REVISTA DE BIOLOGIA E CIÊNCIAS DA TERRA ISSN

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1 REVISTA DE BIOLOGIA E CIÊNCIAS DA TERRA ISSN Volume 12 - Número 1-1º Semestre 2012 Crescimento, produção de biomassa e aspectos fisiológicos de plantas de Mentha piperita L. cultivadas sob diferentes doses de fósforo e malhas coloridas RESUMO Girlene Santos de Souza 1 ; Uasley Caldas de Oliveira 2 ; Jain dos Santos Silva 2 ; Janderson do Carmo Lima 2 O objetivo desse trabalho foi avaliar o crescimento, a produção de biomassa e aspectos fisiológicos de Mentha piperita cultivada em diferentes doses de fósforo e qualidade de luz. As plantas foram cultivadas em vasos por três meses sob malhas de 50 % de sombreamento nas cores azul e vermelho e a pleno sol (0 % de sombreamento). Os tratamentos constaram de quatro doses de fósforo (0, 60, 120 e 180 kg ha -1 de P 2 O 5 ) na forma de superfosfato triplo. Adotou-se o delineamento inteiramente casualizado com quatro repetições em um fatorial 4x3 (doses de fósforo e qualidade de luz). Foram avaliadas as seguintes características de crescimento: altura do ramo principal, número de folhas, área foliar, matéria seca das folhas, caule e raízes e os índices fisiológicos: razão de área foliar (RAF), área foliar específica (AFE), razão de peso foliar (RPF) e os teores de clorofila a e b. Não foi obsevada diferença significativa entre as doses de fósforo utilizadas, e, portanto a produção de biomassa nas plantas de Mentha piperita não foi influenciada pela adubação fosfatada. Entretanto, a qualidade de luz interferiu de forma significativa na maioria das variáveis analisadas, ocasionando acréscimo no acúmulo de biomassa seca da parte aérea e da raiz e aumento nos teores de clorofila a e b. Tais resultados evidenciam que o uso de malhas coloridas pode ser modulada durante o cultivo de Mentha piperita, a fim de se obter características morfológicas desejáveis e maximizar o crescimento e a produção de biomassa nessa espécie. Palavras-chave: Hortelã, Qualidade de Luz, Nutrição Mineral, Radiação. Growth, biomass production and physiological aspects of Mentha piperita L. plants grown under different levels of phosphorus and colored nets ABSTRACT This study aimed to evaluate the growth, biomass production and physiological aspects of Mentha piperita grown in different phosphorus levels and light quality. Plants were grown in pots for three months under nets with 50% shading, blue and red color, and under full sun condition(0% shade). Treatments consisted of four levels of phosphorus (0, 60, 120 and 180 kg ha -1 P 2 O 5 ) as triple superphosphate. A completely randomized design was adopted, with four replications in a factorial 4x3 (phosphorus and light quality). The following growth characteristics were evaluated: main stem height, number of leaves, leaf area, leaf, stem and root dry mass, plus the physiological indices: leaf area ratio (LAR), specific leaf area (SLA), leaf weight ratio (LWR) and chlorophyll a and b concentrations. It was not observed significant difference between the doses of phosphorus, and therefore biomass production in plants of Mentha piperita was not influenced by phosphorus fertilization. However, the quality of light interferes significantly in most variables, resulting in increased accumulation of shoot and root dry biomass and chlorophyll a and b increased levels. These results show that the use of colored nets can be modulated during cultivation of Mentha piperita, in order to obtain desired morphology and maximize the growth and biomass production in this species. Keywords: Peppermint, Light Quality, Nutrition, Radiation. 36

2 1 INTRODUÇÃO O gênero Mentha pertence à família da Lamiaceae e compreende um número muito grande de espécies, dentre elas a Mentha piperita L., planta aromática e medicinal, conhecida como hortelã e menta. Essas plantas são originárias da Europa, suportam temperaturas muito baixas, mas são bem adaptadas ao clima tropical (Souza et al., 2007). De acordo com Cassol, (2007) a hortelã é utilizada na medicina popular para o combate da fadiga geral, atonia digestiva, gastralgia, cólicas, afecções hepáticas, bronquite crônica, dentre outras enfermidades, sendo também empregado como calmante, revitalizante, antidepressivo, antialérgico, carminativo, hipotensor, tônico em geral, antiespamódico. Além disso, a espécie também é fonte de um dos mais populares óleos essenciais, com diversas aplicações nas indústrias de alimentos, cosmética e farmacêutica. O ambiente em que o vegetal se desenvolve e o tipo de cultivo influencia no crescimento e na produção de biomassa, além de interferir na composição química dos óleos essenciais (David et al., 2006). A intensidade luminosa, o fotoperíodo, a temperatura e a nutrição mineral podem influenciar diretamente na produção de princípios ativos, ou indiretamente, através do aumento de biomassa das plantas de espécies produtoras de óleos essenciais (Valmorbida et al., 2006). Embora haja algumas informações relacionadas à influência da intensidade de luz e do papel de nutrientes minerais no crescimento da planta e na produção de biomassa e de óleo essencial de Mentha piperita (David et al., 2006; Rodrigues et al., 2004), não foram encontrados para essa cultura, estudos relacionados à qualidade de radiação incidente, bem como a investigação conjunto desses fatores ambientais. Além disso, para várias culturas, tem sido cada vez mais comum o uso com sucesso de telados de diferentes colorações (Oren-Shamir et al., 2001; Souza et al., 2011). As malhas coloridas representam, então, um novo conceito agrotecnológico, tendo como finalidade combinar a proteção física com a filtração diferencial da radiação solar, para promover respostas fisiológicas específicas que são reguladas pela luz (Brant et al., 2009). A malha vermelha reduz as ondas azuis, verdes e amarelas, e acrescenta ondas na faixa espectral do vermelho e do vermelho distante, com transmitância para comprimentos de ondas superiores a 590 nm. Já a malha azul, filtra as ondas na faixa do vermelho e do vermelho distante, o que permite a passagem de ondas com transmitância na região do azul-verde ( nm) (Shahak et al., 2004). Assim, pode ser colocada a hipótese de que alterações nas características espectrais da radiação solar podem modificar características estruturais e fisiológicas das plantas. No Brasil, a Mentha piperita, desenvolvese como uma cultura desbravadora, em terras recém desmatadas, devido as suas características de exigências em fertilidade do solo e água (Brown et al., 2003). O fósforo (P) é com frequência o elemento mais limitante na nutrição das plantas nos solos das regiões tropicais e subtropicais, não só pela baixa concentração, mas também pela capacidade de fixação de P destes solos (Malavolta, 2006). Com isso o manejo da adubação fosfatada é de grande interesse para a obtenção de uma maior produção de fitomassa, além de influenciar também na aquisição de óleo essencial de melhor qualidade. Assim a avaliação do crescimento de Mentha piperita submetida à variação de fósforo pode fornecer subsídios para melhores condições de cultivo da espécie. Com base no acima exposto o objetivo do presente trabalho foi avaliar o crescimento, produção de biomassa e aspectos fisiológicos de Mentha piperita L. submetidas a diferentes níveis de fósforo e cultivadas sob malhas de transmissão de luz diferenciada. 2 MATERIAIS E MÉTODOS O experimento foi conduzido entre fevereiro e maio de 2012, na Universidade Federal do Recôncavo da Bahia (UFRB), em Cruz das Almas, sob condições de viveiro. As mudas foram obtidas pelo método de propagação vegetativa (estaquia), medindo cerca de 10 cm de comprimento com diâmetro de 0,3 mm. Foram produzidas 60 mudas em 37

3 sacos de polietilenos (10X15 cm) contendo uma mistura de solo e composto orgânico, as quais foram mantidas em casa de vegetação por 30 dias. O solo utilizado como substrato foi o Latossolo Amarelo Coeso, coletado em área de pastagem natural, do campus da UFRB, na camada de 0-20 cm. Posteriormente, a análise química do solo foi realizada e os resultados são apresentados na Tabela 1. Tabela 1 Análise química do solo. Cruz das Almas, Ba, em Após o enraizamento, as mudas com aproximadamente 17 cm de altura foram transplantadas para vasos plásticos de 3 litros de capacidade contendo uma mistura de terra de subsolo, areia e composto orgânico (3:1:1) o qual foi incorporado uréia (0,3 g vaso -1 ) e cloreto de potássio (0,15 g vaso -1 ). Na sequência foram distribuídas as dosagens de fósforo (Kg ha -1 de P 2 O 5 ), na forma de superfosfato triplo, nos diferentes tratamentos: T1 = 0; T2 = 60; T3 = 120 e T4 = 180 Kg ha -1 de P 2 O 5. As plantas foram cultivadas, por 90 dias, sob sombreamento com malhas ChromatiNet nas cores azul, vermelha (50 %) e a pleno sol (0 %). As malhas avaliadas interceptaram a radiação solar em 50%. O experimento foi conduzido sob um delineamento experimental inteiramente casualizado, em um fatorial 4 x 3 (doses de fósforo e qualidade de luz), com quatro repetições e a unidade experimental consistiu de doze plantas. No final do experimento, foram avaliadas as seguintes características de crescimento: altura do ramo principal, número de folhas, área foliar, matéria seca das folhas, caules e raízes, em 6 plantas de cada tratamento, tomadas ao acaso. A área foliar total por planta foi medida utilizando-se medidor de área foliar portátil AM300 Area Meter da marca ADC. As plantas foram separadas em folhas, caules e raízes e todo o material foi seco em estufa com circulação forçada de ar a 70 ± 2ºC, até biomassa constante, utilizando-se uma balança analítica com precisão de 10-4 g. A razão área foliar (RAF), razão peso foliar (RPF) e área foliar específica (AFE) foram determinadas de acordo com Benincasa (2004). Posteriormente foi realizada a determinação dos teores de clorofila, a qual foi realizada utilizando-se um medidor eletrônico de clorofila (Clorofilog CFL 1030). Os dados foram submetidos à análise de variância, utilizando-se o programa estatístico SISVAR, VERSÃO 5.0 (Ferreira, 2008) e as médias entre os tratamentos foram comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. 3 RESULTADOS E DISCUSSÕES Verificou-se que as doses de fósforo não influenciaram significativamente os aspectos fisiológicos do crescimento e a produção de biomassa de Mentha piperita, enquanto que os níveis de qualidade de luz apresentaram efeito significativo nas variáveis analisadas, com exceção da razão de área foliar (RAF) e nos teores de clorofila a. Entretanto, observou-se que o maior comprimento do ramo principal foi obtido nas plantas cultivadas com o maior nível de fósforo (Tabela 2), nas plantas cultivadas sob a malha vermelha, que diferiu significativamente as plantas crescidas a pleno sol. 38

4 Tabela 2 Altura, número de folhas, área foliar, área foliar específica (AFE), razão de área foliar (RAF), Razão peso foliar (RPF) e teores de clorofila a e b de Mentha piperita cultivadas sob diferentes concentrações de fósforo e submetidas à ambientes de luz com 50 % de sombreamento. Cruz das Almas, BA, Tratamentos Altura (cm) Número de folhas Área foliar (cm 2 ) AFE (cm 2 g -1 ) RAF (cm 2 g -1 ) *Médias seguidas por letras distintas na coluna diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey (P=0,05). RPF (g g -1 ) Clorofila a (mg g -1 MF) Clorofila b (mg g -1 MF) Doses de Fósforo O Kg ha -1 de P 2 O 5 19,87 a 250,33 a 486,01 a 292,82 a 65,96 a 0,24 a 2,23 a 0,61 b 60 Kg ha -1 de P 2 O 5 19,19 a 278,97 a 506,00 a 254,10 a 63,31 a 0,23 a 2,46 a 0,62 b 120 Kg ha -1 de P 2 O 5 21,14 a 276,77 a 450,01 a 261,53 a 55,05 a 0,22 a 2,47 a 0,81 ab 180 Kg ha -1 de P 2 O 5 22,50 a 266,75 a 470,24 a 301,89 a 61,62 a 0,21 a 2,39 a 0,72 a Ambiente de luz Pleno sol 16,59 b 240,31 b 330,16 b 205,15 b 60,85 a 0,28 a 2,31 a 0,52 b Malha Azul 22,54 a 254,31 b 554,19 a 290,67 a 65,41 a 0,19 b 2,36 a 0,77 a Malha Vermelha 22,89 a 309,56 a 550,01 a 336,94 a 59,82 a 0,20 b 2,45 a 0,77 a CV (%) 15,52 22,21 17,11 14,95 14,95 18,91 20,15 18,15 Rodrigues et al., (2004), estudando a Mentha piperita, verificou menor crescimento das plantas quando cultivadas em baixas concentrações de fósforo. O baixo crescimento das plantas deficientes em P está relacionado, provavelmente com o comprometimento na síntese de proteínas. No tratamento com adubação fosfatada as plantas apresentaram o maior número de folhas, embora não tenha verificado diferença significativa entre as diferentes doses de fósforo (Tabela 2). Esses resultados concordam com o trabalho de Maia (1998) e David et al., (2007), que verificaram uma redução no número e diâmetro de folhas das plantas de Mentha arvensis e Mentha piperita, respectivamente, cultivadas com deficiência ou omissão de fósforo. Em relação à qualidade espectral, plantas cultivadas sob a malha vermelha apresentaram maior número de folhas quando comparadas aquelas crescidas em luz plena, que diferiram significativamente. Quanto à variável, área foliar (AF), não houve diferenças significativas entre os tratamentos com as doses de fósforo, porém, em valores numéricos, a área foliar foi maior nas plantas cultivadas com a dose de 60 Kg ha -1 de P 2 O 5 (Tabela 2). Sob sombreamento, observouse uma maior AF nas plantas cultivadas sob as malhas vermelha e azul que diferiram significativamente daquelas cultivadas a pleno sol. Resultados similares foram observados em hortelã-japonesa, uma espécia da mesma família da Mentha piperita, cultivada sob diferentes malhas por Chagas et al. (2010), que atribuíram o aumento da área foliar nas plantas mais à intensidade do que à qualidade espectral da luz. De acordo com Taiz & Zeiger (2010), como estratégia adaptativa, as plantas submetidas a baixos níveis de irradiância expandem as folhas para aumentar a captação da energia luminosa e permitir maior eficiência fotossintética e, consequentemente, maior fixação de carbono. Ao contrário do observado por Chagas et al. (2010), no presente trabalho, a expansão foliar, em Mentha piperita, parece estar relacionada mais à qualidade do que à intensidade da luz, conforme observado em plantas cultivadas sob diferentes malhas (vermelha e azul) com a mesma intensidade de radiação (50%). As concentrações de fósforo não influenciaram o acúmulo de massa seca da parte aérea e da raiz das plantas de Mentha piperita durante o seu de desenvolvimento, sendo que a dose de 120 Kg ha -1 de P 2 O 5 induziu um aumento dessa massa seca (Tabela 3). 39

5 Tabela 3 - Massa da matéria seca de folha (MSF), caule (MSC), raiz (MSF), massa seca total (MST) e relação raiz/parte aérea de plantas de Mentha piperita cultivadas sob diferentes concentrações de fósforo e submetidas a ambientes de luz com 50 % de sombreamento. Cruz das Almas, BA, Tratamentos MSF (g) MSC (g) MSR (g) MST (g) Raiz/Parte aérea Doses de Fósforo O Kg ha -1 de P 2 O 5 1,65 a 2,12 a 3,65 b 7,43 a 0,97 a 60 Kg ha -1 de P 2 O 5 1,73 a 2,08 a 4,11 ab 7,92 a 1,18 a 120 Kg ha -1 de P 2 O 5 1,78 a 2,14 a 4,64 a 8,58 a 1,28 a 180 Kg ha -1 de P 2 O 5 1,57 a 1,88 a 4,43 ab 7,89 a 1,27 a Ambiente de luz Pleno sol 1,51 b 1,42 b 2,56 b 5,51 b 0,93 b Malha Azul 1,65 ab 2,04 b 5,11 a 8,82 a 1,46 a Malha Vermelha 1,88 a 2,70 a 4,94 a 9,53 a 1,14 b CV (%) 22,27 16,07 19,75 18,73 18,29 *Médias seguidas por letras distintas na coluna diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey (P=0,05). Por outro lado, dentre os tratamentos com qualidade de luz, as malhas coloridas proporcionaram às plantas maior eficiência na aquisição de biomassa, diferindo significativamente daquelas cultivadas sem sombreamento. Pegoraro et al. (2010), realizando experimento com Mentha piperita L., observaram que a intensidade da luz e nutrição do substrato influenciaram de forma significativa a biomassa da plantas. As biomassas secas de folhas, de caule e da raiz foram significativamente superiores nos cultivos sob malha vermelha e malha azul, quando comparadas ao cultivo a pleno sol. Entretanto, apesar de as plantas de Mentha piperita cultivadas sob malha vermelha terem apresentado ganho na parte aérea, o mesmo não foi observado para o crescimento das raízes em plantas cultivadas sob pleno sol e malha vermelha. Ao se avaliar a relação raiz:parte aérea, os cultivos sob malhas vermelha e azul foram os que apresentaram maior crescimento das raízes em valor numérico (1,14; 1,46 respectivamente) (Tabela 2). Afreen et al. (2005) também observaram redução significativa no crescimento das raízes de plantas de G. uralensis sob incidência de luz azul. De modo geral, o desenvolvimento das plantas de Mentha piperita foi afetado de forma negativa quando cultivadas sob malha azul. Em relação às doses de fósforo não foram observadas diferenças significativas entre os tratamentos. Em relação à razão de área foliar (RAF), que expressa à área foliar útil para fotossíntese (Benincasa, 2004), verificou-se que não houve interação entre os fatores níveis de qualidade de luz e doses de fósforo. Já para razão de peso foliar (RPF), que representa a fração de matéria seca produzida pela fotossíntese, não houve influência do fósforo, mas o uso das malhas vermelha e azul influenciaram de forma significativa quando comparadas as plantas cultivadas a pleno sol (Tabela 2). Não houve interação entre os fatores qualidade de luz e doses de fósforo para os teores de clorofila a. Em relação à clorofila b o uso das malhas coloridas proporcionaram maiores concentrações em relação às plantas cultivadas a pleno sol, que deferiram significativamente daquelas cultivadas sob sombreamento (Tabela 1). O aumento da proporção de clorofila b nas plantas sombreadas pode ser considerado como característica importante de adaptabilidade vegetal em ambientes sombreados, uma vez que a clorofila b absorve energia em comprimentos de onda diferentes da clorofila a e a transfere para o centro de reação, maximizando, assim, a captura energética que efetivamente atua nas reações fotoquímicas (Taiz & Zeiger, 2010). 4 CONCLUSÕES O uso de malhas coloridas, independente da cor, influenciou o crescimento, produção de biomassa e de pigmentos fotossintéticos em Mentha piperita, em relação ao cultivo a pleno sol, enquanto que as doses de fósforo não interferiu de forma significativa na produção de biomassa, crescimento do ramo principal e nos índices fisiológicos. 40

6 Além disso, os resultados obtidos poderão servir como prática de pesquisa no intuito de estudar o papel da qualidade da luz modificada e da nutrição mineral na eficiência terapêutica desta planta com relação aos compostos químicos, principalmente o óleo essencial que é um dos princípios ativos desta espécie, ampliando assim os focos de informações científicas através da pesquisa, sobre a qualidade de luz no nos aspectos fisiológicos de plantas medicinais REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AFREEN, F.; ZOBAYED, S.M.A.; KOZAI, T. Spectral quality and UVB stress stimulate glycyrrhizin concentration of Glycyrrhiza uralensis in hydroponic and pot system. Plant Physiology and Biochemistry, v.43, p , BENINCASA, M. M. P. Análise de crescimento de plantas: noções básicas. Jaboticabal: FUNEP, p. BRANT, R. da S.; Pinto, J.E.B.P.; Rosa, L.F.; Albuquerque, C.J.B.; Feri, P.H.; Corêa, R.M. Crescimento, teor e composição do óleo essencial de melissa cultivada sob malhas fotoconversoras. Ciência Rural, Santa Maria, v. 39, p , BROWN, B.; HART, J.; WESCOTT, M.P.; Christensen, N.W. The critical role of nutrient management in mint production. Better Crops, v. 87, n.4, p. 9-11, CASSOL, D., FALQUETO, A. R., BACARIN, M. A. Fotossíntese em Mentha piperita e Melissa officinalis sob sombreamento. Revista Brasileira de Biociências, Porto Alegre, v.5, n. 2, p , CHAGAS, J.H.; PINTO, J.E.B.P.; BERTOLUCCI, S.K.V.; FERRAZ, E. de O.; BOTREL, P.P.; SANTOS, F.M. dos. Produção de biomassa seca em plantas de Mentha arvensis L. cultivada sob malhas fotoconversoras. Horticultura Brasileira, v.28, p , DAVID, E.F.S. MISCHAN, M. M.; BOARO, C. S. F. Rendimento e composição do óleo essencial de Mentha piperita L., cultivada em solução nutritiva com diferentes níveis de fósforo. Revista Brasileira de Plantas Medicinais, Botucatu, v. 8, p , FERREIRA, D.F.; SISVAR: um programa para análises e ensino de estatística. Revista Symposium, Recife, v.6, p 36-41, MALAVOLTA, E. Manual de nutrição mineral de plantas. São Paulo: Ceres, p. MAIA, N.B. Efeito da nutrição mineral na qualidade do óleo essencial da menta (Mentha arvensis L.) cultivada em solução nutritiva. In: Correa Júnior, C.; Ming, L.C.; Scheffer, M.C. (Eds.). Plantas medicinais, aromáticas e condimentares: avanços na pesquisa agronômica. Botucatu: UNESP, p OREN-SHAMIR, M. GUSSAKOVSKY, E. E.; SHPIEGEL, E.; NISSIM-LEVI, A.; RATNER, K.; OVADIA, R.; GILLER, Y. E.; SHAHAK, Y. Coloured shade nets can improve the yield and quality of Green decorative branches of Pittosporum variegatum. Journal of Horticultural Science and Biotechnology, Ashford, v.76, n.3, p , PEGORARO, R.L.; FALKENBERG, M.B.; VOLTOLINI, C.H.; SANTOS, M.; PAULILO, M.T.S. Produção de óleos essenciais em plantas de Mentha x piperita L. var. piperita (Lamiaceae) submetidas a diferentes níveis de luz e nutrição do substrato. Revista Brasileira de Botânica, São Paulo 33 (4): , 2010 RODRIGUES, C.R.; FAQUIN, V.; TREVISAN, D.; PINTO, J. E.B P.; BERTOLUCCI, S. K.V.; RODRIGUES, T.M. Nutrição mineral, crescimento e teor de óleo essencial de menta (Mentha x piperita L.) em solução nutritiva sob diferentes concentrações de fósforo e época de coleta. Horticultura Brasileira, Vitória da Conquista v.22, p , SHAHAK, Y.; GUSSAKOVSKY, E.E.; GAL, E.; GAELEVIN, R. Colornets: crop protection and light-quality manipulation in one 41

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