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Espécies arbóreas potenciais para fitorremediação de herbicidas em ambientes sombreados
(UFVJM, 2019) Vieira, Keila Cristina; Santos, José Barbosa dos; Ferreira, Evander Alves; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Santos, José Barbosa dos; Ferreira, Evander Alves; Pereira, Israel Marinho; Santos, Leonardo David Tuffi; Cabral, Cássia Michelle
Diante da expansão agrícola e o cenário atual de demanda no uso de defensivos agrícolas existe uma grande preocupação quanto ao potencial de contaminação do ambiente por herbicidas em decorrência da lixiviação e/ou escoamento superficial destas substâncias. Neste sentido, pesquisas com espécies tolerantes e potenciais fitorremediadoras na revegetação e descontaminação dos ecossistemas com histórico de uso de herbicidas tornam-se motivadoras. O objetivo geral desta tese foi avaliar as modificações na fisiologia e crescimento bem como sintomas de intoxicação ocasionados por diferentes herbicidas em ambientes contrastantes de radiação fotossinteticamente ativa (RFA), a fim de verificar se o sombreamento influencia na tolerância de espécies a herbicidas em ambientes com diferentes condições de sombreamento. No primeiro capítulo, os tratamentos consistiram do cultivo de Schinus terebinthifolius (aroeira) e Copaifera langsdorffii (copaíba) em substrato com resíduos de atrazine e hexazinone em dois níveis de intensidade luminosa. A fisiologia e crescimento das espécies, à exceção da altura, não foram afetados pelos herbicidas nos dois ambientes. Essas espécies apresentam tolerância aos herbicidas, contudo, a radiação incidente interfere no processo. Assim, o sombreamento proporcionou maior tolerância das espécies aos herbicidas. No segundo capítulo, os tratamentos consistiram do cultivo de Senna macranthera (fedegoso), Tibouchina granulosa (quaresmeira-roxa), Inga edulis (Ingá) e Handroanthus impetiginosus (Ipê-roxo) em seis ambientes com diferentes intensidades luminosas. A Radiação Fotossinteticamente Ativa afeta o crescimento e fisiologia das plantas, sendo mais significativo do que o resíduo dos herbicidas para a maioria das variáveis. Para as espécies Senna macranthera e H. impetiginosus, tolerantes aos herbicidas, maiores taxas de RFA potencializam o processo de descontaminação. Portanto, a quantidade de radiação fotossinteticamente ativa pode ser considerada o fator chave no processo de fitorremediação por espécies arbóreas.
Fitorremediação por espécies arbóreas de solo contaminado com herbicida clomazone: efeito na morfologia, anatomia e rizosfera.
(UFVJM, 2012) Cabral, Cássia Michelle; Santos, José Barbosa dos; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Santos, José Barbosa dos; Pires, Fábio Ribeiro; Francino, Dayana Maria Teodoro; Ferreira, Evander Alves
O crescimento da população mundial ocasiona alta na demanda por alimentos. O processo produtivo gera importante montante de resíduos que funcionam como fontes poluidoras de água, solo e ar. Anualmente são usados no mundo aproximadamente 2,5 milhões de toneladas de agrotóxicos. Dentre estes se encontra o clomazone, do grupo das isoxazolidinonas, um inibidor da síntese de carotenóides e altamente lixiviável. De acordo com a problemática apresentada objetivou-se com este trabalho verificar a tolerância, por meio de avaliações de crescimento, intoxicação, análises anatômicas e de diversidade microbiana do solo, assim como a capacidade remediadora de doze espécies florestais nativas. Para montagem do experimento foi utilizado o delineamento em blocos ao acaso com quatro repetições. Foram feitas 3 aplicações do herbicida clomazone com intervalos de 20 dias (aos 60, 80 e 100 dias após o plantio), cada aplicação foi correspondente à metade da dose comercial de 2 L ha-1. Para as avaliações de crescimento foram mensuradas a altura da planta, o diâmetro do caule, o número de folhas, a área foliar e o acúmulo de biomassa seca. Para as verificações anatômicas foram coletadas 2 folhas de cada planta sempre aos 7 dias após a aplicação do herbicida, nas duas primeiras aplicações. Por meio de avaliações micromorfométricas foram medidas na secção transversal das folhas das espécies florestais, a espessura e a área ocupada pelos tecidos: epiderme adaxial e abaxial, parênquima paliçádico e parênquima lacunoso. Para estimativa de intoxicação pelas plantas testadas, avaliou-se o efeito do produto por meio de notas de toxicidade. Para verificação de capacidade fitorremediadora das espécies arbóreas procedeu-se a semeadura da espécie indicadora sorgo (Sorghum bicolor (L.) Moench.) para indicativo do resíduo do herbicida no solo. Posteriormente em amostras de solo provenientes do experimento procedeu-se a análise de T-RFLP com intuito de caracterizar a diversidade microbiana presente. As espécies florestais sobreviveram à aplicação de clomazone, sendo que I. marginata, C. ferrea e S. brasiliensis apresentaram maior tolerância ao herbicida em relação às análise de crescimento, seguidas de S. parahyba, H. serratifolius repetindo-se I. marginata para avaliações da integridade anatômica. No entanto, não foi verificado, nas condições do experimento, remediação do solo para a maioria das espécies testadas. Contudo plantas de sorgo tiveram crescimento normal quando cultivadas em solo onde antes havia I. marginata. Os resultados de T-RFLP confirmaram a diversidade microbiana diferenciada associada a rizosfera de I. marginata.
Pistia stratiotes e Eichhornia crassipes como remediadoras de ecossistemas aquáticos com resíduos de atrazine e diuron
(UFVJM, 2020) Santos, Naiane Maria Corrêa dos; Santos, José Barbosa dos; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Santos, José Barbosa dos; Cabral, Cássia Michelle; Silva, Márcio Marques da; Ferreira, Evander Alves
A fitorremediação, apesar de ser ainda incipiente em regiões tropicais, onde as temperaturas mais elevadas tendem a aumentar a solubilidade dos herbicidas em corpos d’água e a favorecer a contaminação de organismos não-alvo, pode reverter ou minimizar os impactos ocasionados por herbicidas em ecossistemas aquáticos. O objetivo do trabalho foi avaliar o crescimento, a fisiologia e anatomia foliar de Eichhornia crassipes e Pistia stratiotes expostas ao atrazine e diuron, identificando suas potencialidades para fitorremediar e indicar ambientes aquáticos contaminados com estes herbicidas. As macrófitas foram cultivadas, em casa de vegetação, em vasos de polietileno contendo 5 dm³ de solução nutritiva diluída em água destilada. Os tratamentos, dispostos em delineamento inteiramente ao acaso, com quatro repetições, corresponderam às concentrações 0, 10, 100 e 1000 μg L-¹ de atrazine e 0; 0,1; 1 e 10 μg L-¹ de diuron aplicadas diretamente em solução aquosa, além de vasos sem plantas como tratamento adicional. Intoxicação visual, massa fresca e teor de clorofila total das macrófitas foram avaliados aos 7, 14, 21 e 28 dias após aplicação dos herbicidas (DAA). O incremento em massa seca correspondeu à diferença entre massa seca anteriormente à aplicação do atrazine e diuron e aos 28 DAA dos herbicidas. Fluorescência da clorofila a das plantas foi avaliada aos 7, 14 e 21 DAA do atrazine e diuron e variáveis de trocas gasosas foram analisadas aos 7 dias de cultivo dos exemplares. Anatomia foliar de E. crassipes e P. stratiotes foi avaliada aos 14 dias de exposição das plantas aos contaminantes. Concentrações residuais do atrazine e diuron em solução e em amostras de material vegetal foram quantificadas aos 28 DAA do herbicida, por meio de cromatografia líquida de alta eficiência. E. crassipes apresentou sensibilidade à concentração 1000 μg L-¹ de atrazine, com morte dos exemplares aos 28 dias de exposição ao herbicida. O atrazine e o diuron reduziram o crescimento das macrófitas, promoveram condição de estresse abiótico e alteraram seus parâmetros anatômicos. Contudo, o crescimento das plantas não foi interrompido e as macrófitas recuperaram os teores de clorofila total. Concentrações residuais de atrazine em solução foram 35,56 e 79,19%, para E. crassipes, e 76,13 e 78,83% para P. stratiotes, menores que as quantificadas em vasos sem plantas. E. crassipes e P. stratiotes apresentam potencial para fitorremediar ambientes aquáticos com concentração de até 100 e 1000 μg L-¹ de atrazine, respectivamente. Concentrações residuais de diuron em solução foram 95,13 e 93,74%, respectivamente, para E. crassipes e P. stratiotes, menores que as quantificadas em vasos sem plantas. E. crassipes e P. stratiotes podem ser indicadas para fitorremediar ambientes aquáticos com concentração de 10 μg L-¹ de diuron, atuando também como bioindicadoras da presença desse herbicida em ecossistemas aquáticos brasileiros.
Potencial de uso da capina química na restauração florestal
(UFVJM, 2019) Amaral, Wander Gladson; Pereira, Israel Marinho; Santos, José Barbosa dos; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Pereira, Israel Marinho; Santos, José Barbosa dos; Cabral, Cássia Michelle; Santos, Leonardo David Tuffi; Guimarães, João Carlos Costa
Na tentativa de reduzir os custos envolvidos na implantação e manutenção dos projetos de restauração florestal, faz-se necessária a busca por herbicidas com conhecida ação seletiva. Neste estudo, foram conduzidos quatro experimentos, para avaliar a sensibilidade de espécies florestais. Os experimentos foram realizados em casa de vegetação da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM), em Diamantina, Minas Gerais, Brasil. O primeiro experimento teve como objetivo avaliar a sensibilidade de Piptadenia gonoacantha ao herbicida trifluralina. Os tratamentos foram constituídos por três doses do trifluralina (445, 890 e 1.335 g i.a.ha-1), aplicadas em pré-semeadura, além da testemunha, sem herbicida. As variáveis analisadas foram: intoxicação visual, germinação das sementes, sobrevivência, índice de velocidade de emergência, tempo médio de germinação, altura e diâmetro das mudas, comprimento e volume de raiz, área foliar, número de folhas, matéria seca de raiz e de parte aérea, fluorescência da clorofila a e parâmetros micromorfométricos das raízes de plantas coletadas aos 60 dias após a semeadura. Todas as doses do trifluralina causaram intoxicação nas plântulas de P. gonoacantha, no entanto o herbicida não afetou a germinação das sementes, o índice de velocidade de emergência, o tempo médio de germinação, a altura e o diâmetro das mudas, o comprimento, a matéria seca e o volume de raiz dessa planta. A sobrevivência das plântulas, a área foliar, o número de folhas e a matéria seca da parte aérea de P. gonoacantha foram menores na dose de 1.335 g i.a. ha-1 de trifluralina. O herbicida não afetou a fluorescência da clorofila a e os parâmetros micromorfométricos das raízes de P. gonoacantha. Piptadenia gonoacantha é capaz de se recuperar da intoxicação em solo contaminado com trifluralina, com crescimento satisfatório, portanto esse herbicida apresenta potencial de uso em programas de restauração de áreas degradadas com essa espécie florestal e com predominância de gramíneas infestantes. O segundo experimento teve como objetivo avaliar a sensibilidade de Senna macranthera ao herbicida trifluralina. Os tratamentos e as variáveis analisadas foram os mesmos do primeiro experimento. As doses de trifluralina não causaram intoxicação nas plântulas de Senna macranthera, assim como não afetou a germinação das sementes, o índice de velocidade de emergência, o tempo médio de germinação, a altura, o diâmetro e o número de folhas das mudas, o comprimento, a matéria seca, o volume de raiz e a fluorescência da clorofila a dessa planta. A área foliar foi maior na dose de 445 g i.a. ha-1. A trifluralina afetou alguns dos parâmetros da fluorescência da clorofila a e parâmetros micromorfométricos das raízes. Senna macranthera é uma espécie tolerante a esse herbicida e potencial para uso em projetos de restauração ecológica de pastagens desativadas. No terceiro experimento, objetivou-se avaliar a seletividade do herbicida glyphosate a dez espécies florestais nativas de Mata Atlântica, Anadenanthera colubrina (angico), Piptadenia gonoacantha (pau-jacaré), Cassia ferruginea (canafístula), Machaerium nyctitans (bico-de-pato), Machaerium opacum (jacarandá), Dalbergia villosa (jacarandazinho), Senegalia polyphylla (monjoleiro), Senna macranthera (fedegoso), Zeyheria tuberculosa (bolsa-de-pastor) e Mabea fistulifera (canudo-de- pito). Os tratamentos foram constituídos por um controle, sem aplicação do herbicida, e por três doses de glyphosate (720, 1.440 e 2.880 g i.a. ha-1), em delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições. A fitotoxidade foi avaliada aos 28 dias. Aos 90 DAA foram avaliados a altura (H), o diâmetro de coleto (DC), o número de folhas (NF) e a matéria seca de raiz (MSR) e da parte aérea (MSPA). A fluorescência da clorofila a foi avaliada aos 60 DAA. As espécies A. colubrina, M. nyctitans, D. villosa, S. polyphylla e P. gonoacantha foram tolerantes à metade da dose comercial (720 g i.a. ha-1) de glyphosate. As espécies Z. tuberculosa, M. fistulifera e M. opacum foram tolerantes às doses de 720 e 1.440 g i.a. ha-1 de glyphosate. Apesar da tolerância, recomenda-se que sua aplicação seja realizada de forma dirigida. O herbicida glyphosate não foi seletivo para as espécies florestais nativas avaliadas para a dose de 2.880 g i.a. ha-1. O quarto experimento teve como objetivo avaliar a seletividade do herbicida haloxyfope a dez espécies florestais nativas de Mata Atlântica, avaliadas no experimento três. Os tratamentos foram constituídos por um controle, sem aplicação do herbicida, e por três doses de haloxyfope (30, 60 e 90 g i.a. ha-1), em delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições. As variáveis analisadas foram as mesmas do terceiro experimento. As dez espécies florestais avaliadas foram tolerantes ao herbicida para as doses estudadas, de forma que todas as espécies que tiveram algum nível de intoxicação, independentemente da dose, apresentaram recuperação no final do período de avaliação.
Uso de espécies florestais para a fitorremediação de solos contaminados por herbicidas
(UFVJM, 2019) Cabral, Cássia Michelle; Santos, José Barbosa dos; Ferreira, Evander Alves; Francino, Dayana Maria Teodoro; Pereira, Israel Marinho; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Santos, José Barbosa dos; Pereira, Israel Marinho; Francino, Dayana Maria Teodoro; Pires, Fábio Ribeiro; Costa, Fabiane Nepomuceno da
O ser humano opera diretamente nas alterações do ambiente. Para sua permanência no planeta foi imprescindível a procura por alternativas que viabilizem a eficiência na produção de alimentos, e o desenvolvimento de tecnologias capazes de tornar a vida mais confortável. No intuito de manter uma relação proporcional entre a produção agrícola e a demanda da população, foram necessárias transformações nas técnicas de plantio, com o fim, entre outros, de minimizar as perdas na produção. A utilização de moléculas herbicidas em mistura e até mesmo a aplicação sequencial de herbicidas em um único ciclo de culturas, para o máximo de controle das invasoras tornou-se prática habitual. Neste sentido, mesmo adotando-se todos os cuidados com a escolha do produto e adequada tecnologia de aplicação, o uso destes agroquímicos gera resíduos capazes de contaminar solo, água e ar. Dentre os herbicidas mais utilizados estão, 2,4-D, atrazine, diuron e hexazinona, todos com relatos de contaminação ambiental, notadamente pelo deslocamento via água. De acordo com a problemática apresentada objetivou-se com este trabalho verificar a tolerância a herbicidas, de cinco espécies florestais nativas: Inga vera Willd (Fabaceae), Calophyllum brasiliense Cambess (Calophyllaceae), Tapirira guianensis Aubl. (Anacardiaceae), Senna macranthera (DC. ex Collad.) H. S. Irwin Barneby (Fabaceae) e Cybistax antisyphilitica (Mart.) Mart (Bignoniaceae), por meio de avaliações de crescimento, intoxicação, análises anatômicas e fisiológicas, assim como verificar a capacidade remediadora. Foi utilizado o delineamento em blocos ao acaso com quatro repetições, sendo o experimento conduzido em campo durante três anos em unidades de contenção com capacidade para 210 dm3, cada. Foram realizadas 3 aplicações dos herbicidas 2,4-D, atrazine e a mistura hexazinone +diuron, por simulação da contaminação de lençol freático. Cada aplicação correspondeu a meia dose comercial do composto por hectare totalizando, para cada herbicida, 150% da dose média recomendada. Tais aplicações foram efetuadas a partir do vigésimo oitavo mês de desenvolvimento das plantas, iniciando-se pelo 2,4-D, após 60 dias, atrazine e após 60 dias, a mistura diuron + hexazinone. Aos 59 dias após a primeira aplicação de cada herbicida foram avaliados a altura da planta, o diâmetro do caule e o número de folhas. Adicionalmente foi verificado modificações anatômicas advindas da exposição aos herbicidas, além de análises fisiológicas: fluorescência da clorofila “a” e aferições em relação as trocas gasosas. Ao final de 40 meses avaliou-se a capacidade remediadora das espécies arbóreas por meio de análises cromatográficas do solo, material vegetal e água residual provenientes das unidades amostrais, para detecção do resíduo. Inga vera e C. brasiliense apresentaram sensibilidade a mistura 2,4-D + atrazine. Tapirira guianensis foi tolerante a mistura 2,4-D + atrazine, S. macranthera e C. antisyphilitica foram tolerantes à aplicação sequencial dos herbicidas. Senna macranthera se destaca como fitorremediadora dos herbicidas 2,4-D e atrazine, tolerando e reduzindo a quantidade de resíduo presente no solo, no entanto esta espécie é somente tolerante a mistura 2,4-D+atrazine+ hexazinona +diuron. Cybistax. antisyphilitica tolerou e fitorremediou o solo com a mistura de herbicidas, reduzindo os resíduos, mesmo com sintomas de intoxicação.