TÍTULO: EFEITO ALELOPÁTICO DE EUCALYPTUS UROGRANDIS H13 NA GERMINAÇÃO E DESENVOLVIMENTO INICIAL DA SOJA

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1 TÍTULO: EFEITO ALELOPÁTICO DE EUCALYPTUS UROGRANDIS H13 NA GERMINAÇÃO E DESENVOLVIMENTO INICIAL DA SOJA CATEGORIA: CONCLUÍDO ÁREA: CIÊNCIAS EXATAS E DA TERRA SUBÁREA: CIÊNCIAS AGRÁRIAS INSTITUIÇÃO: UNIVERSIDADE ANHANGUERA - UNIDERP AUTOR(ES): RAFAEL SILVEIRA DA LUZ ORIENTADOR(ES): DENISE RENATA PEDRINHO, GISELLE FELICIANI BARBOSA

2 EFEITO ALELOPÁTICO DE Eucalyptus urograndis H13 NA GERMINAÇÃO E DESENVOLVIMENTO INICIAL DA SOJA. Resumo O sistema agrícola que reúne, numa mesma área, os componentes agrícola, pecuário e florestal é chamado de sistema de integração lavoura, pecuária e floresta (ILPF) e, nestes sistemas, a identificação das relações planta-planta existentes tornam-se de grande importância para o sucesso da produção agrícola. Assim, o objetivo deste projeto é avaliar o potencial alelopático do extrato aquoso de Eucalyptus urograndis H13 sobre a germinação e crescimento inicial da soja, cultura utilizada em ILPF. O experimento foi conduzido na Universidade Anhanguera- Uniderp Unidade Agrárias, Campo Grande, MS. Para a realização dos bioensaios, foram utilizados os seguintes tratamentos: extrato aquoso de E. urograndis H13 nas concentrações de 1,0%, 1,4%, 2,0%, 2,8%, 4,0% e 5,6%, mais testemunha com água destilada, utilizando-se como planta alvo plantas de soja. Foram realizadas avaliações da porcentagem de plântulas normais no teste de germinação, vigor primeira contagem, índice de velocidade de germinação, comprimento do epicótilo e da raiz primária, bem como a massa seca das plântulas. As informações obtidas durante esse trabalho foram importantes para entender algumas relações entre plantas que podem ocorrer nos sistemas de produção agrícola ILPF e podem servir de base para futuros estudos. Introdução O setor florestal brasileiro é referência mundial por sua competitividade e por suas práticas de manejo, sendo que, as florestas plantadas desempenham um papel fundamental no cenário sócio econômico do País, com destaque para o eucalipto (ABRAF, 2011). A utilização do eucalipto nos reflorestamentos ocorre devido a sua diversidade de espécies, adaptabilidade em várias regiões e climas e seu potencial de produção para vários fins, além de ser utilizado em sistemas de integração

3 lavoura, pecuária e floresta (ILPF), pois possui características desejáveis como, fuste alto, crescimento rápido, adaptação ao ambiente e tolerância à seca (FERREIRA et al., 2008). A associação do componente arbóreo às pastagens e às lavouras vem adquirindo cada vez mais importância. Macedo (2000) alega que a integração de árvores em meio a lavouras ou a pastagens se constitui em alternativa à produção intensiva de lavouras e pastagens em monoculturas, além de ser uma opção agroecológica que inclui em seus conceitos referenciais os principais elementos da sustentabilidade, ou seja, o econômico, o social e o ambiental. O sistema de integração lavoura, pecuária e floresta (ILPF), reúnem componentes agrícola, pecuário e florestal numa mesma área, em alguma forma de arranjo espacial ou temporal. Nesse sistema a lavoura pode ser cultivada durante a fase inicial da floresta ou então em ciclos de cultivo previamente definidos. A escolha da cultura anual dependerá da aptidão agrícola da região em que o sistema será implantado. Na região Centro-Oeste, as culturas tradicionais como, soja, milho, sorgo e arroz vem sendo empregadas de forma satisfatória como componente lavoura do sistema (SERRA et al., 2012). Azevedo et al. (2007), no entanto, destacam que o eucalipto é uma espécie que sintetiza aleloquímicos, podendo em muitos casos interferir na germinação e crescimento das plantas. A alelopatia é definida como qualquer efeito direto ou indireto, benéfico ou prejudicial, de uma planta ou de microrganismos sobre outra planta, mediante produção de compostos químicos que são liberados no ambiente (SINGH et al., 2001), podendo interferir no crescimento de culturas agrícolas (MULLER, 1966; BELL, KOPPE, 1972). Efeitos alelopáticos entre plantas ou entre plantas e microrganismos são de grande importância em sistemas de produção agrícola pelo fato de haver interferências benéficas e prejudiciais das substâncias alelopáticas no desenvolvimento vegetativo e, consequentemente na produção de alimentos. A ação alelopática é específica, ou seja, uma espécie com propriedades alelopáticas influencia somente determinadas espécies, não exercendo qualquer efeito sobre outras (NUNES et al., 2002). Embora o fenômeno da alelopatia seja de difícil comprovação nas interações planta-planta, suas potenciais aplicações na agricultura são interessantes, uma vez que reduções na produção vegetal causadas por plantas daninhas ou resíduos de

4 culturas prévias podem, em alguns casos, ser atribuídas a alelopatia (TAIZ, ZEIGER, 1998, apud BORTOLINI, FORTES, 2005). Em regiões onde a produção agrícola e a preservação dos recursos naturais estão sob crescente pressão, o que demanda a implementação de práticas que promovam o bom uso da terra, a ILPF tende a oferecer alternativas às questões ecológicas, econômicas e sociais (BALBINO et al., 2011), e, assim, a identificação das relações planta-planta existentes tornam-se de grande importância nos sistemas de produção agrícola. Objetivos O presente trabalho tem como objetivo avaliar o potencial alelopático do extrato aquoso de Eucalyptus urograndis H13 sobre a cultura da soja. Baseado nas avaliações de germinação e crescimento inicial da cultura visase identificar a influência do componente florestal, a cultura do eucalipto, sobre o componente agrícola, a cultura da soja, e verificar a existência ou não de um efeito inibitório. Metodologia e Desenvolvimento As folhas de Eucalyptus urograndis H13, com aproximadamente dois anos de idade, foram coletadas na Embrapa Gado de Corte, no município de Campo Grande, MS, em fevereiro de 2014, no período da manhã e transportadas imediatamente para o Laboratório de Fisiologia Vegetal da Universidade Anhanguera-Uniderp Unidade Agrárias em sacos plásticos estéreis. As folhas foram primeiramente secas a sombra, em temperatura ambiente, e depois levadas à estufa de secagem com circulação forçada de ar a 60ºC por 48 horas. Em sequência, foram trituradas em liquidificador até obtenção de um pó, que foi pesado e armazenado em sacos de papel pardo (identificados) a temperatura ambiente. Para a preparação dos extratos aquosos nas concentrações de 1,0; 1,4; 2,0; 2,8; 4,0 e 5,6%foi utilizado o pó das folhas de E. urograndis H13. Os extratos foram submetidos a banho de ultrasom (UNIQUE, modelo 1450), durante 120

5 minutos, com posterior repouso em geladeira por 24 horas (maceração). Após este período, o extrato aquoso foi filtrado em balão volumétrico de 500 ml. Esta etapa foi realizada no Laboratório de Hidroquímica e Produtos Naturais da Universidade Anhanguera-Uniderp Unidade Agrárias. Tratamentos Para a realização dos bioensaios, foram utilizados os seguintes tratamentos: extrato aquoso de E. urograndis H13 nas concentrações de 1,0; 1,4; 2,0; 2,8; 4,0 e 5,6%, mais testemunha com água destilada, utilizando-se como planta alvo plantas de soja. Avaliações No Laboratório de Sementes da Universidade Anhanguera-Uniderp Unidade Agrárias foram realizadas as seguintes avaliações: Teste de germinação: foi conduzido com quatro repetições de 50 sementes para cada tratamento, utilizando-se como substrato papel de germinação, inicialmente umedecido com os extratos dos respectivos tratamentos na quantidade equivalente a 2,5 vezes a massa do substrato seco, e colocado em germinador a temperatura constante de 25±1 C. As avaliações das plântulas foram efetuadas aos cinco e oito dias após a semeadura, de acordo com os critérios estabelecidos nas Regras para Análise de Sementes - RAS (BRASIL, 2009). Os resultados foram expressos em porcentagem de plântulas normais. Vigor Primeira contagem de germinação: como descrito no teste de germinação, a primeira contagem foi realizada aos cinco dias após a semeadura, e os resultados foram expressos em porcentagem de plântulas normais (BRASIL, 2009). Índice de velocidade de germinação (IVG): foi conduzido simultaneamente ao teste de germinação, determinando-se a velocidade de germinação das plântulas. A contagem do número de plântulas emergidas foi realizada diariamente, à mesma hora, a partir do dia em que surgiram as primeiras plântulas normais. O índice de velocidade de germinação foi calculado através da fórmula de Maguire (1962), em que:

6 IVG = G1/D1 + G2/D2 + + Gn/Dn Onde, G1, G2,..., Gn = número de plântulas emergidas, observadas no intervalo da primeira, segunda,..., última contagem; D1, D2,..., Dn = número de dias da semeadura à primeira, segunda,..., última contagem. Comprimento do epicótilo e da radícula: no momento da última contagem do teste de germinação, dez plântulas de cada repetição por tratamento foram separadas, e, com o auxílio de uma régua milimetrada, foram determinados o comprimento do epicótilo e da radícula. Os resultados foram expressos em cm plântula -1. Massa fresca e seca da parte aérea e radícula: após a determinação dos comprimentos, as mesmas plântulas foram fracionadas em parte aérea e radícula, e pesadas para determinação da massa fresca. Para a determinação da massa seca das plântulas o material vegetal foi levado à estufa e seco a 65±5ºC até atingir massa constante, sendo posteriormente pesado gravimetricamente. O valor das massas das plântulas foi dividido pelo número de plântulas normais e os resultados expressos em mg plântula -1. Análise estatística O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com sete tratamentos e quatro repetições. Os dados foram submetidos à análise de variância pelo teste F, e, quando significativas, a análise de regressão para as diferentes concentrações dos extratos. Para as análises estatísticas foi utilizado o software SAS. Resultados Na Figura 1, encontram-se os valores médios do índice de velocidade de germinação (IVG). Para esta variável, houve diferenças significativas entre os tratamentos, e os dados se ajustaram a uma equação exponencial, com tendência de aumento do tempo para germinação das sementes de soja à medida que

7 aumentou-se as concentrações do extrato aquoso de E. urograndis H13, demonstrando um possível efeito alelopático a cultura. Destaca-se que o efeito observado foi evidente na velocidade de germinação, no entanto, não interferiu na primeira contagem da germinação e na germinação final. Segundo Goetze, Thomé (2004) a velocidade de germinação de sementes de alface, brócolis e repolho foi afetada pelo extrato de folhas frescas e secas de eucalipto. No tratamento testemunha, 80% das sementes de alface já haviam germinado após 12 horas, enquanto que na presença de extratos de folhas frescas, a germinação teve início após 12 horas. Nas maiores concentrações nenhuma semente germinou durante o período de avaliação. 14,0 13,5 Y = 13,398*e (-0,030X) R 2 =0,71* 13,0 IVG 12,5 12,0 11,5 11,0 0,0 1,0 1,4 2,0 2,8 4,0 5,6 Doses (%) Figura 1 - Índice de velocidade de germinação (IVG) em função de diferentes concentrações de extrato aquoso de Eucalyptus urograndis H13. Campo Grande, MS Os resultados de comprimento de parte aérea encontram-se na Figura 2. Verifica-se diferença significativa entre os tratamentos e ajuste dos dados a uma equação exponencial. Os extratos com concentrações próximas a zero tiveram maior comprimento de parte aérea do que os extratos com as maiores concentrações. Os extratos aquosos de E. urograndis H13 não interferiram no crescimento inicial da radícula.

8 5,5 5,0 Y = 4,421*e (-0,11X) R 2 =0,77* 4,5 CPA (cm pl -1 ) 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 0,0 1,0 1,4 2,0 2,8 4,0 5,6 Doses (%) Figura 2 - Comprimento da parte aérea (CPA - epicótilo) em função de diferentes concentrações de extrato aquoso de Eucalyptus urograndis H13. Campo Grande, MS Para as variáveis, massa fresca e seca de parte aérea (Figuras 3 e 4) houve diferenças significativas entre os tratamentos. Os dados de massa fresca se ajustaram a uma equação exponencial, com tendência de redução na massa das plântulas com o aumento das concentrações do extrato. Para massa seca, os dados ajustaram-se a uma equação linear, onde as plântulas de soja mostraram-se suscetíveis ao efeito dos extratos aquosos de E. urograndis H13 com o aumento das concentrações. Para as variáveis massa fresca e seca da radícula não foram observados efeitos dos tratamentos. Diversas espécies de eucalipto produzem substâncias inibidoras que são capazes de interferir tanto no crescimento de outras espécies de plantas quanto na atividade microbiana do solo, beneficiando ou prejudicando o crescimento de outras plantas (RIZVI, et al. 1999; SOBRERO, 2004). Estudando o potencial alelopático de folhas de Eucalyptus urophyla na cultura da alface, Albach et al. (2010) verificaram inibição na germinação e no desenvolvimento inicial das plântulas. Como constatado em muitos trabalhos e no presente estudo, os efeitos alelopáticos podem ser observados, tanto sobre a velocidade de germinação quanto sobre o crescimento da plântula. Geralmente o efeito é mais drástico sobre o crescimento do que sobre a germinação (FERREIRA; ÁQUILA, 2000).

9 2,2 2,0 Y = 1,844*e (-0,144X) R 2 =0,78** 1,8 MFPA (g pl -1 ) 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,0 1,0 1,4 2,0 2,8 4,0 5,6 Doses (%) Figura 3 Massa fresca da parte aérea (MFPA) em função de diferentes concentrações de extrato aquoso de Eucalyptus urograndis H13. Campo Grande, MS ,16 0,15 Y= 0,131-0,005X R 2 =0,56* 0,14 MSPA (g pl -1 ) 0,13 0,12 0,11 0,10 0,09 0,0 1,0 1,4 2,0 2,8 4,0 5,6 Doses (%) Figura 4 - Massa seca da parte aérea (MSPA) em função de diferentes concentrações de extrato aquoso de Eucalyptus urograndis H13. Campo Grande, MS

10 Considerações Finais Foi observado nesse trabalho, que na maioria das variáveis analisadas, houve um efeito alelopático negativo do extrato aquoso do E. urograndis H13, atrasando a germinação e interferindo no desenvolvimento inicial da cultura da soja. Esse efeito é claramente notado com o aumento das concentrações do extrato, ou seja, quanto maior a concentração, maior será essa influência negativa na cultura. Fontes Consultadas ALBACH, A. C. C.; ALMEIDA. V. P.; BREIER, T. B.; BARRELLA, B. Potencial alelopático de folhas de Eucalypto urophylla. Revista Eletrônica de Biologia. v. 3, p ABRAF. Associação Brasileira de Produtores de Florestas Plantadas. Anuário estatístico, AZEVEDO, V. K.; BRAGA, T. V. S.; GOI, S. R. Efeito alelopático de extrato de Eucalyptuscitriodorae Pinus eliottisobre a germinação de Lactuca sativa L. (alface). In: CONGRESSO DE ECOLOGIA DO BRASIL, 6., 2007, Minas Gerais. Anais... Minas Gerais, BALBINO, L. C.; CORDEIRO, L. A. M.; SILVA, V. P. da; MORAES, A. de; MARTÍNEZ, G. B.; ALVARENGA, R. C.; KICHEL, A. N.; FONTANELI, R. S.; SANTOS, H. P. dos; FRANCHINI, J. C; GALERANI, P. R. Evolução tecnológica e arranjos produtivos de sistemas de integração lavoura-pecuária-floresta no Brasil. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 46, n.1 0, p. i-xii, BELL, D. T.; KOEPPE, D. E. Noncompetitive effects of giant foxtail on the growth of corn.agronomyjournal, v. 64, p , BORTOLINI, M. F.; FORTES, A. M. T. Efeitos alelopáticos sobre a germinação de sementes de soja (Glycine max L. Merrill). Semina: Ciências Agrárias, v. 26, n. 1, p. 5-10, BRASIL. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Secretaria Nacional da Defesa Agropecuária. Regras para análise de sementes. Brasília, 2009, 399 p. FERREIRA, A. G.; AQUILA, M. E. A. Alelopatia: uma área emergente da ecofisiologia. Revista Brasileira de Fisiologia Vegetal, n. 12, p , FERREIRA, L. R.; VIANA, R. G.; AGNES, E. L.; TUFFI SANTOS, L. D.; GOMES, R. J.; MACHADO, A. F. L.; FREITAS, L. H. L. Integração Lavoura pecuária em pequenas propriedades formação de pastagem via consórcio milho-braquiária.

11 In: Embrapa Gado de Leite. (Org.). Estratégia de manejo visando à melhoria da pecuária de leite familiar do Norte de Minas e do Vale do Jequitinhonha. 1 ed. Juiz de Fora: Embrapa, 2008, v. 1, p GOETZE, M.; THOMÉ, G. C. H. Efeito alelopático de extratos de Nicotiana tabacum e Eucalyptus grandis sobre a germinação de três espécies de hortaliças. R. Bras. Agrociência, v. 10, n. 1, p , MACEDO, R. L. G. Princípios básicos para o manejo sustentável de sistemas agroflorestais. Lavras: UFLA: FAEPE, p. MAGUIRE, J.D. Speed of germination-aid in selection and evaluation for seedling emergence and vigor. Crop Science, v. 2, n. 1, p , MULLER, C. H. The role of chemical inhibition (allelopathy) in vegetation composition.bull. Torrey Bot. Club., v. 93, p , NUNES, M. U. C.; CARVALHO, L. M.; NETTO, J. B. A. A. Alelopatia: ferramenta importante no manejo dos sistemas agrícolas de produção. Bahia: Embrapa Tabuleiros Costeiros, p. (Circular Técnica 28). RIZVI, S. J. H.; TAHIR, M.; RIZVI, V. Allelopathic interactions in agroforestry systems. Critical Reviews in Plant Sciences, v. 18, n. 6, p , SERRA, A. P.; BUNGENSTAB, D. J.; ALMEIDA, R. G.; LAURA, V. A.; FERREIRA, A.D. Fundamentos técnicos para implantação de sistemas de integração lavourapecuária-floresta com eucalipto. In: BUNGENSTAB, D.J (Ed.). Sistemas de Integração lavoura-pecuária-floresta a produção sustentável. 2ª ed., Brasília, DF: Embrapa, 2012, p SINGH, H. P.; BATISH, D. R.; KOHLI, R. K. Allelopathy in agroecosystems: an overview. In: KOHLI, R.K; SINGH, H.P.; BATISH, D.R. (Eds.). Allelopathy in agroecosystems. Nova Iorque: Food Products Press, p. SOBRERO, M. T.; OCHOA, M. C.; CHALA, S. Potencial alelopático de Wedelia glauca: efeito sobre espécies hortícolas. Planta Daninha, Viçosa, v. 22, n. 1, p , TAIZ, L.; ZEIGER, E. Plant defenses; surface protection and secondary metabolites. In: TAIZ, L.; ZEIGER, E. Plant Physiology, Sunderland, Massachusetts: Sinauer Associates, p