UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM PRODUÇÃO VEGETAL

NATHÁLIA DE SOUZA PARREIRAS

NITROGÊNIO E FÓSFORO NO CRESCIMENTO, NUTRIÇÃO, PRODUÇÃO DE ÓLEO ESSENCIAL E ANATOMIA FOLIAR DE Lippia origanoides

Ilhéus - BA 2014

NATHÁLIA DE SOUZA PARREIRAS

NITROGÊNIO E FÓSFORO NO CRESCIMENTO, NUTRIÇÃO, PRODUÇÃO DE ÓLEO ESSENCIAL E ANATOMIA FOLIAR DE Lippia origanoides

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-graduação em Produção Vegetal da Universidade Estadual de Santa Cruz, como parte dos requisitos para a obtenção do título de Mestre em Produção Vegetal. Área de concentração: Cultivo de Plantas em Ambiente Tropical Úmido. Orientadora: Profa. Dra. Larissa Corrêa do Bomfim Costa.

Ilhéus - BA 2014

NATHÁLIA DE SOUZA PARREIRAS

NITROGÊNIO E FÓSFORO NO CRESCIMENTO, NUTRIÇÃO, PRODUÇÃO DE ÓLEO ESSENCIAL E ANATOMIA FOLIAR DE Lippia origanoides

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-graduação em Produção Vegetal da Universidade Estadual de Santa Cruz, como parte dos requisitos para a obtenção do título de Mestre em Produção Vegetal. Área de concentração: Cultivo de Plantas em Ambiente Tropical Úmido.

________________________________ Profa. Dra. Larissa Corrêa do Bomfim Costa DCB- UESC (Orientadora)

________________________________ Prof. Dr. Cícero Deschamps

UFPR

______________________________ Prof. Dr. José Olímpio de Souza Júnior

DCAA – UESC

DEDICO

Dedico esta dissertação a toda minha família, composta por meus verdadeiros mestres, pessoas que me ensinam todos os dias a valorizar o que a vida tem de

melhor.

“Na vida, não vale tanto o que temos,

nem tanto importa o que somos.

Vale o que realizamos com aquilo que possuímos e,

acima de tudo, importa o que fazemos de nós”.

(Chico Xavier)

AGRADECIMENTOS

À Deus pela vida, por me inspirar coragem e paciência para enfrentar as dificuldades

do caminho e por todas as oportunidades e bênçãos que me proporciona.

Aos meus pais, pelo amor que me dedicam, por serem o grande exemplo da minha

vida e por me apoiarem sempre.

Aos meus irmãos Andréia, Alexsander, Aila e Ricardo, pela força e por poder contar

com vocês nos momentos mais difíceis.

À minha família, pelo apoio, pelos momentos de descontração e carinho.

A Profª Drª Larissa C. do Bomfim Costa, minha orientadora, pelo apoio e orientação.

Ao Prof. José Olimpio de Souza Júnior, pelas valiosas contribuições, pelos

conselhos, paciência e respeito.

Ao Programa de Pós-Graduação em Produção Vegetal – PPGPV que proporcionou

a aquisição de novos conhecimentos e o desenvolvimento deste trabalho, pelo

empenho dos professores na transmissão de seus ensinamentos e, em especial, à

secretária Caroline Tavares pela atenção, competência e amizade.

À Coordenação do Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), pela

concessão da bolsa durante a realização do curso de mestrado.

Aos Profs Delmira Silva, Raildo Mota e Rosilene Aparecida de Oliveira, pelo apoio,

profissionalismo e pelo auxílio imprescindível neste trabalho.

À CEPLAC e a Mars Cacau pelo apoio técnico.

Aos funcionários, Sr. Roberto, Marcelo, Pablo, Gerson, Givaldo, D. Jacira, Lucas

pelo carinho, amizade e auxílio durante o desenvolvimento do experimento.

Às amigas Jordany, Giovanna e Daniela por dividir as alegrias e tristezas durante

todo esse período.

Aos amigos, Viviane, Joedson, Felipe, Nairane, Leyde, Francisca, Rodrigo, Mavyla

pelas contribuições neste trabalho e pela amizade.

À Andrea, Júlia, Gabrielle e Gabriel pelo carinho e afeto que sempre me dedicaram.

Ao Prof. Ernane Ronie Martins pelo incentivo, amizade e por ser um exemplo de

pesquisador.

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 – Análise química do solo ........................................................................... 32

Tabela 2 – Análise granulométrica do solo ............................................................... 32

Tabela 3- Percentagem relativa dos constituintes do óleo essencial em Lippia

origanoides submetida a cinco doses de fósforo (P) e cinco doses de nitrogênio (N).

.................................................................................................................................. 42

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 – (A) Área foliar específica (AFE) e (B) biomassa seca total (MST) de Lippia

origanoides em função das doses de P e N. (*,** e °, para p < 1, 5, 10%,

respectivamente, pelo teste F). ................................................................................. 36

Figura 2 – (A) Número de folhas; (B) área foliar; (C) biomassa seca de folhas (MSF)

e (D) razão de área foliar (RAF) de Lippia origanoides em função de doses de P e N.

(*,** e °, para p < 1, 5, 10%, respectivamente, pelo teste F). .................................... 38

Figura 3 – (A) Altura; (B) diâmetro do caule; (C) biomassa seca do caule (MSC) e (D)

biomassa seca da raiz (MSR) de Lippia origanoides em função de doses crescentes

de nitrogênio. (*,** e °, para p < 1, 5, 10%, respectivamente, pelo teste F)............... 39

Figura 4 – Espessura do limbo foliar de Lippia origanoides em função de diferentes

doses de fósforo e nitrogênio (*,** e °, para p < 1, 5, 10%, respectivamente, pelo

teste F). ..................................................................................................................... 40

Figura 5 - Produção de óleo essencial das folhas de Lippia origanoides em função

de doses crescentes de nitrogênio (* para p < 1%, pelo teste F). ....... 41_Toc385341550

Figura 6 – Superfície de resposta dos teores de macronutrientes em folhas de Lippia

origanoides em função das doses de fósforo e nitrogênio. A – teor de fósforo (P) B –

teor de potássio (K). (*,** e °, para p < 1, 5, 10%, respectivamente, pelo teste F). ... 44

Figura 7 – Teores de nitrogênio (N) em folhas de Lippia origanoides em função das

doses de N. (* para p < 1 %, pelo teste F). ............................................................... 45

Figura 8 – Teores de cálcio (Ca) e magnésio (Mg) em folhas de Lippia origanoides

em função das doses de P. (* para p < 1 %, pelo teste F). ....................................... 46

SUMÁRIO

ABSTRACT ......................................................................................................................................... 12

1. INTRODUÇÃO ................................................................................................................................ 13

2. REVISÃO DE LITERATURA ........................................................................................................ 15

2.1 Lippia origanoides H.B.K. ........................................................................................................ 15

2.2 Óleo essencial ........................................................................................................................... 16

2.3 Fatores que afetam a produção do óleo essencial ............................................................. 18

2.4 Adubação mineral ..................................................................................................................... 18

2.5 Fósforo ....................................................................................................................................... 21

3. REFERÊNCIAS .............................................................................................................................. 23

4. CAPÍTULO I Nitrogênio e fósforo no crescimento, nutrição, produção de óleo

essencial e anatomia foliar de Lippia origanoides ................................................................. 29

4.1 RESUMO ....................................................................................................................................... 29

4.2 INTRODUÇÃO ............................................................................................................................. 40

4.3 MATERIAL E MÉTODOS ............................................................................................................ 32

4.3.1 Condições de cultivo ......................................................................................................... 32

4.3.2 Crescimento da planta ...................................................................................................... 33

4.3.3 Extração, teor, rendimento e composição do óleo essencial ..................................... 33

4.3.4 Anatomia foliar ................................................................................................................... 34

4.3.5 Teor de nutrientes na folha .............................................................................................. 35

4.3.6 Análise estatística .............................................................................................................. 35

4.4 RESULTADOS .............................................................................................................................. 35

4.4.1 Avaliação do crescimento ................................................................................................ 35

4.4.2 _Toc405283528Teor, produção e composição do óleo essencial ............................... 40

4.4.3 Teor de nutrientes na folha .............................................................................................. 43

4.5 DISCUSSÃO ................................................................................................................................. 47

4.6 CONCLUSÕES ............................................................................................................................. 51

4.7 REFERÊNCIAS ............................................................................................................................ 51

11

RESUMO

Lippia origanoides é uma planta originária de alguns países da América

Central e do norte da América do Sul, especialmente da região Amazônica utilizada

popularmente para o tratamento de problemas estomacais, diarreia, náuseas,

flatulência, corrimentos vaginais, febre e como antisséptico geral. Estudos apontam

a bioatividade do extrato e do óleo essencial como antibiótico, antioxidante e

antiviral. Apesar do grande potencial econômico desta planta as pesquisas sobre o

seu cultivo e manejo ainda são escassas. Este trabalho objetivou avaliar o

crescimento, anatomia foliar, concentração de nutrientes e a produção de óleo

essencial de Lippia origanoides sob diferentes adubações de P e N. As plantas

foram cultivadas em vasos contendo 10 Kg de substrato composto por solo e areia,

em esquema fatorial 5x5, sendo cinco doses de N (0; 0,90; 0,18; 0,27 e 0,36 g Kg-1)

e cinco doses de P (0; 0,10; 0,20; 0,30 e 0,40 g Kg-1), em delineamento experimental

inteiramente casualizado com cinco repetições. Houve efeito significativo da

adubação com P e N sobre o crescimento de Lippia origanoides. O teor e a

composição do óleo essencial não foram influenciados pela adição de P e N ao solo,

mas o nitrogênio contribuiu para o aumento no rendimento de óleo essencial devido

ao aumento da biomassa foliar. A aplicação de P na ausência de N induziu o

espessamento foliar de L. origanoides.

Palavras-chave: Nutrição mineral, plantas medicinais, timol.

12

ABSTRACT

Lippia origanoides is a plant of some countries in Central America and northern

South America, especially the Amazon region popularly used to treat stomach

problems, diarrhea, nausea, flatulence, vaginal discharge, fever, and as a general

antiseptic. Studies indicate the bioactivity of the extract and essential oil as an

antibiotic, antiviral and antioxidant. Despite the great economic potential of this plant

surveys about their cultivation and management are scarce. This study evaluated the

growth, leaf anatomy, absorption of nutrients and the production of essential oil of L.

origanoides under different fertilization with P and N. Plants were grown in pots

containing 10 dm3 substrate, the treatments consisted of five nitrogen levels (0; 0,90;

0,18; 0,27 and 0,36 g Kg-1) and five phosphorus levels (0; 0,10; 0,20; 0,30 and 0,40 g

Kg-1) in a factorial scheme completely randomized with five replications. There was a

positive effect of N and P fertilization on the growth of L. origanoides. The content

and composition of essential oil were not affected by the addition of P and N to the

soil, but nitrogen contributed to the increase in oil yield due to increased leaf

biomass. P application in the absence of N induced thickening of the leaf L.

origanoides.

Key words: Mineral nutrition, medicinal plants, thymol.

13

INTRODUÇÃO

O uso de plantas com fins terapêuticos é uma tradição milenar presente nas

culturas de várias nações, constituindo, ainda hoje, um recurso alternativo de grande

aceitação (SANTOS et al., 2008). Os produtos naturais de origem vegetal têm sido

utilizados tanto na terapêutica médica, como na indústria de cosméticos e de

alimentos, servindo como aromatizantes, flavorizantes e antioxidantes. A maioria dos

produtos naturais utilizados na medicina são os terpenóides, as quinonas, as

lignanas, os flavonóides e os alcalóides e, de uma maneira geral, apresentam ação

tranqüilizante, analgésica, anti-inflamatória, citotóxica, anticoncepcional, bactericida,

antiviral, fungicida, entre outras (PHILLIPSON, 2001). O cultivo de plantas

medicinais vem aumentado ao longo dos anos e assumindo uma importância cada

vez maior no mundo (SOUZA et al., 2007) devido principalmente, à demanda criada

pelas indústrias. A comercialização de fitoterápicos no Brasil cresceu 13% em

relação ao ano anterior e movimentou 1,1 bilhão de reais (ALVES, 2013). Apesar

deste avanço nos últimos anos, ainda há poucos estudos dos mecanismos

relacionados à produção, principalmente, no que concerne aos aspectos ecológicos

e aos processos bioquímicos envolvidos na produção de metabólitos secundários

(SOUZA et al., 2007).

O gênero Lippia é o segundo maior da família Verbenaceae com cerca de 200

espécies (TERBLANCHÉ; KORNELIUS, 1996), das quais 120 encontram-se no

Brasil, distribuídas no cerrado e caatinga, onde se destacam no período da floração

por seu aroma forte e agradável (OLIVEIRA et al., 2006). Dentro deste gênero ainda

existem espécies pouco estudadas como é o caso da Lippia origanoides H.B.K,

espécie originária de alguns países da América Central e do norte da América do

Sul, especialmente da região Amazônica (OLIVEIRA et al., 2007), que se destaca

pela sua produção de óleos essenciais .

Os óleos essenciais são originados do metabolismo secundário das plantas e

possuem composição química complexa, formados por terpenos e fenilpropanóides

(GONÇALVES et al., 2003; SILVA et al., 2003). Podem causar reações no

organismo e são misturas complexas, podendo chegar a mais de 300 componentes,

o que faz do óleo essencial puro um produto altamente valorizado e passível de

aplicação em diversas áreas. Podem ocorrer em um órgão vegetal ou em toda

planta, onde atuam atraindo ou repelindo insetos polinizadores, regulando a

14

transpiração e intervindo com hormônios na polinização (MARTINS et al., 2000).

Estudo comparativo de metabólitos secundários voláteis de L. origanoides extraído

por diferentes métodos apresentou dois quimiotipos diferentes, um contendo p-

cimeno (13%) e 1,8-cineol (9%) como compostos majoritários e o outro contendo

timol (56%) e p-cimeno (10%). O timol apresentou efeito inibitório sobre patógenos

orais, tais como, Streptococcus mutans e Candida albicans ( BOTELHO et al., 2007).

Timol e Carvacrol, inibiram o crescimento de biofilmes pré-formados de

Streptococcus aureus e Streptococcus epidermides (NOSTRO et al., 2007). O timol

tem sido utilizado como solução alcoólica ou em pó para tratamento de micoses, é

utilizado como conservante em halotano, um anestésico, como antisséptico bucal

presente em enxaguantes e pastas de dente (FILOCHE, et al., 2005).

Vários fatores bióticos e abióticos podem influenciar na produção de

metabólitos secundários, entre eles a disponibilidade de nutrientes, cuja deficiência

ou, o excesso pode promover maior ou menor produção de fármacos pela planta

(MARTINS et al., 2000). A necessidade de determinação de níveis críticos de um

nutriente para cada espécie vegetal ou grupos de espécies afins fundamenta-se não

apenas em suas exigências nutricionais variáveis, mas também nas suas diferentes

capacidades de absorção e/ou utilização do nutriente (SKREBSKY, 2008). Pesquisa

realizada por Blank et al. (2006) mostrou que a calagem é fundamental para o

desenvolvimento das plantas de Melissa officinalis e Mentha x piperita e que a falta

dos nutrientes N e P prejudica a produção de folhas, órgão usado na medicina

popular e que contém os princípios ativos nestas espécies. Arrigoni-Blank et al.

(1999) concluíram que após 120 dias do transplantio, no cultivo da erva baleeira

(Cordia verbenacea L.) em solos ácidos e de baixa fertilidade, a calagem e a

adubação foram essenciais para o crescimento da plantas. Além da prática da

calagem, a adubação com N, K e B apresentou as maiores respostas quanto ao

crescimento e a nutrição da espécie.

A nutrição mineral também contribui para a composição da organização

estrutural, ou seja, quando a planta recebe ou deixa de receber macro e

micronutrientes, evidenciam-se modificações em sua estrutura anatômica (SILVA et

al., 2005). Orégano (Origanum vulgare L.) submetido a diferentes fontes e níveis de

adubação orgânica não apresentou efeito significativo das doses de esterco bovino

na espessura do parênquima paliçádico, porém os níveis de esterco de aves

15

influenciaram significativamente a espessura do parênquima paliçádico. À medida

que se elevaram as doses de esterco bovino e aves, ocorreu tendência de

decréscimo na espessura do parênquima lacunoso (CORRÊA et al., 2009).

O conhecimento das exigências nutricionais de L. origanoides pode contribuir

para o estabelecimento de um manejo adequado para essa espécie de interesse

medicinal e aromático, considerando os fatores regionais, nível de produtividade e

qualidade do óleo essencial. Este trabalho teve por objetivo avaliar os efeitos das

doses de nitrogênio e de fósforo no crescimento, produção de óleo essencial e

anatomia foliar de Lippia origanoides H.B.K.

REVISÃO DE LITERATURA

Lippia origanoides H.B.K.

A família Verbenaceae é composta por cerca de 36 gêneros e

aproximadamente 1000 espécies distribuídas mundialmente, mas

predominantemente nas regiões tropicais e subtropicais. O Brasil abriga

aproximadamente 17 gêneros e 250 espécies dessa família (SANTOS et al., 2009).

No Brasil ocorrem 17 gêneros nativos: Aloysia, Baillonia, Bouchea, Casselia,

Cithrexylum, Duranta, Glandularia, Lantana, Lippia, Monochilus, Petrea, Phyla, Priva,

Stachytarpheta, Tamonea, Verbena, Verbenoxylum (SOUZA; LORENZI, 2008).

O gênero Lippia, cujo nome deriva de August Lippi, um botânico italiano, não

é exclusivo do Brasil. Cerca de 200 espécies de Lippia já foram descritas,

correspondendo a ervas, arbustos e pequenas árvores, frequentemente aromáticas,

distribuídas nas Américas Central e do Sul e na África Central (BLANK, 2013). O

gênero é de grande importância econômica devido às diferentes aplicações dos

óleos essenciais, sendo por este motivo, muitas espécies consideradas como

medicinais (SALIMENA, 2002). Dentre as espécies medicinais do gênero Lippia

muitas têm sido investigadas do ponto de vista farmacológico revelando importantes

propriedades tais como, ação sedativa, antiespamódica, estomáquica,

antiinflamatória e antipirética de L. alba (Mill.) N. E. Brown; efeito antisséptico,

antiinflamatório e cicatrizante do extrato aquoso de L. sidoides Cham; ação contra a

16

malária, no tratamento de hipertensão e combate à sarna de L. multiflora Moldenke

e tratamento da tosse e bronquite de L. dulcis Trevir (GOMES et al., 2011).

Lippia origanoides H.B.K: é uma planta originária de alguns países da

América Central e do norte da América do Sul, especialmente da região Amazônica

(OLIVEIRA et al., 2007). É um arbusto que pode chegar a três metros de altura,

possui folhas verdes, ovadas e aromáticas e inflorescências em racimo, axilares e

brancas (RUIZ et al., 2007). Flores e folhas de L. origanoides são utilizadas

popularmente para o tratamento de problemas estomacais, diarreia, náuseas,

flatulência, corrimentos vaginais, febre e como antisséptico geral para boca,

garganta e feridas (OLIVEIRA et al., 2007). Na Venezuela esta planta tem sido

utilizada em reflorestamento como espécie pioneira em regiões de minério de ferro

que foram desativadas ou abandonadas (GOMES et al., 2011).

Óleo essencial

O uso de óleos essenciais como agentes medicinais é conhecido desde a

remota antiguidade. Há registros pictóricos de seis mil anos atrás entre os egípcios,

de práticas religiosas associadas à cura de males, às unções de realeza e à busca

de bem estar físico através de aromas obtidos de partes específicas de certos

vegetais, como resinas, flores, folhas e sementes. As substâncias aromáticas

também já eram populares nas antigas China e Índia. No entanto, foi apenas a partir

da Idade Média, através do processo de destilação introduzido pelos cientistas

mulçumanos, que se iniciou a real comercialização de materiais aromáticos (SIANI,

et al., 2000).

A ISO (International Standardatization Organization) define óleos essenciais

ou óleos voláteis, como produtos obtidos de partes de plantas por meio de

destilação por arraste com vapor d’água. São misturas complexas de substâncias

voláteis, lipofílicas, geralmente odoríferas e líquidas. Diferem dos óleos fixos que são

misturas de substâncias lipídicas obtidas normalmente de frutos ou sementes. As

denominações de óleos essenciais ou óleos etéreos estão relacionados com a

presença de algumas características físico-químicas, como a de serem líquidos de

aparência oleosa à temperatura ambiente, contudo sua principal característica

consiste na volatilidade (SIMÕES; SPITZER, 2004). Eles podem ser sintetizados por

17

toda a planta, como por exemplo, em brotos, flores, folhas, caules, galhos,

sementes, frutos, raízes, madeira ou cascas e são armazenados em diferentes tipos

de estruturas secretoras como células oleíferas, cavidades, canais, ou tricomas

glandulares (BURT, 2004; BAKKALI et al., 2008). Informações sobre a estrutura

secretora de Lippia spp. reportam que o óleo essencial é produzido em tricomas

glandulares (COMBRINCK et al., 2007; JEZLER et al., 2013 ).

Os monoterpenos e os sesquiterpenos são os principais constituintes dos

óleos essenciais e são originados de rotas do metabolismo secundário. A principal

via de síntese dos terpenos é a rota do mevalonato, que se inicia a partir da reação

entre três moléculas de Acetil-Coa, dando origem a uma molécula de ácido

melalônico. Esta molécula sofre reações que produzem dois isômeros de cinco

carbonos, o isopentenil difosfato e o dimetilalil difosfato. Estas moléculas reagem

entre si dando origem aos diferentes grupos de terpenos, entre eles mono e

sesquiterpenos (TAIZ; ZEIGER, 2009). Os terpenos são formados pela união de

unidades com cinco carbonos, o isopreno. Quando possuem oxigênio, os terpenos

recebem outra terminologia, descrita como terpenóide. A união de dois isoprenos

forma os monoterpenos (C10), que são considerados os componentes mais

conhecidos das essências das flores e dos óleos essenciais das ervas e dos

temperos. Quando os terpenos possuem 15 carbonos, são descritos como

sesquiterpenos (CROTEAU, KUTCHAN 2000; CASTRO et al., 2004).

Geralmente os componentes majoritários determinam as propriedades

biológicas dos óleos essenciais. L. origanoides possui uma importante variação de

quimiotipos de acordo com o componente majoritário presente em seu óleo

essencial, podendo ser: p-cimeno, carvacrol ou timol (STASHENKO et al., 2010).

Vários estudos apontam a bioatividade do extrato ou do óleo essencial destes

quimiotipos com resultados promissores contra Rhizoctonia solani, Bipolaris maydis

(RODRÍGUEZ; SANABRIA 2005), Mycobacterium tuberculose (BUENO - SÁNCHEZ

et al. 2009), Candida sp. (DOS SANTOS et al., 2004; HENAO et al., 2009;

OLIVEIRA et al., 2007), Leishmania chagasi, Trypanosoma cruzi (CELIS et al.,

2007; ESCOBAR et al., 2010). Além disso, esse óleos essencial tem atividade

antioxidante, (CELIS et al., 2007; MUNÕZ- ACEVEDO et al., 2009), repelente contra

Tribolium castaneum e Sitophilus zeamais (NERIO et al., 2009; OLIVERO - VERBEL

et al., 2009), efeito antiviral sobre o vírus da dengue e da febre amarela (MENESES

et al., 2009 a, b).

18

A produção de óleos essenciais pelas plantas pode variar em função de

fatores fisiológicos, genéticos e ecológicos (CASTRO et al., 2004), sendo assim,

vários estudos têm sido desenvolvidos com o objetivo de garantir a produção e a

qualidade deste princípio ativo nas diferentes condições de cultivo.

Fatores que afetam a produção do óleo essencial

Na dinâmica de crescimento e de desenvolvimento as plantas medicinais e

aromáticas podem apresentar alterações bioquímicas e fisiológicas capazes de

afetar a elaboração dos princípios ativos, tanto no aspecto quantitativo quanto

qualitativo (TAIZ; ZAIGER, 2009). Assim, conhecer os fatores que influenciam a

variação nos compostos químicos das plantas medicinais é fundamental para se

obter uma matéria prima de melhor qualidade (CASTRO et al., 2004).

A luminosidade, temperatura, pluviosidade e a nutrição da planta são alguns

fatores que alteram significativamente a produção dos metabólitos secundários,

ocasionando a biossíntese de diferentes compostos (MORAIS 2009; CORRÊA

JUNIOR et al., 1994). Entre eles, a nutrição da planta merece destaque, pois a

deficiência ou a toxidez causada pelo excesso de nutrientes pode interferir na

produção de biomassa e na quantidade de princípios ativos (MAPELI et al., 2005;

OSUNA et al., 2005). Também atuam no crescimento das plantas indiretamente, via

seus efeitos no suprimento de assimilados e de substâncias de crescimento

(ROBSON, PITMANN, 1983). A influência dos nutrientes na fotossíntese pode

ocorrer em várias vias, como por exemplo, o envolvimento direto do fósforo na

cadeia de transporte de elétrons, nos tilacóides. Já o nitrogênio pode ser utilizado na

formação dos cloroplastos, síntese proteica e síntese de clorofila (MOORBY;

BESFORD, 1983).

Adubação mineral

A produtividade vegetal é um processo extremamente complexo que envolve

fatores de solo, de clima e da própria genética da planta interagindo de maneira

específica para cada ambiente, determinando o nível de produção da cultura. A

fertilidade do solo é um dos fatores mais importantes da produtividade, pois

19

determina as condições para o suprimento dos nutrientes minerais, o

desenvolvimento radicular e, também, o rendimento e a qualidade do produto

colhido (EPSTEIN; BLOOM, 2006).

O carbono, o oxigênio e o hidrogênio são adquiridos a partir do CO2

atmosférico e da água presente no solo e incorporados às plantas pelo processo de

fotossíntese. Como consequência da fotossíntese, esses três elementos fazem parte

de praticamente todas as moléculas orgânicas dos vegetais e são responsáveis por

cerca de 94-97% do peso seco de uma planta. (PERES, 2003). Os demais

nutrientes são absorvidas preferencialmente pelas raízes na forma inorgânica, esses

elementos são denominados nutrientes minerais e o processo de aquisição pelas

plantas é denominado nutrição mineral.

O efeito benéfico da adição de elementos minerais no crescimento das

plantas já foi reconhecido há mais de 2000 mil anos. Contudo, Just Von Liebig

(1803-1873), principal cientista a lançar as bases da disciplina de Nutrição Mineral

concluiu que N, S, P, K, Ca, Mg, Si, Na e Fe eram elementos essenciais, baseado

apenas em observação e especulação. Destes apenas o Si e o Na não são

considerados essenciais, embora o possam ser para algumas espécies. De qualquer

modo, houve um despertar nas pesquisas nesta área a partir do século XIX

(BONATO et al.,1998).

O desenvolvimento vegetal e a produção de óleos essenciais em plantas

aromáticas são influenciados por vários fatores ambientais, incluindo condições

edáficas. Neste sentido, os nutrientes atuam influenciando vários eventos

bioquímicos do metabolismo primário e secundário das plantas (TAIZ; ZEIGER,

2009). Segundo Sangwan et al. (2001), a aplicação de fertilizantes para o cultivo de

plantas aromáticas normalmente afeta a produção de óleos essenciais e, portanto,

há necessidade de se avaliar as exigências de cada espécie, bem como, o manejo

adequado da adubação. A prática da adubação exige conhecimentos sobre as

características morfofisiológicas da planta, além daquelas relacionadas com a

disponibilidade dos nutrientes no solo e o seu comportamento na planta, podendo os

nutrientes ser fornecidos por meio da adubação orgânica ou mineral (SOUSA et al.,

2013).

O cultivo de plantas medicinais tornou-se alternativa interessante e rentável

na agricultura brasileira (SIMÕES et al., 2000), justificando a necessidade do estudo

20

das exigências nutricionais específicas de cada planta, para cultivos comerciais. O

aumento na produtividade em plantas medicinais, assim como a biossíntese de

compostos de valor econômico, estão correlacionados com a otimização da nutrição

mineral (MAIRAPETYAN et al., 1999).

Os nutrientes minerais possuem funções essenciais e específicas no

metabolismo das plantas, sendo que as espécies vegetais normalmente diferem na

exigência nutricional, as quais devem ser conhecidas para uma melhor exploração.

Assim, quando um dos nutrientes não está presente em quantidades satisfatórias às

suas necessidades, ou em casos de combinações químicas que são pobremente

absorvidas, essa deficiência gera anomalias devido a alterações no metabolismo

vegetal (EPSTEIN; BLOOM, 2006; BENEDETTI et al., 2009).

Nitrogênio

O nitrogênio (N) é o elemento mais abundante na atmosfera terrestre (em

torno de 79%). Os tecidos vegetais, de maneira geral, apresentam teores de N que

variam de 2 a 5% da matéria seca e com poucas exceções, é também o mineral

mais exigido pelas plantas (FAQUIN, 2001).

Nas plantas, o N é um componente responsável por várias reações além de

fazer parte da estrutura da clorofila, de enzimas e proteínas estruturais. Por ser

elemento essencial, seu balanço afeta a formação de raízes, a fotossíntese, a

produção e translocação de fotoassimilados e o crescimento de folhas e raízes,

sendo o crescimento foliar primeiramente afetado (RYLE et al., 1979; TAIZ;

ZEIGER, 2009). É facilmente redistribuído na planta, via floema e,

consequentemente, as plantas deficientes em N apresentam sintomas

primeiramente nas folhas velhas (MENGEL; KIRKABY, 2001).

O N é um dos nutrientes vitais ao crescimento das plantas que não é liberado

pelo intemperismo de minerais no solo e, portanto, uma quantidade mínima deste é

encontrada na forma mineral (N-NH4 e N-NO3-), que é assimilada pelas culturas

(SCHULTEN; SCHNITZER, 1998). A mineralização é a transformação biológica do N

orgânico do solo em N inorgânico, executada pelos microrganismos heterotróficos

do solo. A imobilização refere-se ao processo inverso, ou seja, é a transformação do

N inorgânico em orgânico. Os microrganismos do solo assimilam as formas

inorgânicas de N para formar os constituintes orgânicos de suas células e tecidos.

21

Os compostos sintetizados pelos microrganismos podem ser parcialmente

mineralizados e tornar-se disponível para as plantas (ALFAIA, 2006).

A passagem do N orgânico para a forma mineral processa-se em duas etapas

distintas: a amonificação, que libera amônia (NH4+) e, em seguida, a nitrificação, que

oxida a amônia transformando-a em nitratos (NO3-). A maior absorção de uma forma

em relação à outra é influenciada por certos fatores, como o nível de oxigenação, o

grau de umidade e o pH do solo, a forma do fertilizante nitrogenado empregado e o

tipo de vegetação. Uma fertilização desequilibrada afeta muito este processo. Por

exemplo, o excesso de amônia pode bloquear todo o processo de nitrificação ou

uma das suas fases, fazendo com que se acumulem nitritos tóxicos (FAQUIN, 2001).

A adubação nitrogenada influencia o teor e a qualidade dos óleos essenciais

(RAM et al., 2006; SANGWAN et al., 2001); em muitos casos as aplicações

nitrogenadas aumentam a produção de óleo essencial em plantas aromáticas,

devido ao aumento da biomassa, de área foliar e da taxa fotossintética

(DESCHAMPS et al., 2012). PUTTANA et al. (2005) estudaram o efeito de doses de

nitrogênio (0, 100, 200 Kg.ha-1 por ano) no rendimento de óleo essencial de

patchouli (P. cablin), observando o aumento na produção proporcional ás doses de

nitrogênio aplicado, demonstrando a importância deste macronutriente tanto para o

desenvolvimento como para a produção de óleo essencial.

Fósforo

O fósforo (P) é um dos macronutrientes menos exigido pelas plantas. Não

obstante, trata-se do nutriente mais usado em adubação no Brasil. Nas regiões

tropicais e subtropicais, como acontece no Brasil, é o elemento cuja falta no solo

mais frequentemente limita a produção, principalmente em culturas anuais: mais de

90 % das análises de solo no Brasil mostram baixos teores de P disponível. Além da

carência generalizada de P nos solos brasileiros, o elemento apresenta forte

interação com o solo (fixação), o que reduz a eficiência da adubação fosfatada

(FAQUIN, 2001).

O P compõe a molécula de ATP (adenosina trifosfato), que é utilizada em

todas as reações endergônicas, ou seja, que necessitam de energia. Desempenha

também papel importante na fotossíntese, na respiração, no metabolismo de

açúcares, na divisão celular, no alongamento das células e na expressão gênica da

22

informação genética. Seu suprimento adequado promove o uso mais eficiente da

água e, consequentemente, dos outros nutrientes (GUIMARÃES et al., 2011). É

ainda componente de muitas proteínas, coenzimas, ácidos nucleicos e substratos

metabólicos (DECHEN; NACHTIGALL, 2007), Sendo, portanto imprescindível ao

crescimento e a reprodução das plantas (MARSCHNER, 1995).

O P tem baixa mobilidade na maioria dos solos, sendo que geralmente

permanece onde é colocado, seja por intemperismo dos minerais seja por adubação.

Raramente é perdido por lixiviação, mesmo que este tenha maior mobilidade em

solos arenosos. Quase todo o P se movimenta no solo por difusão, sendo um

processo lento e que depende da umidade. Devido à baixa mobilidade do P sua

absorção pode ficar comprometida em solos compactados, devido ao fato da

resistência mecânica do solo reduzir a sua absorção pelas raízes, além de favorecer

a sua adsorção específica (VAN RAIJ, 1991).

O P pode ser encontrado no solo em formas inorgânicas e orgânicas, sendo

que a orgânica é proporcional ao aumento da matéria orgânica e a diminuição do

pH. A forma química do P no solo depende do pH, na faixa entre 4 e 8 predomina a

forma H2PO4-, sendo esta a principal forma de absorção das plantas. O P pode ainda

ser encontrado nas seguintes condições: a) P fixado: encontra-se na forma

inorgânica e está fortemente adsorvido ao solo, geralmente ligado ao Al, Fe e Ca

dos minerais de argila; b) P lábil: encontra-se na forma inorgânica e está fracamente

adsorvido ou presente na solução do solo; P solúvel: encontram-se na forma

inorgânica, nas formas H2PO4-, HPO42-, PO4

3-; d) P orgânico: refere-se ao P ligado

aos compostos orgânicos, como ácidos nucléicos, fosfolipídios, etc. (VAN RAIJ,

1991).

É indiscutível a necessidade da adubação fosfatada para implantação e

manutenção das culturas em solos com baixa fertilidade, no entanto, requer-se o

estabelecimento de critérios mais exatos para sua recomendação. A determinação

dos níveis críticos de P no solo e na planta é necessária para o estabelecimento das

doses de P a serem aplicadas e a avaliação nutricional das plantas, pois estes

valores variam entre as espécies, condições edafoclimáticas, manejo da adubação,

amostragem e idade da planta (BATES, 1971; ALVAREZ, 1990). Rodrigues et al.,

estudaram o efeito do P em plantas de Mentha x piperita e observaram que, a

concentração de 19,48 mg L-1 de P proporcionou o máximo teor de óleo essencial;

as maiores concentrações de P na solução (24 e 30 mg L-1), promoveram aumentos

23

no crescimento da parte aérea da menta, mas reduziram os teores de óleo

essencial, não significando portanto, ganhos de produção de óleo essencial por

planta.

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CAPÍTULO I

NITROGÊNIO E FÓSFORO NO CRESCIMENTO, NUTRIÇÃO, PRODUÇÃO DE

ÓLEO ESSENCIAL E ANATOMIA FOLIAR DE Lippia origanoides

RESUMO

O uso popular de Lippia origanoides tem sido realizado de forma extrativista e

artesanal, apesar, do seu grande potencial farmacológico e econômico. Pesquisas

devem ser intensificadas buscando gerar informações sobre a fisiologia desta

espécie, o que possibilitará a sua utilização pela indústria farmacêutica. Com o

objetivo de avaliar o efeito de diferentes doses de N e P no crescimento, nutrição,

produção de óleo essencial e anatomia foliar de Lippia origanoides H.B.K.. foi

desenvolvido um experimento na Universidade Estadual de Santa Cruz - UESC, em

Ilheús -BA. Os tratamentos consistiram de cinco doses de N (0; 0,90; 0,18; 0,27 e

0,36 g Kg-1 de N), na forma de nitrato de amônio e cinco doses de P (0; 0,10; 0,20;

0,30 e 0,40 g Kg-1 de P), na forma de superfosfato triplo, arranjados no esquema

fatorial 5x5, no delineamento experimental inteiramente casualizado, com cinco

repetições. Cada parcela foi constituída por um vaso com capacidade de dez quilos

de substrato, com uma planta de L. origanoides. Avaliou-se a altura, diâmetro do

caule, produção de biomassa seca das folhas, raiz, caule e total, espessura do limbo

foliar, composição, rendimento e teor do óleo essencial e teor de macronutrientes

nas folhas.

Palavras-chave: Nutrição mineral, plantas medicinais, timol.

30

CHAPTER I

NITROGEN AND PHOSPHORUS ON GROWTH, NUTRITION, ESSENTIAL OIL

YIELD AND LEAF ANATOMY OF Lippia origanoides

ABSTRACT

The popular use of Lippia origanoides is performed extractive way, despite its

extensive pharmacological and economic potential. Research should be intensified

seeking to generate information about the physiology of these species, which will

enable the use of the species by the pharmaceutical industry. With the objective of

evaluating the effect of different levels of N and P on growth, essential oil yield and

leaf anatomy of Lippia origanoides HBK. An experiment was conducted in the

Universidade Estadual de Santa Cruz - UESC in Ilheus, Bahia. The treatments

consisted of five nitrogen levels (0, 90, 180, 270 and 360 mg Kg-1) and five

phosphorus levels (0; 0,10; 0,20; 0,30 and 0,40 g Kg-1) in a factorial scheme

completely randomized with five replications. Each experimental unit consisted of

one pot with capacity of ten kilos of substrate, a plant of L. origanoides. Was

assessed height, stem diameter, dry matter production of leaves, root, stem and total

leaf thickness, composition, and yield of essential oil yield and content of macro in

the leaves.

Key words: Mineral nutrition, medicinal plants, thymol.

31

INTRODUÇÃO

O gênero Lippia Linn. (Verbenaceae) inclui aproximadamente 200 espécies

de ervas, arbustos e árvores de pequeno e porte distribuídas principalmente na

América Central, regiões tropicais da África, América do Norte, América do Sul e

Austrália (MUNIR, 1993; PASCUAL et al., 2001; SILVA et al., 2006; GOMES et al.,

2011). A espécie Lippia origanoides H.B.K (Verbenaceae) é uma planta arbustiva

originária de alguns países da América Central e do norte da América do Sul,

principalmente da região Amazônica. Conhecida popularmente como Alecrim

d’Angola ou Salva de Marajó, é utilizada para fins culinários e medicinais sendo, o

seu óleo essencial rico em carvacrol e timol (OLIVEIRA et al., 2007).

Dentre os fatores de estresse que podem interferir na composição química da

planta, a nutrição merece destaque, pois a deficiência ou o excesso de nutrientes

pode interferir na produção de biomassa e na quantidade de princípio ativo. Em

solos tropicais, cujos teores de fósforo são naturalmente baixos, tornando-se

limitante ao desenvolvimento das plantas, o fornecimento adicional de nitrogênio (N)

e fósforo (P) pode evitar problemas nutricionais nas plantas (MALAVOLTA, 2006). O

nitrogênio (N) participa como constituinte de muitos componentes da célula vegetal,

incluindo aminoácidos e ácidos nucleicos (TAIZ; ZEIGER, 2004) da molécula de

clorofila e auxilia nas reações de síntese proteica (RAIJ, 1991) que quando inibida,

resulta na redução do processo de divisão celular (MALAVOLTA et al., 2006). O

fósforo um elemento grande importância para o adequado desenvolvimento das

plantas, tem função importante na composição do ATP e ADP, em várias coenzimas

e fosfolipídios. É responsável pelo armazenamento e transporte de energia para

processos endergônicos, como a síntese de compostos orgânicos e absorção ativa

de nutrientes (MARSCHNER, 1995), além de participar de várias etapas da rota

biossintética de monoterpenos.

O estudo da nutrição de plantas medicinais no Brasil ainda é escasso,

provavelmente devido ao histórico extrativista, contudo é crescente a preocupação

com a pesquisa agronômica destas espécies para que o manejo seja realizado de

32

forma adequada (SERRA et al., 2013). Este trabalho teve por objetivo avaliar os

efeitos de doses de nitrogênio e de fósforo no crescimento, produção de óleo

essencial e anatomia foliar de Lippia origanoides H.B.K.

MATERIAL E MÉTODOS

Condições de cultivo

O experimento foi conduzido na Universidade Estadual de Santa Cruz (UESC),

município de Ilhéus, Bahia de março a maio de 2013 em esquema fatorial completo

5x5, constituído por cinco doses de P (0; 0,10; 0, 20; 0,30; 0,40 g Kg-1) na forma de

superfosfato triplo e cinco doses de N (0; 0,90; 0,18; 0,27; 0,36 g Kg-1), na forma de

nitrato de amônio divididas em seis aplicações aplicada via solução.

A implantação do experimento foi realizada em delineamento inteiramente

casualisado com cinco repetições, cada qual com uma planta por vaso. O solo

utilizado foi retirado do horizonte A (profundidade de 0-20 cm) de um Nitosolo

Amarelo Eutrófico localizado em uma área não cultivada da Comissão Executiva do

Plano da Lavoura Cacaueira (CEPLAC), caracterizado química e

granulometricamente no Laboratório de análises de solos da Universidade Federal

de Viçosa (UFV) (Tabelas 1 e 2).

Tabela 1 – Análise química do solo

pH M.O P-rem Ca Mg Al H+Al T P K Fe Mn B Cu Zn

H2O

gKg-1 mg L-1

----- cmolc dm-3 -------

---------------------- mg dm-3 ------------------------

5,6

30

24,4

6,9

5,5

0,3

5,5

18,2

12,5

34

139

122

0,45

0,9

5,8

pH em água 1:2,5; M.O. (matéria orgânica) - Walkley-Black; P, K, Cu, Fe, Mn e Zn – Mehlich 1; Ca,

Mg e Al - KCl 1,0 mol L-1

; H + Al - Acetato de cálcio 0,5 mol L-1

a pH 7; T (CTC a pH 7,0); B - H2O

quente). P-rem (P remanescente) - solução de CaCl2 10 mmol L-1

mais 60 mg L-1

de P, solo/solução

1:10; de acordo com SILVA 2009.

Tabela 2 – Análise granulométrica do solo

Areia Grossa Areia Fina Silte Argila Classe Textural

----------------------------g/Kg-1----------------------------

220 220 260 300 Franco- Argilosa

33

Mudas da espécie Lippia origanoides foram propagadas vegetativamente a

partir de uma planta matriz localizada no Horto de Plantas Medicinais da UESC.

Foram produzidas estacas apicais com aproximadamente cinco centímetros com um

par de folhas cortadas pela metade, que após 60 dias foram transplantadas para

vasos furados com capacidade de dez quilos de substrato constituído por oito quilos

de solo e dois quilos de areia. No plantio foi feita a adubação fosfatada e juntamente

com os tratamentos adicionou-se em solução 0,05 g Kg-1 de cloreto de potássio,

0,0002 g kg-1 de ácido bórico, 0,0001 g Kg-1 de sulfato de cobre e 0,00015 g Kg-1 de

molibdato de acordo com a análise de solo. A adubação nitrogenada foi feita em

cobertura a cada quinze dias sendo a primeira feita via solução em 20/03/2014 cinco

dias após o transplante.

Crescimento da planta

Após 90 dias de transplante, avaliou-se a altura das plantas (ALT), até a

inserção da última folha; diâmetro do caule (DIAM), sempre acima do primeiro nó;

área foliar (AF) e o número de folhas (NF), utilizando-se uma trena, um paquímetro

digital e um medidor eletrônico de área foliar modelo LI-3100 (Li-Cor Corporation,

USA), respectivamente. Foram avaliadas também a biomassa seca total da planta

(MST), de folhas (MSF), caules (MSC) e raízes (MSR) por meio da secagem do

material vegetal em estufa de circulação forçada de ar a 40°C, até peso constante.

Utilizando o peso da biomassa seca e a área foliar calculou-se a área foliar

especifica (AFE=MSF/AF) e a razão de área foliar (RAF = AF/MST), segundo Hunt

(1990).

Extração, teor, rendimento e composição do óleo essencial

A extração do óleo essencial foi realizada por hidrodestilação em aparelho de

Clevenger modificado durante uma hora e meia, utilizando a massa seca das folhas

em 1,5 L de água destilada. O hidrolato obtido foi submetido à tripla partição em funil

de separação, seguida da adição de sulfato de sódio anidro, filtração simples e

evaporação do solvente à temperatura ambiente, em capela de exaustão de gases

até alcançar peso constante, obtendo-se o óleo essencial, armazenado em frascos

de vidro. A massa do óleo essencial foi identificada para a determinação da

produção (g por planta) e do teor (%) que foi obtido a partir da relação da massa do

óleo extraído (g) pela massa de folhas secas no balão (g), multiplicada por 100.

34

O óleo essencial obtido foi analisado em cromatógrafo a gás no Laboratório de

Fisiologia Vegetal da UESC. Para quantificação dos componentes do óleo essencial

utilizou-se o equipamento Varian Saturno 3800 equipado com detector de

ionizaçãode chama (FID), utilizando coluna capilar de sílica fundida (30 m X 0,25

mm X 0,25 μm) com fase estacionária VF5-ms (0,25 μm de espessura de filme). O

hélio foi utilizado como gás de arraste com fluxo de 1,0 ml / min. As temperaturas do

injetor e do detector foram de 250 °C e de 280 °C, respectivamente. A temperatura

da coluna no início da análise foi de 60 °C, sendo acrescida de 8 °C min-1 até 240

°C, sendo mantida nessa temperatura por 5 minutos. Foi injetado 1 μL de solução do

óleo a 10% em clorofórmio (CHCl3), na razão split 1:10.

A concentração dos constituintes dos óleos voláteis foi calculada através da

área da integral de seus respectivos picos, relacionadas com a área total de todos

os constituintes da amostra. As análises qualitativas dos óleos foram realizadas

usando-se um a um espectrômetro de massas Agilente 5975C, triplo quadrupolo;

temperatura do injetor 250 oC; coluna ZB-624 (20 mx 0,18 mm X 1,00 m).

Programação da coluna teve inicio em 50 oC, com acréscimo de 8 oC por minuto ate

atingir 240 oC sendo mantida nesse temperatura por 10 minutos. Foi usado He como

gás de arraste, injeção eletrônica de 0,1 L. Modo de ionização por impacto

eletrônico a 70 eV, analise de massas na faixa de 45 a 450. O modo de operação foi

impacto eletrônico a 70 eV. Os constituintes químicos dos óleos essenciais foram

identificados através da comparação computadorizada com a biblioteca do aparelho,

literatura e índice de retenção de Kovats (ADAMS, 1995).

Anatomia foliar

Foram coletadas folhas completamente expandidas do terceiro nó, do ápice para a

base, do eixo principal da planta. Foram utilizadas três repetições por tratamento,

perfazendo um total de 75 amostras. Porções da região mediana foliar foram fixadas

em glutaraldeído 2,5 % em tampão cacodilato de sódio 0,1 M, pH 6,9, desidratadas

em série etanólica crescente e embebidas com a resina Lr-white. O material foi

seccionado em ultramicrótomo, modelo Ultracut E Reichert-Jung, obtendo-se

secções transversais de 10 µm de espessura e coradas com azul de toluidina a 1 %.

As análises e a documentação dos resultados foram realizadas em microscópio

fotônico, modelo DMI 3000 B. Para cada tratamento, foram observados dez campos

35

em cada repetição, totalizando trinta observações e foi avaliadoa a espessura do

limbo foliar (LB), utilizando o software “ Leica application suite V3”.

Teor de nutrientes na folha

Foram retiradas as folhas de toda planta, misturadas e uma amostra composta

de 2 g foi moída em moinho de bola (Tecnal, modelo TE-350), para análise do teor

de macronutrientes. Para a digestão utilizou-se 0,25 g (±0,001) de material na

presença de 5 mL de ácido nítrico P. A. concentrado e 3 mL de peróxido de

hidrogênio P.A. concentrado, em temperatura ambiente. Em seguida, os tubos foram

levados para digestão em micro-ondas Sineo MDS10, com a seguinte programação:

130 °C por 15 minutos, 150 °C por 10 minutos e 180 °C por 25 minutos.

Posteriormente, foi adicionada água ultrapura até completar 15 mL, para análise em

espectrofotômetro óptico (ICP AOS) Variant 710-ES do Centro de Microscopia

Eletrônica da UESC. Para a determinação de N, a digestão foi realizada por meio de

ataque sulfúrico e quantificado pelo método de Kjedahl (SILVA,2009).

Análise estatística

Os resultados foram submetidos à análise de variância e de regressão, com

coeficientes lineares e quadráticos ou raiz quadráticos, com e sem interação, sendo

aceitos os modelos que apresentaram todos os coeficientes significativos até 10 %

de probabilidade, pelo teste F e maior coeficiente de determinação ajustado.

RESULTADOS

Avaliação do crescimento

As variáveis de crescimento analisadas responderam de forma distinta aos

tratamentos aplicados. Verificou-se efeito da interação entre as doses de P e N

apenas para a área foliar específica (AFE) e biomassa seca total (MST) de L.

origanoides (Fig. 1). Para o número de folhas (NF), área foliar (AF), razão de área

foliar (RAF) e biomassa seca das folhas (MSF) houve efeito individual de P e N (Fig.

2). Enquanto isso, para a variável altura (ALT), diâmetro do caule (DIAM), biomassa

seca do caule (MSC) e biomassa seca da raiz (MSR) houve significância apenas

para o N (Fig. 3).

A AFE refere-se à área da planta em relação à massa foliar disponível para

fotossíntese, e apresentou efeito da interação entre as doses de P x N (p<0,01).

36

Através da superfície de resposta obtida pelo ajuste das equações de regressão

linear múltipla, foi possível estimar o valor máximo de 169,15 cm2 g-1 de AFE, na

melhor combinação de 0,295 g Kg-1 de P e 0,300 g Kg-1 de N (Fig. 1A). Para MST a

combinação de 0 g Kg-1 de P e 0,244 mg Kg-1 de N foi necessária para obter a

produção máxima de 126,22 g (Fig. 1B).

Figura 1 – (A) Área foliar específica (AFE) e (B) biomassa seca total (MST) de Lippia

origanoides em função das doses de P e N. (*,** e °, para p < 1, 5, 10%,

respectivamente, pelo teste F).

37

Houve incremento do número de folhas com o aumento das doses de N e P

individualmente, atingindo os valores máximos 758 folhas por planta para as doses

de 0,275 g Kg-1 de P combinada com 0,286 g Kg-1 de N (Fig. 2A). A área foliar

apresentou comportamento semelhante, respondendo de forma quadrática às doses

de N e P individualmente, atingindo o valor máximo de 3443,25 cm2 nas doses de

0,312 g Kg-1 de P combinada 0,292 g Kg-1 N (Fig.2 B). A produção máxima de 21,11

g MSF por planta foi obtida na dose de 0,335 mg Kg-1 de P na presença de 0,328 g

Kg-1 de N (Fig. 2.C). RAF que representa a área foliar útil da planta para produzir um

grama de matéria seca, aumentou linearmente com as doses de P e para as doses

de N apresentou uma resposta quadrática. A maior RAF encontrada foi de 29,65

cm2 g-1, nas doses de 0,400 g Kg-1 P e 0,323 g Kg-1 de N (Fig. 2D).

38

Figura 2 – (A) Número de folhas (B) área foliar (C) biomassa seca de folhas (MSF)

(D) razão de área foliar (RAF) de Lippia origanoides em função de doses de P e N.

(*,** e °, para p < 1, 5, 10%, respectivamente, pelo teste F).

Altura, diâmetro do caule, MSC e MSR de L. origanoides apresentaram

significância (p<0,05) apenas para as doses de N. A altura máxima de 94,20 cm foi

obtida com a aplicação de 0,360 g Kg-1 de N (Fig. 3A) e o diâmetro do caule de 9,71

mm na dose de 0,308 g Kg-1 de N (Fig. 3B). A MSC apresentou comportamento

crescente com as doses de N, apresentando maior média (27,19 g) na dose de

39

0,360 g Kg-1 de N (Fig. 3C). A biomassa seca da raiz apresentou resposta quadrática

às doses de N, apresentando aumento até a dose de 0,224 g Kg-1 de N com

produção máxima de 74,68 g (Fig. 3D).

Figura 3 – (A) Altura; (B) diâmetro do caule; (C) biomassa seca do caule (MSC) e (D)

biomassa seca da raiz (MSR) de Lippia origanoides em função de doses crescentes

de nitrogênio. (*,** e °, para p < 1, 5, 10%, respectivamente, pelo teste F).

Para os parâmetros de crescimento referentes à parte aérea observa-se que,

em geral, L. origanoides é mais responsiva à adubação nitrogenada apresentando

as maiores respostas com doses de N acima de 0,300 g Kg-1. As plantas que não

receberam adubação apresentaram-se visivelmente amareladas e com porte

reduzido em relação às demais.

40

Anatomia foliar

Não houve efeito da interação P x N para a espessura do limbo foliar que

apresentou comportamento quadrático e reduziu até o valor mínimo de 94,9 µm com

0,110 g Kg-1 de P e 0,287 g Kg-1 de N. O máximo espessamento de 133,0 µm foi

obtido com 0,400 g Kg-1 de P na ausência de N (Fig. 4).

Figura 4– Espessura do limbo foliar de Lippia origanoides em função de diferentes

doses de fósforo e nitrogênio (*,** e °, para p < 1, 5, 10%, respectivamente, pelo

teste F).

Teor, produção e composição do óleo essencial

Não houve efeito significativo dos tratamentos sobre o teor de óleo essencial

que apresentou uma média de 0,65 %. Sobre a produção de óleo essencial de L.

origanoides foi observado apenas efeito da adubação nitrogenada que apresentou

tendência de aumento em função do incremento das doses de N, com valor máximo

de 0,15 g por planta na dose de 0,360 g Kg-1 de N (Fig. 5).

41

Figura 5 - Produção de óleo essencial das folhas de Lippia origanoides em função

de doses crescentes de nitrogênio (* para p < 1%, pelo teste F).

Os tratamentos aplicados não alteraram de forma expressiva a composição

química do óleo essencial de L. origanoides, apresentando apenas pequenas

variações sem tendência clara. Dentre os componentes identificados, todos os

tratamentos apresentaram em sua constituição cis-4-tujanol, p-Cimen-7-ol, timol, (E)-

cariofileno e o δ-cadineno.

O componente majoritário do óleo essencial de todas as plantas tratadas com

combinações de nitrogênio e fósforo foi o timol, responsável por mais de 78% da

composição química do óleo essencial de L. origanoides. A concentração do

constituinte majoritário nos tratamentos com aplicação de adubação não variou mais

do que 4% quando comparado ao tratamento controle (Tab. 3).

Y=0,0479 - 0,64*N2 + 0,5*N

R2= 0,98

Dose de N (g Kg-1

)

0,0 0,1 0,2 0,3 0,4

Pro

duç

ão

(g

pla

nta

-1)

0,02

0,04

0,06

0,08

0,10

0,12

0,14

0,16

0,18

42

Tabela 3 - Percentagem relativa dos constituintes do óleo essencial em Lippia origanoides submetida a cinco doses de fósforo (P) e cinco doses de

nitrogênio (N).

0 g Kg-1

de P 0,1 g Kg-1

de P 0,2 g Kg-1

de P 0,3 g Kg-1

de P 0,4 g Kg-1

de P

Componentes

IK N1 N2 N3 N4 N5 N1 N2 N3 N4 N5 N1 N2 N3 N4 N5 N1 N2 N3 N4 N5 N1 N2 N3 N4 N5

α-tujeno

932 - 0,338 0,327 0,368 0,417 - 0,312 0,297 0,329 0,366 - 0,367 0,332 0,370 0,349 0,296 0,377 0,342 0,327 0,344 - - 0,338 0,344 0,389

Cis-4-tujanol

1087 0,481 1,080 1,011 0,938 0,870 0,864 0,702 1,029 1,034 0,546 0,742 1,051 1,040 0,590 1,050 1,063 1,079 0,999 0,579 0,588 0,898 0,568 0,922 1,120 0,870

p-Cimen-7-ol

1290 6,943 8,626 9,587 9,842 10,24 7,825 8,829 9,18 9,196 9,930 7,879 8,980 9,479 9,725 9,451 8,151 9,444 9,508 9,578 9,603 7,736 9,131 9,295 9,625 10,002

Timol

1292 78,62 78,68 80,91 80,68 80,82 80,66 78,06 81,09 79,18 80,16 81,94 80,498 81,388 80,172 81,434 80,768 80,712 80,152 80,263 80,047 79,828 79,672 80,504 81,58 81,613

(E)-cariofileno

1424 1,253 3,047 2,240 2,326 2,410 1,281 2,092 1,767 2,775 2,886 2,263 2,499 2,097 2,337 2,270 2,191 2,505 2,605 2,392 2,485 2,371 2,408 2,452 2,358 2,592

δ -cadineno

1522 1,997 1,916 1,945 2,043 1,792 1,935 2,266 2,003 2,301 2,206 1,797 2,181 2,091 2,125 1,995 1,768 1,571 2,089 2,168 2,218 1,954 1,841 2,255 2,040 2,153

14-hidroxi-9-

epi-β-cariofileno

1659 3,837 1,427 0,459 - 0,306 1,255 1,232 0,315 0,618

0,560 0,478 0,389 0,282 - 0,789 - - 0,357 0,263 1,173 0,539 0,350 - -

Total (%)

93,13 95,11 96,48 96,20 96,85 93,82 93,49 95,68 94,43 96,57 95,18 96,05 96,82 96,60 96,55 95,03 95,69 95,70 95,66 95,55 93,96 93.80 96,11 97,06 97,62

Ik *= indice de Kovats. N1, N2, N3, N4 e N5 correspondem às doses de 0; 0,9; 0,18; 0,27 e 0,36 g Kg-1 de N, respectivamente.

43

Teor de nutrientes na folha

Houve efeito significativo da interação dos tratamentos (P e N) nos

teores de fósforo e potássio presentes nas folhas de L. origanoides (Fig. 6). O

teor de nitrogênio foi afetado apenas pela aplicação de N (Fig. 7), enquanto os

macronutrientes cálcio e magnésio foram influenciados apenas pelas doses de

P (Fig. 8).

Os teores de P na folha aumentaram com a aplicação de N e P

apresentando máximo teor de 2,254 g kg-1 nas doses de 0,400 mg Kg-1 de P

0,360 g Kg-1 de N (Fig. 6A). Ao contrário do fósforo, o potássio reduziu suas

concentrações na folha com o aumento das doses de P e N aplicadas no solo.

O potássio apresentou máximo teor de 21,53 g kg-1 na ausência total de P (Fig.

6B).

44

Figura 6 – Superfície de resposta dos teores de macronutrientes em folhas de

Lippia origanoides em função das doses de P e N. A – teor de fósforo (P) B –

teor de potássio (K). (*,** e °, para p < 1, 5, 10%, respectivamente, pelo teste

F).

45

Os teores de N na folha de L. origanoides apresentaram um ajuste

quadrático em resposta à aplicação do nitrogênio no solo, atingindo

concentração máxima de 35,055 g kg-1 na dose de 0,360 g Kg-1 de N (Fig.7).

Figura 7 – Teores de nitrogênio (N) em folhas de Lippia origanoides em função

das doses de N (* para p < 1 %, pelo teste F).

Os teores de cálcio e o magnésio foliar só apresentaram significância

com a aplicação de P no solo. Esses nutrientes apresentaram resposta linear

decrescente atingindo o menor teor de Ca (25,824 g kg-1) (Fig. 8A) e de Mg

(7,814 g kg-1) (Fig. 8B) na dose de 0,400 g Kg-1 de P para os dois nutrientes.

46

Figura 8 – Teores de cálcio (Ca) e magnésio (Mg) em folhas de Lippia

origanoides em função das doses de P. (* para p < 1 %, pelo teste F).

47

DISCUSSÃO

A avaliação de variáveis de crescimento é o método mais apropriado

para verificar diferenças no crescimento das plantas, sejam de caráter genético

ou ambiental, e por este motivo foi utilizada para analisar o efeito das diferentes

doses de nitrogênio e fósforo neste trabalho. O N é um dos macronutrientes

mais importantes para o crescimento das plantas e a sua falta pode ser crítica

para muitas espécies. A ausência do nitrogênio afetou significativamente o

crescimento em altura e diâmetro do caule de L. origanoides uma vez que o N

está envolvido na composição de inúmeros compostos na planta, entre os

quais aminoácidos, proteínas, aminas, amidas, purinas, pirimidinas, coenzimas,

vitaminas, alcaloides, clorofila, entre outras, que participam de processos como

a absorção iônica, fotossíntese, respiração, diferenciação celular, herança e

sínteses em geral (EPSTEIN, 1975, MARSCHNER, 1995 e MALAVOLTA,

2006). O aumento do diâmetro do caule é uma característica favorável, pois

permite uma maior sustentação da parte aérea (OLIVEIRA et al., 2007). Em

Bauhinia forficata Link foi verificada interação das doses de N e P para as

variáveis altura, matéria seca do limbo e matéria seca da parte aérea enquanto

que para a variável diâmetro do caule apenas o P exerceu influência (RAMOS

et al., 2000). A ausência dos nutrientes N e P em mudas de umbu (Spondias

tuberosa) foi responsável pela limitação do crescimento em altura e diâmetro

do caule, (SILVA et al., 2005), demonstrando que cada espécie responde de

forma distinta à adubação recebida.

A biomassa seca das folhas de L. origanoides aumentou com as doses

de P e N individualmente. Os maiores valores de biomassa das plantas em

resposta ao P pode ser resultado de sua função como regulador de P

inorgânico na fotossíntese, no metabolismo e na partição de assimilados nas

folhas (MARSCHNER, 1995). Já adubos com altas concentrações de N

provocam, em geral, aumento no crescimento vegetativo das plantas, com

consequente maior gasto dos fotoassimilados na manutenção do metabolismo

dos órgãos foliares, em detrimento da exportação para os órgão reprodutivos

(LARCHER,2000; MALAVOLTA, 1989). Em Cissus sicyoides, a maior produção

de folhas foi obtida nas doses de 150 mg kg-1 de P nas maiores doses de N

(ABREU, et al., 2002). A biomassa seca do caule e total de L. origanoides

48

aumentou com a aplicação de N. A deficiência desse nutriente reflete

rapidamente na redução do crescimento vegetal. A biomassa seca das raízes

de L. origanoides reduziu com a aplicação de N.

Plantas sob condições abundantes de água e nutrientes tendem a

alocar mais recursos para a parte aérea resultando em maior produtividade. A

adubação fosfatada associada ao nitrogênio elevou a produção de biomassa

seca da parte aérea de calêndula (Calendula officinalis) (MOREIRA et al.,

2005). Lippia alba e Lippia origanoides apresentaram maior produção biomassa

seca de raiz e razão raiz/parte aérea nas menores doses aplicadas de N

(DELGADO; LOPÉZ, 2008).

O P e N exerceram efeito sobre a área foliar e o número de folhas de L.

origanoides, apesar, da interação entre esses nutrientes não ter sido

significativa. As melhores doses de adubação e suas combinações variam

muito conforme as espécies. Para Campomanesia adamantium, o maior valor

de área foliar (610 cm2 por planta) foi obtido sob a dose de 380 kg ha-1 de P e

de 114 kg ha-1 de N (VIEIRA et al., 2011). A área foliar de Plantago major L. foi

significativamente influenciada pelas doses de P e N, sendo detectada

significância também para a interação entre os dois fatores, o maior valor

(3350,3 cm2) correspondeu às plantas que receberam 400 kg ha-1 de P e 80 kg

ha-1 de N (MOTA et al., 2008).

A área foliar especifica de L. origanoides apresentou uma redução com

as doses intermediárias de P, mas foi crescente para as doses de N. A área

foliar é um componente morfofisiológico e a massa um componente anatômico

da planta, pois está relacionado à composição interna (número e tamanho) das

células do mesofilo. A partir disso, infere-se que o inverso da AFE reflete a

espessura das folhas (BENINCASA, 2003). Povh (2008) relata que

decréscimos na AFE indicam aumento na espessura da folha resultante do

aumento e do tamanho do número de células nas plantas. A espessura do

limbo foliar das plantas de L. origanoides aumentou com a aplicação de P,

possivelmente relacionado ao efeito deste nutriente sobre a divisão e o

alongamento celular (GUIMARÃES et al., 2011). Plantas de orégano (Origanum

vulgare) adubadas com esterco bovino e de aves apresentaram reduções nos

parênquimas paliçádico, lacunoso e no limbo foliar à medida em que se

49

aumentou as doses dos adubos (CORRÊA et al., 2009).Em plantas de cevada

(Hordeum vulgare) com acumulo de zinco e cádmio em seus tecidos

apresentaram modificações em seu tecido foliar, evidenciando assim que os

nutrientes minerais podem alterar componentes anatômicos dos tecidos

(SRIDHAR et al., 2007).

As plantas de L. origanoides apresentaram aumento da RAF, com as

doses de P e N, sendo que a resposta ao N foi mais acentuada. A RAF indica a

translocação e partição de assimilados para as folhas em relação à matéria

seca da planta toda. Plantas de L. origanoides adubadas com maiores doses

de N e P investiram relativamente maior proporção de fotoassimilados na parte

aérea apresentando maior área foliar, maior número de folhas e também maior

biomassa seca de folhas. De acordo com Santos Júnior et al. (2004), tanto

doses baixas de nitrogênio como a idade mais avançada da planta refletem

uma diminuição da capacidade fotossintética em relação ao aumento da massa

total da planta, o que representa maior custo de respiração e de redistribuição

de fotoassimilados para o crescimento da planta, em detrimento da produção

de folhas, durante o estabelecimento e crescimento do vegetal.

O rendimento de óleo essencial é função de sua concentração no tecido

e da produção de biomassa vegetal. O aumento do rendimento de óleo

essencial de L. origanoides em função de adubação nitrogenada está

relacionado apenas com a produção de biomassa seca foliar uma vez que o

teor de óleo essencial não sofreu influência da adubação. Plantas bem nutridas

tendem a aumentar a produção de biomassa seca e como consequência o

rendimento de óleo essencial. O teor de óleo essencial dos capítulos florais de

camomila (Chamomilla recutita L.) não foi influenciado pela adubação com N e

P (MAPELI et ai., 2005). Em plantas de Baccharis trimera o rendimento não

apresentou significância em função das diferentes concentrações de nitrogênio,

fósforo e potássio aplicado na solução nutritiva (AMARAL et al., 2010).

A composição química do óleo essencial de L. origanoides não variou

significativamente com a aplicação de P e N. Essa espécie apresentou o timol

como componente majoritário e a sua concentração variou pouco em relação

50

aos tratamentos aplicados. Em orégano (Origanum vulgare) foi observado

efeito negativo da adubação sobre a produção de timol em relação ao

tratamento testemunha (sem adubação), refletindo resposta fisiológica à

variação ambiental desfavorável (deficiência nutricional) (CORRÊA et al.,

2010). A adubação com N e P influenciou o crescimento e a produção de óleo

essencial de L. origanoides sem alterar a sua composição química. Estudo

realizado com (L. origanoides) comparando a adubação orgânica com a

adubação mineral em diferentes épocas mostrou que o perfil químico do óleo

variou com a adubação realizada (TELES et al., 2014).

A adubação nitrogenada influenciou diretamente o teor de N foliar de L.

origanoides. Devido à necessidade de N para a formação de proteínas e outros

compostos na planta, o requerimento por esse elemento é elevado

(MARSCHNER, 1995), e dessa forma pode-se verificar uma resposta crescente

dos teores de N na planta em função do aumento das doses do elemento no

substrato. O teor de N na parte aérea das plantas de Pfaffia glomerata

adubadas com N e P apresentou valor máximo estimado igual a 12,40 g kg-1 de

massa seca, com a dose de 346,01 mg por vaso de N e 72,02 mg por vaso de

P (SERRA et al., 2011). Houve diminuição dos teores de potássio e enxofre na

folha de L. origanoides, com aumento nas doses de P e N e a diminuição nos

teores de cálcio e magnésio com o aumento das doses de P. Essas reduções

nos teores foliares são explicadas pelo efeito de diluição, uma vez que as

doses mais elevadas de P e N ocasionaram um aumento na produção de

biomassa seca das folhas. A adubação com uréia influenciou negativamente

os teores foliares de K, S, Cl, B e não afetou os teores foliares de N, P, Ca, Mg,

Zn, Cu, Fe e Mn em mudas do ‘Smooth Cayenne’ (COELHO et al., 2010). O

teor de fósforo em plantas de L . origanoides apresentou significância para a

interação P x N apresentando maiores teores de P com o aumento dos

tratamentos aplicados. Com o aumento das doses de N, a planta produziu mais

raiz e com o aumento das doses de P este nutriente ficou mais disponível no

substrato aumentando sua absorção e como consequência os teores nas

folhas. Em plantas de Pfaffia glomerata a aplicação de doses de P e N não

51

apresentaram respostas significativas nos teores de P na planta (SERRA et al.,

2011).

CONCLUSÕES

O crescimento de L. origanoides é sensível à adubação com P e N

respondendo positivamente em função da adubação aplicada, estimulando

principalmente a parte vegetativa da planta, esse alto rendimento de biomassa

foliar refletiu diretamente na produção de óleo essencial, porém essa influência

não afetou o teor e a composição química do óleo essencial. As plantas

adubadas com as doses intermediárias de P e N apresentaram-se mais finas,

mas em contra partida, apresentaram uma maior área foliar.

Os teores de macronutrientes nas folhas variam com a aplicação de P e

N e nas condições de cultivo deste experimento, a adubação nitrogenada

reduziu os teores de Ca e Mg.

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