Morfofisiologia de espécies arbóreas expostas ao cobre

• Main Author: MARQUES, Daniele Maria
• Other Authors: SOUZA, Thiago Corrêa de
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Alfenas 2016
• Subjects: Biodegradação Ambiental.; Metais pesados; Fotossíntese; Clorofila; CIENCIAS BIOLOGICAS::MORFOLOGIA
• Online Access: https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/815

A contaminação causada por metais pesados no solo é uma grande preocupação ecológica, devido ao seu potencial nocivo à qualidade ambiental e a vitalidade dos seres vivos, além da alta persistência no ambiente. O cobre (Cu) é um micronutriente essencial aos vegetais, porém em excesso pode causar danos na morfofisiologia dos vegetais. Compreender os mecanismos que as plantas utilizam para combater a toxicidade causada por esse metal é de grande importância para o desenvolvimento de programas de fitorremediação. Nesse contexto, o objetivo dessa pesquisa foi avaliar as respostas morfofisiológicas e a tolerância de espécies arbóreas expostas a diferentes concentrações de cobre no solo. Para caracterizar o efeito do Cu sobre a morfofisiologia e tolerância das plantas foram realizados dois experimentos. No primeiro experimento foi utilizado delineamento inteiramente casualizado (DIC) com três espécies florestais Myroxylon peruiferum L. (Óleo Bálsamo), Hymenaea courbaril (Jatobá) e Peltophorum dubium (Canafístula) e cinco concentrações de cobre (CuSO4.5H2O) 0, 50, 100, 200 e 400 mg kg-¹, com quatro repetições por tratamento, em substrato de solo acondicionados em vasos. Foram avaliados os parâmetros de crescimento, clorofilas, a atividade enzimática antioxidante, teor de prolina, trocas gasosas foliares, teor de cobre nos tecidos e no solo e índices. O excesso do Cu no solo não afetou o crescimento vegetativo das três espécies no período pesquisado. Entretanto, foi observado redução no teor da clorofila com o aumento do cobre no solo. As espécies apresentaram sistema de defesa enzimático antioxidante (SOD, APX, CAT, GPX) em combate as espécies reativas de oxigênio (ERO). As plantas de M. peruiferum apresentaram maiores teores de prolina no tecido foliar em relação às demais espécies. O excesso de Cu induziu nas três espécies um declínio na fotossíntese que pode ser atribuído à limitação bioquímica, e também em M. peruiferum limitação estomática. As três espécies acumularam o Cu nas raízes. Plantas de M. peruiferum absorveram menos Cu em seus tecidos, com característica de planta exclusora. As plantas de H. courbaril, P. dubium e M. peruiferum apresentaram tolerância e são indicadas para a revegetação de solos contaminados com cobre e a programas de fitorremediação como a fitoestabilização. No segundo experimento o delineamento experimental foi em blocos ao acaso (DBC) com cinco concentrações de cobre (CuSO4.5H2O) 0, 100, 200, 400 e 800 mg kg-¹, com quatro repetições. A espécie arbórea utilizada foi Jatobá - Hymenaea courbaril L. Foram avaliados os parâmetros de crescimento, trocas gasosas, morfologia radicular, teor de Cu nos tecidos e índices. O Cu até a concentração de 200 mg Kg-¹ favoreceu o crescimento, trocas gasosas e morfologia radicular das plantas de H. courbaril. O excesso do Cu no solo afetou o crescimento vegetativo e causou declínio na taxa fotossintética devido à limitação bioquímica. Na concentração de 800 mg Kg-¹ o cobre causou alterações nas respostas fotossintéticas com menor taxa fotossintética líquida máxima (Amax), taxa de respiração no escuro (Rd), ponto de compensação de luz (LCP), ponto de saturação de luz (LSP) e rendimento quântico aparente (α). Foi observado também inibição do sistema radicular a exposição ao excesso de Cu. O Cu foi acumulado nas raízes como mecanismo de tolerância. As plantas de H. courbaril apresentaram tolerância ao excesso de Cu no solo, e essa arbórea é indicada para recuperação de áreas contaminadas com esse metal. === The contamination caused by heavy metals in the soil is a major ecological concern because of its potential harmful effects to the environmental quality and vitality of life, and also the high persistence in the environment. Copper (Cu) is an essential micronutrient for plants, but in excess can cause damage to the morphophysiology of plants. Understanding the mechanisms used by plants to control the toxicity caused by this metal is very important for the development of phytoremediation programs. In this context, the objective of this research was to evaluate the morphological and physiological responses and tolerance of tree species exposed to different concentrations of copper in the soil. Two experiments were performed in order to characterize the effect of Cu on the morphophysiology and tolerance of plants. The first experiment used a completely randomized design (CRD) with three forest species Myroxylon peruiferum L. (Balm Oil), Hymenaea (Jatoba) and Peltophorum dubium (Canafístula) and five concentrations of copper (CuSO4.5H2O) 0, 50, 100 200 and 400 mg kg-¹ in pots containing soil as substrate, with four replications per treatment. The trial evaluated the growth parameters, chlorophyll, antioxidant enzyme activity, proline content, leaf gas exchange, copper content in tissues and soil and indexes. The excess Cu in soil did not affect the vegetative growth of the three species in the period evaluated. However, a reduction in the chlorophyll content was observed with the increasing of copper in the soil. The species presented enzymatic antioxidant defense system (SOD, APX, CAT, GPX) to control reactive oxygen species (ROS). Plants of M. peruiferum showed higher proline content in the leaf tissue compared to the other species. The excess Cu induced a decrease in the photosynthesis of the three species which can be attributed to biochemical limitation, and also a stomatal limitation in M. peruiferum. The three species accumulated Cu in the roots. M. peruiferum plants absorbed less Cu in their tissues, a characteristic of a Cu-exclusion plant. H. courbaril, P. dubium and M. peruiferum showed tolerance and are suitable for revegetation of soils contaminated with copper and phytoremediation programs such as phytostabilization. The second experiment used a randomized block design (RBD) with five copper concentrations (CuSO4.5H2O) 0, 100, 200, 400 and 800 mg kg-¹ and four replications. Jatobá - Hymenaea L. was the tree species used and the trial evaluated growth parameters, gas exchange, root morphology, Cu content in the tissues and indexes. Cu content up to 200 mg kg-¹ favored growth, gas exchange and root morphology of H. courbaril plants. The excess Cu in the soil affected the vegetative growth and caused decline in the photosynthetic rate due to biochemical limitation. At concentration of 800 mg kg-¹ copper caused changes in the photosynthetic responses, showing decreased maximum net photosynthetic rate (Amax), respiration rate in the dark (Rd), light compensation point (LCP), light saturation point (LSP ) and apparent quantum yield (α). Exposure to excessive Cu also caused inhibition of root system. The Cu was accumulated in the roots as a mechanism of tolerance. The H. courbaril plants showed tolerance to excess Cu in the soil and is suitable for recovery of areas contaminated with this metal.