Efeito da microbiota associada na atividade alelopática de extratos foliares de Stryphnodendron adstringens

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1 Efeito da microbiota associada na atividade alelopática de extratos foliares de Stryphnodendron adstringens (Mart.) Coville no crescimento inicial do Sorghum bicolor L. Estela Reis de Andrade 1, Sarah Christina Caldas Oliveira 2 e Fabian Borghetti 3 Laboratório de Termobiologia, Universidade de Brasília, Campus Darcy Ribeiro, Caixa Postal 04457, CEP , Brasília, DF, Brasil, fone (61) , 1 Graduação em Agronomia, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, andrade.er@gmail.com; 2 Doutora em Ecologia e Recursos Naturais, Universidade Federal de São Carlos, sarah.espanha@gmail.com; 3 Professor Adjunto, Departamento de Botânica, UnB fborghet@unb.br. Palavras chave: alelopatia, Stryphnodendron adstringens, Sorghum bicolor L., Cerrado, microbiota Introdução Alelopatia é a ciência que investiga efeitos causados por compostos químicos produzidos por organismos, denominados aleloquímicos, sobre o desenvolvimento de outros. Uma vez produzidos e liberados, seja por plantas ou microorganismos, podem causar efeitos benéficos ou, na maioria das vezes, maléficos ao organismo alvo, facilitando assim o estabelecimento do organismo doador (Rice, 1984). Em condições naturais, a atividade alelopática é dependente de alguns fatores como, por exemplo, clima, práticas agrícolas e ação dos microorganismos do solo sobre a atividade dos compostos alelopáticos. Segundo Inderjit (2005), os microorganismos do solo atuam alterando ou mesmo degradando moléculas orgânicas, fazendo com que moléculas ativas não venham a se acumular em níveis fitotóxicos sob condições naturais. Chen (1992) também conclui que uma vez no solo, os aleloquímicos podem ser retidos, transformados pela biota e/ou transportados para outros lugares. Em síntese, a atividade biológica dos aleloquímicos, pode sofrer efeito da biota do solo antes de serem absorvidos pela planta receptora. Portanto, para que um estudo de alelopatia seja o mais verossímil possível, é necessário que os bioensaios sejam delineados de forma que as principais variáveis sejam conhecidas. Dentre elas estão: a espécie doadora, as condições ambientais e a espécie alvo (Inderjit & Weston, 2000). As espécies alvo selecionadas devem satisfazer alguns critérios como: ser acessível, prontamente utilizável, ter germinação e crescimento rápido; além de produzir resultados rápidos e que possam ser reproduzidos (Pennacchio et al, 2005). Algumas 159

2 espécies que atendem esses critérios são: alface (Macías et al 2000), gergelim (Carvalho et al. 2001) e sorgo (Carmo et al, 2007). No âmbito de estudos alelopáticos, o Cerrado tem-se tornado alvo de intensos estudos, já que, apresentam características peculiares, dentre as quais se destaca a resistência à seca, sendo que a maior estratégia é o amplo crescimento radicular (Sano & Almeida, 1998). Souza et al. (2007) comprovaram o potencial alelopático de quatro espécies desse bioma usando como substrato solo de Cerrado peneirado, com efeito satisfastório. Outra espécie que tem mostrado potencial nesses estudos é Stryphnodendron adstringens (Mart.) Coville (barbatimão). Uma planta nativa do Cerrado, pertencente à família Mimosaceae. A espécie é utilizada na construção civil como madeira e na medicina caseira, sendo sua casca de uso medicinal (Lorenzi, 2000), além de apresentar evidências alelopáticas Barreiro et al. (2005). Dado o potencial alelopático de S. adstringens e o efeito da microbiota do solo nessa atividade, o objetivo desse trabalho foi analisar a inibição causada por extratos orgânicos de folhas S. adstringens em solo com ausência e presença de microbiota e o efeito no crescimento inicial de Sorghum bicolor (L.) Moench. Material e métodos Preparo dos extratos Para esse estudo, foram coletadas folhas de S. adstringens na reserva de Cerrado sentido restrito presente no laboratório de Termobiologia da Universidade de Brasília. Após, as folhas foram secas a 50 o C/24h e trituradas para preparo dos extratos. Extratos foram obtidos com solventes orgânicos de polaridade crescente (hexano, diclorometano, acetato de etila, acetona, metanol e água). Cada extração foi conduzida por duas vezes em banho de ultrassom por 1 hora cada, para cada solvente. Posteriormente, somente os extratos provenientes do acetato de etila, acetona, metanol e água foram filtrados com papel de filtro qualitativo e secos em rotavapor (Marconi). Esses foram escolhidos por serem mais facilmente solúveis em água. Em seguida, esses extratos foram ressuspensos em água e DMSO (5µL/mL) nas concentrações de 800, 400 e 200 ppm. Tais extratos foram então utilizados para nos bioensaios de crescimento. Bioensaios de crescimento 160

3 Os bioensaios foram montados com latossolo vermelho coletado em área natural de Cerrado e peneirado. Este solo foi homogeneizado e utilizado como substrato nos recipientes de crescimento. Para o experimento com ausência de microbiota, o solo foi autoclavado em três ciclos de 120 o C/30 minutos. Em cada recipiente com capacidade de 20g de solo, foi adicionado um volume do extrato correspondente a capacidade de campo (previamente determinada) e, em cada recipiente, foram plantadas duas sementes de Sorghum bicolor L. (espécie alvo). Para isso, foram utilizadas três diferentes diluições (800, 400 e 200 ppm) para cada extrato, e sete repetições para cada tratamento. Como controle positivo foi usado o herbicida não seletivo Glifosato nas mesmas concentrações dos extratos, e como controle negativo, água destilada. O experimento foi conduzido em câmara de crescimento (Precision Scientific ) por cinco dias, à 30 o C, fotoperíodo de 12 horas, mantendo-se a capacidade de campo com água destilada. Após cinco dias, foi medido o comprimento da parte aérea e radicular. Estes resultados foram transformados em porcentagem de inibição em relação ao controle negativo. Os dados foram então analisados usando o teste de analise de variância (ANOVA) seguido do teste de comparação de média Tukey (5%). Resultado e discussão Parte da planta mais sensível Analisando o efeito dos extratos de folhas de S. adstringens no crescimento inicial do sorgo observa-se que houve uma maior inibição do crescimento da raiz do que da parte área na maioria dos extratos analisados (Figura 1 e 2). Quando se observa o efeito na parte radicular em solo não autoclavado, verifica-se que o extrato metanólico na concentração de 200 ppm apresentou maior inibição, aproximando-se do efeito causado pelo Glifosato. O mesmo é observado para a parte aérea, em que o extrato metanólico, também teve efeito comparável ao Glifosato. O uso de metanol como solvente tem sido bastante explorado em estudos alelopáticos, como, por exemplo, para o gênero Solanum (Ye et al, 2001). Souza Filho et al ( 2005), estudando o potencial alelopático de Brachiaria humidicola encontraram o extrato metanólico como o de maior efeito, quando comparado ao hexânico e o do acetato de etila. Esse fato comprova que possivelmente as substâncias mais ativas encontram-se nesse extrato. 161

4 Efeito da ausência da microbiota na atividade dos extratos A autoclavagem do solo alterou os efeitos dos extratos observados no sorgo. Na parte radicular (Figura 2 A), que é normalmente a mais sensível que a aérea, o extrato aquoso foi o que apresentou menor efeito inibitório em comparação ao controle. Entretanto, a autoclavagem do solo aumentou significativamente o efeito inibitório, sugerindo que em condições naturais, a microbiota atue reduzindo a atividade alelopática desta espécie. Para os demais extratos, a autoclavagem reduziu o potencial alelopático, sugerindo que, nestes casos, a microbiota potencializa a ação dos extratos. Segundo Ferreira (1998), o extrato aquoso é um dos que possuem maior importância em estudos alelopáticos por refletirem a situação natural de ocorrência da alelopatia em condições ambientais. Comparação do sorgo com outras espécies para bioensaios Os bioensaios de alelopatia são dependentes de espécies alvo que sejam sensíveis, de fácil crescimento e que consigam reproduzir ao máximo efeitos que possam ocorrer no sistema biológico da planta avaliada. Para isso é necessário que se diversifique as espécies utilizadas. Macias et al (2000) citam como exemplos de espécies que são eficientes como espécies-alvo: Daucus carota L., Lactuca sativa L., Lycopersicon esculentum L. além de Allium cepa L., Triticum aestivum L. e Zea mays L. No trabalho citado anteriormente, os autores observaram que dentre as espécies utilizadas, as dicotiledôneas se mostraram mais sensíveis que as mocotiledôneas, excetuando Z. mays. Essa preferência por dicotiledôneas se repete em outros trabalhos e, quando monocotiledôneas são utilizadas, essas se mostram menos sensíveis. Esse problema se acentua quando os bioensaios são direcionados ao estudo com extratos orgânicos, que são obtidos em pequenas quantidades. Por se utilizar considerável quantidade de produtos nos bioensaios de crescimento inicial, torna-se mais apropriado o uso de sementes pequenas, que na maioria das vezes são dicotiledôneas. Nesse âmbito, as sementes de Sorghum bicolor se apresentam como uma alternativa viável para o uso de monocotiledôneas, visto que germinam em pouco tempo, apresentam rápido crescimento e, conforme apresentado nesse trabalho, são sensíveis a efeitos 162

5 alelopáticos originados de extratos de diversas polaridades. A espécie ainda não é amplamente utilizada em bioensaios, porém vem apresentando resultados promissores. * Figura 1. Porcentagem de inibição do crescimento da parte aérea de Sorgum bicolor submetida a diferentes extratos orgânicos de folhas de S. adstringens no substrato solo com ausência de microbiota (A) e presença (B). * indica diferenças significativas em relação ao controle. 163

6 Figura 2. Porcentagem de inibição do crescimento da parte radicular de Sorghum bicolor submetida a diferentes extratos orgânicos de folhas de S. adistringens no substrato com ausência de microbiota (A) e presença (B). * indica diferenças significativas em relação ao controle. Referências bibliográficas BATISH, D. R. T.; SINGH, H. P.; KOHLI, R. K. Phytotoxicity of sunflower against some summer season crops. Journal Agronomy & Crop Science p. CARMO, F. M. S.; BORGES, E. E. L.; TAKAKI, M. Alelopatia de extratos aquosos de canela sassafras (Octea odorífera (Vell) Rohwer. Acta Botânica Brasilica. Vol 21. No p. CHEN, I. A conceptual framework for assessing allelochemicals in soil environment. Allelpathy: Basic and applied Aspects (ed. By S.J. Rizivi and V. Rizivi), Capman & Hall, London, p. 164

7 FERREIRA, M. L. Síntese e avaliação da atividade herbicida de quinonas. Dissertação de mestrado. Universidade Federal de Viçosa. Viçosa p. INDERJIT. Soil microorganisms: An important determinant of allelopathic activity. Plant and Soil p. LORENZI, H. Árvores brasileiras: manual de identificação e cultivo de plantas arbóreas nativas do Brasil. Instituto Plantarum. Nova Odessa, São Paulo MACIAS, F. A; GALINDO, J; CASTELLANO, D.; VELASCO, R. Sesquiterpene lactones whith potencial use a natural herbicides models. 2. Guaianolides. Journal of Agricultural Food Chemistry. Vol p. CARVALHO, P.G.B.; BORGHETTI, F.; BUCKERIDGE, M.S.; MORHY, L.; FERREIRA- FILHO, E.X.F. Temperature-dependent germination and endo-b-mannase activity in sesame seeds. Revista Brasileira de Fisiologia Vegetal. Vol p. PENNACCHIO, M.; JEFFERSON, L. V.; HAVENS, K. Arapdopsis thaliana: a new test species for phytotoxic bioassays. Journal of chemical ecology. Vol. 31. No RICE, E.L. Allelopathy. Academic Press. New York SANO, S. M.; ALMEIDA, S. P. de. Cerrado: ambiente e flora. EMBRAPA-CPAC, Planaltina, p. SOUZA FILHO, A.P.S.; PEREIRA, A.A.G.; BAYMA, J.C. Aleloquímico produzido pela gramínea forrageira Brachiaria humidicola. Planta daninha. Vol.23. No p. SOUZA, L. M. de; CANANI, G. B.; AIRES, S. S.; BORGHETTI, F. Efeito alelopático de folhas de quatro espécies do Cerrado sobre o crescimento de gergelim. Revista Brasileira de Biociências. Porto Alegre, v. 5, supl p. SOUZA FILHO, A.P.S. Interferência potencialmente alelopática do capim-gengibre (Paspalum maritimum) em áreas de pastagens cultivadas. Planta daninha, Viçosa, v. 24, n. 3,