EFEITO ALELOPÁTICO DO EXTRATO AQUOSO DE FOLHAS DE MIMOSA CAESALPINIIFOLIA BENTH NA GERMINAÇÃO DE ESPÉCIES NATIVAS

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1 EFEITO ALELOPÁTICO DO EXTRATO AQUOSO DE FOLHAS DE MIMOSA CAESALPINIIFOLIA BENTH NA GERMINAÇÃO DE ESPÉCIES NATIVAS Introdução Aluno: Sarah França Andrade Orientador: Richieri Antonio Sartori Co-orientador: Antonio Carlos Silva de Andrade O município do Rio de Janeiro é possivelmente a cidade em que mais se investiu em reflorestamento urbano do Brasil. Atualmente a prefeitura da cidade conta com mais de 200 frentes de plantios nos morros urbanos [1]. Uma das espécies mais utilizada na década de 90 e que por ser exótica domina hoje grande parte das áreas plantadas foi a Mimosa caesalpiniifolia Benth, conhecida popularmente como Sabiá [2]. O sabiá, Leguminosae-Mimosoideae, apresenta-se em forma de arbusto a árvore perenifólia que podem atingir até 10m de altura, com troncos densos e lenhosos, apresenta acúleos no tronco, muito difundida no forrageio de gado principalmente [3]. É uma planta de rápido crescimento e amplamente usada em reflorestamentos destinados a recompor áreas degradadas [4]. Esta espécie rica em fenóis, substâncias constantemente associada à atividade alelopática, quando plantada fora de seu habitat natural tem conseguido se estabelecer com maior sucesso do que as espécies nativas, muitas vezes ocorrendo em grandes densidades. Desta forma, compete fortemente com as espécies nativas, promovendo uma queda na diversidade local. [5] A alelopatia é definida como efeito prejudicial ou benéfico entre plantas por meio de substâncias químicas, chamadas de aleloquímicos lançadas no meio. As substâncias alelopáticas podem interferir na germinação de sementes e/ou estabelecimento e desenvolvimento de indivíduos vegetais próximos [6, 7]. Quando as sementes são submetidas a condições de toxicidade causada por alguma substância química, esse fator pode induzi-las à dormência secundária [8]. Observações em campo levaram a questionamentos de que o sabiá poderia estar influenciando o estabelecimento de outras espécies vegetais. De acordo com Rice, (1987) e Rodrigues et al., (1993), a utilização de espécies com propriedades alelopáticas em plantios requer atenção, visto sua influência em aspectos ecológico e ambiental. Sendo esse, possivelmente, o caso do sabiá, que pode ter seus aleloquimicos liberados para o ambiente pela lixiviação, exsudação radicular, volatilização e decomposição, afetando a germinação das sementes de espécies nativas[9]. Considerando a utilização do sabiá como uma espécie largamente utilizada na restauração ambiental, este estudo visa através de análises em laboratório, verificar nas diferentes concentrações como o extrato aquoso de folhas secas da Mimosa caesalpiniifolia pode interferir na germinação e no estabelecimento de plântulas de espécies nativas como o Handroanthus albus Cham, ipê amarelo, o qual foi selecionado como espécie-alvo, pois atendia o critério de espécie nativa com grande potencial para restauração, seguindo a lista da SMAC (2015).

2 Material e métodos Área de Estudo Para este estudo, folhas de Mimosa caesalpiniifolia Benth foram coletadas na área de preservação ambiental Morro da Saudade (Figura 1), situada no bairro do Humaitá, Zona Sul do município do Rio de Janeiro, RJ. Área originalmente constituída por Floresta Ombrófila Densa [10]. Figura 1: Local onde foi realizado a coleta, na APA do Morro da Saudade, Zona sul do município do Rio de Janeiro, RJ. Material Vegetal As sementes de ipê amarelo coletadas de árvores localizadas no bairro da Gávea, Zona Sul do município do Rio de Janeiro, foram levadas para o Laboratório de Sementes do Jardim Botânico do Rio de Janeiro, onde foram beneficiadas e armazenadas hermeticamente a 10 ºC. As folhas de sabiá coletadas foram trabalhadas no laboratório, onde foram beneficiadas e secas na estufa durante 48 horas a 60 ºC; depois armazenadas a -20 ºC até o início dos experimentos.

3 Extrato Aquoso O extrato aquoso foi preparado na proporção de 50 g de folhas secas, as quais foram trituradas por meio do liquidificador até obtenção do pó, em 200 ml de água destilada (25% pv -1 ). A extração ocorreu a frio, 25 ºC durante 24 horas. Passada as 24 horas, a solução foi filtrada através do filtro permanente. O extrato foi diluído em quatro concentrações diferentes (1, 5, 10 e 20%) e utilizado água destilada como tratamento controle (figura 2). Figura 2: Preparação do extrato aquoso de folhas de sabiá no laboratório de sementes do Jardim Botânico do Rio de Janeiro, RJ. Bioensaios de Germinação com papel filtro Para a realização dos bioensaios de germinação, foram efetuados testes preliminares em laboratório para verificação da viabilidade e do vigor da germinação das sementes. O bioensaio com extrato aquoso do sabiá foi conduzido numa câmara de germinação levadas para germinador do tipo Biochemical Oxigen Demand (B.O.D.). As sementes foram submetidas a germinação, sob temperatura de 25 ºC, temperatura ideal para espécies tropicais [11] com fotoperíodo de oito horas, utilizando lâmpadas fluorescentes do tipo luz do dia (4 x 20w). Sendo semeadas em placas de Petri de 9 cm de diâmetro forradas com 2 folhas de papel filtro autoclavadas, umedecidas com aproximadamente 7 ml de cada extrato aquoso ou água destilada (controle). O desenho experimental foi em blocos com 10 repetições de 10 sementes, sendo testado os cinco tratamentos(0% 1%, 5%,10% e 20%) no ipê amarelo. Foram consideradas germinadas as sementes que apresentaram 2 mm de protusão radicular [12]. O experimento foi mantido por um peri odo de 15 dias, sendo diariamente verificado o nu mero de sementes germinadas.

4 O bloco foi distribuído aleatoriamente dentro de um germinador. Os resultados obtidos foram submetidos um teste de Friedman a 5% de probabilidade no programa R Core Team (2015). Extrato Seco Para a preparação do extrato seco, 4 kg de solo foram coletados coletadas na área de preservação ambiental Morro da Saudade. O solo foi levado ao laboratório de sementes do Jardim Botânico do Rio de Janeiro, peneirado e autoclavado a fim de eliminar quaisquer influências de químicos contidos no solo. Depois de autoclavado, o solo foi deixado na estufa a 60 ºC para secar. Após o preparo do solo, 50 g de folhas secas, foram trituradas por meio do liquidificador até obtenção do pó e misturadas em quatro partes diferentes de solo formando quatro diferentes concentrações (1, 5, 10 e 20%) e utilizado somente o solo como tratamento controle. (Figura 3) Figura 3: Preparação do extrato seo de folhas de sabiá no laboratório de sementes do Jardim Botânico do Rio de Janeiro, RJ.

5 Bioensaios de Germinação com solo Para a realização dos bioensaios de germinação, foram efetuados testes preliminares em laboratório para verificação da viabilidade e do vigor da germinação das sementes. O bioensaio com extrato aquoso do sabiá foi conduzido numa câmara de germinação levadas para germinador do tipo Biochemical Oxigen Demand (B.O.D.). As sementes foram submetidas a germinação, sob temperatura de 25 ºC, temperatura ideal para espécies tropicais [11] com fotoperíodo de oito horas, utilizando lâmpadas fluorescentes do tipo luz do dia (4 x 20w). Sendo semeadas em placas de Petri de 9 cm de diâmetro forradas com o um total de 80 gramas de folha + solo, exceto o tratamento controle que teve 100% do solo. As placas foram umedecidas com aproximadamente 7 ml de água destilada O desenho experimental foi em blocos com 10 repetições de 10 sementes, sendo testado os cinco tratamentos(0% 1%, 5%,10% e 20%) no ipê amarelo. Foram consideradas germinadas as sementes que apresentaram 2 mm de protusão radicular [12]. O experimento foi mantido por um peri odo de 15 dias, sendo diariamente verificado o nu mero de sementes germinadas. O bloco foi distribuído aleatoriamente dentro de um germinador. Os resultados obtidos foram submetidos um teste de Friedman a 5% de probabilidade no programa R Core Team (2015). Resultados e Discussões Bioensaio com papel filtro Como os dados não apresentaram a premissa de normalidade, os dados foram analisados através do teste de Friedman, com uso do programa R. O teste de Friedman para análise de variância revelou que os efeitos significativos entre os tratamentos ocorreram nos maiores tratamentos (Tabela 1). Tabela 1: Resultados obtidos ao nível de 5% no Teste de Friedman usando o programa R Core Team (2015). Sementes p=<0,0001 Fr= 38,2 Plântulas p=< 0,0001 Fr= 32,6 Diferença(p) Diferença(p) T0-T < 0.05 T0-T5 26<0.05 T1-T10 33<0.05 T0-T10 41<0.05 T1-T20 46<0.05 T0-T20 41<0.05 T5-T <0.05 T1-T10 29<0.05 T10-T <0.05 T1-T20 29<0.05 Como pode ser observado no gráfico da figura 4, os extratos aquosos das folhas secas de Mimosa caesalpiniifolia reduziram o percentual de germinação de sementes de Handroanthus albus. As maiores concentrações (10 e 20%) apresentaram significante capacidade inibitória, demonstrando efeito alelopático da Mimosa caesalpiniifolia sobre o ipê, onde somente 17% (T10s) e 31%% (T20s) das sementes germinaram. Como relatado também por outros autores, que testaram extratos de bulbos de Cyperus rotundus (Tiririca) e observaram a redução da germinação em maiores concentrações nas espécies de Phaseolus vulgaris (feijão), Glycine max (soja), Lactuca sativa (alface) e Zea mays (milho) [13,14].

6 Germinacao (%) Plantulas (%) Departamento de Ciências Biológicas Evidenciando a porcentagem de sementes germinadas nos diferentes tratamentos diminui conforme se aumenta a concentração do extrato aquoso GT0 GT1 GT5 GT10 GT20 PT0 PT1 PT5 PT10 PT Dias Figura 4: Evolução da germinação e da formação de plântulas de semente de ipê nos diferentes tratamentos. Experimento realizado no Laboratório de Sementes do Jardim Botânico do Rio de Janeiro com folhas de sabiá. Quando analisada a formação de plântulas das sementes de ipê amarelo que foram submetidas aos diferentes extratos aquosos, observou-se que a ação alelopática do extrato foliar aquoso proporcionou a inibição de crescimento radicular, comparado ao controle, evidenciando assim possível ação dos compostos alelopáticos sobre os mecanismos radiculares (figura 5). Alguns autores citam que os efeitos alelopáticos podem ser mais evidenciados pelo crescimento radicular, alterações nas taxas enzimáticas dentre outras [13]. Figura 5: Comparação do crescimento radicular das plântulas de ipê nos diferentes tratamentos, realizado no Laboratório de Sementes do Jardim Botânico do Rio de Janeiro.

7 Bioensaio com solo Os dados foram analisados através do teste de Friedman, pois os tratamentos não apresentaram a premissa de normalidade no teste de Shapiro Wilk. Os resultados para a germinação mostrou que não houve diferença significativa entre os tratamentos com valor de Fr= 0,24. No entanto para as plântulas, os resultados mostram houve diferença significativa entre os tratamentos com valor de Fr<0,0001, havendo diferença entre os testes T0 e o restante. Desta forma vemos que o sabiá não dificulta na germinação das sementes, mas sim no estabelecimento das plântulas. Figura 5: Comparação do crescimento radicular das plântulas de ipê nos diferentes tratamentos, realizado no Laboratório de Sementes do Jardim Botânico do Rio de Janeiro Conclusões O crescimento inicial das pla ntulas foi o para metro mais afetado pelos diferentes tratamentos. Sendo assim, os resultados do estudo sugerem a presenc a de um potencial alelopa tico promovido pelas folhas secas da Mimosa caeselpinaefolia. Este efeito foi manifestado atrave s da reduc ão e/ou inibic ão do percentual de germinac ão e do crescimento inicial das pla ntulas de ipê. Isso indica o potencial alelopa tico desta espécie exótica que foi sendo amplamente utilizada nos plantios de restauração ambiental no estado do Rio de Janeiro. Aplicações práticas Juntamente com estes resultados podemos concluir que os locais com dominância de Sabia devem ser controlados, pelo corte das mesmas, porém de forma que não seja prejudicial

8 ao ambiente e posteriormente entrar com retirada das plântulas de sabiá e enriquecimento de espécies nativas. Desta forma poderemos contar com aumento da diversidade de espécies nativas nos próximos anos. Referências [1] Plano Diretor de Arborização Urbana da Cidade do Rio de Janeiro PDAU Rio Disponível em: < Acessado em: 28 de Junho de [2] CORRÊA, M.P. Sabiá. In: CORRÊA, M.P. Dicionário das plantas úteis do Brasil e das exóticas cultivadas. Rio de Janeiro: IBDF, V.6, p.1. [3] EMBRAPA; Sabiá, Mimosa caesalpiniifolia.circular técnica 135.Colombo PR. Manual técnico [4] GARCIA, J.; DUARTE, J. B.; FRASSETO, E. G. Superação de dormência em sementes de sansão-do-campo (Mimosa caesalpiniaefolia L.). Pesquisa Agropecuária Tropical, v. 32, n. 01, p , [5] INSTITUTO HO RUS DE DESENVOLVIMENTO E CONSERVAC A O AMBIENTAL. Apresenta artigos sobre conservac a o ambiental. Disponi vel em: < Acessado em: 28 de junho de [6] FERREIRA, A. G. Interferência: competição e alelopatia. In: FERREIRA, A. G.; BORGHETTI, F. Germinação: do básico ao aplicado. Porto Alegre: Artmed, cap. 16, p [7] GATTI, A. B.; PEREZ, S. C. J. G. A.; FERREIRA, A. G. Avaliação da atividade alelopática de extratos aquosos de folhas de espécies de cerrado. Revista Brasileira de Biociências, v. 05, p Suplemento [8] CARDOSO, V. J. M. Dormência: estabelecimento do processo. In: FERREIRA, G.; BORGHETTI, F. Germinação: do básico ao aplicado. Porto Alegre: Artmed, cap. 5, p [9] SOUZA FILHO, A. P. S.; FONSECA, M. L.; ARRUDA, M. S. P. Substâncias químicas com atividades alelopáticas presentes nas folhas de Parkia pendula (Leguminosae). Planta Daninha, v. 23, n. 04, p , [10] VELOSO, H. P.; RANGEL FILHO, A. L. R.; LIMA, J. C. A. Classificação da vegetação brasileira adaptada a um sistema universal. Rio de Janeiro: IBGE, Departamento de Recursos Naturais e Estudos Ambientais, p. [11] IFEP. Informativo sementes IPEF Abril/ p. Disponível em: < especies/germinacaoambiental.html>. Acessado em: 28 de Junho de [12] BRASIL. Ministe rio da Agricultura e Reforma Agra ria. Regras para ana lise de sementes. Brasi lia: SNDA/ DNDV/CLAV, 365 p

9 [13] FERREIRA, A.G.;ÁQUILA,M.E.A.; Alelopatia: Uma área emergente da ecofisiologia. Revista brasileira de ecofisiologia vegetal V.12 edição especial, p [14]MUNIZ,F.R.;CARDOSO,M.G.;PINHO,E.V.R.V.;VILELA,M.; Qualidade fisiológica de sementes de milho, feijão, soja e alface na presença de extrato de tiririca. Revista brasileira de sementes, V.29, nº 2, p