nestas condições o herbicida 27 picloram se comporta como um ácido (pKa 2,3), sendo que a maioria de suas moléculas se 28 encontram na forma aniônica (Oliveira Jr. et al., 2001). Nesta forma as moléculas são 29 repelidas pelas cargas negativas presentes nos solos, o que faz com que este herbicida seja 30 menos sorvido (Regitano et al., 2001). 31 O picloram é utilizado na composição da maioria dos herbicidas registrados para 32 pastagens no Brasil e, aliado à baixa tecnologia de aplicação desses pesticidas, tornam esse 33 composto ambientalmente perigoso, principalmente em locais com lençol freático superficial, 34 em áreas onde o agricultor deseja implantar a integração lavoura/pecuária ou a consorciação 2 35 entre culturas e espécies forrageiras (Kichel et al., 1998). Segundo Silva et al. (2007) 36 pequenas quantidades do picloram no solo, podem causar intoxicação em espécies sensíveis, 37 como soja, feijão, algodão e outras dicotiledôneas, quando cultivadas em sequência. 38 D’Antonino et al. (2012), trabalhando com mudas de café em solos com resíduos de picloram 39 verificou redução drásticas no desenvolvimento das mesmas, podendo ter reflexos futuros na 40 produtividade do cafeeiro. Além disso, processos como ocorrência de deriva em aplicações 41 mal conduzidas com herbicidas auxínicos, podem causar sérios prejuízos ao desenvolvimento 42 de culturas dicotiledôneas (Kelley et al., 2005), como cucurbitáceas, solanáceas. D’Antonino 43 et al. (2012), 44 Desta forma, quando a utilização do picloram for realizada visando o controle de 45 plantas daninhas, pode ocorrer o impedimento do plantio de culturas sensíveis ao herbicida 46 por pelo menos três anos. Outro fator preocupante quando a aplicação do picloram se refere 47 ao fato deste xenobiótico possuir alta solubilidade em água, favorecendo sua movimentação 48 vertical no perfil do solo e podendo atingir e se distribuir em águas subterrâneas (Santos et al., 49 2006). 50 Devido à necessidade do uso racional dos insumos agrícolas para minimizar os 51 impactos ambientais da agricultura, estudos tem sido realizados com a finalidade de se 52 verificar o comportamento de herbicidas no solo e na planta (Futch & Singh 1999; Pang et 53 al., 2000; Carrizosa et al., 2004). Porém, pouco se sabe do comportamento dessas moléculas 54 em solos tropicais e seu real efeito no meio ambiente (Inoue et al., 2002; Inoue et al., 2003). 55 Segundo Pires et al. (2001) alternativas biológicas, como a técnica da biorremediação, vem 56 sendo largamente utilizadas com objetivo de resolver este tipo de problema. Desta forma, são 57 utilizadas espécies vegetais capazes de remover e/ou degradar esses elementos no solo, 58 eliminando o risco de carryover. A seleção destas espécies remediadoras deve apresentar 59 fácil controle posterior, podendo se potencializar como adubos verdes, espécies forrageiras ou 60 plantas de cobertura (Carmo et al., 2008 a) 61 Neste contexto, trabalhos realizados em países, geralmente de clima temperado, tem 62 difundido em grande escala o uso de plantas de remediação de pesticidas (Cunningham et al., 63 1996; Fernandez et al., 1999), tendo algumas destas demonstrado grande eficiência na 64 remediação de solos contaminados com atrazine (Perkovich et al., 1996; Arthur et al., 2000), 65 simazine (Wilson et al., 1999) e metolachlor (Anderson et al., 1995; Rice et al., 1997). No 66 Brasil, diversas pesquisas tem sido apresentadas mostrando um bom resultado no cultivo da 67 mucuna-preta e do feijão-de-porco na remediação de solos contaminados por tebuthiuron 3 68 (Pires et al., 2003) e trifloxysulfuron-sodium (Procópio et al., 2005; Santos et al., 2004), 69 sendo estes, identificados como altamente persistentes em solos agrícolas. 70 Procópio et al. (2008) trabalhando com a espécie Eleusine coracana, na densidade 71 populacional de até 172 plantas m-2 , demonstraram alta capacidade desta em remediar solos 72 contaminados com picloram, proporcionando assim redução de “carryover” do herbicida 73 sobre a cultura da soja semeada em sucessão. A possibilidade de utilização de E. coracana, 74 além do efeito remediador, da facilidade de multiplicação e do baixo custo de aquisição, é 75 interessante também pela facilidade no controle posterior das plantas dessa espécie, pois se 76 trata de uma espécie anual e com alta sensibilidade ao herbicida glyphosate, sendo, portanto, 77 baixo o risco de se tornar uma espécie daninha. 78 Em outro trabalho Procópio et al. (2009) verificaram que a espécie Panicum maximum 79 cv. Tanzânia influenciou no nível de intoxicação do herbicida picloram sobre a cultura da soja 80 semeada em sucessão, tendo capacidade de remediar solos contaminados com esse herbicida. 81 Segundo os autores, este processo foi influenciado pela densidade populacional da espécie 82 fitorremediadora P. maximum cv. Tanzânia, alcançando seu máximo com 122 plantas m-2 e 83 havendo decréscimo em maiores populações. 84 O cultivo prévio do capim-tanzânia por 60 dias, em solo classificado como Latossolo 85 Vermelho eutroférrico, pode garantir crescimento satisfatório de plantas de soja e tomate em 86 ambiente com resíduos de picloram em torno de 80 g ha -1. Porém, em maiores concentrações 87 do picloram a fitorremediação realizada pelas plantas de capim-tanzânia não proporcionou 88 bom crescimento das plantas de soja e tomate, sendo necessária continuidade no processo de 89 descontaminação (Carmo et al., 2008 b). 90 Devido a estes fatores, é de vital importância se conhecer a melhor forma de 91 recomendação e aplicação do picloram. Isso evitaria a ocorrência de problemas ambientais e 92 de intoxicação de cultivos sucessores. Em decorrência, estabelecer critérios e soluções para 93 fitorremediação biológica de solos contaminados e com problemas de cultivos devido ao uso 94 inadequado deste xenobiótico. 95 O presente trabalho teve como objetivo analisar a fitorremediação de solos 96 contaminados pelo picloram por Brachiaria brizantha, cv. Piatã, e avaliar as características 97 fisiológicas e morfológicas do feijoeiro cultivado em sucessão. 98 99 100 101 4 102 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 103 104 105 106 ANDERSON, T. A.; COATS, J. R. Screening rhizosphere soil samples for the ability to mineralize elevated concentrations of atrazine and metolachlor. J. Environ. Sci. Health, v. B30, p. 473-484, 1995. 107 108 109 ARTHUR, E. L. et al. Degradation of an atrazine and metolachlor herbicide mixture in pesticide-contaminated soils from two agrochemical dealerships in Iowa. Water, Air, Soil Poll., v. 119, n. 1-4, p. 75-90, 2000. 110 111 BERISFORD, Y. C. et al. 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Chem., v. 18, n. 7, p. 1462-1468, 1999. 185 186 7 187 ARTIGO CIENTÍFICO I: NORMAS PARA PUBLICAÇÃO DA REVISTA 188 CAATINGA 189 190 Disponível em: 191 http://www2.ufersa.edu.br/portal/view/uploads/setores/31/periodicos/instrucoes_aos_autores.pdf 192 193 CARACTERÍSTICAS FISIOLÓGICAS E MORFOLÓGICAS DO FEIJOEIRO 194 CULTIVADO EM SOLOS COM RESÍDUOS DE PICLORAM 195 RESUMO – O objetivo deste trabalho foi avaliar as características fisiológicas e 196 morfológicas de plantas de feijão cultivadas em solos submetidos à aplicação de diferentes 197 doses do picloram após o cultivo de Brachiaria brizantha, cv. Piatã. O experimento foi 198 conduzido em casa de vegetação, utilizando-se vasos de 20 litros e solo classificado como 199 Argissolo Vermelho-Amarelo. O delineamento experimental utilizado foi em blocos ao acaso, 200 sendo os tratamentos compostos pela aplicação de seis doses do picloram (0; 7,5; 15; 30; 60 e 201 120 g ha-1) e cinco repetições. Após cinco dias de aplicação do herbicida realizou-se o cultivo 202 de quatro plantas de Brachiaria brizantha, cv. Piatã por vaso, por um período de 150 dias. 203 Após, este período realizou-se o corte da braquiária, avaliando-se a altura (cm), massa da 204 matéria seca (g) e massa da matéria verde (g). No mesmo dia semeou-se o feijão, como planta 205 bioindicadora da presença do picloram nos solos, permanecendo por 50 dias nos vasos. Aos 206 50 dias após o semeio foram feitas as seguintes avaliações nas plantas de feijão: altura (cm), 207 massa da matéria seca (g), massa da matéria verde (g), fitotoxicidade (%) aos 25 e 50 dias, 208 área foliar (cm2), número de folhas por planta, eficiência fotossintética máxima (Fv/Fm) e a 209 taxa relativa de transporte de elétrons (ETR). Resíduos no solo de picloram até 60 g ha-1 são 210 fitorremediados pelo cultivo da Brachiaria brizantha. As plantas de feijão (Phaseolus 211 vulgaris) apresentaram bom potencial como indicador biológico da presença de resíduos do 212 picloram no solo. Resíduos no solo de picloram até 60 g ha-1 são fitorremediados pelo cultivo 213 da Brachiaria brizantha. 214 Palavra chave: Phaseolus vulgaris; auxinas; contaminação; remediação. 215 MORPHOLOGICAL AND PHYSIOLOGICAL CHARACTERISTICS IN BEAN 216 GROWN ON SOILS WITH PICLORAM 217 8 218 ABSTRACT - The aim of this study was to evaluate the physiological and morphological 219 characteristics of bean plants grown in soils subjected to different doses of picloram after 220 culturing of B. brizantha cv. Piata. The experiment was conducted in a greenhouse, using 20 221 L pots and soil classified as Ultisol. The experimental design was a randomized blocks, with 222 treatments consisted of the application of six doses of picloram (0, 7.5, 15, 30, 60 and 120 g 223 ha-1) and five replications. After five days of herbicide application was sowed four plants of 224 B. brizantha cv. Piata per pot, and grown for a period of 150 days. After this period there was 225 the cutting of Brachiaria, evaluating the plant height (cm), dry matter (g) and mass of green 226 matter (g). On the same day was sowed the beans as bioindicator plants of the presence of 227 picloram in the soil, grown for 50 days in pots. At 50 days after sowing were done the 228 following evaluation in bean plants: height (cm), dry matter (g), mass of green matter (g), 229 phytotoxicity (%) at 25 and 50 days, leaf area ( cm2), number of leaves per plant, maximum 230 photosynthetic efficiency (Fv / Fm), and the relative rate of electron transport (ETR). 231 Picloram residues up to 60 g ha-1 in the soil are removed by the cultivation of Brachiaria 232 Brizantha. The Bean plants (Phaseolus vulgaris) showed good potential as a biological 233 indicator of the residues of picloram in the soil. Picloram residues up to 60 g ha-1 in soil are 234 removed by the cultivation of Brachiaria Brizantha. 235 Keywords: Phaseolus vulgaris; auxin, contamination, remediation 236 237 INTRODUÇÃO 238 239 Nos últimos anos o Brasil tornou-se o maior consumidor mundial de agrotóxicos, sendo 240 os herbicidas responsáveis pela maior parte, representando cerca de 45% do consumo total 241 (SINDAG, 2009). 242 Devido ao grande uso dos herbicidas, vem aumentando a preocupação com a 243 contaminação ao meio ambiente, principalmente, em se tratando de águas subterrâneas 244 (CELIS et al., 2005). Sabe-se ainda, que alguns desses herbicidas podem contaminar o solo 245 influenciando negativamente cultivos posteriores, e também atingindo os lençóis freáticos por 246 meio de lixiviação e escorrimento superficial (D’ANTONINO et al., 2009a; SANTOS et al., 247 2010). Deste modo, pesquisas envolvendo sorção, dessorção, meia-vida e lixiviação de 248 herbicidas no solo, são essenciais pra prever eventuais prejuízos causados por esses 249 compostos ao ambiente (VAN WYK & REINHRDT, 2001). 9 250 Neste contexto, estudos em solos tropicais, observando características como pH, 251 minerais de argila 1:1, matéria orgânica e CTC total envolvendo o destino dos herbicidas no 252 ambiente, evidenciam que estes fatores podem exercer grande influência no que diz respeito 253 aos mecanismos quem controlam o destino final dos herbicidas iônicos no solo (COSTA et 254 al., 2000; ROCHA et al., 2000; ALBUQUERQUE et al., 2001). 255 Nas pastagens brasileiras o picloram é um dos principais herbicidas utilizados no 256 controle de espécies de plantas daninhas de folhas largas, apresentando seletividade, 257 principalmente as espécies da família poaceae (SANTOS et al., 2006). Particularmente, esse 258 herbicida apresenta meia-vida de 20 a 300 dias (SILVA et al., 2007), podendo em alguns 259 casos permanecer no solo por ate três anos após sua aplicação (DEUBERT & CORTE- 260 REAL., 1986). 261 Diante deste fato há necessidade de estudos focados na remoção deste herbicida, 262 criando técnicas que apresentem simplicidade de execução, efetividade e menor custo (PIRES 263 et al., 2003). Para tanto, utiliza-se a técnica de fitorremediação, que consiste em aproveitar a 264 capacidade que algumas espécies vegetais possuem de acelerar a degradação ou imobilização 265 de alguns compostos tóxicos no ambiente. Já se sabe que a associação da planta com a 266 microbiota é capaz de metabolizar a molécula tóxica, diminuindo a contaminação do solo 267 (CUNNINGAM al., 1996). 268 Entre as formas e mecanismos fisiológicos responsáveis pela remediação do solo, tem- 269 se a fitoextração (SCHOOR et al., 1995) e a fitoestimulação. Na fitoextração, o herbicida é 270 absorvido 271 fitocompartimentalizado, fitovolatilizado, fitoexsudado ou fitodegradado (SUSARLA et al., 272 2002). Na fitoestimulação, também descrita como rizodegradação, ocorre o processo pelo 273 qual a planta remediadora libera compostos que estimulam a microbiota do solo a metabolizar 274 o contaminante (SANTOS et al., 2007a). pelas raízes das plantas remediadoras, podendo ser posteriormente 275 Concomitante a isto, a efetividade do método e o tempo gasto para a remediação estão 276 diretamente ligados a escolha da espécie correta para cada tipo de molécula tóxica e as 277 condições edafoclimáticas do local (SANTOS et al., 2007b). 278 Silva et al. (2006) comprovou que além do potencial de fitorremediação da espécie, na 279 escolha da mesma deve se observar 280 multiplicação, e não apresentar problemas para ser erradicada da área fitorremediada, 281 diminuindo os riscos da mesma não se tornar espécie daninha. a facilidade em se obter propágulos, ser de fácil 282 Com objetivo de diminuir o risco ambiental causado pelo picloram, algumas espécies 283 vegetais vêm sendo estudadas por serem capazes de remediar seus efeitos no solo e diminuir 10 284 seu tempo de meia-vida. Estudos vêm demonstrando que diversas espécies de forrageiras, 285 como o capim-pé-de-galinha gigante (Eleusine coracana), braquiárias e Panicum maximum, 286 tem sido utilizadas em programas de fitorremediação do picloram (BELO et al., 2007a; 287 PIRES et al., 2008; SANTOS et al., 2006; BELO et al., 2007b; SANTOS et al., 2007b; 288 CARMO et al., 2008 a; CARMO et al., 2008 b). 289 Existem hoje diversas variáveis em estudos onde são realizados a aferição da 290 fluorescência da clorofila a, destacando assim a fluorescência inicial (F0), fluorescência 291 máxima (Fm), fluorescência variável (Fv), rendimento quântico máximo do PSII (Fv/Fm) e a 292 taxa relativa de transporte de elétrons (ETR). 293 O F0 representa a fluorescência com todos os centros de reação “abertos” e refere-se à 294 emissão de fluorescência pelas moléculas de clorofila a do complexo coletor de luz do PSII 295 (KRAUSE & WEIS, 1991). O Fm indica a completa redução da quinona A (QA) a partir da 296 incidência de um pulso de luz no centro de reação QA, gerando fluorescência máxima. A 297 diferença entre Fm e F0 resulta na fluorescência variável (Fv), sendo que a Fv faz referência ao 298 fluxo de elétrons do centro de reação do PSII (P680) até a plastoquinona (PQH2). Já 299 rendimento quântico máximo é calculado pela relação: Fv/Fm = (Fm-F0)/Fm. 300 Deste modo, este trabalho teve como objetivo avaliar a capacidade fitorremediadora de 301 Brachiaria brizantha, cv. Piatã, em solos contaminados pelo picloram por meio da avaliação 302 das características fisiológicas e morfológicas de plantas de feijão cultivadas em sucessão. 303 304 MATERIAL E MÉTODOS 305 306 O experimento foi realizado casa de vegetação da Universidade Federal dos Vales do 307 Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM), localizado no município de Diamantina, MG, (18°12'S e 308 43°34'W; 1387 m de altitude) com temperatura média anual de 18°C, índice médio 309 pluviométrico anual de 1.404,7 mm, com clima Cwb, segundo a classificação Köppen, ou 310 seja, temperado úmido com inverno seco e chuvas no verão. 311 Utilizou-se do delineamento experimental de blocos casualizados (DBC), com seis 312 tratamentos e cinco repetições. Os tratamentos foram compostos pela aplicação de doses 313 crescentes do picloram – Padron® (0; 7,5; 15; 30; 60 e 120 g ha -1) no solo, com posterior 314 cultivo da Brachiaria brizantha, cv. Piatã, como planta fitorremediadora. 315 Como substrato para o cultivo das plantas utilizou-se de solo classificado como 316 Argissolo Vermelho-Amarelo, cujas análises física e química estão representadas na tabela 1. 11 317 As amostras do solo em estudo foram retiradas na profundidade de 0-20 cm, em área sem 318 histórico de aplicação de herbicidas, e passadas em peneira com malha de 4 mm. 319 320 321 Tabela 1. Características físicas e químicas do Argissolo Vermelho-Amarelo utilizado no experimento. -1 Análise granulométrica (dag kg ) Areia 38 Silte 6 Argila 56 Classe textural Argilosa Análise química SB t T Ca Mg Al+3 H + Al -3 -3 mg dm .............................................cmolc dm .......................................... H2O 6,1 1,3 8 0,1 0,1 0,3 4,6 0,3 0,6 4,9 P-rem Zn Fe Mn Cu B MO -1 mg L.......................................... dag kg-1 mg dm-3......................................... 7,3 0,2 30,5 0,7 0,1 0,1 1,9 pH P K +2 +2 m V .........%......... 50 6 322 323 324 325 326 327 328 329 330 Análises realizadas no Laboratório de Análises Físicas e Químicas de Solos do Departamento de Agronomia da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri. pH água: Relação solo-água 1:2,5. P e K: Extrator Mehlich. Ca, Mg e Al: Extrator KCl 1 mol L-1. T: Capacidade de troca de cátions a pH 7,0. m: Saturação de alumínio. V: Saturação por bases. MO – Teor de matéria orgânica determinado pelo método da oxidação do carbono por dicromato de potássio em meio ácido multiplicado por 1,724. 331 de acordo Cantarutti (1999), este foi colocado nos vasos revestidos com filme de polietileno, 332 visando evitar perda do herbicida por lixiviação. Foram utilizados 17,0 kg do substrato por 333 vaso, os quais foram irrigados ajustando-se a umidade em valor próximo a 80% da capacidade 334 de campo. Após o preparo do solo, com respectiva calagem e adubação das plantas de braquiária 335 A semeadura da braquiária foi realizada cinco dias após a aplicação (DAA) do picloram, 336 em solo úmido, sendo que sete dias após a emergência (DAE), foi realizado desbaste, 337 deixando-se quatro plantas por vaso. 338 Após 150 dias do plantio (DAP) da braquiária aos vasos realizou-se o corte da parte 339 aérea destas plantas, avaliando-se a massa da matéria verde e massa da matéria seca (g) e 340 altura das plantas (cm). Em seguida, semeou-se o feijão nos vasos, deixando-se duas 341 plantas/vaso. Semanalmente procedeu-se a reposição de nutriente com adubo foliar Sempre 342 Verde® (15-15-20) na proporção de 5 g/L. Aos 50 dias após a semeadura (DAS) do feijão, 343 realizou-se as seguintes avaliações na planta bioindicadora: massa da matéria (g), massa da 344 matéria seca(g) e altura da parte área das plantas; intoxicação das plantas aos 25 e 50 DAS; 345 área foliar e número de folhas/planta, e estimação da fluorescência das plantas. 346 As avaliações procederam-se através da medição da parte aérea (régua graduada), onde 347 posteriormente as plantas retiradas foram pesadas em balança eletrônica com precisão de 348 0,0001 g (determinação da massa verde), e acondicionadas em sacos de papel, sendo enviadas 349 ao laboratório de propagação de plantas. No laboratório foram feitas as determinações da área 12 350 foliar através do software Determinador Digital de Áreas (DAA) (FERREIRA et al., 2008), e 351 matéria seca da parte área. Para isso, utilizou-se de estufa com circulação forçada de ar, a 65 352 ºC, até que o material atingisse peso constante. 353 As variáveis da fluorescência da clorofila a foram determinadas com o fluorímetro 354 portátil de luz modulada MINI-PAM (Walz, Germany). Foram determinadas o rendimento 355 quântico máximo do PSII (Fv/Fm) e a taxa relativa de transporte de elétrons (ETR), 356 quantificados a partir das avaliações na folha mais jovem com limbo foliar totalmente 357 expandido. 358 Ao final do experimento, após a retirada das plantas dos recipientes plásticos, foram 359 coletadas amostras dos solos destes, procedendo-se em seguida a nova caracterização 360 química, a fim de comparação entre características do solo antes e depois da realização dos 361 testes (Tabela 2). As amostras do solo em estudo foram retiradas na profundidade de 0-15 cm, 362 sendo elaborada uma amostra composta representativa para todos os tratamentos. 363 364 Tabela 2. Características físicas e químicas do Argissolo Vermelho-Amarelo após fitorremediação do herbicida picloram. -1 Análise granulométrica (dag kg ) Areia 38 Silte 6 Argila 56 Classe textural Argilosa Análise química H + Al SB t T Ca Mg Al+3 -3 -3 mg dm .............................................cmolc dm .......................................... H2O 5,8 5,64 128,16 1,3 0,6 0,08 4,2 2,23 2,31 6,43 P-rem Zn Fe Mn Cu B MO -1 mg L.......................................... dag kg-1 mg dm-3......................................... 1,27 32,59 2,59 0 0,42 1,1 pH P K +2 +2 m V .........%......... 3 35 365 366 367 368 369 370 371 372 373 Análises realizadas no Laboratório de Análises Físicas e Químicas de Solo do Departamento de Agronomia da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri. pH água: Relação solo-água 1:2,5. P e K: Extrator Mehlich-1. Ca, Mg e Al: Extrator KCl 1 mol L-1. T: Capacidade de troca de cátions a pH 7,0. m: Saturação de alumínio. V: Saturação por bases. MO – Teor de matéria orgânica determinado pelo método da oxidação do carbono por dicromato de potássio em meio ácido multiplicado por 1,724. 374 comparadas por análise de regressão, com escolha dos modelos baseada na sua significância, 375 no fenômeno biológico e no coeficiente de determinação. Os dados foram submetidos à análise de variância (p < 0,05), sendo as variáveis 376 377 RESULTADOS E DISCUSSÃO 378 379 Quanto a altura de planta, massa da matéria seca e massa da matéria verde da parte 380 aérea da Brachiaria brizantha, mensuradas aos 150 DAS não foi observado efeito 381 significativo da interação entre os fatores, ou seja, não houve influência da aplicação do 13 382 picloram nessas variáveis, o que confirma a seletividade dessa espécie a esse herbicida nas 383 doses aplicadas, viabilizando estudos de remediação com a mesma. 384 Observa-se na Figura 1A, que o número de folhas das plantas de feijão aos 50 DAS foi 385 reduzido de forma quadrática com aumento das doses de picloram, ocorrendo menor redução 386 até a dose de 30 g ha-1. No entanto, com o aumento das doses aplicadas, houve maior redução 387 drástica da característica estudada. Analisando-se a área foliar das plantas de feijão, semeadas 388 após o cultivo da espécie fitorremediadora (Figura 1B), pode-se verificar que aos 50 DAS 389 houve uma redução significativa desta variável à medida que se aumentou as doses de 390 picloram no solo, comparada a testemunha sem aplicação. Pode-se então, inferir que houve 391 uma tendência de relação positiva entre o número de folhas das plantas e a área foliar 392 observada, obtendo uma tendência gráfica similar para essas duas variáveis em estudo. De 393 acordo com D’Antonino et al. (2012), trabalhando com mudas de café transplantadas em 394 solos com diferentes valores de pH e contaminados com resíduos de picloram, observou-se 395 um decréscimo da área foliar a medida que se aumentou as doses do herbicida no solo. 160 140 20 120 Área foliar (cm2) Número de folhas do feijão 24 16 12 8 100 80 60 40 4 20 0 7,5 15 30 60 120 0 7,5 Dose de picloram (g ha-1) 15 30 60 Dose de picloram (g ha-1) A B 120 90 24 80 22 Massa da matéria seca do feijão (g) Massa da matéria verde do feijão (g) 14 70 60 50 40 30 20 10 15 18 16 14 12 10 8 6 4 0 0 7,5 20 30 60 120 7,5 Dose de picloram (g ha ) C 15 30 60 Dose de picloram (g ha-1) -1 D 396 397 398 Figura 1. Número de folhas (A), área foliar (B) e massa verde (C) e matéria seca (D) de plantas de feijão cultivadas em sucessão a Brachiaria brizantha em solos tratados com o picloram. 399 Houve uma redução também na massa da matéria seca e verde (Figura 1 C e D), e altura 400 das plantas de feijão (Figura 2A) quando as mesmas foram submetidas a doses crescentes do 401 picloram, ocorrendo uma redução de forma exponencial nessas variáveis. Observa-se também 402 que a dose de 120 g ha-1 do picloram causou a morte das plantas bioindicadoras. 403 Carmo et al. (2008a), avaliando o período de cultivo de Panicum maximum na 404 fitorremediação de solo contaminado com picloram, observou aumento na altura das plantas 405 de soja, com 60 dias de permanência das plantas fitorremediadoras, tanto na dose de 80 como 406 na de 160 g ha-1. Procópio et al.(2008) avaliando a influência da densidade populacional de 407 capim-pé-de-galinha-gigante sob a fitorremediação de solo contaminado com picloram, 408 relatam redução significativa da matéria seca de plantas de soja, após 100 dias de 409 permanência da planta fitorremediadora, independentemente da dose e da densidade de 410 plantas de utilizadas. 411 A intoxicação das plantas de feijão, avaliada aos 25 e 50 DAS, variou de 0 a 100%. 412 Evidenciou-se que com o aumento da dose do herbicida, houve maior intoxicação nas plantas 413 de feijão cultivadas após a proposição de fitorremediação do solo contaminado pelo picloram 414 pela braquiária. Nas épocas analisadas, obteve-se notas de 100%, quando se aplicou as doses 415 de 120 g ha-1(Figura 2B). Estudos realizados por Santos et al. (2006), onde se avaliou a 416 persistência do herbicida picloram no solo no controle de algumas plantas daninhas em 120 417 pastagens utilizando plantas de pepino como planta-teste, observou-se alta intoxicação no 418 indicador biológico da presença do herbicida, quando o mesmo teve efeito residual até 180 419 DAA . No entanto, Carmo et al.(2008b), observando plantas de tomate como bioindicadoras, 420 reporta resultados satisfatórios da porcentagem de fitoxicidade dessas plantas, quando o solo 421 foi cultivado por cerca de 60 dias pelo capim-pé-de-galinha-gigante, nas doses de 80 e 160 g 422 ha-1 do picloram. 40 110 36 100 32 90 28 80 Fitoxicidade (%) Altura de plantas de feijão (cm) 15 24 20 16 12 70 60 50 40 8 30 4 20 0 0 7,5 15 30 60 120 7,5 30 120 60 Dose de picloram (g ha ) Dose de picloram (g ha ) A 15 -1 -1 B 423 424 Figura 2. Altura (A) e intoxicação (B) de plantas de feijão aos 25 e 50 dias após a semeadura cultivadas em sucessão a Brachiaria brizantha em solos tratados com o picloram. 425 Para a relação Fv/Fm observou-se tendência de decréscimo nos valores dessa variável, 426 no entanto, esses valores foram abaixo de 0,75 apenas nas doses de 60 e 120 g ha-1 (Figura 427 3A). Bòlhar-Nordenkampf et al. (1989) relata que o rendimento quântico máximo do PS II 428 (Fv/Fm) pode variar de 0,75 a 0,85 em plantas não submetidas a estresses. Desta forma, a 429 redução desta razão é um excelente indicador de efeito fotoinibitório quando as plantas estão 430 submetidas ao estresse químico (ARAUS et al., 1994). Pode-se dizer então, que somente as 431 plantas submetidas às doses de 30, 60 e 120 g ha-1 sofreram algum tipo de stress químico de 432 acordo com essa variável, obtendo-se ponto de máximo stress na dose de 20,90 g ha -1 do 433 herbicida. 434 Analisando a taxa relativa de transporte de elétrons (ETR) pode-se avaliar também uma 435 tendência a decréscimo linear desta variável, à medida que se aumentou a dose do herbicida 436 aplicado (figura 3B). 16 437 Com o parâmetro ETR detecta-se o efeito da atuação do herbicida em níveis de 438 concentração de 0,5 micromoles dm-3, enquanto isso, na medição do parâmetro Fv/Fm 439 detectou-se apenas um nível de concentração que é 100 vezes maior (KORRES et al., 2003; 440 ABBASPOOR et al., 2006). Estudos sugerem que os herbicidas auxínicos quando aplicados 441 em plantas sensíveis, estes interferem na ação da enzima RNA-polimerase, e 442 consequentemente, na síntese de ácidos nucleicos e proteínas (THILL, 2003), afetando 443 seriamente os aspectos metabólicos da plasticidade da parece celular (SILVA et al., 2007). 444 Ainda segundo Silva et al., 2007, esses herbicidas induzem intensa proliferação celular em 445 tecidos, além de interrupção do floema, sendo que este alongamento celular parece estar 446 relacionado com a diminuição do potencial osmótico das células, provocado pelo efeito desse 447 herbicida sobre o afrouxamento das paredes celulares. Pode-se dizer então, que o aumento das 448 doses do herbicida aplicado, causou um desbalanço na atividade fotossintética das plantas de 449 feijão, afetando indiretamente o seu fotossistema, e diminuindo assim a taxa de crescimento 450 das mesmas. 451 27 0,8 24 ETR (µmols elétrons m-2 s-1) 0,9 Fv / Fm (mg L-1) 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 21 18 15 9 6 3 0,1 0 0,0 7,5 15 30 60 120 7,5 Dose de picloram (g ha-1) A Yˆ 23,6262 0,2518 x 0,0012 x 2 ; R 2 0,97 12 15 30 60 Dose de picloram (g ha-1) B 452 453 454 Figura 3. Taxa relativa de transporte de elétrons (A) e rendimento quântico máximo do PSII (B) de plantas de feijão cultivadas em sucessão a Brachiaria brizantha em solos tratados com o picloram. 455 Ao se comparar as analises de solo antes e após o ensaios, pode-se notar a presença de 456 um pH bem acima do pKa do herbicida e uma redução considerável da matéria orgânica do 120 17 457 solo a medida que foram realizados os cultivos sucessivos das plantas fitorremediadoras e 458 biondicadoras nos mesmos, fato este que pode ter colaborado para uma maior dissociação do 459 herbicida, ficando assim o picloram menos retido aos coloides do solo e sujeito a maior 460 absorção do mesmo pelas plantas bioindicadoras. 461 Segundo Rodrigues et al. (2005) o picloram apresenta pKa igual a 2,3, sendo que quanto 462 maior for o pKa do herbicida, menor será seu caráter ácido e menor a sua capacidade de 463 encontrar-se na forma aniônica. Sendo assim, quanto mais próximo o pH do solo em relação 464 ao pKa do herbicida, maior será a chance do herbicida estar na sua forma neutra, aumentando 465 assim a sua absorção nas partículas coliodais do solo. Portanto, em solos com pH superior ao 466 valor do pKa do herbicida, ocorre uma maior dissociação e uma menor capacidade de 467 retenção do mesmo no solo, provocando assim uma maior disponibilidade do herbicida no 468 meio (SILVA et al., 2007). 469 Da mesma forma, segundo D’Antonino et al. (2009b), estudando a lixiviação do 470 picloram em três diferentes tipos de solo com diferentes valores de pH (AVA pH 5,9, LVA 471 pH 4,1 e LVA pH 4,9), constatou que o picloram apresentou alto potencial de lixiviação em 472 ambos os solos, e que o pH dos mesmos foi determinante nestas características. Entretanto, 473 analisando as características do solo, verificou-se que o índice de lixiviação e dissociação 474 foram menos influenciados pelo pH quando os níveis de matéria orgânica dos solos 475 encontravam-se mais elevados. 476 477 CONCLUSÃO 478 A fitorremediação do solo contaminado pelo picloram pela Brachiaria brizantha, cv. 479 Piatã aos 150 dias de cultivo foi efetiva, apenas nas menores doses aplicadas, com resultados 480 não satisfatórios a partir da dose de 60 g ha-1. A espécie Phaseolus vulgaris se mostrou com 481 bom potencial como indicador biológico da presença de resíduos do picloram em solos 482 tratados com esse herbicida. . 483 REFERÊNCIAS 484 485 ABBASPOOR, M. et al. The effect of root-absorbed PSII inhibitors on Kautsky curve 486 parameters in sugar beet. Weed Res., v. 46, n. 3, p. 226-235, 2006. 487 ALBUQUERQUE, M. A. et al. Mineralização e sorção de atrazina em Latossolo Roxo sob 488 cultivo convencional e plantio direto. R. Bras. Ci. 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Alta Fitorremediação Sorocabana; 02/03/2006. de herbicidas: Disponível em: 21 571 ARTIGO CIENTÍFICO II: NORMAS PARA PUBLICAÇÃO DA REVISTA 572 CAATINGA 573 Disponível em: 574 http://www2.ufersa.edu.br/portal/view/uploads/setores/31/periodicos/instrucoes_aos_autores.pdf 575 576 REMEDIAÇÃO DE SOLOS CONTAMINADOS POR PICLORAM POR Brachiaria 577 brizantha 578 RESUMO - Objetivou-se com esse trabalho avaliar a influência do tempo de cultivo de 579 Brachiaria brizantha, cv. Piatã sobre a fitorremediação de solo contaminado com picloram. O 580 experimento foi realizado em vasos de 20 litros com solo classificado como Argissolo 581 Vermelho-Amarelo no município de Diamantina – MG. Os tratamentos foram compostos por 582 cinco diferentes períodos de cultivo (150, 210, 240, 270 e 300 dias) da espécie vegetal 583 fitorremediadora nos vasos. O delineamento experimental utilizado foi em blocos 584 casualizados, com cinco repetições. Após o tempo estabelecido para cada tratamento, 585 realizou-se o corte da braquiária avaliando-se a massa da matéria seca (g). Em seguida 586 efetuou-se a semeadura da espécie bioindicadora (Phaseolus vulgaris), realizando-se aos 50 587 dias após a semeadura da espécie bioindicadora as seguintes avaliações: fitotoxicidade (%) 588 aos 25 e 50 dias, altura (cm), massa da matéria seca (g), massa da matéria verde (g), área 589 foliar (cm2) e número de folhas por planta. Utilizando-se de um fluorômetro portátil 590 mensurou-se a fluorescência máxima (Fm), fluorescência incial (F0), eficiência fotossintética 591 máxima (Fv/Fm) e taxa relativa de transporte de elétrons (ETR). Avaliando a cultura 592 bioindicadora, pode-se afirmar que a braquiária atuou de maneira efetiva na fitorremediação 593 dos solos contaminados, sendo que quanto maior o período de cultivo desta no solo, maior foi 594 o seu potencial fitorremediador, proporcionando assim maior crescimento vegetativo das 595 plantas de feijão. Para as características referentes ao aparato fisiológico das plantas 596 bioindicadoras estudadas (Fv/Fm; ETR), observou-se recuperação no aparato fotossintético das 597 mesmas a partir de 240 dias de permanência das plantas de braquiária nos vasos. 598 Palavra chave: Herbicida, Phaseolus vulgaris, solo, auxinas. 599 PHYTOREMEDIATION OF CONTAMINATED SOIL FOR PICLORAM WITH 600 Brachiaria Brizantha 601 22 602 ABSTRACT - The objective of this study was to evaluate the influence of Brachiaria 603 Brizantha cv. Piata on the phytoremediation of soil contaminated with picloram. The 604 experiment was conducted in 20 L pots with soil classified as Ultisol in Diamantina - MG. 605 The treatments consisted of five periods of cultivation ( 150 , 210 , 240 , 270 and 300 days ) 606 of the phytoremediation species in the pots . The experimental design was randomized blocks 607 with five replications. After the time set for each treatment, the brachiaria were harvest and 608 evaluated the dry matter ( g ) . Then were sowed the bioindicator species ( Phaseolus vulgaris 609 ), 50 days after sowing were evaluated the following: phytotoxicity ( % ) at 25 and 50 days, 610 plant height ( cm ) , dry matter ( g ) , mass of green matter ( g ) , leaf area ( cm2 ) and number 611 of leaves per plant . Using a portable fluorometer to measure the maximum fluorescence ( Fm 612 ) , initial fluorescence ( F0 ) , maximum photosynthetic efficiency ( Fv / Fm ) and relative rate 613 of electron transport ( ETR ) . Evaluating the bioindicator plant , it can be stated that the 614 brachiaria acted effectively to phytoremediation of contaminated soils , and the longer the 615 period of cultivation of this soil , the greater the potential phytoremediation , thus providing 616 greater vegetative growth of bean plants. For the physiological characteristics on the 617 bioindicator plant studied (Fv / Fm , ETR ) , was observed recovery in the photosynthetic 618 apparatus of the plants from 240 days of brachiaria plants in pots. 619 Keyword: Herbicide, Phaseolus vulgaris, soil auxins. 620 621 INTRODUÇÃO 622 Apesar de muitas divergências sobre os efeitos do uso de agroquímicos no meio 623 ambiente e no homem, o uso destes produtos tem crescido intensamente nos últimos 50 anos. 624 (CABRAL et al., 2003). O Brasil, nos últimos anos, tornou-se o maior consumidor mundial 625 de agrotóxicos, e os herbicidas representam cerca de 45% do consumo total (SINDAG, 2009). 626 Diversas moléculas de herbicidas surgiram, com características físico-químicas que 627 propiciam funcionalidades diferenciadas e comportamentos ambientais distintos (ARMAS et 628 al.,2005), sendo as principais razões da utilização dessas moléculas o seu custo, a alta 629 seletividade desses produtos às culturas e sua eficiência no rendimento operacional 630 (PROCÓPIO et al., 2004). 631 Dentre essas moléculas, podemos destacar o picloram (ácido 4-amino 3,5,6 tricloro-2- 632 piridinacarboxílico), utilizado no controle de plantas daninhas dicotiledôneas arbustivas e 633 arbóreas em pós-emergência em pastagens (RODRIGUES & ALMEIDA, 2011). Este 23 634 herbicida pertence ao grupo dos mimetizadores de auxinas, ou reguladores de crescimento, 635 que atuam provocando distúrbios no metabolismo dos ácidos nucléicos, aumentando assim a 636 atividade enzimática e destruição do floema, e causando alongamento celular, turgescência e 637 rompimento das células (CARMO, 2008a). 638 Entre suas características marcantes em relação aos demais herbicidas registrados no 639 Brasil, o picloram se destaca por apresentar alto período de atividade residual nos solos 640 (SANTOS et al., 2006). Característica esta responsável pelo impedimento do cultivo a curto 641 prazo de várias espécies agrícolas não seletivas ao mesmo (PROCÓPIO et al., 2008), como 642 também pelo alto risco de contaminação do lençol freático (BOVEY et al., 1991). 643 Muitas pesquisas vêm sendo realizadas nos últimos anos com maior ênfase no emprego 644 de espécies vegetais capazes de remover e/ou degradarem xenobióticos no solo (PIRES et al., 645 2003a). Sendo assim, destaca-se a técnica da fitorremediação, empregada com a utilização de 646 plantas específicas, visando amenizar ou até mesmo despoluir locais contaminados 647 (COUTINHO et al., 2007). A utilização de algumas plantas capazes de remover poluentes 648 orgânicos e inorgânicos, retirando-os do ambiente e convertendo-os em metabólitos menos 649 tóxicos que se acumulam nos seus tecidos é um processo mais barato e menos destrutivo que 650 a remediação química ou física, embora mais demorado (KAWAHIGASHI, 2009). 651 Dentre os mecanismos fisiológicos responsáveis pela remediação do solo destaca-se a 652 fitoextração e a fitoestimulação. Na fitoextração o herbicida é absorvido pelas raízes das 653 plantas remediadoras, podendo ser fitocompartimentalizado, fitovolatilizado, fitoexudado ou 654 fitodegradado (SCHNOOR et al., 1995; SUSARLA et al., 2002). Na fitoestimulação a planta 655 remediadora libera compostos que estimulam a microbiota do solo a metabolizar o 656 contaminante (SANTOS et al., 2007a). 657 Em concordância com estes métodos, a espécie remediadora deve então apresentar 658 características necessárias para o correto funcionamento do processo, sendo a principal delas a 659 de ser tolerante a altos níveis do contaminante no ambiente a ser remediado. Essa tolerância 660 pode ser resultante de processos como a translocação diferencial de compostos orgânicos para 661 outros tecidos da planta, com subsequente volatilização, ou da degradação parcial ou 662 completa por meio da transformação em compostos menos tóxicos, combinados e/ou ligados 663 aos tecidos das plantas (ACCIOLY, 2000). 664 Diversos trabalhos vêm demonstrando que espécies como capim-pé-de-galinha-gigante 665 (Eleusine coracana), Panicum maximum, e Brachiaria sp. possuem alto potencial para 666 fitorremediação de solos contaminados pelo picloram, podendo ser introduzidas em 667 programas de descontaminação ambiental desse xenobiótico (PROCÓPIO et al., 2008; BELO 24 668 et al., 2007a; PIRES et al., 2008; BELO et al., 2007b; SANTOS et al., 2007b; CARMO et al., 669 2008a; CARMO et al., 2008b). 670 Na avaliação do potencial fitorremediador de algumas espécies vegetais, são utilizadas 671 hoje em dia técnicas fisiológicas de aferição da fluorescência da clorofila a das plantas 672 bioindicadoras submetidas ao estresse fotossintético resultante do contato com o herbicida 673 (IRELAND et al., 1986). A ferramenta disponível para tal mensuração é o fluorômetro, capaz 674 de identificar modificações negativas no aparelho fotossintético, quando os mesmo não são 675 detectados visualmente na planta (GIROTTO et al., 2011). 676 Deste modo, existem diversas variáveis em estudos, tais como, a aferição da 677 fluorescência da clorofila a, determinada pelas seguintes variáveis: fluorescência inicial (F0), 678 fluorescência máxima (Fm), relação fluorescência variável/fluorescência máxima (Fv/Fm), taxa 679 relativa de transporte de elétrons (ETR) (KRAUSE, 1991). 680 Objetivou-se com esse trabalho avaliar a fitorremediação de solos tratados com 681 picloram com diferentes tempos de cultivo da Brachiaria brizantha, cv. Piatã , bem como 682 analisar as características fisiológicas e vegetativas de plantas de feijão, utilizadas como 683 cultura bioindicadora. 684 685 MATERIAL E MÉTODOS 686 O experimento foi realizado em vasos de 20 litros, distribuídos na casa de vegetação da 687 Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM), localizado no 688 município de Diamantina, MG, (18°12'S e 43°34'W; 1387 m de altitude) com temperatura 689 média anual de 18°C, índice médio pluviométrico anual de 1404,7 mm, com clima Cwb, 690 segundo a classificação Köppen, ou seja, temperado úmido, com inverno seco e chuvas no 691 verão. 692 O substrato para o cultivo das plantas foi classificado como Argissolo Vermelho- 693 Amarelo, cuja análise química está representada pela tabela 1. As amostras do solo em estudo 694 foram retiradas na profundidade de 0-20 cm, em área sem histórico de aplicação de 695 herbicidas, e passadas em peneira com malha de 4 mm. 696 Tabela 1. Características físicas e químicas do Argissolo Vermelho-Amarelo utilizado no 697 experimento. 25 -1 Análise granulométrica (dag kg ) Areia 38 Silte 6 Argila 56 pH P K H2O mg dm-3 Classe textural Argilosa Análise química SB t T Ca+2 Mg+2 Al+3 H + Al .............................................cmolc dm-3.......................................... 6,1 1,3 8 0,1 0,1 0,3 4,6 P-rem Zn Fe Mn Cu B -1 -3 mg .......................................... L mg dm ......................................... 7,3 0,2 30,5 0,7 0,1 0,1 0,3 0,6 MO -1 dag kg 1,9 4,9 m V .........%......... 50 6 698 699 700 701 702 703 Análises realizadas no Laboratório de Análises Físicas e Químicas de Solo do Departamento de Agronomia da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri. pH água: Relação solo-água 1:2,5. P e K: Extrator Mehlich-1. Ca, Mg e Al: Extrator KCl 1 mol L-1. T: Capacidade de troca de cátions a pH 7,0. m: Saturação de alumínio. V: Saturação por bases. MO – Teor de matéria orgânica determinado pelo método da oxidação do carbono por dicromato de potássio em meio ácido multiplicado por 1,724. 704 Foram preenchidos vasos de 20 L, revestidos com filme de polietileno, visando evitar 705 perda do herbicida por lixiviação, utilizando-se 17,0 kg do substrato por recipiente, os quais 706 foram irrigados ajustando-se a umidade próxima a 80% da capacidade de campo. Em seguida 707 procedeu-se a aplicação do Picloram (Padron®) na dose de 240 g ha-1, com um pulverizador 708 de precisão pressurizado a CO2, equipado com bicos TT110.02, espaçados de 0,5 m, calibrado 709 para aplicação de 100 L ha-1 de calda. 710 Adotou-se o delineamento experimental de blocos casualizados, com cinco repetições. 711 Os tratamentos foram compostos pelo cultivo de Brachiaria brizantha por cerca de 150, 210, 712 240, 270 e 300 DAS (dias após a semeadura) com posterior corte da mesma e plantio da 713 espécie bioindicadora (feijão, cultivar Pérola). Para efeito de comparação, foi constituído um 714 tratamento composto pelo cultivo da braquiária em solo não tratado pelo picloram. 715 A semeadura da braquiária foi realizada cinco dias após a aplicação do picloram, sendo 716 que, sete dias após a emergência, foi realizado desbaste, deixando-se quatro plantas por vaso. 717 A adubação das plantas foi realizada de acordo com Cantarutti (1999), sendo respeitado 718 o teor de nutrientes recomendado para Brachiaria brizantha. Na ocasião do plantio do feijão 719 (cultura bioindicadora), o mesmo foi adubado via solo, semanalmente, com o adubo foliar 720 Sempre Verde® (15-15-20) na proporção de 5 g/ L. 721 Após o período de cultivo da braquiária referido em cada tratamento, realizaram-se as 722 avaliações do potencial fitorremdiador proporcionado por essa planta, retirando-se assim as 723 plantas de cada vaso e coletando-se os dados de massa da matéria seca (g) para cada 724 tratamento. 725 Logo após a realização destas avaliações semeou-se em cada vaso o feijão (cultivar 726 Pérola), sendo essa planta utilizada como bioindicadora da presença de resíduos no solo 727 tratado e averiguar a possível descontaminação do mesmo. Aos 50 DAS determinou-se a 26 728 massa da matéria (g), massa da matéria seca(g), altura de planta, intoxicação aos 25 e 50 729 DAS, área foliar, número de folhas/planta e estimação da fluorescência da clorofila a das 730 plantas. 731 A altura das plantas foi medida utilizando régua graduada. Posteriormente, as plantas 732 foram colhidas, pesadas em balança eletrônica com precisão de 0,0001 g (determinação da 733 massa da matéria verde), e acondicionadas em sacos de papel, sendo conduzidas para o 734 laboratório, onde foram feitas as determinações da área foliar, através do escaneamento e 735 digitalização. A área foliar foi determinada com o software Determinador Digital de Áreas 736 (DAA) (FERREIRA et al., 2008). Em seguida, a parte aérea coletada das plantas de feijão foi 737 seca em matéria seca estufa com circulação forçada de ar, a 65 ºC, até massa constante. A 738 matéria seca acumulada foi aferida pesando-se esse material em balança eletrônica com 739 precisão de 0,0001 g. 740 As variáveis de fluorescência da clorofila a foram determinadas com fluorímetro 741 portátil de luz modulada MINI-PAM (Walz, Germany), a partir do qual foram obtidas a 742 fluorescência inicial (F0), a fluorescência máxima (Fm), a relação do PSII (Fv/Fm) e a taxa 743 relativa de transporte de elétrons (ETR), quantificados a partir das avaliações na folha mais 744 jovem com limbo foliar totalmente expandido. 745 Ao final do experimento, procedeu-se a análise química do solo (Tabela 3), a fim de se 746 verificar a influência desta no comportamento do herbicida no meio. As amostras do solo em 747 estudo foram retiradas na profundidade de 0-15 cm, sendo elaborada uma amostra composta 748 representativa para todos os tratamentos. 749 Tabela 2. Características físicas e químicas do Argissolo Vermelho-Amarelo após 750 fitorremediação do herbicida picloram. Análise granulométrica (dag kg-1) Areia 38 Silte 6 Argila 56 pH P K H2O 751 752 753 754 755 756 mg dm -3 Classe textural Argilosa Análise química H + Al SB t T Ca+2 Mg+2 Al+3 -3 .............................................cmolc dm .......................................... 5,4 6,63 56,07 0,8 0,3 0,34 5,8 P-rem Zn Fe Mn Cu B mg .......................................... L-1 mg dm-3......................................... 1,27 38,52 2,59 0 0,69 1,24 1,58 MO dag kg-1 0,9 7,04 m V .........%......... 21 18 Análises realizadas no Laboratório de Análises Físicas e Químicas de Solo do Departamento de Agronomia da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri. pH água: Relação solo-água 1:2,5. P e K: Extrator Mehlich-1. Ca, Mg e Al: Extrator KCl 1 mol L-1. T: Capacidade de troca de cátions a pH 7,0. m: Saturação de alumínio. V: Saturação por bases. MO – Teor de matéria orgânica determinado pelo método da oxidação do carbono por dicromato de potássio em meio ácido multiplicado por 1,724. 27 757 Os dados observados foram submetidos a analise de variância e teste F a 5% de 758 significância. A análise dos efeitos significativos do período de cultivo da espécie 759 fitorremediadora dentro da dose testada do herbicida foi efetuada por análise de regressão, 760 sendo os coeficientes das equações testados pelo teste t a 5% de significância. A escolha dos 761 modelos foi baseada na significância, no fenômeno biológico e no coeficiente de 762 determinação dos mesmos. 763 764 RESULTADOS E DISCUSSÃO 765 Quanto a variável massa da matéria seca das plantas de Brachiaria brizantha (Tabela 2) 766 observou-se aumento da mesma à medida que ocorreu aumento do período de permanência 767 nos vasos. 768 769 Tabela 3. Massa da matéria seca de plantas de braquiária cultivadas em diferentes períodos no solo contaminado com o herbicida picloram. Épocas DAS) 150 210 240 270 300 MS (g) 12,52 14,22 15,62 16,54 18,82 770 771 772 773 Valores absolutos calculados para cada variável resposta e definidos pela média correspondente a cada tratamento. 774 cultura bioindicadora, observou-se tendência de acréscimo nos valores dessas variáveis com o 775 incremento do número de dias de crescimento da braquiária nos vasos (Figura 1 A e B). O 776 ponto de mínima resposta correspondente ao período de 169 dias de cultivo da espécie 777 remediadora. Esses resultados mostram uma ótima relação entre essas duas variáveis, 778 mostrando alta sensibilidade do feijão quando na presença do picloram no solo, mesmo 779 quando o mesmo foi submetido a 300 dias de remediação pela braquiária, o que reforça o 780 cuidado com o plantio dessa leguminosa em áreas antes tratadas com esse herbicida. Analisando-se o número de folhas e a área foliar das plantas de feijão, utilizadas como 781 Para massa da matéria verde e seca das plantas de feijão houve maior incremento 782 (Figura 1 C e D) á medida que se aumentou o período de crescimento da espécie remediadora 783 nos vasos, observando-se ponto de mínima resposta aos 181 e 67 dias, respectivamente para 784 as duas variáveis analisadas. Carmo et al. (2008a) trabalhando com diferentes épocas de 785 cultivo de Panicum maximim (cultivar Tanzânia) nas doses de 80 g ha-1 e 160 g ha-1, também 28 786 obteve resultados satisfatórios com maior acúmulo de massa da matéria seca nas plantas 787 bioindicadoras a medida que se aumentou os dias de permanência da espécie fitorremdiadora. 170 25 160 140 20 Área foliar (cm2) Número de folhas do feijão 150 15 130 120 110 100 90 80 10 70 60 5 0 50 0 150 210 240 270 300 150 Dias após semeadura da braquiária 240 270 300 B A 22 90 Massa da matéria seca do feijão (g) 85 Massa da matéria verde do feijão (g) 210 Dias após semeadura da braquiária 80 75 70 65 60 55 50 45 40 35 30 25 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 0 0 150 210 240 270 300 150 240 270 Dias após semeadura da braquiária Dias após semeadura da braquiária C 210 D 788 Figura 1. Número de folhas (A), área foliar (B), massa da matéria verde (C) e massa da 789 matéria seca (D) de plantas de feijoeiro cultivadas em solos tratados com picloram após 790 diferentes períodos de cultivo de braquiária (Brachiaria brizantha, cv Piatã). 300 29 791 Quanto à altura de plantas de feijão (Figura 2A), observou-se aumento nos valores dessa 792 variável à medida que se aumentou o período de cultivo da braquiária nos vasos, sendo que, o 793 ponto de mínima foi observado aos 185 DAS. Desta forma, quanto maior o tempo de 794 permanência da braquiária maior é potencial remediador da espécie, pois aos 300 dias após a 795 semeadura, obteve-se melhor resposta no crescimento das plantas de feijão. Este fato leva a 796 crer que ocorre maior descontaminação do solo com maior tempo de permanência da espécie 797 fitorremediadora no solo contaminado. Estes resultados corroboram os de Carmo et al. 798 (2008b). Estes autores observaram relação positiva no incremento da altura das plantas de 799 tomate (cultura bioindicadora) à medida que se aumentou o período de crescimento da 800 forrageira na área, na avaliação de períodos de cultivo do capim-pé-de-galinha-gigante 801 (Eleusine coracana) na remediação de solo contaminado com picloram. 802 A intoxicação das plantas de feijão analisada por notas visuais aos 25 e 50 DAS, variou 803 de 0 a 100% para plantas sem sintomas de intoxicação ou mortas pelo herbicida 804 respectivamente. Constatou-se que nas duas épocas de avaliação ocorreu que com o aumento 805 do período de cultivo da braquiária foi constatado menor intoxicação nas plantas de feijão. Os 806 menores índices de intoxicação das plantas de feijão foram observados com 300 dias de 807 cultivo da braquiária nos vasos (Figura 2B). 36 100 34 30 80 Fitotoxicidade (%) Altura de plantas de feijão (cm) 90 32 28 26 24 22 20 18 70 60 50 40 16 30 14 12 0 20 0 150 210 240 270 300 150 210 240 270 Dias após semedura da braquiária A B 808 Figura 2. Altura de plantas (A) e intoxicação de plantas de feijão aos 25 e 50 DAS (B) de 809 plantas de feijoeiro de plantas de feijoeiro cultivadas em solos tratados com picloram após 810 diferentes períodos de cultivo de braquiária (Brachiaria brizantha, cv Piatã). 300 30 811 Quanto à fase de transporte de elétrons durante a fotossíntese nas plantas, verifica-se 812 que a luz é absorvida pelos pigmentos do complexo antena, que ao excitarem os elétrons, 813 transferem energia para os centros de reação dos fotossistemas I e II (YOUNG et al.,1996). 814 Entretanto, com excesso de energia, esta pode ser dissipada na forma de fluorescência 815 (KRAUSE et al., 1996). Nesse tipo de avaliação são utilizados fluorômetros, que podem 816 detectar as injúrias causadas ao aparelho fotossintético, mesmo quando o sintoma ainda não é 817 visível (IRELAND et al., 1986). 818 Para a relação Fv/Fm, obteve-se aumento linear na eficiência fotossintética máxima a 819 medida que se aumentou o período de cultivo da braquiária nos vasos (Figura 3B). Quando 820 uma planta está com seu aparelho fotossintético intacto, a razão Fv/Fm deve variar entre 0,75 e 821 0,85 (BOLHÀR-NORDENKAMPF et al., 1989), enquanto a queda nesta razão reflete a 822 presença de dano fotoinibitório na mesma (BJÖRLMAN et al., 1987). Desta forma, esses 823 valores só foram representativos aos 270 e 300 dias após a semeadura da cultura remediadora, 824 ou seja, somente a partir destas datas não foi constatado dano fotoinibitório nas plantas de 825 feijão. 826 Avaliando-se a taxa relativa de transporte de elétrons (ETR) verificou-se aumento nos 827 valores dessa variável à medida que se estendeu o período de cultivo da braquiária nos vasos, 828 mostrando assim menor efeito do herbicida nas plantas de feijão (Figura 3A). De acordo com 829 Mohammed et al. (1995) o valor da variável ETR aumenta de acordo com a intensidade da 830 luz, até que ocorra a saturação dos carreadores de elétrons. Desta forma, a taxa de ETR pode 831 estar relacionada com taxa fotossintética bruta (AG), apresentando o mesmo padrão da curva 832 de assimilação de CO2. Como neste estudo a curva de assimilação de CO2 não foi estimada, 833 pode-se pressupor que as curvas de ETR sugerem que as taxas fotossintéticas, juntamente 834 com o transporte de eletros das plantas de feijão aumentaram à medida que se elevou o 835 período de cultivo da braquiária nos vasos. 26 0,86 25 0,84 24 0,82 23 0,80 22 Fv/Fm (mg L-1) ETR (µmols elétrons m-2 s-1) 31 21 20 19 0,78 0,76 0,74 0,72 18 0,70 17 0,68 16 0,66 15 0 150 210 240 270 300 0,00 150 Dias após semeadura da braquiária A 210 240 270 300 Dias após semeadura da braquiária B 836 Figura 3. Taxa relativa de transporte de elétrons (A) e rendimento quântico máximo do PSII (B) de plantas 837 de feijoeiro cultivadas em solos tratados com picloram após diferentes períodos de cultivo de braquiária 838 (Brachiaria brizantha, cv Piatã). 839 Ao se comparar as análises de solo realizadas antes de apos os ensaios, foi possível afirmar que o 840 cultivo sucessivo tanto da espécie remediadora, quanto da espécie bioindicadora, colaboraram para uma 841 redução expressiva na matéria orgânica do solo; Fato este, que associado à característica do picloram ser 842 um herbicida ácido (pKa < pH do solo), colaborou para maior dissociação do herbicida, e 843 consequentemente maior absorção do mesmo pelas plantas bioindicadoras cultivadas. Segundo Silva et al. 844 (2007) em solos com valores de pH superior ao valor do pKa do herbicida, ocorre uma maior liberação 845 deste a solução do solo e assim uma maior disponibilidade ao meio. D’Antonino et al. (2009) trabalhando 846 com três tipos de solo com diferentes valores de pH, contatou que o pH foi determinante para que 847 ocorresse um maior poder de dissociação e um alto potencial de lixiviação do herbicida picloram nos 848 mesmos. 849 CONCLUSÃO 850 O cultivo prévio de Brachiaria brizantha, cv. Piatã, por 300 dias, possibilitou maior 851 descontaminação do solo e consequentemente melhor desenvolvimento morfológico das 852 plantas de feijão, além de menores efeitos negativos na fisiologia desta cultura. Plantas de 32 853 feijão (Phaseolus vulgaris, cultivar Pérola) demonstraram alta sensibilidade ao residual do 854 herbicida picloram, mostrando-se viáveis como bioindicadores desse herbicida. 855 REFERÊNCIAS 856 ACCIOLY, A. M. A.; SIQUEIRA, J. O. Contaminação química e biorremediação do solo. In: 857 NOVAIS, R. F.; ALVAREZ V.; V. H.; SCHAEFER, . E. G. R. (Ed.) Tópicos em ciência do 858 solo. Viçosa: Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 2000. v. 1, p. 299-352. 859 ARMAS, E. 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Influência do período de cultivo de Panicum maximum (Cultivar Tanzânia) na 885 fitorremediação de solo contaminado com picloram. Planta Daninha, v. 26, n. 2, p. 315-322, 886 2008a. 887 CARMO, M.L.; PROCOPIO, S.O.; PIRES, F.R.; CARGNELUTTI FILHO, A.; BRAZ, 888 G.B.P.; SILVA, W.F.P.; BARROSO, A.L.L.; SILVA, G.P.; CARMO, E.L.; BRAZ, A.J.B.P.; 889 PACHECO, L.P. Influência do período de cultivo de Capim-Pé-de-Galinha-Gigante (Eleusine 890 coracana) na fitorremediação de solo contaminado com picloram. Planta Daninha, Viçosa- 891 MG, v. 26, n. 3, p. 601-609, 2008b. 892 COUTINHO, H. D.; BARBOSA, A. R. Fitorremediação: considerações gerais e 893 características de utilização. Silva Lusitana, v. 15, n. 1, p. 103-117, 2007. 894 D’ANTONINO, L. et al. Efeitos de culturas na persistência de herbicidas auxínicos no solo. 895 Planta Daninha, v. 27, n. 2,p. 371-378, 2009. 896 FERREIRA, O. G. L.; ROSSI, F. D.; ANDRIGHETTO, C. 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Planta Daninha, v.22, n.2, p.211-216, 2004. 922 PROCÓPIO, S.O.; CARMO, M.L.; PIRES, F.R.; FILHO, A.C.; BRAZ, G.B.P.; SILVA, 923 W.F.P.; BARROSO, A.L.L.; SILVA, G.P.; CARMO, E.L.; BRAZ, AJ.B.P. Fitorremediação 924 de solo contaminado com picloram por capim-pé-de-galinha-gigante (Eleusine coracana). R. 925 Bras. Ci. Solo, 32:2517-2524, 2008. 926 RODRIGUES, B.N.; ALMEIDA, F.S. (Ed.). Guia de herbicidas. 6 ed. Londrina, PR: Edição 927 dos autores, 2011. 697 p. 928 SANTOS, M.V.; FREITAS, F.C.L.; FERREIRA, F.A.; VIANA, R.G.; TUFFI SANTOS, 929 L.D.; FONSECA, D.M. Eficácia e persistência no solo de herbicidas ultilizados em pastagem. 930 Planta Daninha, Viçosa-MG, v. 24, n. 2, p. 391-398, 2006. 931 SANTOS, J. B. et al. Fitorremediação de áreas contaminadas por herbicidas. In: SILVA, A. 932 A.; SILVA, J. F. Tópicos em manejo de plantas daninhas. 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Piatã, por 300 dias, possibilitou maior 957 descontaminação do solo e consequentemente melhor desenvolvimento morfológico das 958 plantas de feijão, além de menores efeitos negativos na fisiologia desta cultura. 959 960 A espécie Phaseolus vulgaris se mostrou bom potencial de resposta como indicador biológico da presença de resíduos do picloram em solos tratados com esse herbicida. 961 Com o aumento do tempo de cultivo da espécie fitorremediadora (Brachiaria brizantha, 962 cv. Piatã) nos solos contaminados com o picloram ocorreu aumento das taxas fotossintéticas 963 do indicador biológico (Phaseolus vulgaris). 37 964 ANEXOS 965 966 967 968 969 FOTOS ARTIGO 1: A B C 38 970 971 D E F 972 973 FIGURA 1. Sintomas de intoxicação em plantas de feijão causados por contaminação do solo 974 com diferentes doses do picloram (A - 0 g ha-1 ; B - 7,5 g ha-1; C - 15 g ha-1 ; D - 30; E – 60; F 975 -120 g ha-1) 50 dias após a aplicação. 976 39 977 978 979 FIGURA 2. Sintomas de intoxicação sequencial em plantas de feijão causados por 980 contaminação do solo por diferentes doses do picloram (0 ; 120 ; 60; 30; 15; 7,5 g ha-1) aos 50 981 dias após a aplicação. 982 983 984 985 FIGURA 3. Vista geral experimento aos 150 dias de cultivo da Brachiaria brizantha, cv. Piatã nos vasos. 40 986 987 FIGURA 4. Brachiaria brizantha, cv. Piatã aos 150 dias de cultivo nas respectivas doses 988 aplicadas (120; 60; 30; 15; 7,5; 0 g ha-1) do picloram no solo. 989 990 FOTOS ARTIGO 2: 991 992 993 FIGURA 5. Sintomas de intoxicação sequencial em plantas de feijão causados por 994 contaminação do solo pelo 995 brizantha como espécie fitorremediadora (150, 210, 240, 270 e 300 dias) aos 50 dias após a 996 aplicação. picloram após diferentes épocas de cultivo de Brachiaria 41 997 A 998 B 999 C 42 1000 1001 1002 D E F 1003 FIGURA 6. Sintomas de intoxicação de resíduos de picloram no solo em plantas de feijão aos 1004 50 DAS, após fitorremediação com diferentes períodos de cultivo (A – 150 DAS; B - 210 1005 DAS; C - 240 DAS; D - 270 DAS; E – 300; F – Testemunha comparada) de Brachiaria 1006 brizantha, cv. Piatã.
