MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO INSTITUTO FEDERAL DE...

MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DO CEARÁ - IFCE

PRÓ-REITORIA DE PESQUISA, PÓS-GRADUAÇÃO E INOVAÇÃO - PRPI

RELATÓRIO FINAL

DE ATIVIDADES DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA

PROGRAMAS INSTITUCIONAIS DE BOLSA DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA

PIBIC/PIBIC Jr/Voluntário

Período do relatório: Agosto de 2015 a julho de 2016

DADOS DO (A) BOLSISTA

Nome: BENEDITA NELCINEIA SILVA DE SOUSA

Campus: SOBRAL Matrícula: 20131073320230

Curso: TECNOLOGIA EM IRRIGAÇÃO E DRENAGEM Ano/semestre: 2016.1

CPF: 05431526340 RG: 2004098011115

Órgão emissor/UF: SSP

UF

Endereço: RUA CHICO LEOPOLDO

Ano/semestre: Cidade: MORAÚJO Estado: CEARÁ Fone: (88) 9 92416670

Endereço eletrônico: [email protected]

DADOS DO PROJETO

Programas de Bolsa: P IBIC/ IFCE ( ) CNPq ( ) FUNCAP ( X )

PIBIC Jr/ IFCE ( ) CNPq/EM ( )

VOLUNTÁRIO ( )

Título do Projeto:

EFEITO DE DIFERENTES CONCENTRAÇÕES DE ALUMÍNIO NO DESENVOLVIMENTO

INICIAL DE PLANTAS DE TOMATE NO PLANALTO DA IBIAPABA-CE

Área do conhecimento: CIÊNCIAS AGRÁRIAS – AGRONOMIA – IRRIGAÇÃO E

DRENAGEM

DADOS DO (A) ORIENTADOR (A)

Nome: MARIA CRISTINA MARTINS RIBEIRO DE SOUZA

Campus de lotação:

SOBRAL

Departamento/Curso:

EIXO DE RECURSOS

NATURAIS

Titulação:

( ) Mestre

(X)Doutor

Endereço eletrônico:

[email protected] / [email protected]

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]




Orientações para preenchimento do relatório: O Relatório Final deverá ser preenchido

com todos os dados e respeitando a formatação apresentada no modelo.

EFEITO DE DIFERENTES CONCENTRAÇÕES DE ALUMÍNIO NO

DESENVOLVIMENTO INICIAL DE PLANTAS DE TOMATE NO PLANALTO DA

IBIAPABA-CE

Benedita Nelcineia Silva de Sousa (1); Maria Cristina Martins Ribeiro de Souza(2)

Bolsista(1); IFCE, campus de Sobral; [email protected].

Orientador(2); IFCE, campus de Sobral; [email protected].

1. RESUMO O Alumínio, por sua vez, é um dos componentes mais importantes da acidez

potencial do solo porque reage com a água, liberando íons H++. A acidez potencial devido ao Al

trocável é observada em pH ≤ 5,5. Em solos com pH acima de 5,5 o Al encontra-se em formas

precipitadas (JONES, 1979; BOHNEN, 1995).O objetivo do trabalho foi avaliar os efeitos do

alumínio sobre o crescimento inicial das plantas de tomates. O experimento foi totalmente

conduzido em área do Instituto Federal do Ceará - Campus – Sobral desde a germinação em

bandejas quadriculadas de isopor até chegar a aplicação dos tratamentos. O delineamento estatístico

adotado será em blocos ao acaso disposto no esquema de fatorial 5 x 2 com 4 repetições. Serão

testados 4 concentrações de alumínio no solo ( 1,0; 2,0; 4,0; 6,0 mmolc/dcm3) e um tratamento

testemunha (sem alumínio) e dois híbridos de tomate do tipo longa vida. Foram feitas 3 avaliações,

aos 20,40 e 60 dias das variáveis altura de planta, diâmetro de caule, comprimento de raiz, peso

fresco da parte aérea e da raiz, massa seca da parte aérea e da raiz.Notou-se que os diferentes níveis

de alumínio testados influenciaram estatisticamente em todas as varáveis analisadas. Os aumentos

dos níveis de alumínio nos solos influenciaram negativamente no desenvolvimento inicial do

tomate. Os diferentes níveis de tomate influenciaram as propriedades físicas e químicas no solo.

PALAVRAS-CHAVE: Solo; Alumínio; Tomate.

2. INTRODUÇÃO

O Al é o metal mais abundante da crosta da terra, compreendendo aproximadamente 7,5%

de seu peso (HANG, 1984). O Al ocorre em diferentes formas no solo e parte da dificuldade em

estudar os processos que ocorrem nas plantas, decorrentes da ação deste metal, pode ser atribuída à

complexa química do mesmo.




Muitos estudos têm mostrado que a inibi- ção do crescimento da raiz é o sintoma visível mais

rápido da toxicidade do Al em plantas, o que resulta na redução e em danos do sistema radicular,

podendo conduzir à deficiência mineral e estresse hídrico (DEGENHARDT et al., 1998). A redução

do crescimento da parte aérea ocorre num momento posterior (Ryan et al., 1993; Jones & Kochian,

1995) e parece ser uma conseqüência dos danos que ocorrem na raiz (MATSUMOTO et al., 1976).

Para alguns autores, a causa primária da inibição do crescimento da raiz pelo Al é a inibição

da mitose nas células do meristema apical da raiz. Já foi mostrado que o Al pode interagir com os

ácidos nucléicos e esse metal tem realmente sido detectado nos núcleos das células das raízes

(MATSUMOTO et al., 1976).

Inibição da mitose nas células do meristema apical da raiz também já foi mostrada (CLARKSON,

1965; MORIMURA et al., 1978). O que não está totalmente resolvido é o papel do decréscimo da

divisão celular como o mecanismo primário da inibição do crescimento da raiz induzida pelo Al.

O argumento mais convincente contra a hipótese da inibição da divisão mitótica ser o efeito

primário da toxicidade do Al é o fato do mesmo poder se ligar a muitos componentes celulares antes

de entrar no núcleo, e este é, provavelmente, tóxico antes mesmo de penetrar nas células da raiz

(HORST et al., 1991). Além disso, devido ao antagonismo entre o Al e o Ca, e o potencial do Al3+

em interagir com qualquer sistema que usa Mg2+ ou qualquer forma de fosfato (Martin, 1988), o Al

pode inibir um grande leque de processos metabólicos essenciais regulados por Ca (Rengel, 1992),

proteínas regulatórias ligadas a GTP e hexoquinases (Martin, 1988) e a divisão celular pode ser

posteriormente afetada por tais alterações metabólicas. Outra evidência contra é que a inibição

direta da divisão celular por interações entre o Al com o DNA e o RNA requer altas concentrações

da espécie de Al tóxico (TEPPER et al., 1989).

O Al é o metal mais abundante da crosta da terra, compreendendo aproximadamente 7,5%

de seu peso (HANG, 1984). O Al ocorre em diferentes formas no solo e parte da dificuldade em

estudar os processos que ocorrem nas plantas, decorrentes da ação deste metal, pode ser atribuída à

complexa química do mesmo.

Muitos estudos têm mostrado que a inibi- ção do crescimento da raiz é o sintoma visível mais

rápido da toxicidade do Al em plantas, o que resulta na redução e em danos do sistema radicular,

podendo conduzir à deficiência mineral e estresse hídrico (DEGENHARDT et al., 1998). A redução

do crescimento da parte aérea ocorre num momento posterior (Ryan et al., 1993; Jones & Kochian,

1995) e parece ser uma conseqüência dos danos que ocorrem na raiz (MATSUMOTO et al., 1976).

Para alguns autores, a causa primária da inibição do crescimento da raiz pelo Al é a inibição

da mitose nas células do meristema apical da raiz. Já foi mostrado que o Al pode interagir com os




ácidos nucléicos e esse metal tem realmente sido detectado nos núcleos das células das raízes

(MATSUMOTO et al., 1976).

Inibição da mitose nas células do meristema apical da raiz também já foi mostrada (CLARKSON,

1965; MORIMURA et al., 1978). O que não está totalmente resolvido é o papel do decréscimo da

divisão celular como o mecanismo primário da inibição do crescimento da raiz induzida pelo Al.

O argumento mais convincente contra a hipótese da inibição da divisão mitótica ser o efeito

primário da toxicidade do Al é o fato do mesmo poder se ligar a muitos componentes celulares antes

de entrar no núcleo, e este é, provavelmente, tóxico antes mesmo de penetrar nas células da raiz

(HORST et al., 1991). Além disso, devido ao antagonismo entre o Al e o Ca, e o potencial do Al3+

em interagir com qualquer sistema que usa Mg2+ ou qualquer forma de fosfato (Martin, 1988), o Al

pode inibir um grande leque de processos metabólicos essenciais regulados por Ca (Rengel, 1992),

proteínas regulatórias ligadas a GTP e hexoquinases (Martin, 1988) e a divisão celular pode ser

posteriormente afetada por tais alterações metabólicas. Outra evidência contra é que a inibição

direta da divisão celular por interações entre o Al com o DNA e o RNA requer altas concentrações

da espécie de Al tóxico (TEPPER et al., 1989).

3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

Diversas partes da planta são afetadas pela toxidez causada pelo excesso de alumínio dentre

elas as raízes. As raízes quando cultivadas em solos com presença de deste íon apresentam

engrossamento e amarelamento nas pontas, degeneradas, tortuosas, com ramificações secundárias,

escuras em parte pela oxidação de compostos fenólicos e sem pelos absorventes.

Além disso, quando expostas ao cátion, há desintegração dos tecidos da epiderme e de

porções externas do córtex nos ápices das raízes, ficando as células enrugadas e em casos de maior

gravidade colapsadas. Há também redução no tamanho da coifa e desarranjo do tecido

meristemático, além de formação de protoxilema e endoderme em regiões próximas ao ápice

radicular com altos teores de lignina. Na parte aérea, por sua vez, há acúmulo de fenóis solúveis,

maior nas plantas sensíveis, que podem ser resultantes da ligação entre alumínio e boro.

(CODOGNOTTO et al., 2002; PEIXOTO et al., 2007).

Os trabalhos de Foy et al., (1978) mostraram que em plantas, são vários os sintomas das

injúrias causadas pelo Al3+. Em algumas espécies os sintomas nas folhas são semelhantes a

sintomas de deficiência de fosforo, em outras, semelhantes à deficiência de Cálcio ou de Ferro. O

sintoma mais perceptível de toxicidade ao Al3+, no entanto, é a inibição do crescimento das raízes.

A região meristemática das raízes principais e laterais engrossa e exibe uma coloração mais escura,

sendo ineficiente na absorção de nutrientes e água.

Segundo Custódio et al., (2002) a toxicidade provocada pelo alumínio manifesta-se

inicialmente pela redução da taxa de elongação radicular após o contato com a solução contendo

alumínio e posteriormente provoca uma drástica redução no crescimento da parte aérea( BEUTLER

et al., 2001).

De acordo com Alamgir e Arkhter, (2009) o Al é absorvido pelas raízes, causando

fitotoxicidade, primeiramente por lesar o funcionamento normal das raízes, inibindo o seu

crescimento, bloqueando os mecanismos de absorção e transporte de água e dos nutrientes levando

a diminuição do volume de solo explorado, tornam-se mais sensíveis ao déficit hídrico e ao




acamamento, reduzem a absorção de nutrientes, impedindo que a cultura expresse seu potencial

produtivo (CASTRO e OLIVEIRA, 2005).

4. METODOLOGIA/RESULTADOS

O experimento foi completamente conduzido no IFCE Campus de Sobral em vasos com

capacidade para 10 litros sob ambiente protegido. As plantas testadas foram tomate Caeté e Ty2006.

O delineamento estatístico adotado será em blocos ao acaso disposto no esquema de fatorial

5 x 2 com 4 repetições. Serão testados 4 concentrações de alumínio no solo ( 1,0; 2,0; 4,0; 6,0

mmolc/dcm3) e um tratamento testemunha (sem alumínio) e dois híbridos de tomate do tipo longa

vida. A combinação desses fatores resultará em 10 diferentes tratamentos, sendo que cada repetição

será constituída de dois vasos (uma planta por vaso), totalizando 80 vasos obtenção das plantas a

serem testadas no experimento, inicialmente, produziram-se mudas de tomate a partir de sementes

obtidas no município de Sobral-Ce. Foram semeadas 150 sementes em bandeja quadriculada de

isopor (8x16) cujas células foram preenchidas na proporção de 1:1 de areia e composto orgânico.

As mudas foram irrigadas 3 vezes durante a germinação e durante o experimento com água de

condutividade elétrica 0,3 dS m-1(água da torneira).

Com a finalidade de um melhor desenvolvimento das mudas e de seu sistema radicular, 100

dias após a semeadura com dois pares de folhas definitivos as plântulas foram transplantadas para

sacos de polietileno em substrato de areia e composto orgânico na proporção de 1:1

Quando as mudas apresentarem 4 a 6 pares de folhas definitivas foram transplantadas para

os vasos de 10 litros onde permaneceram até o final do experimento. Nos vasos já continha

pequenos furos, entretanto foi colocado uma camada de aproximadamente 2 cm de brita para

facilitar a drenagem. Os vasos foram preenchidos somente com solo. Os vasos se encontravam

devidamente identificados de acordo com cada tratamento, colocados sobre tijolos para facilitar o

escoamento do material drenado e devidamente distribuídos de acordo com os tratamentos e

ambientes testados.

As irrigações foram feitas com soluções de condutividade elétrica da água de irrigação de

acordo com cada tratamento. E para atingir os níveis de condutividade elétrica da água de irrigação

(CEa) desejados, as diferentes quantidades de sais de NaCl, CaCl2.2H2O e MgCl2.6H2O, na

proporção de 7:2:1, foram preparados no laboratório de análise de solo e água para irrigação do

Instituto Federal Ciência e Tecnologia - IFCE - Campus Sobral, obedecendo-se a relação entre CEa

e a concentração (mmolc L-1 = CE x 10), extraída de Rhoades et al. (2000),.

Durante e ao final do experimento foram feitas as seguintes determinações:

1. Nas plantas

1.1. Altura das plantas - Feita com uma régua graduada, desde o colo da planta até a

inserção da última folha aos 20,40 e 60 dias após aplicação dos tratamentos salinos (DAT).

1.2. Diâmetro do caule - Feita a 5 mm do solo, utilizando-se um paquímetro digital com

resolução igual à 0,01 mm, aos 20,40 e 60 DAT.

1.3. Número de Folhas - Contadas as folhas de cada planta por tratamento aos 20,40 e 60

DAT.

1.4. Comprimento de raiz - Determinado com régua graduada aos 40 e 60 DAT.

1.5. Peso fresco das folhas, dos caules e das raízes –

1.6. Massa seca da parte área (MSPA) e Massa seca das raízes (MSR) e massa seca total

(MST) - Obtidas, aos 4e 60 DAT, a partir da separação das folhas, caule e das raízes, com o auxílio

de estilete. As raízes separadas foram lavadas com água destilada para retirar resíduos de solo

aderidos. Em seguida as folhas, caule e raízes foram colocadas em sacos de papel devidamente




identificados de acordo com o tratamento e postos para secar em estufa de circulação de ar forçado

a 65ºC, onde após atingirem peso constante, sofreram pesagem em balança semi analítica, sendo os

dados expressos em gramas. A massa seca total (MST) será obtida através do somatório da massa

seca da parte aérea e das raízes, sendo os dados expressos em gramas.

1.7 Índice de qualidade de Dickson e a qualidade das plantas - Com os dados das variáveis

de crescimento, altura de planta (H), diâmetro do colo (DC), área foliar (AF), matéria seca da raiz

(MSR), matéria seca da parte aérea (MSPA) e a matéria seca total (MST) será calculado o Índice de

Qualidade de Dickson (IQD=MST/[(H/DC)+(MSPA/MSR)]) e com os dados das relações

MSPA/MSR, H/MSPA e H/DC será estimado a qualidade das plantas, conforme Carneiro (1995).

A análise estatística dos dados será realizada utilizando-se o programa “ASSISTAT 7.5

BETA” (SILVA et al., 2009).

2. No Solo

2.1. pH e condutividade elétrica do solo realizadas no laboratório de análise de solo e

água para irrigação do IFCE - Campus - Sobral, seguindo os métodos analíticos descritos por

(SILVA, 2009).

As demais análises físico-químicas estão em avaliação no laboratório de análise de solo e

água para irrigação do IFCE - Campus – Sobral.

5. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Tabela 1 – Quadrado médio da análise de variância para altura de planta, diâmetro de caule,

comprimento de em função do tomate em diferentes níveis alumínio aos 20 DAT. Sobral, 2016.

Fontes da

Variação GL Altura

Diâmetro

do Caule

Número de

folhas

Tratamento

(Alumino)

4

3.7440* 4.2670* 3.6929*

Bloco 7

1.2046 ns 1.2046 ns 0.9689 ns

Resíduo (a)

40 - - -

(Trat.) x

(bloco) 28 1.2401 ns 0.8795 ns 0.6836 ns

CV %

29.91

25.17

28.98

* e ns – significativo a 1% e a 5% de probabilidade e não significativo pelo teste F,

respectivamente. CV – Coeficiente de variação em porcentagem.

Por meio da análise de variância aos 20 DAT (tabela 1), constata-se que houve efeito significativo,

pelo teste F (p<0,01 e p<0,05) nos fatores avaliados: tratamento alumínio, para as variáveis alturas

da planta, diâmetro do caule e numero de folhas e níveis de Alumínios. Não houve efeito

significativo nas interações: Tratamento (Alumínio) x Bloco.




Tabela 2 – Quadrado médio da análise de variância para altura de planta, diâmetro de caule,

comprimento das raízes função do tomate em diferentes níveis alumínio aos 40 DAT. Sobral, 2016.

Fontes da


Diâmetro

do Caule

Comprimento

da Raiz

Numero de

folhas

Tratamento

(Alumínio)

4

0.5324 ns 1.7426 ns 0.1013 ns

1.1794 ns

Bloco

3 0.3000 ns 0.2726 ns 0.3507*

0.9048 ns

Resíduo (a)

20

- - -

-

(Trat.) x

(bloco) 12

0.9799

ns 1.0718 ns 1.1339 ns

0.9890 ns

CV %

55.90

43.27

34.56

56.69

**, * e ns – significativo a 1% e a 5% de probabilidade e não significativo pelo teste F,


Por meio da análise de variância aos 40 DAT (tabela 1), constata-se que Não houve efeito

significativo, pelo teste F (p<0,01 e p<0,05) nos fatores avaliados: tratamento alumínio, para as

variáveis alturas da planta, diâmetro do caule e numero de folhas e níveis de Alumínios. Não houve

efeito significativo nas interações: Tratamento (Alumínio) x Bloco.

Tabela 3 – Quadrado médio da análise de variância para peso fresco e massa seca da parte

aérea, peso fresco e massa seca da raiz e para o índice de qualidade do tomate em função de

diferentes níveis de alumínio 40 DAT. Sobral-CE, 2015.

Fontes da

Variação GL

Peso

fresco da

parte

aérea

Peso

fresco da

raiz

Massa

seca da

parte

aérea

Massa

seca da

raiz

Tratamento

(Alumínio)

4 1.0248 ns 1.7861 ns 1.5775 ns 3.4333*

Bloco

3 1.0791 ns 0.7976 ns 0.6590

ns

1.7807

ns

Resíduo (a)

20 - - - -

(Trat) x

(Bloco)

12 1.2055 ns 1.7164 ns 1.0053 ns 2.2364

ns

CV % 44.01 53.39 44.79

64.37





respectivamente. CV – coeficiente de variação em porcentagem.

Por meio da análise de variância aos 40 DAT (tabela 2), constata-se que não houve efeito

significativo, pelo teste F (p<0,01 e p<0,05) nos fatores avaliado. Não houve efeito significativo nas

interações: Tratamento (Alumínio) x Bloco.

Tabela 4– Quadrado médio da análise de variância para altura de planta, diâmetro de caule,

comprimento de em função do tomate em diferentes níveis alumínio aos 60 DAT. Sobral, 2016.

Fontes da


Diâmetro

do Caule

Comprimento

da Raiz

Numero de

folhas

Tratamento

(Alumínio) 4 0.6798ns 2.0190 ns 1.4839 ns

0.9454 ns

Bloco

3

0.5185 ns 0.5052 ns 1.2583

1.1670 ns

Resíduo (a)

20

- - -

-

(Trat.) x

(bloco) 12

0.7629

ns 0.9298 ns 1.0158 ns

. 0.6085 ns

CV %

39.29

37.14

42.24

51.97



Tabela 5 – Quadrado médio da análise de variância para peso fresco e massa seca da parte

aérea, peso fresco e massa seca da raiz e para o índice de qualidade do tomate em função de

diferentes níveis de alumínio 60 DAT. Sobral-CE, 2015.

Fontes da

Variação GL

Peso

fresco da

parte

aérea

Peso

fresco da

raiz

Massa

seca da

parte

aérea

Massa

seca da

raiz

Tratamento

(Alumínio)

4 1.6762ns 5.6438 ** 2.4153 ns 4.3523

ns

Bloco 3 0.4624ns 0.8899 ns 0.3077 ns

0.7344

ns




Resíduo (a)

12

(Trat) x

(Bloco) 20 2.0320ns 2.2093 ns 1.4441 ns

1.3772

ns

CV % 44.06 44.27 43.30 54.88


respectivamente. CV – coeficiente de variação em porcentagem.

Por meio da análise de variância aos 60 DAT (tabela 2), constata-se que não houve efeito

significativo, pelo teste F (p<0,01 e p<0,05) nos fatores avaliado. Não houve efeito significativo nas

interações: Tratamento (Alumínio) x Bloco.

6. CONSIDERAÇÕES FINAIS

Os diferentes níveis de alumínio testados não influenciaram estatisticamente em todas as

varáveis analisadas.

Os aumentos dos níveis de alumínio no solo influenciaram negativamente no

desenvolvimento inicial das duas variedades de tomate.




7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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BEUTLER, A.N.; FERNANDES, L.A.; FAQUIN, V. Efeito do alumínio sobre o crescimento de

duas espécies florestais. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 25, p.923-928, 2001.

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DEGENHARDT, J., LARSEN, P.B., HOWELL, S.H., et al.Aluminum resistance in the Arabidopsis

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FOY, C.D.; CHANEY, R.L.; WHITE, M.C. The physiology of metal toxicity in plants. Annual

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Stuttgart, v.88, p.395-401, 1978.

RENGEL, Z. Role of calcium in aluminium toxicity. The New Phytologist, Cambridge, v.121,

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8. PARECER DO (a) ORIENTADOR(a):

Data: 31.08.2016

Assinatura do Bolsista

______________________________

Assinatura do Professor Orientador

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