Nitrogênio e fósforo no crescimento, nutrição - NBCGIB

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM PRODUÇÃO VEGETAL
NATHÁLIA DE SOUZA PARREIRAS
NITROGÊNIO E FÓSFORO NO CRESCIMENTO, NUTRIÇÃO,
PRODUÇÃO DE ÓLEO ESSENCIAL E ANATOMIA FOLIAR
DE Lippia origanoides
Ilhéus - BA
2014
NATHÁLIA DE SOUZA PARREIRAS
NITROGÊNIO E FÓSFORO NO CRESCIMENTO, NUTRIÇÃO,
PRODUÇÃO DE ÓLEO ESSENCIAL E ANATOMIA FOLIAR
DE Lippia origanoides
Dissertação apresentada ao Programa de Pósgraduação em Produção Vegetal da Universidade
Estadual de Santa Cruz, como parte dos
requisitos para a obtenção do título de Mestre em
Produção Vegetal.
Área de concentração: Cultivo de Plantas em
Ambiente Tropical Úmido.
Orientadora: Profa. Dra. Larissa Corrêa do
Bomfim Costa.
Ilhéus - BA
2014
NATHÁLIA DE SOUZA PARREIRAS
NITROGÊNIO E FÓSFORO NO CRESCIMENTO, NUTRIÇÃO,
PRODUÇÃO DE ÓLEO ESSENCIAL E ANATOMIA FOLIAR
DE Lippia origanoides
Dissertação apresentada ao Programa de
Pós-graduação em Produção Vegetal da
Universidade Estadual de Santa Cruz, como
parte dos requisitos para a obtenção do título
de Mestre em Produção Vegetal.
Área de concentração: Cultivo de Plantas em
Ambiente Tropical Úmido.
________________________________
Profa. Dra. Larissa Corrêa do Bomfim Costa DCB- UESC (Orientadora)
________________________________
Prof. Dr. Cícero Deschamps
UFPR
______________________________
Prof. Dr. José Olímpio de Souza Júnior
DCAA – UESC
DEDICO
Dedico esta dissertação a toda minha família, composta por meus verdadeiros
mestres, pessoas que me ensinam todos os dias a valorizar o que a vida tem de
melhor.
“Na vida, não vale tanto o que temos,
nem tanto importa o que somos.
Vale o que realizamos com aquilo que possuímos e,
acima de tudo, importa o que fazemos de nós”.
(Chico Xavier)
AGRADECIMENTOS
À Deus pela vida, por me inspirar coragem e paciência para enfrentar as dificuldades
do caminho e por todas as oportunidades e bênçãos que me proporciona.
Aos meus pais, pelo amor que me dedicam, por serem o grande exemplo da minha
vida e por me apoiarem sempre.
Aos meus irmãos Andréia, Alexsander, Aila e Ricardo, pela força e por poder contar
com vocês nos momentos mais difíceis.
À minha família, pelo apoio, pelos momentos de descontração e carinho.
A Profª Drª Larissa C. do Bomfim Costa, minha orientadora, pelo apoio e orientação.
Ao Prof. José Olimpio de Souza Júnior, pelas valiosas contribuições, pelos
conselhos, paciência e respeito.
Ao Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal – PPGPV que proporcionou
a aquisição de novos conhecimentos e o desenvolvimento deste trabalho, pelo
empenho dos professores na transmissão de seus ensinamentos e, em especial, à
secretária Caroline Tavares pela atenção, competência e amizade.
À Coordenação do Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), pela
concessão da bolsa durante a realização do curso de mestrado.
Aos Profs Delmira Silva, Raildo Mota e Rosilene Aparecida de Oliveira, pelo apoio,
profissionalismo e pelo auxílio imprescindível neste trabalho.
À CEPLAC e a Mars Cacau pelo apoio técnico.
Aos funcionários, Sr. Roberto, Marcelo, Pablo, Gerson, Givaldo, D. Jacira, Lucas
pelo carinho, amizade e auxílio durante o desenvolvimento do experimento.
Às amigas Jordany, Giovanna e Daniela por dividir as alegrias e tristezas durante
todo esse período.
Aos amigos, Viviane, Joedson, Felipe, Nairane, Leyde, Francisca, Rodrigo, Mavyla
pelas contribuições neste trabalho e pela amizade.
À Andrea, Júlia, Gabrielle e Gabriel pelo carinho e afeto que sempre me dedicaram.
Ao Prof. Ernane Ronie Martins pelo incentivo, amizade e por ser um exemplo de
pesquisador.
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 – Análise química do solo ........................................................................... 32
Tabela 2 – Análise granulométrica do solo ............................................................... 32
Tabela 3- Percentagem relativa dos constituintes do óleo essencial em Lippia
origanoides submetida a cinco doses de fósforo (P) e cinco doses de nitrogênio (N).
.................................................................................................................................. 42
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 – (A) Área foliar específica (AFE) e (B) biomassa seca total (MST) de Lippia
origanoides em função das doses de P e N. (*,** e °, para p < 1, 5, 10%,
respectivamente, pelo teste F). ................................................................................. 36
Figura 2 – (A) Número de folhas; (B) área foliar; (C) biomassa seca de folhas (MSF)
e (D) razão de área foliar (RAF) de Lippia origanoides em função de doses de P e N.
(*,** e °, para p < 1, 5, 10%, respectivamente, pelo teste F). .................................... 38
Figura 3 – (A) Altura; (B) diâmetro do caule; (C) biomassa seca do caule (MSC) e (D)
biomassa seca da raiz (MSR) de Lippia origanoides em função de doses crescentes
de nitrogênio. (*,** e °, para p < 1, 5, 10%, respectivamente, pelo teste F)............... 39
Figura 4 – Espessura do limbo foliar de Lippia origanoides em função de diferentes
doses de fósforo e nitrogênio (*,** e °, para p < 1, 5, 10%, respectivamente, pelo
teste F). ..................................................................................................................... 40
Figura 5 - Produção de óleo essencial das folhas de Lippia origanoides em função
de doses crescentes de nitrogênio (* para p < 1%, pelo teste F). ....... 41_Toc385341550
Figura 6 – Superfície de resposta dos teores de macronutrientes em folhas de Lippia
origanoides em função das doses de fósforo e nitrogênio. A – teor de fósforo (P) B –
teor de potássio (K). (*,** e °, para p < 1, 5, 10%, respectivamente, pelo teste F). ... 44
Figura 7 – Teores de nitrogênio (N) em folhas de Lippia origanoides em função das
doses de N. (* para p < 1 %, pelo teste F). ............................................................... 45
Figura 8 – Teores de cálcio (Ca) e magnésio (Mg) em folhas de Lippia origanoides
em função das doses de P. (* para p < 1 %, pelo teste F). ....................................... 46
SUMÁRIO
ABSTRACT ......................................................................................................................................... 12
1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 13
2. REVISÃO DE LITERATURA ........................................................................................................ 15
2.1 Lippia origanoides H.B.K. ........................................................................................................ 15
2.2 Óleo essencial........................................................................................................................... 16
2.3 Fatores que afetam a produção do óleo essencial ............................................................. 18
2.4 Adubação mineral..................................................................................................................... 18
2.5 Fósforo ....................................................................................................................................... 21
3. REFERÊNCIAS .............................................................................................................................. 23
4. CAPÍTULO I Nitrogênio e fósforo no crescimento, nutrição, produção de óleo
essencial e anatomia foliar de Lippia origanoides ................................................................. 29
4.1 RESUMO ....................................................................................................................................... 29
4.2 INTRODUÇÃO ............................................................................................................................. 40
4.3 MATERIAL E MÉTODOS ............................................................................................................ 32
4.3.1 Condições de cultivo ......................................................................................................... 32
4.3.2 Crescimento da planta ...................................................................................................... 33
4.3.3 Extração, teor, rendimento e composição do óleo essencial ..................................... 33
4.3.4 Anatomia foliar ................................................................................................................... 34
4.3.5 Teor de nutrientes na folha .............................................................................................. 35
4.3.6 Análise estatística .............................................................................................................. 35
4.4 RESULTADOS .............................................................................................................................. 35
4.4.1 Avaliação do crescimento ................................................................................................ 35
4.4.2 _Toc405283528Teor, produção e composição do óleo essencial ............................... 40
4.4.3 Teor de nutrientes na folha .............................................................................................. 43
4.5 DISCUSSÃO ................................................................................................................................. 47
4.6 CONCLUSÕES ............................................................................................................................. 51
4.7 REFERÊNCIAS ............................................................................................................................ 51
11
RESUMO
Lippia origanoides é uma planta originária de alguns países da América
Central e do norte da América do Sul, especialmente da região Amazônica utilizada
popularmente para o tratamento de problemas estomacais, diarreia, náuseas,
flatulência, corrimentos vaginais, febre e como antisséptico geral. Estudos apontam
a bioatividade do extrato e do óleo essencial como antibiótico, antioxidante e
antiviral. Apesar do grande potencial econômico desta planta as pesquisas sobre o
seu cultivo e manejo ainda são escassas. Este trabalho objetivou avaliar o
crescimento, anatomia foliar, concentração de nutrientes e a produção de óleo
essencial de Lippia origanoides sob diferentes adubações de P e N. As plantas
foram cultivadas em vasos contendo 10 Kg de substrato composto por solo e areia,
em esquema fatorial 5x5, sendo cinco doses de N (0; 0,90; 0,18; 0,27 e 0,36 g Kg-1)
e cinco doses de P (0; 0,10; 0,20; 0,30 e 0,40 g Kg-1), em delineamento experimental
inteiramente casualizado com cinco repetições. Houve efeito significativo da
adubação com P e N sobre o crescimento de Lippia origanoides. O teor e a
composição do óleo essencial não foram influenciados pela adição de P e N ao solo,
mas o nitrogênio contribuiu para o aumento no rendimento de óleo essencial devido
ao aumento da biomassa foliar. A aplicação de P na ausência de N induziu o
espessamento foliar de L. origanoides.
Palavras-chave: Nutrição mineral, plantas medicinais, timol.
12
ABSTRACT
Lippia origanoides is a plant of some countries in Central America and northern
South America, especially the Amazon region popularly used to treat stomach
problems, diarrhea, nausea, flatulence, vaginal discharge, fever, and as a general
antiseptic. Studies indicate the bioactivity of the extract and essential oil as an
antibiotic, antiviral and antioxidant. Despite the great economic potential of this plant
surveys about their cultivation and management are scarce. This study evaluated the
growth, leaf anatomy, absorption of nutrients and the production of essential oil of L.
origanoides under different fertilization with P and N. Plants were grown in pots
containing 10 dm3 substrate, the treatments consisted of five nitrogen levels (0; 0,90;
0,18; 0,27 and 0,36 g Kg-1) and five phosphorus levels (0; 0,10; 0,20; 0,30 and 0,40 g
Kg-1) in a factorial scheme completely randomized with five replications. There was a
positive effect of N and P fertilization on the growth of L. origanoides. The content
and composition of essential oil were not affected by the addition of P and N to the
soil, but nitrogen contributed to the increase in oil yield due to increased leaf
biomass. P application in the absence of N induced thickening of the leaf L.
origanoides.
Key words: Mineral nutrition, medicinal plants, thymol.
13
INTRODUÇÃO
O uso de plantas com fins terapêuticos é uma tradição milenar presente nas
culturas de várias nações, constituindo, ainda hoje, um recurso alternativo de grande
aceitação (SANTOS et al., 2008). Os produtos naturais de origem vegetal têm sido
utilizados tanto na terapêutica médica, como na indústria de cosméticos e de
alimentos, servindo como aromatizantes, flavorizantes e antioxidantes. A maioria dos
produtos naturais utilizados na medicina são os terpenóides, as quinonas, as
lignanas, os flavonóides e os alcalóides e, de uma maneira geral, apresentam ação
tranqüilizante, analgésica, anti-inflamatória, citotóxica, anticoncepcional, bactericida,
antiviral, fungicida, entre outras (PHILLIPSON, 2001). O cultivo de plantas
medicinais vem aumentado ao longo dos anos e assumindo uma importância cada
vez maior no mundo (SOUZA et al., 2007) devido principalmente, à demanda criada
pelas indústrias. A comercialização de fitoterápicos no Brasil cresceu 13% em
relação ao ano anterior e movimentou 1,1 bilhão de reais (ALVES, 2013). Apesar
deste avanço nos últimos anos, ainda há poucos estudos dos mecanismos
relacionados à produção, principalmente, no que concerne aos aspectos ecológicos
e aos processos bioquímicos envolvidos na produção de metabólitos secundários
(SOUZA et al., 2007).
O gênero Lippia é o segundo maior da família Verbenaceae com cerca de 200
espécies (TERBLANCHÉ; KORNELIUS, 1996), das quais 120 encontram-se no
Brasil, distribuídas no cerrado e caatinga, onde se destacam no período da floração
por seu aroma forte e agradável (OLIVEIRA et al., 2006). Dentro deste gênero ainda
existem espécies pouco estudadas como é o caso da Lippia origanoides H.B.K,
espécie originária de alguns países da América Central e do norte da América do
Sul, especialmente da região Amazônica (OLIVEIRA et al., 2007), que se destaca
pela sua produção de óleos essenciais .
Os óleos essenciais são originados do metabolismo secundário das plantas e
possuem composição química complexa, formados por terpenos e fenilpropanóides
(GONÇALVES et al., 2003; SILVA et al., 2003). Podem causar reações no
organismo e são misturas complexas, podendo chegar a mais de 300 componentes,
o que faz do óleo essencial puro um produto altamente valorizado e passível de
aplicação em diversas áreas. Podem ocorrer em um órgão vegetal ou em toda
planta, onde atuam atraindo ou repelindo insetos polinizadores, regulando a
14
transpiração e intervindo com hormônios na polinização (MARTINS et al., 2000).
Estudo comparativo de metabólitos secundários voláteis de L. origanoides extraído
por diferentes métodos apresentou dois quimiotipos diferentes, um contendo pcimeno (13%) e 1,8-cineol (9%) como compostos majoritários e o outro contendo
timol (56%) e p-cimeno (10%). O timol apresentou efeito inibitório sobre patógenos
orais, tais como, Streptococcus mutans e Candida albicans ( BOTELHO et al., 2007).
Timol e Carvacrol, inibiram o crescimento de biofilmes pré-formados de
Streptococcus aureus e Streptococcus epidermides (NOSTRO et al., 2007). O timol
tem sido utilizado como solução alcoólica ou em pó para tratamento de micoses, é
utilizado como conservante em halotano, um anestésico, como antisséptico bucal
presente em enxaguantes e pastas de dente (FILOCHE, et al., 2005).
Vários fatores bióticos e abióticos podem influenciar na produção de
metabólitos secundários, entre eles a disponibilidade de nutrientes, cuja deficiência
ou, o excesso pode promover maior ou menor produção de fármacos pela planta
(MARTINS et al., 2000). A necessidade de determinação de níveis críticos de um
nutriente para cada espécie vegetal ou grupos de espécies afins fundamenta-se não
apenas em suas exigências nutricionais variáveis, mas também nas suas diferentes
capacidades de absorção e/ou utilização do nutriente (SKREBSKY, 2008). Pesquisa
realizada por Blank et al. (2006) mostrou que a calagem é fundamental para o
desenvolvimento das plantas de Melissa officinalis e Mentha x piperita e que a falta
dos nutrientes N e P prejudica a produção de folhas, órgão usado na medicina
popular e que contém os princípios ativos nestas espécies. Arrigoni-Blank et al.
(1999) concluíram que após 120 dias do transplantio, no cultivo da erva baleeira
(Cordia verbenacea L.) em solos ácidos e de baixa fertilidade, a calagem e a
adubação foram essenciais para o crescimento da plantas. Além da prática da
calagem, a adubação com N, K e B apresentou as maiores respostas quanto ao
crescimento e a nutrição da espécie.
A nutrição mineral também contribui para a composição da organização
estrutural, ou seja, quando a planta recebe ou deixa de receber macro e
micronutrientes, evidenciam-se modificações em sua estrutura anatômica (SILVA et
al., 2005). Orégano (Origanum vulgare L.) submetido a diferentes fontes e níveis de
adubação orgânica não apresentou efeito significativo das doses de esterco bovino
na espessura do parênquima paliçádico, porém os níveis de esterco de aves
15
influenciaram significativamente a espessura do parênquima paliçádico. À medida
que se elevaram as doses de esterco bovino e aves, ocorreu tendência de
decréscimo na espessura do parênquima lacunoso (CORRÊA et al., 2009).
O conhecimento das exigências nutricionais de L. origanoides pode contribuir
para o estabelecimento de um manejo adequado para essa espécie de interesse
medicinal e aromático, considerando os fatores regionais, nível de produtividade e
qualidade do óleo essencial. Este trabalho teve por objetivo avaliar os efeitos das
doses de nitrogênio e de fósforo no crescimento, produção de óleo essencial e
anatomia foliar de Lippia origanoides H.B.K.
REVISÃO DE LITERATURA
Lippia origanoides H.B.K.
A
família
Verbenaceae
aproximadamente
1000
predominantemente nas
é
composta
espécies
por
cerca
distribuídas
regiões tropicais
e
de
36
gêneros
mundialmente,
subtropicais. O
Brasil
e
mas
abriga
aproximadamente 17 gêneros e 250 espécies dessa família (SANTOS et al., 2009).
No Brasil ocorrem 17 gêneros nativos: Aloysia, Baillonia, Bouchea, Casselia,
Cithrexylum, Duranta, Glandularia, Lantana, Lippia, Monochilus, Petrea, Phyla, Priva,
Stachytarpheta, Tamonea, Verbena, Verbenoxylum (SOUZA; LORENZI, 2008).
O gênero Lippia, cujo nome deriva de August Lippi, um botânico italiano, não
é exclusivo do Brasil. Cerca de 200 espécies de Lippia já foram descritas,
correspondendo a ervas, arbustos e pequenas árvores, frequentemente aromáticas,
distribuídas nas Américas Central e do Sul e na África Central (BLANK, 2013). O
gênero é de grande importância econômica devido às diferentes aplicações dos
óleos essenciais, sendo por este motivo, muitas espécies consideradas como
medicinais (SALIMENA, 2002). Dentre as espécies medicinais do gênero Lippia
muitas têm sido investigadas do ponto de vista farmacológico revelando importantes
propriedades
tais
como,
ação
sedativa,
antiespamódica,
estomáquica,
antiinflamatória e antipirética de L. alba (Mill.) N. E. Brown; efeito antisséptico,
antiinflamatório e cicatrizante do extrato aquoso de L. sidoides Cham; ação contra a
16
malária, no tratamento de hipertensão e combate à sarna de L. multiflora Moldenke
e tratamento da tosse e bronquite de L. dulcis Trevir (GOMES et al., 2011).
Lippia origanoides H.B.K: é uma planta originária de alguns países da
América Central e do norte da América do Sul, especialmente da região Amazônica
(OLIVEIRA et al., 2007). É um arbusto que pode chegar a três metros de altura,
possui folhas verdes, ovadas e aromáticas e inflorescências em racimo, axilares e
brancas (RUIZ et al., 2007). Flores e folhas de L. origanoides são utilizadas
popularmente para o tratamento de problemas estomacais, diarreia, náuseas,
flatulência, corrimentos vaginais, febre e como antisséptico geral para boca,
garganta e feridas (OLIVEIRA et al., 2007). Na Venezuela esta planta tem sido
utilizada em reflorestamento como espécie pioneira em regiões de minério de ferro
que foram desativadas ou abandonadas (GOMES et al., 2011).
Óleo essencial
O uso de óleos essenciais como agentes medicinais é conhecido desde a
remota antiguidade. Há registros pictóricos de seis mil anos atrás entre os egípcios,
de práticas religiosas associadas à cura de males, às unções de realeza e à busca
de bem estar físico através de aromas obtidos de partes específicas de certos
vegetais, como resinas, flores, folhas e sementes. As substâncias aromáticas
também já eram populares nas antigas China e Índia. No entanto, foi apenas a partir
da Idade Média, através do processo de destilação introduzido pelos cientistas
mulçumanos, que se iniciou a real comercialização de materiais aromáticos (SIANI,
et al., 2000).
A ISO (International Standardatization Organization) define óleos essenciais
ou óleos voláteis, como produtos obtidos de partes de plantas por meio de
destilação por arraste com vapor d’água. São misturas complexas de substâncias
voláteis, lipofílicas, geralmente odoríferas e líquidas. Diferem dos óleos fixos que são
misturas de substâncias lipídicas obtidas normalmente de frutos ou sementes. As
denominações de óleos essenciais ou óleos etéreos estão relacionados com a
presença de algumas características físico-químicas, como a de serem líquidos de
aparência oleosa à temperatura ambiente, contudo sua principal característica
consiste na volatilidade (SIMÕES; SPITZER, 2004). Eles podem ser sintetizados por
17
toda a planta, como por exemplo, em brotos, flores, folhas, caules, galhos,
sementes, frutos, raízes, madeira ou cascas e são armazenados em diferentes tipos
de estruturas secretoras como células oleíferas, cavidades, canais, ou tricomas
glandulares (BURT, 2004; BAKKALI et al., 2008). Informações sobre a estrutura
secretora de Lippia spp. reportam que o óleo essencial é produzido em tricomas
glandulares (COMBRINCK et al., 2007; JEZLER et al., 2013 ).
Os monoterpenos e os sesquiterpenos são os principais constituintes dos
óleos essenciais e são originados de rotas do metabolismo secundário. A principal
via de síntese dos terpenos é a rota do mevalonato, que se inicia a partir da reação
entre três moléculas de Acetil-Coa, dando origem a uma molécula de ácido
melalônico. Esta molécula sofre reações que produzem dois isômeros de cinco
carbonos, o isopentenil difosfato e o dimetilalil difosfato. Estas moléculas reagem
entre si dando origem aos diferentes grupos de terpenos, entre eles mono e
sesquiterpenos (TAIZ; ZEIGER, 2009). Os terpenos são formados pela união de
unidades com cinco carbonos, o isopreno. Quando possuem oxigênio, os terpenos
recebem outra terminologia, descrita como terpenóide. A união de dois isoprenos
forma os monoterpenos (C10), que são considerados os componentes mais
conhecidos das essências das flores e dos óleos essenciais das ervas e dos
temperos. Quando os terpenos possuem 15 carbonos, são descritos como
sesquiterpenos (CROTEAU, KUTCHAN 2000; CASTRO et al., 2004).
Geralmente os componentes majoritários determinam as propriedades
biológicas dos óleos essenciais. L. origanoides possui uma importante variação de
quimiotipos de acordo com o componente majoritário presente em seu óleo
essencial, podendo ser: p-cimeno, carvacrol ou timol (STASHENKO et al., 2010).
Vários estudos apontam a bioatividade do extrato ou do óleo essencial destes
quimiotipos com resultados promissores contra Rhizoctonia solani, Bipolaris maydis
(RODRÍGUEZ; SANABRIA 2005), Mycobacterium tuberculose (BUENO - SÁNCHEZ
et al. 2009), Candida sp. (DOS SANTOS et al., 2004; HENAO et al., 2009;
OLIVEIRA et al., 2007), Leishmania chagasi, Trypanosoma cruzi (CELIS et al.,
2007; ESCOBAR et al., 2010). Além disso, esse óleos essencial tem atividade
antioxidante, (CELIS et al., 2007; MUNÕZ- ACEVEDO et al., 2009), repelente contra
Tribolium castaneum e Sitophilus zeamais (NERIO et al., 2009; OLIVERO - VERBEL
et al., 2009), efeito antiviral sobre o vírus da dengue e da febre amarela (MENESES
et al., 2009 a, b).
18
A produção de óleos essenciais pelas plantas pode variar em função de
fatores fisiológicos, genéticos e ecológicos (CASTRO et al., 2004), sendo assim,
vários estudos têm sido desenvolvidos com o objetivo de garantir a produção e a
qualidade deste princípio ativo nas diferentes condições de cultivo.
Fatores que afetam a produção do óleo essencial
Na dinâmica de crescimento e de desenvolvimento as plantas medicinais e
aromáticas podem apresentar alterações bioquímicas e fisiológicas capazes de
afetar a elaboração dos princípios ativos, tanto no aspecto quantitativo quanto
qualitativo (TAIZ; ZAIGER, 2009). Assim, conhecer os fatores que influenciam a
variação nos compostos químicos das plantas medicinais é fundamental para se
obter uma matéria prima de melhor qualidade (CASTRO et al., 2004).
A luminosidade, temperatura, pluviosidade e a nutrição da planta são alguns
fatores que alteram significativamente a produção dos metabólitos secundários,
ocasionando a biossíntese de diferentes compostos (MORAIS 2009; CORRÊA
JUNIOR et al., 1994). Entre eles, a nutrição da planta merece destaque, pois a
deficiência ou a toxidez causada pelo excesso de nutrientes pode interferir na
produção de biomassa e na quantidade de princípios ativos (MAPELI et al., 2005;
OSUNA et al., 2005). Também atuam no crescimento das plantas indiretamente, via
seus efeitos no suprimento de assimilados e de substâncias de crescimento
(ROBSON, PITMANN, 1983). A influência dos nutrientes na fotossíntese pode
ocorrer em várias vias, como por exemplo, o envolvimento direto do fósforo na
cadeia de transporte de elétrons, nos tilacóides. Já o nitrogênio pode ser utilizado na
formação dos cloroplastos, síntese proteica e síntese de clorofila (MOORBY;
BESFORD, 1983).
Adubação mineral
A produtividade vegetal é um processo extremamente complexo que envolve
fatores de solo, de clima e da própria genética da planta interagindo de maneira
específica para cada ambiente, determinando o nível de produção da cultura. A
fertilidade do solo é um dos fatores mais importantes da produtividade, pois
19
determina
as
condições
para
o
suprimento
dos
nutrientes
minerais,
o
desenvolvimento radicular e, também, o rendimento e a qualidade do produto
colhido (EPSTEIN; BLOOM, 2006).
O carbono, o oxigênio e o hidrogênio são adquiridos a partir do CO2
atmosférico e da água presente no solo e incorporados às plantas pelo processo de
fotossíntese. Como consequência da fotossíntese, esses três elementos fazem parte
de praticamente todas as moléculas orgânicas dos vegetais e são responsáveis por
cerca de 94-97% do peso seco de uma planta. (PERES, 2003). Os demais
nutrientes são absorvidas preferencialmente pelas raízes na forma inorgânica, esses
elementos são denominados nutrientes minerais e o processo de aquisição pelas
plantas é denominado nutrição mineral.
O efeito benéfico da adição de elementos minerais no crescimento das
plantas já foi reconhecido há mais de 2000 mil anos. Contudo, Just Von Liebig
(1803-1873), principal cientista a lançar as bases da disciplina de Nutrição Mineral
concluiu que N, S, P, K, Ca, Mg, Si, Na e Fe eram elementos essenciais, baseado
apenas em observação e especulação. Destes apenas o Si e o Na não são
considerados essenciais, embora o possam ser para algumas espécies. De qualquer
modo, houve um despertar nas pesquisas nesta área a partir do século XIX
(BONATO et al.,1998).
O desenvolvimento vegetal e a produção de óleos essenciais em plantas
aromáticas são influenciados por vários fatores ambientais, incluindo condições
edáficas. Neste sentido, os nutrientes atuam influenciando vários eventos
bioquímicos do metabolismo primário e secundário das plantas (TAIZ; ZEIGER,
2009). Segundo Sangwan et al. (2001), a aplicação de fertilizantes para o cultivo de
plantas aromáticas normalmente afeta a produção de óleos essenciais e, portanto,
há necessidade de se avaliar as exigências de cada espécie, bem como, o manejo
adequado da adubação. A prática da adubação exige conhecimentos sobre as
características morfofisiológicas da planta, além daquelas relacionadas com a
disponibilidade dos nutrientes no solo e o seu comportamento na planta, podendo os
nutrientes ser fornecidos por meio da adubação orgânica ou mineral (SOUSA et al.,
2013).
O cultivo de plantas medicinais tornou-se alternativa interessante e rentável
na agricultura brasileira (SIMÕES et al., 2000), justificando a necessidade do estudo
20
das exigências nutricionais específicas de cada planta, para cultivos comerciais. O
aumento na produtividade em plantas medicinais, assim como a biossíntese de
compostos de valor econômico, estão correlacionados com a otimização da nutrição
mineral (MAIRAPETYAN et al., 1999).
Os nutrientes minerais possuem funções essenciais e específicas no
metabolismo das plantas, sendo que as espécies vegetais normalmente diferem na
exigência nutricional, as quais devem ser conhecidas para uma melhor exploração.
Assim, quando um dos nutrientes não está presente em quantidades satisfatórias às
suas necessidades, ou em casos de combinações químicas que são pobremente
absorvidas, essa deficiência gera anomalias devido a alterações no metabolismo
vegetal (EPSTEIN; BLOOM, 2006; BENEDETTI et al., 2009).
Nitrogênio
O nitrogênio (N) é o elemento mais abundante na atmosfera terrestre (em
torno de 79%). Os tecidos vegetais, de maneira geral, apresentam teores de N que
variam de 2 a 5% da matéria seca e com poucas exceções, é também o mineral
mais exigido pelas plantas (FAQUIN, 2001).
Nas plantas, o N é um componente responsável por várias reações além de
fazer parte da estrutura da clorofila, de enzimas e proteínas estruturais. Por ser
elemento essencial, seu balanço afeta a formação de raízes, a fotossíntese, a
produção e translocação de fotoassimilados e o crescimento de folhas e raízes,
sendo o crescimento foliar primeiramente afetado (RYLE et al., 1979; TAIZ;
ZEIGER,
2009).
consequentemente,
É
facilmente
as
plantas
redistribuído
deficientes
na
em
planta,
N
via
apresentam
floema
e,
sintomas
primeiramente nas folhas velhas (MENGEL; KIRKABY, 2001).
O N é um dos nutrientes vitais ao crescimento das plantas que não é liberado
pelo intemperismo de minerais no solo e, portanto, uma quantidade mínima deste é
encontrada na forma mineral (N-NH4 e N-NO3-), que é assimilada pelas culturas
(SCHULTEN; SCHNITZER, 1998). A mineralização é a transformação biológica do N
orgânico do solo em N inorgânico, executada pelos microrganismos heterotróficos
do solo. A imobilização refere-se ao processo inverso, ou seja, é a transformação do
N inorgânico em orgânico. Os microrganismos do solo assimilam as formas
inorgânicas de N para formar os constituintes orgânicos de suas células e tecidos.
21
Os compostos sintetizados pelos microrganismos podem ser parcialmente
mineralizados e tornar-se disponível para as plantas (ALFAIA, 2006).
A passagem do N orgânico para a forma mineral processa-se em duas etapas
distintas: a amonificação, que libera amônia (NH4+) e, em seguida, a nitrificação, que
oxida a amônia transformando-a em nitratos (NO3-). A maior absorção de uma forma
em relação à outra é influenciada por certos fatores, como o nível de oxigenação, o
grau de umidade e o pH do solo, a forma do fertilizante nitrogenado empregado e o
tipo de vegetação. Uma fertilização desequilibrada afeta muito este processo. Por
exemplo, o excesso de amônia pode bloquear todo o processo de nitrificação ou
uma das suas fases, fazendo com que se acumulem nitritos tóxicos (FAQUIN, 2001).
A adubação nitrogenada influencia o teor e a qualidade dos óleos essenciais
(RAM et al., 2006; SANGWAN et al., 2001); em muitos casos as aplicações
nitrogenadas aumentam a produção de óleo essencial em plantas aromáticas,
devido ao aumento da biomassa, de área foliar e da taxa fotossintética
(DESCHAMPS et al., 2012). PUTTANA et al. (2005) estudaram o efeito de doses de
nitrogênio (0, 100, 200 Kg.ha-1 por ano) no rendimento de óleo essencial de
patchouli (P. cablin), observando o aumento na produção proporcional ás doses de
nitrogênio aplicado, demonstrando a importância deste macronutriente tanto para o
desenvolvimento como para a produção de óleo essencial.
Fósforo
O fósforo (P) é um dos macronutrientes menos exigido pelas plantas. Não
obstante, trata-se do nutriente mais usado em adubação no Brasil. Nas regiões
tropicais e subtropicais, como acontece no Brasil, é o elemento cuja falta no solo
mais frequentemente limita a produção, principalmente em culturas anuais: mais de
90 % das análises de solo no Brasil mostram baixos teores de P disponível. Além da
carência generalizada de P nos solos brasileiros, o elemento apresenta forte
interação com o solo (fixação), o que reduz a eficiência da adubação fosfatada
(FAQUIN, 2001).
O P compõe a molécula de ATP (adenosina trifosfato), que é utilizada em
todas as reações endergônicas, ou seja, que necessitam de energia. Desempenha
também papel importante na fotossíntese, na respiração, no metabolismo de
açúcares, na divisão celular, no alongamento das células e na expressão gênica da
22
informação genética. Seu suprimento adequado promove o uso mais eficiente da
água e, consequentemente, dos outros nutrientes (GUIMARÃES et al., 2011). É
ainda componente de muitas proteínas, coenzimas, ácidos nucleicos e substratos
metabólicos (DECHEN; NACHTIGALL, 2007), Sendo, portanto imprescindível ao
crescimento e a reprodução das plantas (MARSCHNER, 1995).
O P tem baixa mobilidade na maioria dos solos, sendo que geralmente
permanece onde é colocado, seja por intemperismo dos minerais seja por adubação.
Raramente é perdido por lixiviação, mesmo que este tenha maior mobilidade em
solos arenosos. Quase todo o P se movimenta no solo por difusão, sendo um
processo lento e que depende da umidade. Devido à baixa mobilidade do P sua
absorção pode ficar comprometida em solos compactados, devido ao fato da
resistência mecânica do solo reduzir a sua absorção pelas raízes, além de favorecer
a sua adsorção específica (VAN RAIJ, 1991).
O P pode ser encontrado no solo em formas inorgânicas e orgânicas, sendo
que a orgânica é proporcional ao aumento da matéria orgânica e a diminuição do
pH. A forma química do P no solo depende do pH, na faixa entre 4 e 8 predomina a
forma H2PO4-, sendo esta a principal forma de absorção das plantas. O P pode ainda
ser encontrado nas seguintes condições: a) P fixado: encontra-se na forma
inorgânica e está fortemente adsorvido ao solo, geralmente ligado ao Al, Fe e Ca
dos minerais de argila; b) P lábil: encontra-se na forma inorgânica e está fracamente
adsorvido ou presente na solução do solo; P solúvel: encontram-se na forma
inorgânica, nas formas H2PO4-, HPO42-, PO43-; d) P orgânico: refere-se ao P ligado
aos compostos orgânicos, como ácidos nucléicos, fosfolipídios, etc. (VAN RAIJ,
1991).
É indiscutível a necessidade da adubação fosfatada para implantação e
manutenção das culturas em solos com baixa fertilidade, no entanto, requer-se o
estabelecimento de critérios mais exatos para sua recomendação. A determinação
dos níveis críticos de P no solo e na planta é necessária para o estabelecimento das
doses de P a serem aplicadas e a avaliação nutricional das plantas, pois estes
valores variam entre as espécies, condições edafoclimáticas, manejo da adubação,
amostragem e idade da planta (BATES, 1971; ALVAREZ, 1990). Rodrigues et al.,
estudaram o efeito do P em plantas de Mentha x piperita e observaram que, a
concentração de 19,48 mg L-1 de P proporcionou o máximo teor de óleo essencial;
as maiores concentrações de P na solução (24 e 30 mg L-1), promoveram aumentos
23
no crescimento da parte aérea da menta, mas reduziram os teores de óleo
essencial, não significando portanto, ganhos de produção de óleo essencial por
planta.
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CAPÍTULO I
NITROGÊNIO E FÓSFORO NO CRESCIMENTO, NUTRIÇÃO, PRODUÇÃO DE
ÓLEO ESSENCIAL E ANATOMIA FOLIAR DE Lippia origanoides
RESUMO
O uso popular de Lippia origanoides tem sido realizado de forma extrativista e
artesanal, apesar, do seu grande potencial farmacológico e econômico. Pesquisas
devem ser intensificadas buscando gerar informações sobre a fisiologia desta
espécie, o que possibilitará a sua utilização pela indústria farmacêutica. Com o
objetivo de avaliar o efeito de diferentes doses de N e P no crescimento, nutrição,
produção de óleo essencial e anatomia foliar de Lippia origanoides H.B.K.. foi
desenvolvido um experimento na Universidade Estadual de Santa Cruz - UESC, em
Ilheús -BA. Os tratamentos consistiram de cinco doses de N (0; 0,90; 0,18; 0,27 e
0,36 g Kg-1 de N), na forma de nitrato de amônio e cinco doses de P (0; 0,10; 0,20;
0,30 e 0,40 g Kg-1 de P), na forma de superfosfato triplo, arranjados no esquema
fatorial 5x5, no delineamento experimental inteiramente casualizado, com cinco
repetições. Cada parcela foi constituída por um vaso com capacidade de dez quilos
de substrato, com uma planta de L. origanoides. Avaliou-se a altura, diâmetro do
caule, produção de biomassa seca das folhas, raiz, caule e total, espessura do limbo
foliar, composição, rendimento e teor do óleo essencial e teor de macronutrientes
nas folhas.
Palavras-chave: Nutrição mineral, plantas medicinais, timol.
30
CHAPTER I
NITROGEN AND PHOSPHORUS ON GROWTH, NUTRITION, ESSENTIAL OIL
YIELD AND LEAF ANATOMY OF Lippia origanoides
ABSTRACT
The popular use of Lippia origanoides is performed extractive way, despite its
extensive pharmacological and economic potential. Research should be intensified
seeking to generate information about the physiology of these species, which will
enable the use of the species by the pharmaceutical industry. With the objective of
evaluating the effect of different levels of N and P on growth, essential oil yield and
leaf anatomy of Lippia origanoides HBK. An experiment was conducted in the
Universidade Estadual de Santa Cruz - UESC in Ilheus, Bahia. The treatments
consisted of five nitrogen levels (0, 90, 180, 270 and 360 mg Kg-1) and five
phosphorus levels (0; 0,10; 0,20; 0,30 and 0,40 g Kg-1) in a factorial scheme
completely randomized with five replications. Each experimental unit consisted of
one pot with capacity of ten kilos of substrate, a plant of L. origanoides. Was
assessed height, stem diameter, dry matter production of leaves, root, stem and total
leaf thickness, composition, and yield of essential oil yield and content of macro in
the leaves.
Key words: Mineral nutrition, medicinal plants, thymol.
31
INTRODUÇÃO
O gênero Lippia Linn. (Verbenaceae) inclui aproximadamente 200 espécies
de ervas, arbustos e árvores de pequeno e porte distribuídas principalmente na
América Central, regiões tropicais da África, América do Norte, América do Sul e
Austrália (MUNIR, 1993; PASCUAL et al., 2001; SILVA et al., 2006; GOMES et al.,
2011). A espécie Lippia origanoides H.B.K (Verbenaceae) é uma planta arbustiva
originária de alguns países da América Central e do norte da América do Sul,
principalmente da região Amazônica. Conhecida popularmente como Alecrim
d’Angola ou Salva de Marajó, é utilizada para fins culinários e medicinais sendo, o
seu óleo essencial rico em carvacrol e timol (OLIVEIRA et al., 2007).
Dentre os fatores de estresse que podem interferir na composição química da
planta, a nutrição merece destaque, pois a deficiência ou o excesso de nutrientes
pode interferir na produção de biomassa e na quantidade de princípio ativo. Em
solos tropicais, cujos teores de fósforo são naturalmente baixos, tornando-se
limitante ao desenvolvimento das plantas, o fornecimento adicional de nitrogênio (N)
e fósforo (P) pode evitar problemas nutricionais nas plantas (MALAVOLTA, 2006). O
nitrogênio (N) participa como constituinte de muitos componentes da célula vegetal,
incluindo aminoácidos e ácidos nucleicos (TAIZ; ZEIGER, 2004) da molécula de
clorofila e auxilia nas reações de síntese proteica (RAIJ, 1991) que quando inibida,
resulta na redução do processo de divisão celular (MALAVOLTA et al., 2006). O
fósforo um elemento grande importância para o adequado desenvolvimento das
plantas, tem função importante na composição do ATP e ADP, em várias coenzimas
e fosfolipídios. É responsável pelo armazenamento e transporte de energia para
processos endergônicos, como a síntese de compostos orgânicos e absorção ativa
de nutrientes (MARSCHNER, 1995), além de participar de várias etapas da rota
biossintética de monoterpenos.
O estudo da nutrição de plantas medicinais no Brasil ainda é escasso,
provavelmente devido ao histórico extrativista, contudo é crescente a preocupação
com a pesquisa agronômica destas espécies para que o manejo seja realizado de
32
forma adequada (SERRA et al., 2013). Este trabalho teve por objetivo avaliar os
efeitos de doses de nitrogênio e de fósforo no crescimento, produção de óleo
essencial e anatomia foliar de Lippia origanoides H.B.K.
MATERIAL E MÉTODOS
Condições de cultivo
O experimento foi conduzido na Universidade Estadual de Santa Cruz (UESC),
município de Ilhéus, Bahia de março a maio de 2013 em esquema fatorial completo
5x5, constituído por cinco doses de P (0; 0,10; 0, 20; 0,30; 0,40 g Kg-1) na forma de
superfosfato triplo e cinco doses de N (0; 0,90; 0,18; 0,27; 0,36 g Kg-1), na forma de
nitrato de amônio divididas em seis aplicações aplicada via solução.
A implantação do experimento foi realizada em delineamento inteiramente
casualisado com cinco repetições, cada qual com uma planta por vaso. O solo
utilizado foi retirado do horizonte A (profundidade de 0-20 cm) de um Nitosolo
Amarelo Eutrófico localizado em uma área não cultivada da Comissão Executiva do
Plano
da
Lavoura
Cacaueira
(CEPLAC),
caracterizado
química
e
granulometricamente no Laboratório de análises de solos da Universidade Federal
de Viçosa (UFV) (Tabelas 1 e 2).
Tabela 1 – Análise química do solo
pH
M.O
P-rem
Ca
Mg
Al
H+Al
H2O
gKg-1
mg L-1
----- cmolc dm-3 -------
T
P
K
Fe
Mn
B
Cu
Zn
---------------------- mg dm-3 ------------------------
5,6
30
24,4
6,9 5,5
0,3
5,5
18,2 12,5
34
139
122
0,45 0,9 5,8
pH em água 1:2,5; M.O. (matéria orgânica) - Walkley-Black; P, K, Cu, Fe, Mn e Zn – Mehlich 1; Ca,
-1
-1
Mg e Al - KCl 1,0 mol L ; H + Al - Acetato de cálcio 0,5 mol L a pH 7; T (CTC a pH 7,0); B - H2O
-1
-1
quente). P-rem (P remanescente) - solução de CaCl2 10 mmol L mais 60 mg L de P, solo/solução
1:10; de acordo com SILVA 2009.
Tabela 2 – Análise granulométrica do solo
Areia Grossa
Areia Fina
Silte
Argila
Classe Textural
----------------------------g/Kg-1---------------------------220
220
260
300
Franco- Argilosa
33
Mudas da espécie Lippia origanoides foram propagadas vegetativamente a
partir de uma planta matriz localizada no Horto de Plantas Medicinais da UESC.
Foram produzidas estacas apicais com aproximadamente cinco centímetros com um
par de folhas cortadas pela metade, que após 60 dias foram transplantadas para
vasos furados com capacidade de dez quilos de substrato constituído por oito quilos
de solo e dois quilos de areia. No plantio foi feita a adubação fosfatada e juntamente
com os tratamentos adicionou-se em solução 0,05 g Kg-1 de cloreto de potássio,
0,0002 g kg-1 de ácido bórico, 0,0001 g Kg-1 de sulfato de cobre e 0,00015 g Kg-1 de
molibdato de acordo com a análise de solo. A adubação nitrogenada foi feita em
cobertura a cada quinze dias sendo a primeira feita via solução em 20/03/2014 cinco
dias após o transplante.
Crescimento da planta
Após 90 dias de transplante, avaliou-se a altura das plantas (ALT), até a
inserção da última folha; diâmetro do caule (DIAM), sempre acima do primeiro nó;
área foliar (AF) e o número de folhas (NF), utilizando-se uma trena, um paquímetro
digital e um medidor eletrônico de área foliar modelo LI-3100 (Li-Cor Corporation,
USA), respectivamente. Foram avaliadas também a biomassa seca total da planta
(MST), de folhas (MSF), caules (MSC) e raízes (MSR) por meio da secagem do
material vegetal em estufa de circulação forçada de ar a 40°C, até peso constante.
Utilizando o peso da biomassa seca e a área foliar calculou-se a área foliar
especifica (AFE=MSF/AF) e a razão de área foliar (RAF = AF/MST), segundo Hunt
(1990).
Extração, teor, rendimento e composição do óleo essencial
A extração do óleo essencial foi realizada por hidrodestilação em aparelho de
Clevenger modificado durante uma hora e meia, utilizando a massa seca das folhas
em 1,5 L de água destilada. O hidrolato obtido foi submetido à tripla partição em funil
de separação, seguida da adição de sulfato de sódio anidro, filtração simples e
evaporação do solvente à temperatura ambiente, em capela de exaustão de gases
até alcançar peso constante, obtendo-se o óleo essencial, armazenado em frascos
de vidro. A massa do óleo essencial foi identificada para a determinação da
produção (g por planta) e do teor (%) que foi obtido a partir da relação da massa do
óleo extraído (g) pela massa de folhas secas no balão (g), multiplicada por 100.
34
O óleo essencial obtido foi analisado em cromatógrafo a gás no Laboratório de
Fisiologia Vegetal da UESC. Para quantificação dos componentes do óleo essencial
utilizou-se o equipamento Varian Saturno 3800 equipado com detector de
ionizaçãode chama (FID), utilizando coluna capilar de sílica fundida (30 m X 0,25
mm X 0,25 μm) com fase estacionária VF5-ms (0,25 μm de espessura de filme). O
hélio foi utilizado como gás de arraste com fluxo de 1,0 ml / min. As temperaturas do
injetor e do detector foram de 250 °C e de 280 °C, respectivamente. A temperatura
da coluna no início da análise foi de 60 °C, sendo acrescida de 8 °C min-1 até 240
°C, sendo mantida nessa temperatura por 5 minutos. Foi injetado 1 μL de solução do
óleo a 10% em clorofórmio (CHCl3), na razão split 1:10.
A concentração dos constituintes dos óleos voláteis foi calculada através da
área da integral de seus respectivos picos, relacionadas com a área total de todos
os constituintes da amostra. As análises qualitativas dos óleos foram realizadas
usando-se um a um espectrômetro de massas Agilente 5975C, triplo quadrupolo;
temperatura do injetor 250
C; coluna ZB-624 (20 mx 0,18 mm X 1,00 m).
o
Programação da coluna teve inicio em 50 oC, com acréscimo de 8 oC por minuto ate
atingir 240 oC sendo mantida nesse temperatura por 10 minutos. Foi usado He como
gás de arraste, injeção eletrônica de 0,1 L. Modo de ionização por impacto
eletrônico a 70 eV, analise de massas na faixa de 45 a 450. O modo de operação foi
impacto eletrônico a 70 eV. Os constituintes químicos dos óleos essenciais foram
identificados através da comparação computadorizada com a biblioteca do aparelho,
literatura e índice de retenção de Kovats (ADAMS, 1995).
Anatomia foliar
Foram coletadas folhas completamente expandidas do terceiro nó, do ápice para a
base, do eixo principal da planta. Foram utilizadas três repetições por tratamento,
perfazendo um total de 75 amostras. Porções da região mediana foliar foram fixadas
em glutaraldeído 2,5 % em tampão cacodilato de sódio 0,1 M, pH 6,9, desidratadas
em série etanólica crescente e embebidas com a resina Lr-white. O material foi
seccionado em ultramicrótomo, modelo Ultracut E Reichert-Jung, obtendo-se
secções transversais de 10 µm de espessura e coradas com azul de toluidina a 1 %.
As análises e a documentação dos resultados foram realizadas em microscópio
fotônico, modelo DMI 3000 B. Para cada tratamento, foram observados dez campos
35
em cada repetição, totalizando trinta observações e foi avaliadoa a espessura do
limbo foliar (LB), utilizando o software “ Leica application suite V3”.
Teor de nutrientes na folha
Foram retiradas as folhas de toda planta, misturadas e uma amostra composta
de 2 g foi moída em moinho de bola (Tecnal, modelo TE-350), para análise do teor
de macronutrientes. Para a digestão utilizou-se 0,25 g (±0,001) de material na
presença de 5 mL de ácido nítrico P. A. concentrado e 3 mL de peróxido de
hidrogênio P.A. concentrado, em temperatura ambiente. Em seguida, os tubos foram
levados para digestão em micro-ondas Sineo MDS10, com a seguinte programação:
130 °C por 15 minutos, 150 °C por 10 minutos e 180 °C por 25 minutos.
Posteriormente, foi adicionada água ultrapura até completar 15 mL, para análise em
espectrofotômetro óptico (ICP AOS) Variant 710-ES do Centro de Microscopia
Eletrônica da UESC. Para a determinação de N, a digestão foi realizada por meio de
ataque sulfúrico e quantificado pelo método de Kjedahl (SILVA,2009).
Análise estatística
Os resultados foram submetidos à análise de variância e de regressão, com
coeficientes lineares e quadráticos ou raiz quadráticos, com e sem interação, sendo
aceitos os modelos que apresentaram todos os coeficientes significativos até 10 %
de probabilidade, pelo teste F e maior coeficiente de determinação ajustado.
RESULTADOS
Avaliação do crescimento
As variáveis de crescimento analisadas responderam de forma distinta aos
tratamentos aplicados. Verificou-se efeito da interação entre as doses de P e N
apenas para a área foliar específica (AFE) e biomassa seca total (MST) de L.
origanoides (Fig. 1). Para o número de folhas (NF), área foliar (AF), razão de área
foliar (RAF) e biomassa seca das folhas (MSF) houve efeito individual de P e N (Fig.
2). Enquanto isso, para a variável altura (ALT), diâmetro do caule (DIAM), biomassa
seca do caule (MSC) e biomassa seca da raiz (MSR) houve significância apenas
para o N (Fig. 3).
A AFE refere-se à área da planta em relação à massa foliar disponível para
fotossíntese, e apresentou efeito da interação entre as doses de P x N (p<0,01).
36
Através da superfície de resposta obtida pelo ajuste das equações de regressão
linear múltipla, foi possível estimar o valor máximo de 169,15 cm2 g-1 de AFE, na
melhor combinação de 0,295 g Kg-1 de P e 0,300 g Kg-1 de N (Fig. 1A). Para MST a
combinação de 0 g Kg-1 de P e 0,244 mg Kg-1 de N foi necessária para obter a
produção máxima de 126,22 g (Fig. 1B).
Figura 1 – (A) Área foliar específica (AFE) e (B) biomassa seca total (MST) de Lippia
origanoides em função das doses de P e N. (*,** e °, para p < 1, 5, 10%,
respectivamente, pelo teste F).
37
Houve incremento do número de folhas com o aumento das doses de N e P
individualmente, atingindo os valores máximos 758 folhas por planta para as doses
de 0,275 g Kg-1 de P combinada com 0,286 g Kg-1 de N (Fig. 2A). A área foliar
apresentou comportamento semelhante, respondendo de forma quadrática às doses
de N e P individualmente, atingindo o valor máximo de 3443,25 cm2 nas doses de
0,312 g Kg-1 de P combinada 0,292 g Kg-1 N (Fig.2 B). A produção máxima de 21,11
g MSF por planta foi obtida na dose de 0,335 mg Kg-1 de P na presença de 0,328 g
Kg-1 de N (Fig. 2.C). RAF que representa a área foliar útil da planta para produzir um
grama de matéria seca, aumentou linearmente com as doses de P e para as doses
de N apresentou uma resposta quadrática. A maior RAF encontrada foi de 29,65
cm2 g-1, nas doses de 0,400 g Kg-1 P e 0,323 g Kg-1 de N (Fig. 2D).
38
Figura 2 – (A) Número de folhas (B) área foliar (C) biomassa seca de folhas (MSF)
(D) razão de área foliar (RAF) de Lippia origanoides em função de doses de P e N.
(*,** e °, para p < 1, 5, 10%, respectivamente, pelo teste F).
Altura, diâmetro do caule, MSC e MSR de L. origanoides apresentaram
significância (p<0,05) apenas para as doses de N. A altura máxima de 94,20 cm foi
obtida com a aplicação de 0,360 g Kg-1 de N (Fig. 3A) e o diâmetro do caule de 9,71
mm na dose de 0,308 g Kg-1 de N (Fig. 3B). A MSC apresentou comportamento
crescente com as doses de N, apresentando maior média (27,19 g) na dose de
39
0,360 g Kg-1 de N (Fig. 3C). A biomassa seca da raiz apresentou resposta quadrática
às doses de N, apresentando aumento até a dose de 0,224 g Kg-1 de N com
produção máxima de 74,68 g (Fig. 3D).
Figura 3 – (A) Altura; (B) diâmetro do caule; (C) biomassa seca do caule (MSC) e (D)
biomassa seca da raiz (MSR) de Lippia origanoides em função de doses crescentes
de nitrogênio. (*,** e °, para p < 1, 5, 10%, respectivamente, pelo teste F).
Para os parâmetros de crescimento referentes à parte aérea observa-se que,
em geral, L. origanoides é mais responsiva à adubação nitrogenada apresentando
as maiores respostas com doses de N acima de 0,300 g Kg-1. As plantas que não
receberam adubação apresentaram-se visivelmente amareladas e com porte
reduzido em relação às demais.
40
Anatomia foliar
Não houve efeito da interação P x N para a espessura do limbo foliar que
apresentou comportamento quadrático e reduziu até o valor mínimo de 94,9 µm com
0,110 g Kg-1 de P e 0,287 g Kg-1 de N. O máximo espessamento de 133,0 µm foi
obtido com 0,400 g Kg-1 de P na ausência de N (Fig. 4).
Figura 4– Espessura do limbo foliar de Lippia origanoides em função de diferentes
doses de fósforo e nitrogênio (*,** e °, para p < 1, 5, 10%, respectivamente, pelo
teste F).
Teor, produção e composição do óleo essencial
Não houve efeito significativo dos tratamentos sobre o teor de óleo essencial
que apresentou uma média de 0,65 %. Sobre a produção de óleo essencial de L.
origanoides foi observado apenas efeito da adubação nitrogenada que apresentou
tendência de aumento em função do incremento das doses de N, com valor máximo
de 0,15 g por planta na dose de 0,360 g Kg-1 de N (Fig. 5).
41
2
Y=0,0479 - 0,64*N + 0,5*N
2
R = 0,98
0,18
0,14
-1
Produção (g planta )
0,16
0,12
0,10
0,08
0,06
0,04
0,02
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
Dose de N (g Kg -1)
Figura 5 - Produção de óleo essencial das folhas de Lippia origanoides em função
de doses crescentes de nitrogênio (* para p < 1%, pelo teste F).
Os tratamentos aplicados não alteraram de forma expressiva a composição
química do óleo essencial de L. origanoides, apresentando apenas pequenas
variações sem tendência clara. Dentre os componentes identificados, todos os
tratamentos apresentaram em sua constituição cis-4-tujanol, p-Cimen-7-ol, timol, (E)cariofileno e o δ-cadineno.
O componente majoritário do óleo essencial de todas as plantas tratadas com
combinações de nitrogênio e fósforo foi o timol, responsável por mais de 78% da
composição química do óleo essencial de L. origanoides. A concentração do
constituinte majoritário nos tratamentos com aplicação de adubação não variou mais
do que 4% quando comparado ao tratamento controle (Tab. 3).
42
Tabela 3 - Percentagem relativa dos constituintes do óleo essencial em Lippia origanoides submetida a cinco doses de fósforo (P) e cinco doses de
nitrogênio (N).
-1
-1
0 g Kg de P
Componentes
IK
N1
N2
N4
α-tujeno
932
-
0,338
0,327 0,368 0,417
Cis-4-tujanol
1087
0,481
1,080
p-Cimen-7-ol
1290
6,943
Timol
1292
(E)-cariofileno
N1
N3
N4
N5
0,4 g Kg de P
N3
N4
N5
N1
N2
N3
N4
N5
N1
N2
N3
N4
N5
-
0,367
0,332
0,370
0,349
0,296
0,377
0,342
0,327
0,344
-
-
0,338
0,344
0,389
1,011 0,938 0,870 0,864 0,702 1,029 1,034 0,546 0,742
1,051
1,040
0,590
1,050
1,063
1,079
0,999
0,579
0,588
0,898
0,568
0,922
1,120
0,870
8,626
9,587 9,842 10,24 7,825 8,829
8,980
9,479
9,725
9,451
8,151
9,444
9,508
9,578
9,603
7,736
9,131
9,295
9,625 10,002
78,62
78,68
80,91 80,68 80,82 80,66 78,06 81,09 79,18 80,16 81,94 80,498 81,388 80,172 81,434 80,768 80,712 80,152 80,263 80,047 79,828 79,672 80,504 81,58 81,613
1424
1,253
3,047
2,240 2,326 2,410 1,281 2,092 1,767 2,775 2,886 2,263
2,499
2,097
2,337
2,270
2,191
2,505
2,605
2,392
2,485
2,371
2,408
2,452
2,358
2,592
δ -cadineno
1522
1,997
1,916
1,945 2,043 1,792 1,935 2,266 2,003 2,301 2,206 1,797
2,181
2,091
2,125
1,995
1,768
1,571
2,089
2,168
2,218
1,954
1,841
2,255
2,040
2,153
14-hidroxi-9epi-βcariofileno
1659
3,837
1,427
0,459
0,560
0,478
0,389
0,282
-
0,789
-
-
0,357
0,263
1,173
0,539
0,350
-
-
93,13
95,11
96,48 96,20 96,85 93,82 93,49 95,68 94,43 96,57 95,18
96,05
96,82
96,60
96,55
95,03
95,69
95,70
95,66
95,55
93,96
93.80
96,11
97,06
97,62
-
N2
-1
0,3 g Kg de P
N2
-
N5
-1
0,2 g Kg de P
N1
Total (%)
N3
-1
0,1 g Kg de P
0,312 0,297 0,329 0,366
9,18
9,196 9,930 7,879
0,306 1,255 1,232 0,315 0,618
-1
Ik *= indice de Kovats. N1, N2, N3, N4 e N5 correspondem às doses de 0; 0,9; 0,18; 0,27 e 0,36 g Kg de N, respectivamente.
43
Teor de nutrientes na folha
Houve efeito significativo da interação dos tratamentos (P e N) nos
teores de fósforo e potássio presentes nas folhas de L. origanoides (Fig. 6). O
teor de nitrogênio foi afetado apenas pela aplicação de N (Fig. 7), enquanto os
macronutrientes cálcio e magnésio foram influenciados apenas pelas doses de
P (Fig. 8).
Os teores de P na folha aumentaram com a aplicação de N e P
apresentando máximo teor de 2,254 g kg-1 nas doses de 0,400 mg Kg-1 de P
0,360 g Kg-1 de N (Fig. 6A). Ao contrário do fósforo, o potássio reduziu suas
concentrações na folha com o aumento das doses de P e N aplicadas no solo.
O potássio apresentou máximo teor de 21,53 g kg-1 na ausência total de P (Fig.
6B).
44
Figura 6 – Superfície de resposta dos teores de macronutrientes em folhas de
Lippia origanoides em função das doses de P e N. A – teor de fósforo (P) B –
teor de potássio (K). (*,** e °, para p < 1, 5, 10%, respectivamente, pelo teste
F).
45
Os teores de N na folha de L. origanoides apresentaram um ajuste
quadrático em resposta à aplicação do nitrogênio no solo, atingindo
concentração máxima de 35,055 g kg-1 na dose de 0,360 g Kg-1 de N (Fig.7).
Figura 7 – Teores de nitrogênio (N) em folhas de Lippia origanoides em função
das doses de N (* para p < 1 %, pelo teste F).
Os teores de cálcio e o magnésio foliar só apresentaram significância
com a aplicação de P no solo. Esses nutrientes apresentaram resposta linear
decrescente atingindo o menor teor de Ca (25,824 g kg-1) (Fig. 8A) e de Mg
(7,814 g kg-1) (Fig. 8B) na dose de 0,400 g Kg-1 de P para os dois nutrientes.
46
Figura 8 – Teores de cálcio (Ca) e magnésio (Mg) em folhas de Lippia
origanoides em função das doses de P. (* para p < 1 %, pelo teste F).
47
DISCUSSÃO
A avaliação de variáveis de crescimento é o método mais apropriado
para verificar diferenças no crescimento das plantas, sejam de caráter genético
ou ambiental, e por este motivo foi utilizada para analisar o efeito das diferentes
doses de nitrogênio e fósforo neste trabalho. O N é um dos macronutrientes
mais importantes para o crescimento das plantas e a sua falta pode ser crítica
para muitas espécies. A ausência do nitrogênio afetou significativamente o
crescimento em altura e diâmetro do caule de L. origanoides uma vez que o N
está envolvido na composição de inúmeros compostos na planta, entre os
quais aminoácidos, proteínas, aminas, amidas, purinas, pirimidinas, coenzimas,
vitaminas, alcaloides, clorofila, entre outras, que participam de processos como
a absorção iônica, fotossíntese, respiração, diferenciação celular, herança e
sínteses em geral (EPSTEIN, 1975, MARSCHNER, 1995 e MALAVOLTA,
2006). O aumento do diâmetro do caule é uma característica favorável, pois
permite uma maior sustentação da parte aérea (OLIVEIRA et al., 2007). Em
Bauhinia forficata Link foi verificada interação das doses de N e P para as
variáveis altura, matéria seca do limbo e matéria seca da parte aérea enquanto
que para a variável diâmetro do caule apenas o P exerceu influência (RAMOS
et al., 2000). A ausência dos nutrientes N e P em mudas de umbu (Spondias
tuberosa) foi responsável pela limitação do crescimento em altura e diâmetro
do caule, (SILVA et al., 2005), demonstrando que cada espécie responde de
forma distinta à adubação recebida.
A biomassa seca das folhas de L. origanoides aumentou com as doses
de P e N individualmente. Os maiores valores de biomassa das plantas em
resposta ao P pode ser resultado de sua função como regulador de P
inorgânico na fotossíntese, no metabolismo e na partição de assimilados nas
folhas (MARSCHNER, 1995). Já adubos com altas concentrações de N
provocam, em geral, aumento no crescimento vegetativo das plantas, com
consequente maior gasto dos fotoassimilados na manutenção do metabolismo
dos órgãos foliares, em detrimento da exportação para os órgão reprodutivos
(LARCHER,2000; MALAVOLTA, 1989). Em Cissus sicyoides, a maior produção
de folhas foi obtida nas doses de 150 mg kg-1 de P nas maiores doses de N
(ABREU, et al., 2002). A biomassa seca do caule e total de L. origanoides
48
aumentou com a aplicação de N. A deficiência desse nutriente reflete
rapidamente na redução do crescimento vegetal. A biomassa seca das raízes
de L. origanoides reduziu com a aplicação de N.
Plantas sob condições abundantes de água e nutrientes tendem a
alocar mais recursos para a parte aérea resultando em maior produtividade. A
adubação fosfatada associada ao nitrogênio elevou a produção de biomassa
seca da parte aérea de calêndula (Calendula officinalis) (MOREIRA et al.,
2005). Lippia alba e Lippia origanoides apresentaram maior produção biomassa
seca de raiz e razão raiz/parte aérea nas menores doses aplicadas de N
(DELGADO; LOPÉZ, 2008).
O P e N exerceram efeito sobre a área foliar e o número de folhas de L.
origanoides, apesar, da interação entre esses nutrientes não ter sido
significativa. As melhores doses de adubação e suas combinações variam
muito conforme as espécies. Para Campomanesia adamantium, o maior valor
de área foliar (610 cm2 por planta) foi obtido sob a dose de 380 kg ha-1 de P e
de 114 kg ha-1 de N (VIEIRA et al., 2011). A área foliar de Plantago major L. foi
significativamente influenciada pelas doses de P e N, sendo detectada
significância também para a interação entre os dois fatores, o maior valor
(3350,3 cm2) correspondeu às plantas que receberam 400 kg ha-1 de P e 80 kg
ha-1 de N (MOTA et al., 2008).
A área foliar especifica de L. origanoides apresentou uma redução com
as doses intermediárias de P, mas foi crescente para as doses de N. A área
foliar é um componente morfofisiológico e a massa um componente anatômico
da planta, pois está relacionado à composição interna (número e tamanho) das
células do mesofilo. A partir disso, infere-se que o inverso da AFE reflete a
espessura
das folhas
(BENINCASA,
2003). Povh
(2008) relata
que
decréscimos na AFE indicam aumento na espessura da folha resultante do
aumento e do tamanho do número de células nas plantas. A espessura do
limbo foliar das plantas de L. origanoides aumentou com a aplicação de P,
possivelmente relacionado ao efeito deste nutriente sobre a divisão e o
alongamento celular (GUIMARÃES et al., 2011). Plantas de orégano (Origanum
vulgare) adubadas com esterco bovino e de aves apresentaram reduções nos
parênquimas paliçádico, lacunoso e no limbo foliar à medida em que se
49
aumentou as doses dos adubos (CORRÊA et al., 2009).Em plantas de cevada
(Hordeum vulgare) com acumulo de zinco e cádmio em seus tecidos
apresentaram modificações em seu tecido foliar, evidenciando assim que os
nutrientes minerais podem alterar componentes anatômicos dos tecidos
(SRIDHAR et al., 2007).
As plantas de L. origanoides apresentaram aumento da RAF, com as
doses de P e N, sendo que a resposta ao N foi mais acentuada. A RAF indica a
translocação e partição de assimilados para as folhas em relação à matéria
seca da planta toda. Plantas de L. origanoides adubadas com maiores doses
de N e P investiram relativamente maior proporção de fotoassimilados na parte
aérea apresentando maior área foliar, maior número de folhas e também maior
biomassa seca de folhas. De acordo com Santos Júnior et al. (2004), tanto
doses baixas de nitrogênio como a idade mais avançada da planta refletem
uma diminuição da capacidade fotossintética em relação ao aumento da massa
total da planta, o que representa maior custo de respiração e de redistribuição
de fotoassimilados para o crescimento da planta, em detrimento da produção
de folhas, durante o estabelecimento e crescimento do vegetal.
O rendimento de óleo essencial é função de sua concentração no tecido
e da produção de biomassa vegetal. O aumento do rendimento de óleo
essencial de L. origanoides em função de adubação nitrogenada está
relacionado apenas com a produção de biomassa seca foliar uma vez que o
teor de óleo essencial não sofreu influência da adubação. Plantas bem nutridas
tendem a aumentar a produção de biomassa seca e como consequência o
rendimento de óleo essencial. O teor de óleo essencial dos capítulos florais de
camomila (Chamomilla recutita L.) não foi influenciado pela adubação com N e
P (MAPELI et ai., 2005). Em plantas de Baccharis trimera o rendimento não
apresentou significância em função das diferentes concentrações de nitrogênio,
fósforo e potássio aplicado na solução nutritiva (AMARAL et al., 2010).
A composição química do óleo essencial de L. origanoides não variou
significativamente com a aplicação de P e N. Essa espécie apresentou o timol
como componente majoritário e a sua concentração variou pouco em relação
50
aos tratamentos aplicados. Em orégano (Origanum vulgare) foi observado
efeito negativo da adubação sobre a produção de timol em relação ao
tratamento testemunha (sem adubação), refletindo resposta fisiológica à
variação ambiental desfavorável (deficiência nutricional) (CORRÊA et al.,
2010). A adubação com N e P influenciou o crescimento e a produção de óleo
essencial de L. origanoides sem alterar a sua composição química. Estudo
realizado com (L. origanoides) comparando a adubação orgânica com a
adubação mineral em diferentes épocas mostrou que o perfil químico do óleo
variou com a adubação realizada (TELES et al., 2014).
A adubação nitrogenada influenciou diretamente o teor de N foliar de L.
origanoides. Devido à necessidade de N para a formação de proteínas e outros
compostos na planta, o requerimento por esse elemento é elevado
(MARSCHNER, 1995), e dessa forma pode-se verificar uma resposta crescente
dos teores de N na planta em função do aumento das doses do elemento no
substrato. O teor de N na parte aérea das plantas de Pfaffia glomerata
adubadas com N e P apresentou valor máximo estimado igual a 12,40 g kg-1 de
massa seca, com a dose de 346,01 mg por vaso de N e 72,02 mg por vaso de
P (SERRA et al., 2011). Houve diminuição dos teores de potássio e enxofre na
folha de L. origanoides, com aumento nas doses de P e N e a diminuição nos
teores de cálcio e magnésio com o aumento das doses de P. Essas reduções
nos teores foliares são explicadas pelo efeito de diluição, uma vez que as
doses mais elevadas de P e N ocasionaram um aumento na produção de
biomassa seca das folhas. A adubação com uréia influenciou negativamente
os teores foliares de K, S, Cl, B e não afetou os teores foliares de N, P, Ca, Mg,
Zn, Cu, Fe e Mn em mudas do ‘Smooth Cayenne’ (COELHO et al., 2010). O
teor de fósforo em plantas de L . origanoides apresentou significância para a
interação P x N apresentando maiores teores de P com o aumento dos
tratamentos aplicados. Com o aumento das doses de N, a planta produziu mais
raiz e com o aumento das doses de P este nutriente ficou mais disponível no
substrato aumentando sua absorção e como consequência os teores nas
folhas. Em plantas de Pfaffia glomerata a aplicação de doses de P e N não
51
apresentaram respostas significativas nos teores de P na planta (SERRA et al.,
2011).
CONCLUSÕES
O crescimento de L. origanoides é sensível à adubação com P e N
respondendo positivamente em função da adubação aplicada, estimulando
principalmente a parte vegetativa da planta, esse alto rendimento de biomassa
foliar refletiu diretamente na produção de óleo essencial, porém essa influência
não afetou o teor e a composição química do óleo essencial.
As plantas
adubadas com as doses intermediárias de P e N apresentaram-se mais finas,
mas em contra partida, apresentaram uma maior área foliar.
Os teores de macronutrientes nas folhas variam com a aplicação de P e
N e nas condições de cultivo deste experimento, a adubação nitrogenada
reduziu os teores de Ca e Mg.
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