UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ -...
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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ - UESC PRÓ-REITORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM PRODUÇÃO VEGETAL CRESCIMENTO, COLONIZAÇÃO MICORRÍZICA E AVALIAÇÃO DO TEOR DE ÓLEO ESSENCIAL DE Pogostemon cablin (BLANCO) BENTH. EM RESPOSTA A ADUBAÇÃO COM PÓ DE ROCHA E EFLUENTE DE BIODIGESTOR THALES LACERDA SANTOS ILHÉUS – BAHIA 2014
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UNIVERSIDADE ESTADUAL DE SANTA CRUZ - UESC
PRÓ-REITORIA DE PESQUISA E PÓS-GRADUAÇÃO
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM PRODUÇÃO VEGETAL
CRESCIMENTO, COLONIZAÇÃO MICORRÍZICA E AVALIAÇÃO DO
TEOR DE ÓLEO ESSENCIAL DE Pogostemon cablin (BLANCO) BENTH.
EM RESPOSTA A ADUBAÇÃO COM PÓ DE ROCHA E EFLUENTE DE
BIODIGESTOR
THALES LACERDA SANTOS
ILHÉUS – BAHIA 2014
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THALES LACERDA SANTOS
CRESCIMENTO, COLONIZAÇÃO MICORRÍZICA E AVALIAÇÃO DO
TEOR DE ÓLEO ESSENCIAL DE Pogostemon cablin (BLANCO) BENTH.
EM RESPOSTA A ADUBAÇÃO COM PÓ DE ROCHA E EFLUENTE DE
BIODIGESTOR
ILHÉUS – BAHIA 2014
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. Orientador: Prof. Dr. Eduardo Gross Co-orientador: Prof. Dr. José Olímpio de Souza Júnior
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THALES LACERDA SANTOS
CRESCIMENTO, COLONIZAÇÃO MICORRÍZICA E AVALIAÇÃO DO
TEOR DE ÓLEO ESSENCIAL DE Pogostemon cablin (BLANCO) BENTH.
EM RESPOSTA A ADUBAÇÃO COM PÓ DE ROCHA E EFLUENTE DE
BIODIGESTOR
_________________________________ ___________________________
Profª. Drª. Larissa Corrêa do Bomfim Costa Prof. Dr. George Andrade Sodré (DCB – UESC) (DCAA – UESC)
__________________________
Prof. Dr Eduardo Gross
(UESC – Orientador)
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: Solos e nutrição de plantas em ambiente tropical úmido.
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“Só existem dois dias no ano que nada pode ser feito. Um se chama ontem e o outro se chama amanhã, portanto hoje é o dia certo para amar, acreditar, fazer e principalmente viver.” (Dalai Lama).
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AGRADECIMENTOS A Deus que em sua infinita sabedoria soube guiar-me tão sabiamente nesta jornada. A minha Filha Maria Flor Goes Lacerda Santos, por trazer-me o amor pleno, a vontade de ser sempre melhor e por ser a razão dos meus dias. A minha Esposa Jamilly Goes Lacerda Santos, pelo amor, carinho, respeito, apoio, incentivo, pelas orações, em fim, por fazer-se presente em todos os momentos. A meus pais José Herbert Ferreira Santos e Leny Lacerda Ferreira Santos, pelo incentivo, carinho e amor incondicional, bem como, por acreditarem que mais este sonho tornar-se-ia realidade. Aos meus irmãos Thomas Herbert Lacerda Santos, Thiago Lacerda Santos (Não, este não é o ator...) e Matheus Silva Santos por estarem sempre presentes nesta caminhada. À minha avó Nilza Almeida Rocha, e a todos os tios e tias por todo seu amor e carinho. Aos meus Sogros Antônio Jorge Goes Santos e Rosean Silva de Goes Santos. Às minhas cunhadas, Rita Margareth e Camilla Goes, pelo carinho e apoio. Aos meus Padrinhos, Cleudes Lacerda (in memória), Raimundo César, Elmo Almeida por todas as orientações e conselhos. Aos Anjinhos da minha Vida; Vitória Lacerda Santos, Gabriela Montenegro Santos, Diego Montenegro Santos, o Enzo Lacerda, a Maria Clara Goes e o anjinho(a) que estar por vir. Obrigado por iluminarem a todos nós! Ao grande professor amigo e padrinho Eduardo Gross, por sua orientação, companheirismo, paciência e atenção dedicados a mim no desenvolvimento deste trabalho, por estar sempre disponível, mesmo nas horas em que “tempo” era a última palavra existente em seu vocabulário, e por ter este jeito tão especial como pesquisador, professor e amigo que cativa a todos ao seu redor e por ter acreditado, abrindo as portas da pesquisa a este “desorientado” no início, mais que teve a sorte de encontrar “O Orientador”. Aos meus queridos companheiros de laboratório, os “cientistas malucos”, Daniel, Raimundo, Everton, Irailde, Miguel, Marcos Vinícius, Renato, Ricardo, Caroline, James, Lidiane, Maíra, Marcela, Lucas, pelas muitas discussões, conselhos, brincadeiras, e ajuda na realização deste trabalho, em especial a Daniel, Raimundo, Everton e Irailde, por, juntamente com nosso orientador, se tornarem parceiros nesta pesquisa e dedicar dias e dias à troca de informações e geração de conhecimentos. Aos meus companheiros de Calor, na casa de vegetação, Matheus, Roberto, Marcelo, Adelino, o “Caranguejo”, pela imensa ajuda na implantação do projeto, coleta do material de pesquisa e pelo carinho. Aos Atuais colegas do Instituto de Defesa Agrária e Florestal do Estado do Espirito Santo – IDAF. Por Me ajudarem nesta nova caminha e me acolherem tão bem.
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Aos companheiros de uma vida, Tila, Neto, Waderson, Wenderson, “Henriquinho”, Mônica e ao Grande José Eduardo Santana Salomão Filho (in memória). Aos amigos da Gerlab pelo famoso jeitinho brasileiro, sempre que possível, com os horários loucos e complementação de material sempre que possível. Aos Professores José Olímpio, George Sodré, Quintino Reis, Paulo Marrocos, Luiz Alberto, a profª Larissa Correa e ao Grande Técnico Edmundo por todo apoio desde a ideia inicial até a finalização deste projeto, a toda CLEPLAC pelo acolhimento. Ao Profº e co-orientador José Olímpio pelo auxílio e sugestões quando necessário. A todos os meus amigos, companheiros da vida, que por serem muitos, seria injusto citar qualquer nome, pelo prestígio, atenção, inúmeras risadas, e por me dedicarem tanto carinho e estarem sempre por perto. A todos os professores, pelos ensinamentos e pelo apoio recebidos, me permitindo crescer como estudante e pessoa. Aos funcionários e grandes amigos Dona Carmem, Raimundo Lima e o Brasilino ou como todos conhecem “Seu Brás...” pelo convívio e pela preciosa ajuda quando era preciso além dos, se somados, litros de café e o incomensurável carinho. Ao programa de pós-graduação em Produção Vegetal (PPGPV), pela oportunidade de realização deste mestrado. A Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), pela concessão da bolsa. Enfim, a todos aqueles não citados, porém importantes, que direta ou indiretamente, contribuíram para a minha formação e que posso ter involuntariamente esquecido de citar agradeço. E por último, porém não menos importante, ao povo brasileiro, que com grande esforço, ainda mantém Universidades como essa, pública, gratuita e de qualidade.
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AVALIAÇÃO DO TEOR DE ÓLEO ESSENCIAL E DO CRESCIMENT O DE
Pogostemon cablin (BLANCO) BENTH. EM RESPOSTA A ADUBAÇÃO COM PÓ
DE ROCHA E EFLUENTE DE BIODIGESTOR
RESUMO
O patchouli [Pogostemon cablin (Blanco) Benth.] tem como produto de maior interesse
comercial o seu óleo essencial, contido nas folhas, e utilizado principalmente na
indústria de perfumaria. Além disso, o óleo essencial de P. cablin apresenta atividades
farmacológicas, sendo suas propriedades terapêuticas relacionadas à sua composição.
Informações sobre a nutrição e especialmente, sobre uso de adubos orgânicos para a
produção do patchouli são escassos na literatura científica mundial. Efluentes oriundos
de biodigestor são exemplo desses adubos orgânicos que podem servir de fertilizantes
agrícolas. Outro insumo que pode ser substituído por adubos menos solúveis são as
fontes de Ca, Mg e P provenientes de pó de rocha. O MB4 é um desses pós, resultante
da moagem de rochas, e que pode substituir alguns fertilizantes tradicionais, além de
ser um condicionador do solo. O presente trabalho avaliou a influência de um efluente
de biodigestor e do pó de rocha MB4 sobre o crescimento, conteúdo de óleo essencial
e colonização micorrízica do patchouli. O delineamento experimental adotado foi
inteiramente casualizado em um arranjo fatorial 5x5 com os fatores sendo o pó de
rocha ‘MB4’ (MB) e o efluente (E) de biodigestor (MB0 = 0 MB1 = 2 g dm-3, MB2 = 4 g
dm-3, MB3 = 8 g dm-3, MB4 = 16 g dm-3 e E1=0, E2=18,75 mg dm-3, E3=37,5 mg dm-3,
E4=75 mg dm-3, E5=150 mg dm-3 em N contido no efluente) com 4 repetições cada. As
plantas, oriundas de estacas, foram cultivadas em vasos contendo 6 dm3, em substrato
1:1 de areia lavada e de Latossolo Vermelho Amarelo distrófico, em casa de vegetação
durante 60 dias. Os resultados demonstraram que houve interação entre o efluente e o
pó de rocha, o que refletiu em padrões de crescimento diferenciado para as plantas de
patchouli. O modelo quadrático foi o que melhor se ajustou, e que melhor explicou o
crescimento das plantas, com incremento na produção de massa seca da parte aérea
das plantas (média de 4,9 g) conforme o aumento na aplicação do efluente até a dose
75 mg dm-3. Esse padrão, entretanto não foi evidenciado para o pó de rocha, em que
mesmo as maiores doses aplicadas não acarretaram no crescimento estatisticamente
diferente das plantas. O grau de colonização micorrízica foi influenciado pelo acréscimo
do pó de rocha, mas não pelas doses do efluente, sendo os maiores valores médios
(84% de raízes colonizadas) obtidos na dose de 8 mg dm-3 do pó de rocha. As
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micorrizas que colonizavam as raízes do patchouli eram do tipo Arun, com arbúsculos
terminais bastante ramificados e hifas intercelulares conspícuas. O teor de óleo
essencial das folhas do patchouli só diferiu estatisticamente nos tratamentos sem
adição de pó de rocha para as diferentes doses do efluente. A resposta do patchouli ao
uso concomitante do pó de rocha e do efluente de biodigestor foi baixa em termos de
produção de biomassa da parte aérea e de óleo essencial.
Palavras-chave: Patchouli, rochagem, micorrizas arbusculares, nutrição vegetal.
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EVALUATION OF THE ESSENTIAL OIL CONTENT AND GROWTH OF Pogostemon
cablin (Blanco) Benth. IN RESPONSE TO FERTILIZATION WITH POWDER ROCK
AND EFFLUENT OF BIOREACTOR
ABSTRACT
Essential oil contained in the leaves of Patchouli [Pogostemon cablin (Blanco) Benth.] is
the product with highest commercial interest and used by the perfume industry.
Moreover, the essential oil of P. cablin leaves presents pharmacological activities, and
therapeutic properties are related to its composition. Information about nutrition and
especially on the use of organic fertilizers for patchouli production is scarce at scientific
literature. Effluents originated by bioreactors are example of organic fertilizers that can
be used as agricultural fertilizer. Another input that can be replaced by less soluble
fertilizers are the sources of Ca, Mg and P from powder rock. The MB4 is one such
powder, resulting from the grinding of rocks, and may replace some traditional
fertilizers, serving also as a soil conditioner. This study evaluated the influence of a
bioreactor effluent and rock powder MB4 on growth, essential oil content and
mycorrhizal colonization of patchouli. The experimental design was completely
randomized in a 5x5 factorial arrangement with the factors being the rock powder 'MB4'
(MB) and effluent (E) of bioreactor (MB0 = 0 MB1 = 2 g dm-3, MB2 = 4 g dm-3, MB3 = 8
g dm-3, MB4 = 16 g dm-3 and E1 = 0, E2 = 18.75 mg dm-3, E3 = 37.5 mg dm-3, E4 = 75
mg dm-3, E5 = 150 mg dm-3 in N contained in the effluent) with four replications. The
plants originating from cuttings were grown in 6 dm3 pots with a mixture of 1:1 sand and
Haplorthox soil in the greenhouse for 60 days. The results showed that there was
interaction between effluent and rock powder, which resulted on different plant growth
patterns of patchouli. The quadratic model was the best fit, and that best explained the
growth of plants, with an increase in dry weight of the shoots (average of 4.9 g) as the
increasing of the effluent until 75 mg dm-3 dose. This pattern however was not observed
for the rock powder, when even higher dose applied did not trigger the statistically
different growth of plants. The degree of mycorrhizal colonization was influenced by the
addition of rock powder, but not by doses of effluent, with the highest average (84% of
colonized roots) obtained at 8 mg dm-3 of the rock powder. The mycorrhizal fungi that
colonize the roots of patchouli was Arun type, with terminals branched arbuscules and
conspicuous intercellular hyphae. The essential oil content of leaves was statistically
different in the treatment without addition of rock powder related to the different doses of
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the effluent. Patchouli plants response to concomitant use of rock powder and effluent
of bioreactor was low in terms of biomass production and essential oil content.
Keywords: Patchouli, rock powder application, arbuscular mycorrhiza, plant nutrition.
xi
ÍNDICE
RESUMO..................................................................................................................... vii
ABSTRACT........................................... ...................................................................... ix
1. INTRODUÇÃO......................................................................................................... 01
2. OBJETIVOS....................................... ...................................................................... 02
2.1. Objetivos específicos......................... ................................................................. 02
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA........................... ......................................................... 03
3.1. O Patchouli [ Pogostemon cablin (Blanco) Benth.].................................. ......... 03
3.2. Óleos essenciais.............................. .................................................................... 04
3.3. Micorrizas arbusculares....................... ............................................................... 07
3.4. Produção de óleos essenciais em plantas micorr izadas................................. 11
3.5. Efluentes de biodigestores.................... ............................................................. 12
3.6. Uso do pó de rocha............................ .................................................................. 14
4. MATERIAL E MÉTODOS.............................. ........................................................... 15
4.1. Obtenção das plantas.......................... ................................................................ 15
4.2. Delineamento experimental, montagem e condução do experimento........... 15
4.3 Avaliação da produção de massa seca da parte aé rea .................................... 18
4.4. Avaliação do grau de colonização micorrízica.. ............................................... 18
4.5. Extração do óleo essencial.................... ............................................................. 19
4.6. Análises estatísticas......................... ................................................................... 20
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO.......................... ...................................................... 21
5.1. Produção de óleos essenciais em plantas micorr izadas................................. 21
5.2. Avaliação do grau de micorrização............. ....................................................... 26
5.3. Teor de óleo essencial........................ ................................................................. 30
6. CONCLUSÕES......................................................................................................... 31
7. REFERÊNCIAS........................................................................................................ 32
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1. INTRODUÇÃO
Desde a origem da humanidade que os cheiros e aromas são utilizados
como parâmetros de comparação. Os que são agradáveis nos atraem já os que não
são nos repelem. Seguindo esses “instintos” por vezes buscamos formas de replicar
aromas, criar novas nuances através de misturas ou simplesmente se tentar eterniza-
los. Dessas tentativas criaram-se os perfumes aonde o principal constituinte é a
essência, que é oriunda dos óleos essenciais (OEs). Essas essências podem ser
naturais ou sintéticas; quando naturais à extração é feita de plantas, flores, raízes ou
de animais.
Os OEs são relevantes para vários ramos da economia como para a
cosmética e indústria alimentícia e farmacêutica. Atualmente é grande o número de
plantas conhecidas para a produção de óleos essenciais em bases econômicas. Tal
ocorrência vai desde plantas rasteiras como é o caso da hortelã (Mentha piperita ou
Mentha crispa), plantas de porte arbustivo, como é o caso do patchouli, até plantas de
porte arbóreas como o eucalipto e a copaíba.
O patchouli [Pogostemon cablin (Blanco) Benth.] pertence à família
Lamiaceae e é nativo das ilhas das Filipinas. Essa planta tem como produto de maior
interesse comercial o seu OE, contido nas folhas, utilizado principalmente na indústria
de perfumaria. O OE do tecido foliar de P. cablin possui ainda atividades
farmacológicas, sendo suas propriedades terapêuticas relacionadas à composição
deste. Informações sobre a nutrição e especialmente, sobre a utilização de adubos
orgânicos para a produção do OE do patchouli são pouco citados na literatura científica
mundial.
O presente trabalho teve o intuito de investigar a produção de OE do
patchouli, o qual foi submetido a doses de efluente de biodigestor, que é um
biofertilizante oriundo de fermentação e decomposição da matéria orgânica, e um pó de
rocha conhecido como MB-4 que é um produto natural derivado de rochas previamente
selecionadas. Também foi observada a colonização por fungos micorrízicos
arbusculares (FMAs). As influências e interações entre esses dois fatores (pó de rocha
e biofertilizante) no crescimento do patchouli também foram analisadas, contribuindo
para o expandir o conhecimento sobre essa planta de interesse cosmético e
farmacêutico.
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2. OBJETIVOS
Avaliar a influência de um pó de rocha e de um efluente oriundo de
biodigestor no crescimento e produção de óleo essencial do patchouli [Pogostemon
cablin (Blanco) Benth.] e na colonização micorrízica das plantas.
2.1. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Avaliar a produção de biomassa da parte aérea do pachouli em função de
doses de pó de rocha e de efluente de biodigestor;
Estimar a colonização micorrízica nas plantas submetidas às doses de
efluentes de biodigestor e do pó de rocha;
Determinar o teor de óleo essencial nas folhas do patchouli submetido às
doses de efluentes de biodigestor e do pó de rocha.
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3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1. O patchouli [ Pogostemon cablin (Blanco) Benth.]
O patchouli [Pogostemon cablin (Blanco) Benth.], pertencente à família
Lamiaceae. Suas folhas possuem de 5 a 10 cm de comprimento e 3 a 8,9 cm de
largura com a margem levemente lobada e o ápice é obtuso. Tanto na face abaxial
como na adaxial da folha existem muitos tricomas gladulares especialmente ao longo
das nervuras, os quais são responsáveis pela produção do óleo essencial. A variação
morfológica do patchouli causada pelas condições de solo, clima e influência do cultivo,
dificulta sua classificação botânica (GUENTHER, 1972).
O patchouli é uma planta arbustiva que tem altura de 0,8 a 1,0 m, originário
da Ásia e que está bem adaptado ao clima quente e úmido com solos ricos em matéria
orgânica (HOLMES, 1997; HU et al., 2006). O caule é ereto, grosso, quadrangular e
ramificado na parte superior (DONELIAN, 2004).
A expressão patchouli é derivada do seu nome sul-indiano Tamil, paccizai
que significa folha verde. Na china a chamaram de “guang ho xiang” para diferencia-lo
do “huo xiang” do nortea espécie Agastache rugosa. Esta erva é conhecida na Ásia
pelo seu poder medicinal, sendo usada para esse fim em países como Índia, Malásia e
Japão. (BOTANAGRA,2002; HELBIG,2013).
No século XIX, o patchouli era usado para perfumar os tecidos e tapetes
fabricados no oriente. O patchouli ficou mais popular no mundo no ano de 1960 quando
hippies o usavam como perfume (BOTANAGRA, 2002; HELBIG, 2013).
Nas raízes do patchouli são encontrados fungos micorrízicos arbusculares, e
segundo Arpana et al. (2008) as mudas inoculadas com esses fungos, apresentaram
maior altura, número de ramos, biomassa e teor de óleo essencial em relação às
plantas não inoculadas.
Estudo realizado por Singh et al. (2002) avaliou a influência da irrigação,
adubação orgânica e aplicação de nitrogênio sobre o rendimento e a qualidade do óleo
essencial de patchouli. Os autores utilizaram dois níveis de irrigação [0,8 e 1,0 taxas de
IW:CPE (profundidade da água na irrigação: acúmulo diário de evaporação do
padrão)], dois níveis de adubação orgânica (0 e 5 t ha-1) e três níveis de nitrogênio (0,
100 e 200 kg ha-1), sendo feitas colheitas com diferença de um ano. Foi observado
aumento significativo na massa seca das plantas e na produtividade do óleo essencial
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quando se aumentou os níveis de irrigação, adubação orgânica e fertilização com
nitrogênio.
3.2. Óleos essenciais
Uma forma de tentar eternizar alguns aromas é através dos perfumes. Os
perfumes são soluções que contêm substâncias aromáticas com um cheiro agradável e
penetrante. O principal constituinte de um perfume é a essência (óleo essencial). As
essências podem ser de origem natural ou sintética. As de origem natural são
geralmente extraídas de plantas, flores, raízes ou animais, enquanto as sintéticas
tentam reproduzir no laboratório os aromas naturais. A extração de uma essência
natural é realizada por prensagem, maceração, extração com solventes voláteis,
enfleurage ou através de destilação por arraste a vapor (GUIMARÃES et al., 2000).
Óleos essenciais são substâncias muito estudadas em vários ramos da
ciência. As indústrias de alimentos, farmacêutica e de cosméticos são as maiores
beneficiadas pelo uso de tais substâncias. Na primeira, os aromas produzidos pelos
óleos essenciais são utilizados na formulação de vários produtos, evidenciando
características organolépticas para melhor atrair os consumidores (GUIMARÃES et al.,
2000).
Óleos essenciais são líquidos oleosos voláteis dotados de aroma forte e
quase sempre agradável, provenientes do metabolismo secundário, existentes em
quase duas mil espécies, e distribuídas em sessenta famílias. São normalmente
elaborados nas folhas, armazenados em espaços extracelulares, entre a cutícula e a
parede celular, e são constituídos basicamente pelos terpenos, sintetizados pela rota
do ácido mevalônico. Na fitoterapia, os óleos voláteis destacam-se pelas suas
propriedades antibacterianas, analgésicas, sedativas, expectorantes, estimulantes e
estomáquicas (FERRI, 1995).
A evolução de conhecimentos técnicos sobre os óleos essenciais deu-se em
meados de século XVIII, quando se iniciaram os estudos para suas caracterizações
químicas. Atualmente é grande o número de plantas conhecidas para a produção de
óleos essenciais em bases econômicas. Tal ocorrência vai desde plantas rasteiras
como é o caso da hortelã, plantas de porte arbustivo, como é o caso do patchouli, até
plantas de porte arbóreas como eucalipto e copaíba. O método da destilação se mostra
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como o mais eficiente e de menor custo, sendo ainda o mais adequado para a extração
de determinadas substâncias de uma planta (VITTI; BRITO, 2003).
De acordo com a base de dados americana COMTRADE (United Nations
Commodity Trade Statistics Database), os maiores consumidores de OE no mundo são
os EUA (40%), a União Européia – EU (30%), sendo a França o país líder em
importações e o Japão (7%), ao lado do Reino Unido, Alemanha, Suíça, Irlanda, China,
Cingapura e Espanha. O mercado mundial de OE gira em torno de US$ 15
milhões/ano, apresentando crescimento aproximado de 11% por ano (ITC, 2005;
COMTRADE, 2005).
O patchouli tem como produto de maior interesse comercial o óleo essencial,
contido nas folhas, utilizado principalmente na indústria de perfumaria (EPAGRI, 2004).
O óleo essencial de tecido foliar P. cablin possui ainda atividades farmacológicas,
sendo suas propriedades terapêuticas relacionadas à composição deste (STORCK,
2008).
O óleo essencial do patchouli é um líquido viscoso âmbar, de cor pálida à
castanho-escuro, extraído por destilação com arraste a vapora partir das folhas secas,
ou outros processos apropriados, como a extração supercrítica, por exemplo. Para se
obter rendimentos satisfatórios, as paredes celulares das folhas devem ser
primeiramente quebradas. O óleo de patchouli é extensivamente usado em perfumaria
onde é uma nota de base importante para acordes amadeirado e de raízes em vários
tipos de perfume. A indústria de alimentos também usa comumente o óleo de patchouli
em drinks alcoólicos ou não. Em ambas as indústrias de fragrâncias e de aromas o
óleo é um bom agente de “mascaramento” de cheiros e gostos indesejáveis (HOLMES,
1997). O principal responsável por esta característica e pela nota típica de seu óleo
essencial é o patchoulol ou álcool patchouli, um sesquiterpeno oxigenado. O patchoulol
foi isolado pela primeira vez na sua forma cristalina em 1869 e de fórmula C15H26O.
O óleo ainda contém um grande número de outros hidrocarbonetos
sesquiterpenos tais como, α, β, σ – patchoulenos, α-bulneseno, α-guaieno e
seicheleno, com estruturas claramente relacionadas ao patchoulol e outros
sesquiterpenos (Figura 1).
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Figura 1. Estrutura química dos compostos identificados em amostras do óleo essesncial de Pogostemon cablin (patchouli). Extraído de Hu et al. (2006).
Esses compostos do OE de patchouli podem ter diversas aplicações como,
por exemplo, o α-bulneseno, que em testes laboratoriais apresentou um potente efeito
inibitório do fator de ativação plaquetária (PAF) e por isso, tem sido usado no combate à
trombose e arteriosclerose (ARAÚJO, 2008).
De acordo com a norma ISO 3737:2002, óleo essencial de patchouli deve
apresentar a seguinte composição: Patchoulol (27 a 35%), Bulnesene (13-21%); alfa-
guaiene (11-16%), beta-cariophilene (2-5%); beta-patchoulene (1,8-3,5%); gama-
patchoulene (1,8-3,5%); nem-patchoulenol (0,35-1%) pogostol (1-2,5%) e copaeno
(traços a 1%). No entanto na prática, a composição qualitativa e quantitativa varia em
função da qualidade do material de folha, o método de destilação, o envelhecimento de
folhas secas e o óleo essencial. Na indonésia, a percentagem média de patchoulol é de
35%, enquanto no Brasil a média é um pouco maior, e óleos com até 60% deste
componente podem ser encontrados (AZAMBUJA, 2009).
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3.3. Micorrizas arbusculares
Micorrizas são associações entre a raiz da planta e fungos do Filo
Glomeromycota (SCHÜßLER et al., 2001), em que esta se beneficia pelo aumento da
absorção de água e nutrientes, principalmente de fósforo, enquanto que o fungo recebe
da planta fotoassimilados que permitem a finalização do seu ciclo reprodutivo
(CARNEIRO et al., 1998). Dessa forma, a simbiose micorrízica contribui para a
sobrevivência, estabelecimento e crescimento das espécies, principalmente em
ambientes estressantes, onde as micorrizas arbusculares exercem grande influência na
estruturação das comunidades vegetais (HARRISON, 2005).
Os fungos micorrízicos surgiram há 400 milhões de anos, tal época coincide
com o aparecimento das plantas terrestres (BERBARA et al., 2006). Cerca de 70 a
90% das espécies vegetais fazem associação com os fungos micorrízicos arbusculares
(MOREIRA; SIQUEIRA, 2006; PARNISKE, 2008), incluindo algumas espécies de
pteridófitas e briófitas. Isso indica que a simbiose mutualística entre raiz e fungo é mais
regra do que exceção na natureza (MOREIRA; SIQUEIRA, 2006).
As micorrizas têm sido tradicionalmente agrupadas em ectomicorrizas e
endomicorrizas. As endomicorrizas são caracterizadas pela penetração inter e
intracelular, com formação de vesículas, arbúsculos, esporos e ausência de manto e de
modificações morfológicas nas raízes. São de ocorrência muito generalizada,
colonizando a grande maioria das espécies de plantas tropicais. A penetração e o
espalhamento do fungo nas raízes resultam em modificações na fisiologia, bioquímica
e nutrição da planta hospedeira. Além destas, ocorrem modificações na morfologia e
taxa de crescimento das raízes, além de efeitos indiretos sobre o solo e a microbiota
associada. Em geral a magnitude dessas alterações é mais acentuada em condições
estressantes, como, por exemplo, de deficiência hídrica. As ectomicorrizas são
caracterizadas pela penetração intercelular do micélio fúngico, formação da rede de
Hartig, no espaço intercelular cortical, e de manto fúngico que se desenvolve ao redor
das raízes colonizadas. Além destas características anatômicas, são ainda evidentes
as modificações morfológicas nas raízes colonizadas. Vários são os gêneros de fungos
ectomicorrízicos de importância, como Scleroderma, Pisolithus, Telephora, dentre
outros. A micorrelação é particularmente importante para o desenvolvimento de
espécies dos gêneros Pinus e Eucalyptus, que dependem dessas associações
simbióticas para um bom crescimento. (SMITH; READ, 1997).
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Os fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) pertencem ao filo monofilético
Glomeromycota, o qual é dividido em quatro ordens, dez famílias, 13 gêneros e
aproximadamente 202 espécies de acordo com uma classificação baseada em
características morfológicas e moleculares (INVAM, 2008). Os esporos dos FMAs
podem até germinar na ausência de planta hospedeira, no entanto, eles são biotróficos
obrigatórios, ou seja, só completam o seu ciclo de vida e produzem novas gerações de
esporos na presença de vida fotoautotrófica (PARNISKE, 2008). São assexuados e a
rede de hifas dos fungos é geralmente asseptada e cenocítica, com centenas de
núcleos que compartilham o mesmo citoplasma. O micélio por ser uma célula
totipotente, se diferencia em várias outras células, como as vesículas, as células
auxiliares, arbúsculos e novos esporos.
Os esporos encontram-se no solo em estado de quiescência e precisam ser
ativados para iniciar o processo de germinação (MOREIRA; SIQUEIRA, 2006). Ainda
não se sabe ao certo como a germinação é ativada. Segundo Parniske (2008) a planta
libera exudatos, como as estrigolactonas, que induzem a germinação do esporo e a
ramificação das hifas em algumas espécies de fungos aumentando a atividade
fisiológica dessas estruturas fúngicas.
Após a germinação, há a formação de hifas. Algumas delas se diferenciam e
formam um tipo de apressório chamado de hifopódio. Através de pressão mecânica
exercida pela raiz, além de enzimas, o hifopódio penetra na célula cortical da raiz
hospedeira. Em seguida há formação dos arbúsculos que são estruturas responsáveis
pela troca de nutriente entre o fungo e a planta. Estima-se que 20% dos fotossintatos
(aproximadamente 5 bilhões de toneladas de carbono por ano) produzidos pela planta
são consumidos pelos FMAs (PENG et al., 1993; PARNISKE, 2008). Talvez por esse
dispêndio tão alto de energia sofrido pelo vegetal, os efeitos benéficos dos fungos
sobre o hospedeiro sejam observados somente em situações de estresse, como por
exemplo, o baixo teor de nutrientes no solo. Assim, quando a planta estiver bem
suprida, não dependerá da absorção micotrófica e a presença do fungo na raiz torna-se
um investimento energético supérfluo, ou sem retorno, sendo essa uma possibilidade
para que a planta tenha desenvolvido um mecanismo de controle da simbiose.
As hifas dos FMAs podem aumentar a área de absorção das raízes
explorando lugares onde as raízes dificilmente alcançariam, e por isso geralmente
acumulam maiores quantidades de vários macro e micronutrientes. O micélio que
explora o solo absorve água e nutrientes, especialmente o fósforo e zinco, mas
9
também o nitrogênio, o potássio, enxofre, cálcio, magnésio dentre outros, e os transfere
às plantas hospedeiras por intermédio dos arbúsculos (BERBARA et al., 2006).
O fósforo na maioria dos solos tropicais, sobretudo em áreas degradadas, é
um dos nutrientes mais limitantes ao desenvolvimento da planta (SIQUEIRA; SAGGIN
JÚNIOR, 1998), apresentando baixa mobilidade no solo. Dessa forma, a simbiose com
os FMAs torna-se importante durante o plantio de espécies vegetais nativas em áreas
degradadas, por contribuir para o melhor aproveitamento desse nutriente no solo
(SOUZA; SILVA, 1996), permitindo um maior acúmulo e concentração nos tecidos
vegetais, uma vez que o transporte de fósforo no solo ocorre por difusão.
Os FMAs favorecem a ação de microrganismos benéficos como os fixadores
de nitrogênio e os solubilizadores de fosfato. A presença de fungos micorrízicos
arbusculares quando inoculados conjuntamente com rizóbios aumenta a capacidade de
espécies leguminosas arbóreas fixadoras de nitrogênio absorverem nutrientes,
principalmente fósforo e água, do solo influenciando positivamente no crescimento
destas plantas (FRANCO; FARIA, 1997; JESUS et al., 2005; GROSS et al., 2004).
Os efeitos na concentração dos cátions básicos (Ca, Mg e K) dependem da
disponibilidade relativa de cada nutriente no solo (MOREIRA; SIQUEIRA, 2006).
Embora o potássio apresente uma mobilidade levemente baixa na maioria dos solos
(JANOS, 1987), em geral, a aquisição de potássio, como dos demais cátions é
aumentada em plantas colonizadas com FMAs quando comparadas com plantas não-
micorrizadas (CLARK; ZETO, 2000). O efeito dos FMAs na aquisição de cátions é mais
frequente em plantas crescidas em solos ácidos. Geralmente, os solos ácidos são,
pobres em bases catiônicas, o que pode limitar o crescimento das plantas nesses solos
(CLARK; ZETO, 2000).
A ocorrência de FMAs pode ser influenciada por fatores ambientais. A
quantidade (número) de esporos de FMAs em solos de diferentes ecossistemas varia
com relação às densidades, como por exemplo, em um ambiente poluído de Mata
Atlântica com 15 esporos/50g de solo (TRUFEM; MALATINSKY, 1995) até 580
esporos/50g de solo em ambiente de Caatinga durante período chuvoso (SOUZA et al.,
2003).
A diversidade, a densidade e o potencial de infectividade dos propágulos de
FMA no solo estão relacionados indiretamente com as condições ecológicas de cada
ecossistema (MAIA; TRUFEM 1990) e diretamente com a fisiologia do fungo
(MORTON, 1993), estando a colonização micorrízica ligada ao genótipo da planta e do
fungo, assim como ao ambiente.
10
Os FMAs possuem efeitos diretos e indiretos em outros processos
fisiológicos da planta, como na absorção de água (efeito direto), na abertura estomática
e na entrada de CO2 (efeitos indiretos) (ALLEN et al., 1980; WU; XIA, 2006). Em geral,
lugares onde há déficit hídrico, as plantas são beneficiadas quando colonizadas por
fungos micorrízicos, o que é geralmente atribuído à melhoria do estado nutricional
(MOREIRA; SIQUEIRA, 2006). Plantas micorrizadas apresentam maior potencial de
água e turgor das folhas, como também maior taxa de transpiração e abertura
estomática nas folhas.
Os efeitos dos FMAs em plantas são complexos e dependem de diversos
fatores ambientais e de suas interações com o sistema planta-fungo. A disponibilidade
de nutrientes do solo, principalmente o P, tem sido relatada como fator modulador da
simbiose. A eficiência da associação varia também de acordo com características dos
simbiontes e do ambiente, podendo desde atuar positivamente no desenvolvimento do
hospedeiro até apresentar características parasíticas (MOREIRA; SIQUEIRA, 2006).
A colonização por FMAs pode proteger as raízes de plantas contra a ação
de determinados patógenos. Os FMAs não atuam como agentes de biocontrole típico
nas raízes, mas minimizam os efeitos ou danos causados pelos nematóides, fungos
patogênicos do sistema radicular e algumas pragas (MOREIRA; SIQUEIRA, 2006)
Efeitos benéficos no crescimento de plantas têm sido bem documentados e
relacionados principalmente ao aumento da absorção de nutrientes, em especial o P. A
melhoria nutricional de plantas micorrizadas é devido, sobremaneira, à aquisição de
nutrientes pelas hifas fúngicas extra-radiculares que são capazes de absorver e
transportar para o hospedeiro, além do P, o N, Zn, Cu, N, Fe e o Cd (GEORGE, 2000).
FMAs beneficiam o crescimento de plantas especialmente em solos onde o P é
nutriente limitante para seu desenvolvimento. Em ambientes tropicais, onde boa parte
dos solos tem essas características, FMAs podem exercer importante função na
produtividade das plantas.
Marschner e Dell (1994) verificaram, em condições controladas, que o
micélio extra-radicular de FMAs foi responsável por cerca de 80% do P, 25% do N e Zn
e 60% do Cu absorvidos pelas plantas. Estudo indica que a absorção de P pelo fungo e
transferência para o hospedeiro é estimulada pela transferência de C da planta para o
simbionte (BÜCKING; SHACHAR-HILL, 2005)
O fósforo pode ser absorvido pelas plantas por interceptação da raiz, fluxo
de massa (ligado ao movimento da água) e por difusão, que é o principal mecanismo
de absorção de P pelas plantas (MALAVOLTA, 2004). O maior volume de solo
11
explorado pelas hifas fúngicas com significativa extensão da área de absorção e
diminuição da distância de difusão do P do solo para as raízes micorrizadas é o
mecanismo primário que explica o benefício (BOLAN, 1991; CLARK; ZETO, 2000).
Para alguns nutrientes o efeito de FMAs são pouco conclusivos. Apesar de
para nitrogênio (N) ser comumente relatado o aumento de aquisição em plantas
micorrizadas (CLARK; ZETO, 2000), há relatos de ausência de efeito, ou mesmo
redução da absorção (GEORGE, 2000), assim como para potássio (K), cálcio (Ca),
magnésio (Mg), boro (B) e ferro (Fe). Para o enxofre (S), estudos apresentam
resultados indicando maior absorção por plantas micorrizadas, porém em menor
magnitude que P. Pesquisas têm relatado a influência de FMAs na aquisição de zinco
(Zn) e cobre (Cu) em solo onde há baixo suprimento desses elementos (MARSCHNER;
DELL, 1994; CLARK; ZETO, 2000; GEORGE, 2000).
Os FMAs amenizam os efeitos adversos da acidez do solo e excesso de
metais pesados na absorção de nutrientes. Para Christie e colaboradores (2004),
plantas associadas aos FMAs podem reter metais pesados nas raízes e diminuir a
translocação destes metais para a parte aérea.
As hifas dos FMAs e as raízes finas desempenham funções importantes na
agregação e estabilidade dos agregados do solo. Dentro e em volta dos agregados, as
hifas e as raízes finas formam uma rede biológica que entrelaçam e mantém juntas as
partículas do solo (MOREIRA; SIQUEIRA, 2006). Uma atividade desempenhada pela
atividade dos fungos micorrízicos é produção de uma glicoproteína, denominada de
glomalina, a qual está relacionada com a agregação e estoque de carbono do solo.
Essa função é importante, porque a estruturação do solo modifica a capacidade de
mobilização de nutrientes, o conteúdo de água, a penetração de raízes e o potencial
erosivo dos solos (BERBARA et al., 2006).
3.4. Produção de óleos essenciais em plantas micorr izadas
Arpana e colaboradores (2008) observaram que, em geral, a inoculação com
fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) resultou em um aumento significativo da
altura da planta, número de sucursais, biomassa e teor de P das plantas patchouli. A
altura das plantas foi maior em plantas inoculadas com Glomus etunicatum, Glomus
intraradices e Glomus macrocarpum todos os três sendo a par e diferindo
significativamente dos demais tratamentos e menos plantas estar no controle não
12
inoculado (Tabela 2). As plantas inoculadas com Glomus etunicatum apresentaram
número significativamente maior de ramos em comparação com todos os outros
tratamentos.
Segundo Freire e colaboradores (2004) houve interação dos FMA e doses
de P em relação à variável massa de matéria fresca (Figura 1). Na ausência da
adubação fosfatada, as maiores produções de matéria fresca da parte aérea da Mentha
arvensis L. foram obtidas nos tratamentos com os fungos Glomus clarum e Gigaspora
margarita, que aumentaram 207 e 198%, respectivamente, em relação ao tratamento
controle.
Em relação à porcentagem de colonização micorrízica, houve interação
entre as espécies de fungo e as doses de P, e as espécies de FMA apresentaram
comportamento diferenciado, de acordo com a disponibilidade de P no solo.
Segundo Portugal e colaboradores (2006), a produção de massa seca de
folhas de Estévia, Stevia Rebaudiana (bert.) Bertoni. foi significativamente superior
para os tratamentos com G. intraradices (1,65g), G. etunicatum (1,60g) e Acaulospora
sp (1,62g), enquanto que, numa escala intermediária, ficou Entrophospora sp (1,23g).
Os menos eficientes foram CP13 (1,00g), CPVG (0,88g) e G. macromarpum (0,56g): o
controle produziu apenas 0,41g.
3.5. Efluentes de biodigestores
O crescimento da população, do processo de industrialização e do
agronegócio rural, resultou num aumento das quantidades de efluentes com alto teor
de orgânicos. Uma das alternativas para mitigar esse problema são os reatores para o
tratamento de resíduos através de processos anaeróbios. Esses reatores, também
chamados de biodigestores, podem ser utilizados como opção no tratamento de
resíduos sólidos e líquidos, para redução de biomassa e do poder poluente de dejetos,
tendo, ao mesmo tempo, como co-produtos de seu processo, o biogás (composto
essencialmente por metano) e o biofertilizante, o qual é composto por nutrientes
assimiláveis às plantas e por isso pode ser utilizado como adubo orgânico.
A produção de biofertilizante, portanto, é decorrente do processo de
fermentação, ou seja, da atividade microbiana atuando na decomposição da matéria
orgânica (biodigestão anaeróbia), em meio onde há ausência de oxigênio. Essa matéria
orgânica é convertida em metano e outros produtos (CHERNICHARO, 2000):
13
Para ser considerado um produto comercializável, o biofertilizante estará
sujeito à legislação federal brasileira, sob a jurisdição do Ministério da Agricultura, que
regulamenta o estabelecimento produtor, as matérias primas e o insumo gerado. O
Decreto nº 86.955, de 18 de fevereiro de 1.982, regulamenta a Lei 6.894, de 16 de
dezembro de 1980, alterada pela Lei nº 6.934, de 13 de julho de 1981, que dispõe
sobre a inspeção e a fiscalização da produção e do comércio de fertilizantes,
corretivos, inoculantes, estimulantes ou biofertilizantes destinados à agricultura, e pelo
Decreto-Lei nº 1899, de 1981, que institui taxas relativas às atividades do Ministério da
Agricultura (SICON, 1982). Destaca-se em seu conteúdo, a primeira vez que a palavra
biofertilizante é mensurada.
Para produção de um biofertilizante rico em nutrientes, é necessário
alimentar o biodigestor com compostos orgânicos com alto teor de nutrientes, como
cinza de madeira ou cinza de casca de arroz, urina de vaca, plantas trituradas, frutas,
farinha de rochas naturais, leite, esterco bovino e de aves ou macro e micronutrientes
concentrados (NETO, 2006). Existem poucos trabalhos sobre a composição química
dos biofertilizantes, porém pode-se dizer que, por ter como base a matéria orgânica,
este possui em sua composição quase todos os nutrientes necessários para a nutrição
das plantas, variando apenas sua concentração, a depender da matéria prima utilizada.
Não existe uma fórmula padrão para produção de biofertilizantes, receitas
variadas vêm sendo testadas e utilizadas por pesquisadores e agricultores para fins
diversos. Além de promover melhoria das propriedades químicas, físicas e biológicas
do solo, sendo uma alternativa nutricional, tornando os solos mais soltos com menor
densidade aparente e estimulando as atividades biológicas (MALAVOLTA et al., 2000),
o biofertilizante surge como um fator de proteção para as plantas. Segundo Vairo
Collard e colaboradores (2001) a aplicação de biofertilizante líquido, via foliar, reduz,
em grande parte, os problemas fitossanitários atuando em várias pragas e moléstias.
Utilizando biofertilizante líquido em condição de laboratório, estes autores verificaram
que o mesmo inibiu a germinação de esporos de fungos fitopatogênicos como
Colletrotrichum gloesporioides, Thielaviopsis paradoxa, Penicillium digitatum, Rhizopus
sp, Cladosporium sp e Fusarium sp. Castro e colaboradores (1991) verificaram o
controle de T. paradoxa em toletes de cana e Gadelha e colaboradores (1992)
obtiveram controle da fusariose em abacaxizeiro.
14
3.6. Uso do pó de rocha
Uma opção de pequeno custo para melhoria dos solos com baixa fertilidade
natural é a rochagem que consiste em utilizar os resíduos da extração de minérios
como fonte de nutrientes para as plantas e como corretivo aos solos de acidez elevada.
A região nordeste do Brasil foi pioneira na técnica da rochagem e nos últimos vinte
anos pequenos agricultores vêm testando e utilizando o pó de rocha na agricultura.
Além disso, o estado da Bahia apresenta uma diversificada combinação de recursos
minerais e petrológicos em franco processo de exploração. Nas áreas de exploração
desses recursos naturais é comum o acúmulo de rejeitos que são armazenados em
áreas de aterros, constituindo-se numa preocupação econômica e ambiental. A
incorporação desses rejeitos ao solo é uma alternativa viável, ambientalmente segura e
de baixo custo. No entanto esse uso é feito mediante uma experimentação empírica e
poucos são os relatos encontrados no meio científico relacionados, a essa temática.
A utilização de pó de rocha, além de ser uma fonte de nutrientes para
espécies perenes, pode equilibrar o pH do solo e promover a atividade microbiana
(MELAMED et al., 2007). O pó de rocha é um composto natural (farinha de rochas
intemperizadas, enriquecida e orgânica) formado por diversos minerais de interesse
agronômico, os quais sofreram modificações por milhões de anos, sendo solúveis em
água e que se tornam em parte disponíveis para as plantas. A outra parte se encontra
em diferentes estágios de intemperização, e os minerais tornam-se solúveis à medida
que interagem com a matéria orgânica do solo. No entanto, há poucos relatos na
literatura sobre a influência do pó de rocha na interação com os fungos micorrízicos
arbusculares (FMAs) e sua influência sobre o crescimento de espécies herbáceas.
15
4. MATERIAL E MÉTODOS
4.1. Obtenção das plantas
Mudas de Pogostemon cablin (Blanco) Benth. foram produzidas através de
ramos caulinares apicais (cerca de 15 cm de comprimento e 3 folíolos) pelo método de
estaquia (Figura 2) no Horto de Plantas Medicinais da Universidade Estadual de Santa
Cruz – UESC e transferidas para a Casa de Vegetação da UESC .
Figura 2. Produção das mudas de patchouli através de estaquia, em casa de vegetação. UESC, Ilhéus, BA, 2010.
4.2. Delineamento experimental, montagem e condução do experimento
O delineamento experimental foi de blocos inteiramente casualizados em um
arranjo fatorial, com dois fatores e cinco doses do pó de rocha ‘MB4’ (MB) (MB0 = 0,
MB1 =2 g.dm-3, MB2 = 4 g.dm-3, MB3 = 8 g.dm-3, MB4 = 16 g.dm-3) e do efluente de
biodigestor (E) (E0 = 0, E1 = 18,75 mg.dm-3, E2 = 37,5mg.dm-3, E3 = 75 mg.dm-3, E4 =
150mg.dm-3 de N contido no efluente), com 4 repetições cada. As mudas de patchouli
foram transplantadas para vasos contendo 6 dm3 de um substrato (Figura 3), composto
de areia lavada e Latossolo Vermelho-Amarelo previamente caracterizado (Tabelas 2 e
3) na proporção de 1:1.
16
Figura 3. Mudas de patchouli com cerca de quinze dias em vasos de 6 dm 3 dentro de casa de vegetação. UESC, Ilhéus, BA, 2010. Tabela 2. Características químicas iniciais (antes do experimento) do Latossolo Vermelho-Amarelo solo coletado na Fazenda Jassy, localizada no município de Arataca - Ba.
Amostra pH pH MO P K Ca Mg Na Al H + Al SB CTC S V
CaCl2 H2O g kg-1 mg dm-3 cmolc dm-3 %
Solo inic. 3,8 4,3 1,5 9,0 0,04 0,7 0,5 7,0 1,9 13,5 1,24 14,74 4,05 8,41 MO = matéria orgânica; H + Al = acidez potencial; SB = soma de bases; CTC = capacidade de troca catiônica; S = SMA das bases; V = saturação de bases.
Tabela 3. Características físicas iniciais (antes do experimento) do Latossolo Vermelho-Amarelo solo coletado na Fazenda Jassy, localizada no município de Arataca - Ba.
Amostra Areia grossa
Arei a fina
Areia total Silte Argila Classificação textural
Solo inicial 25,8 8,3 34,1 18,5 47,4 Argila
17
Antes do experimento também foi realizada a análise química e
granulomética do pó de rocha MB4 (Tabela 4) e a análise química do efluente de
biodigestor (Tabela 5) que foram utilizados.
Tabela 4. Características químicas e granulométricas do pó de rocha MB4 utilizado no experimento.
Amostra CaO Óxido de S CaCO MgCO Carbo -
nato de S PRNT PN Sílica insol. Pen.10 Pen.20 Pen.50
Pó de rocha MB4 80,0 21,82 15,75 32,29 48,04 37,67 41,60 50,22 99,81 96,43 80,04
As doses do pó de rocha MB4 utilizadas foram baseadas em experimento
prévio de curva de incubação (PINHEIRO et al., 2008) com a mesma classe de solo
coletado na mesma área (Fazenda Jassy).
Tabela 5. Características químicas do efluente de biodigestor utilizado no experimento.
Amostra pH Ca Mg N
K2O K2O P2O5 P2O5
C MO D C/N Fe Zn Cu Mn Total Sol Total Ac 2%
H2O % g cm-3 Ppm
Efluente 7,8 0,04 0,02 0,33 0,24 - 0,03 7,8 12,46 1,0462 38,63 26 4 1 3
As doses dos efluentes foram aplicadas a partir do dia 1º de Abril de 2010 e
periodicamente reaplicadas a cada 15 dias, totalizando 4 aplicações ao final do
experimento.
O cálculo do volume de efluente aplicado nos vasos foi realizado
considerando a exigência em nitrogênio da cultura do patchouli que é de 150 kg.ha-1
(SINGH; RAO, 2009), o que corresponde a 75 mg.dm-3 de N (dose “central” – E3).
Foram propostas e calculadas uma dose imediatamente acima e duas abaixo desse
valor. Para exemplificar, segue abaixo o cálculo para o volume de efluente que foi
aplicado ao longo dos 60 dias de experimento para a dose “central”, levando-se em
consideração o teor de N presente no efluente e o requerimento de N da cultura:
Se o biofertilizante fornece 0,33% de N, então:
...................................330 mg de N ------------- 100 mL do biofertilizante
450 mg de N (75 mg x 6 dm-3 do substrato) --- X ml
X = 136,36 mL do efluente por vaso.
18
A produção de massa seca da parte aérea, o grau de colonização
micorrízica e o teor do óleo essencial das plantas foram avaliados após 60 dias de
crescimento das plantas de patchouli ao final do experimento.
4.3. Avaliação da produção de massa seca da parte a érea
Após a colheita do experimento as plantas foram separadas em folha, galhos
e raízes, sendo as folhas e galhos, submetidos à secagem em estufa de ventilação
forçada a 40 ºC até peso constante. Após isso, a parte aérea das plantas foi
fragmentada e pesada em balança eletrônica de precisão.
4.4. Avaliação do grau de colonização micorrízica
Para a porcentagem de colonização micorrízica, amostras das raízes de
patchouli foram clarificadas e coradas utilizando a metodologia de Phillips e Hayman
(1970) modificadas, e, então submetidas ao método de placa riscada (GIOVANNETTI &
MOSSE, 1980). Logo abaixo, é descrito o procedimento metodológico empregado para
o clareamento e a coloração das raízes de patchouli.
Foram selecionadas as raízes mais finas de patchouli, que geralmente são
as mais densamente colonizadas pelos FMAs. As raízes foram lavadas em uma
peneira com água de torneira para remover todas as partículas do substrato. Após a
lavagem, as raízes foram armazenadas em recipientes de vidro contendo etanol 50%
para sua conservação. Para o clareamento das raízes (remoção dos pigmentos e do
conteúdo citoplasmático das células) foi utilizada uma solução de NaOH a 10%,
acondicionando as raízes em cassetes plásticos, os quais foram submergidos na
solução alcalina em um béquer sobre placa aquecedora (80 - 90 ºC). O processo de
clareamento, o qual é indicado pela coloração marrom da solução, geralmente ocorreu
em 20 min. Os cassetes foram retirados do béquer e lavados (5X) com água de torneira
em abundância.
Para a coloração das raízes, os cassetes plásticos foram submergidos em
solução de tinta preta para caneta tinteiro (57 ml de tinta misturada em 1 L de ácido
acético à 5%) em um béquer que foi levado à placa aquecedora por 1 min. O excesso
de corante foi retirado com auxílio de peneira em água corrente e as raízes coradas
foram armazenadas em recipientes devidamente identificados contendo lactoglicerol
(proporção 1:1:1 em volume de ácido lático, glicerina e água) até a observação da
colonização micorrízica, a qual foi realizada sob estereomicroscópio (lupa) no aumento
de 40X (Figura 4).
19
Os dados obtidos para a porcentagem de colonização micorrízica foram
transformados para arco seno da raiz quadrada para assegurar a homogeneidade das
variâncias e submetidos à análise de variância.
Figura 4. Esquema do método utilizado para a avaliação do grau de colonização micorrízica das raízes de patchouli, realizada no Laboratório de Química e Fertilidade de solos. UESC, Ilhéus, BA, 2010. Extraído e modificado de http://invam.wvu.edu/.
4.5. Extração do óleo essencial
As extrações de óleo essencial da biomassa fresca foliar foram realizadas
utilizando aparelho Clevenger, em balão de 3 L contendo 1.500 ml de água destilada
(Figura 5). O hidrolato obtido em 1 h de extração foi colocado em funil de separação e
foi adicionado 10 mL de diclorometano em cada lavagem (uma no balão de 3 L as
outras duas no funil de separação), totalizando 30 mL de diclorometano, visando
separar a fase aquosa da fase orgânica. Após foi adicionado sulfato de sódio anidro,
para retirar a umidade da amostra. O hidrolato foi colocado em frasco de vidro
previamente coberto com papel laminado, pesado em balança analítica, e depositado
em capela para evaporação do diclorometano. Com a evaporação deste, restou apenas
o óleo essencial, que foi novamente pesado e por diferença foi obtido o peso do óleo.
Amostras de folhas para determinação do teor de umidade foram pesadas e colocadas
20
em sala com desumidificador até peso constante. O teor de óleo essencial foi calculado
com base na biomassa seca.
Teor de óleo = Quantidade do óleo em 100 gramas (%)
Rendimento = Teor x Biomassa (peso de óleo / planta) ou (peso de óleo / área)
Figura 5. Aparelho Clevenger com balão de vidro de 3 L utilizado na extração de óleo essencial das folhas do patchouli. UESC, Ilhéus, BA, 2010.
4.6. Análises estatísticas
Análises de variância, testes de média e análises de regressão e contraste
foram realizados para comparar os efeitos das doses de do pó de rocha e do efluente
de biodigestor sobre os parâmetros avaliados nas plantas.
21
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO
5.1. Análise do crescimento das plantas
O patchouli é uma planta muito delicada que exige uma adubação adequada
e equilibrada. Dentre os macronutrientes, o nitrogênio e o potássio são os mais
exigidos e os mais utilizados pela planta durante o ciclo de desenvolvimento.
Geralmente o biofertilizante enriquece quimicamente o solo e controla sua
acidez, como aconteceu neste experimento. Essa ação se deve à capacidade do
biofertilizante reter bases, pela formação de complexos orgânicos e pelo
desenvolvimento de cargas negativas.
Após o crescimento das plantas durante o período experimental foram
verificadas diferenças estatisticamente significativas para as médias de massa seca da
parte aérea, das folhas e dos caules do patchouli submetido às diferentes doses do pó
de rocha fosfática e do efluente de biodigestor. A interação desses dois compostos
resultou em padrões comportamentais diferenciados no crescimento das plantas de
patchouli (Figuras 6 e 7).
22
Dose de MB4 (g dm-3)
Figura 6. Gráficos individuais para as diferentes doses do efluente aplicadas às plantas de patchouli e os valores médios de biomassa da parte aérea destas (as barras representam o desvio padrão, n = 4) em função das doses de pó de rocha aplicadas. A linha pontilhada representa a regressão polinomial que melhor se adaptou ao comportamento das plantas conforme os tratamentos aplicados. A função que as descreve (E0 = sem aplicação do efluente; E1 = 18,75 mg.dm-3, E2 = 37,5 mg.dm-3, E3 = 75 mg.dm-3, E4 = 150 mg.dm-3) está à direita logo acima dos valores para teste F e do p fornecidos pelo quadro localizado no canto inferior direito da figura.
As linhas de tendência das regressões polinomiais apresentadas na Figura 6
demonstram a variabilidade no comportamento de crescimento das plantas de
patchouli submetidas às doses do efluente em função da aplicação do pó de rocha
fosfática. Observando-se essas linhas de tendência fica evidente que, de maneira
geral, o aumento da dosagem do pó de rocha que foi incorporado ao substrato
provocou comportamentos de crescimento variados no patchouli.
Quando analisada a tendência do crescimento das plantas para cada dose
do fosfato de rocha em função das dosagens crescentes do efluente foi observado dois
padrões diferentes para o crescimento do patchouli (Figura 7).
Mas
sa s
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) em
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0 2 4 8 160
1
2
3
4
5
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0 2 4 8 16 0 2 4 8 16
0 2 4 8 160
1
2
3
4
5
6
0 2 4 8 16
E0 MSPA: F(4,10) = 128,925089, p = 0,00000001E1 MSPA: F(4,10) = 45,6099731, p = 0,000002E2 MSPA: F(4,10) = 3,43132322, p = 0,0518E3 MSPA: F(4,10) = 46,5912523, p = 0,000002E4 MSPA: F(4,10) = 45,7472378, p = 0,000002
E0 = 0,9671-0,2559*x+0,1088*x^2E1 = -1,9349+3,3959*x-0,5367*x^2E2 = 3,2016-0,509*x+0,1237*x^2E3 = 6,3819-2,8315*x+0,494*x^2E4 = 2,2759+0,2037*x+0,0364*x^2
Média ±0,95*SD Dose 4 do ef luenteDose 3 do ef luente
Dose 0 do efluente Dose 2 do efluenteDose 1 do ef luente
23
Dose de N (mg . dm-3) provindo do efluente
Figura 7. Gráficos individuais para as diferentes doses do MB4 aplicadas às plantas de patchouli e os valores médios de biomassa da parte aérea destas (as barras representam o intervalo de confiança) em função das doses de N do efluente aplicadas. A linha pontilhada representa a regressão polinomial que melhor se adaptou ao comportamento das plantas conforme os tratamentos aplicados. A função que as descreve (MB0 = 0 MB1 = 2 g dm-3, MB2 = 4 g dm-3, MB3 = 8 g dm-3, MB4 = 16 g dm-3 do pó de rocha) está à direita logo acima dos valores para teste F e do p fornecidos pelo quadro localizado no canto inferior direito da figura.
A principal razão para a capacidade de fertilização do biofertilizante
encontra-se no fato da digestão da biomassa que ocorre no interior do biodigestor
diminuir drasticamente o teor de carbono presente na mesma. De acordo com
Sganzerla (1983), isto ocorre porque, na biodigestão, a matéria orgânica perde
exclusivamente carbono sob as formas de CH4 (metano) e CO2 (gás carbônico).
Ocorre, portanto, o aumento do teor de nitrogênio e demais nutrientes, devido à perda
do carbono e, consequentemente, diminuição na relação C/N do efluente, além do fato
do próprio biofertilizante conter alguns nutrientes já solubilizados.
As linhas de tendência das regressões polinomiais apresentadas na Figura 7
mostram um padrão de crescimento que é resultado da maior produção de massa seca
da parte aérea das plantas conforme foi elevada a dosagem do efluente aplicado ao
24
solo. Um segundo padrão de crescimento foi caracterizado pelo aumento na produção
de biomassa da parte aérea conforme ia elevando-se as dosagens do efluente
aplicadas até um determinado ponto (especialmente na maior dose do efluente) a partir
do qual as plantas apresentaram nova redução na produção de ramos e folhas. Isso
sugere que há uma dosagem ótima para o efluente quando da aplicação concomitante
de 2 e 8 mg dm-3 do pó de rocha. Esse comportamento, em que o modelo quadrático é
o que melhor se ajusta, e o que melhor explica o crescimento das plantas é
relativamente comum para diversas espécies vegetais que são submetidas a diferentes
doses de fertilizantes químicos (FERNANDES, 2006).
Em uma generalização para os dados obtidos pela aplicação do efluente e
do pó de rocha ao patchouli, observa-se ainda que nas maiores doses do biofertilizante
houve aumento na produção de biomassa das plantas (Figura 7). Esse comportamento,
entretanto, não foi evidenciado para o pó de rocha, em que mesmo as maiores
dosagens aplicadas não acarretaram no crescimento estatisticamente diferente das
plantas, exceção feita ao tratamento em que não foi aplicado nas plantas o efluente do
biodigestor (Figura 6).
Uma possível explicação para a não evidencia da ação positiva do pó de
rocha encontra-se no tempo de crescimento das plantas de patchouli (90 dias), uma
vez que esse tipo de material exige um intervalo de tempo maior para os nutrientes
serem disponibilizados para as plantas, devido à baixa solubilidade do pó de rocha.
Isso acarreta em incorporação lenta dos nutrientes para a solução do solo e
consequentemente baixa disponibilidade para absorção radicular.
As médias das variáveis biométricas mensuradas para as plantas de
Pogostemon cablin (incrementos em altura, diâmetro, número de folhas e produção de
biomassa) diferiram significativamente sob o efeito da aplicação do MB4 aplicadas nas
diferentes doses do efluente de biodigestor. As análises de regressão indicaram que
houve aumentos significativos. Esses resultados indicam que esta espécie é
responsiva ao uso do pó de rocha e biofertilizante.
Resultados positivos da influência do MB4 sobre a produção vegetal foram
encontrados por Pinheiro e Barreto (2000), que relataram o uso de MB4 como
fertilizantes nas culturas da uva Itália; do arroz irrigado e do feijão, proporcionando
aumentos da ordem de 33%, 20% e 58% respectivamente, além de atuar como
promotor da resistência vegetal contra enfermidades.
Em trabalho realizado com orégano (Origanum vulgare L.) com objetivo de
avaliar os efeitos de diferentes doses dos adubos orgânicos bovinos e aves no
25
crescimento destas plantas, teor, rendimento e qualidade do óleo essencial foi
observado que as doses de adubos bovino e avícola influenciaram significativamente
no crescimento das plantas, rendimento e composição química do óleo de orégano
(CORRÊA, et al. 2010).
Quando se compara a interação entre as doses do pó de rocha com as do
efluente para o parâmetro massa seca das folhas do patchouli (Figura 8) observa-se
que as doses em torno de 75 mg dm-3 de N provindos do efluente, para todas as doses
de pó de rocha testadas, apresentaram, em geral, as maiores médias.
0 18,75 37,5 75 150
Dose de N (mg dm-3) provindo do efluente
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Mas
sa s
eca
das
folh
as (
g)
sem adição de pó de rocha 2 g.dm-3 de pó de rocha 4 g.dm-3 de pó de rocha 8 g.dm-3 de pó de rocha 16 g.dm-3 de pó de rocha
Figura 8. Valores médios (pontos) e erros padrão (barras) para a massa seca das folhas das plantas de patchouli submetidas às doses de N provindas do efluente em cada uma das cinco doses do pó de rocha fosfática (linhas) testadas.
A interação entre as doses do pó de rocha com as do efluente para o
parâmetro massa seca dos caules do patchouli (Figura 9) reiteradamente demonsrou
que as doses em torno de 75 mg dm-3 de N provindos do efluente, para todas as doses
de pó de rocha testadas, apresentaram, em geral, as maiores médias.
26
0 18,75 37,5 75 150
Dose de N (mg dm-3) provindo do efluente
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
4,5
5,0
5,5
Mas
sa s
eca
do c
aule
(g)
Sem adição de pó de rocha 2 g.dm-3 de pó de rocha 4 g.dm-3 de pó de rocha 8 g.dm-3 de pó de rocha 16 g.dm-3 de pó de rocha
Figura 9. Valores médios (pontos) e erros padrão (barras) para a massa seca do caule das plantas de patchouli submetidas às doses de N provindas do efluente em cada uma das cinco doses do pó de rocha fosfática (linhas) testadas.
Analisando a regressão utilizando-se o modelo quadrático, observou-se que,
para os fatores dependentes biomassa seca de folhas e biomassa seca de caule do
patchouli (Figuras 8 e 9) a melhor dosagem para o pó de rocha fosfática situou-se em
torno de 8 g dm-3 adicionado ao solo.
Nas condições climáticas de Ilhéus, a elevada temperatura influenciou
diretamente no desenvolvimento do patchouli durante a condução do experimento,
causando o pendoamento, sendo este, observado com mais evidência na testemunha
(controle sem aplicação de biofertilizante e pó de rocha fosfática), devido ainda,
provavelmente à influência da deficiência nutricional.
5.2. Avaliação do grau de micorrização
As raízes do patchouli no experimento em que foram testadas as doses do
pó de rocha e do efluente apresentaram-se geralmente colonizadas por hifas intra e
extraradiciais e por inúmeros arbúsculos (Figura 10). Morfologicamente as micorrizas
presentes nas raízes do patchouli tiveram semelhança com as da série Arum a qual
predomina na maioria das plantas herbáceas (SMITH; SMITH, 1997).
27
Figura 10. Micrografias fotônicas mostrando a morfologia das micorrizas encontradas no patchouli. A. Vista geral de um segmento de raiz colonizado por arbúsculos (ponta de seta) de fungos micorrízicos com as suas hifas extraradiciais (seta). B. Os arbúsculos (pontas de seta) estavam presentes no interior das células corticais e as hifas extra raízes (seta) possuíam ramificações. C. Detalhe do hifopódio (seta) formado por uma hifa extraradicial (ponta de seta) no local de penetração de uma raiz com tricomas (*) e densamente colonizada pelo fungo. D. Detalhe de arbúsculos (setas) bastante ramificados presentes no interior das células corticais. E. Detalhe de um dos arbúsculos da imagem anterior, onde podem ser observadas suas diversas ramificações. F. Esporos de fungo micorrízico arbuscular formados pelas hifas extraradiciais.
* *
A B
C D
E F
28
Nesse tipo micorrízico ocorrem com freqüência arbúsculos densamente
ramificados, como os que podem ser vistos nas Figuras 10D e 10E. Os arbúsculos são
a interface onde ocorre a troca de nutrientes entre o fungo e a planta hospedeira
(SMITH; READ, 1997). O hifopódio, ponto de entrada da hifa na raiz, também pode ser
observado (Figura 10C), além de esporos formados pelas hifas extraradiciais (Figura
10F). Todas essas estruturas são características dos fungos micorrízicos arbusculares
(SMITH; READ, 1997).
Foi observado que para o grau de colonização micorrízica das raízes do
patchouli a interação entre as doses do pó de rocha e do efluente do biodigestor foi
significativa, portanto, optou-se por analisar esses dados pela metodologia de
superfície de resposta (Figura 11). A equação quadrática obtida para esse modelo
também é apresentada na Figura 11, onde se observa também que a dose de 75 mg
dm-3 de N provindos do efluente e de 8 g dm-3 adicionado ao solo do pó de rocha
fosfática resultou em maiores valores para o grau de colonização micorrízica das raízes
do patchouli.
Figura 11. Colonização micorrízica em raiz de patchouli submetida à adubação com efluente de biodigestor e pó de rocha (MB-4). UESC, Ilhéus, BA, 2010.
29
Plantas de patchouli respondem positivamente à inoculação com FMAs.
Trabalho realizado por Arpana e colaboradores (2008) aonde foram testados onze
espécies de fungos micorrízicos arbusculares em mudas de Pogostemon cablin,
demonstraram que de forma geral todas as espécies de fungos inferiram positivamente
e com os resultados significativos para altura, número de ramos, propagação de
plantas, biomassa das plantas e teor de P nas plantas cultivadas em casa de
vegetação. Glomus eutunicatum apresentou-se como a espécie mais promissora para
a produção de biomassa e teor de óleo essencial.
Para outras plantas produtoras de óleo essencial, a influência dos FMAs é
positiva, como o relatado por Portugal e colaboradores (2006) para a produção de
massa seca de folhas de estévia (Stevia rebaudiana), a qual foi influenciada por
Glomus intraradices, Glomus etunicatum e Acaulospora sp. Esses estudos corroboram
os resultados obtidos em patchouli submetido a doses de biofertilizante e de pó de
rocha MB4, que apresentou alto grau de colonização micorrízica nessa planta
produtora de óleo essencial.
30
5.3. Teor de óleo essencial
Quanto a produção de óleo essencial pelas folhas do patchouli, os valores obtidos
com as doses de 18,75 e 37,5 mg dm-3 do efluente combinado com a dose de 8 g dm-3 do pó
de rocha fosfática apresentaram os maiores rendimentos.
0 2 4 8 16
Dose de rocha fosfática (g . dm-3)
0,00
0,01
0,02
0,03
0,04
0,05
0,06
Qua
ntid
ade
de ó
leo
esse
ncia
l (g
. 1 g
pla
nta
-1) Sem aplicação do efluente
Dose 1 do efluente Dose 2 do efluente Dose 3 do efluente Dose 4 do efluente
Figura 12. Valores médios (pontos) e erros padrão (barras) para a quantidade de óleo essencial em 1 g de biomassa das plantas de patchouli submetidas às doses do efluente (Dose 1 = 18,75 mg.dm-3; Dose 2 = 37,5 mg.dm-3; Dose 3 = 75 mg.dm-3; Dose 4 = 150 mg.dm-3de N) e em função das doses do pó de rocha fosfática aplicadas.
As maiores doses do efluente (75 e 150 mg dm-3) não resultaram em
aumento na produção do óleo essencial do patchouli. A influência de adubos orgânicos
sobre a produção de óleo essencial pode ser variável entre as espécies vegetais e
condições de cultivo. O uso da cama de frango como adubo orgânico para a produção
de óleo essencial em manjericão (Ocimum basilicum) não resultou em diferenças
significativas entre as cinco doses testadas (LUZ et al., 2005). Resultados similares
foram observados por Nalepa e Carvalho (2007) em camomila (Chamomilla recutita) e
por Souza et al. (2010) para Lippia citriodora onde os teores de óleo essencial não
foram afetados pelo uso de adubos orgânicos.
31
6. CONCLUSÃO
A resposta ao uso concomitante do pó de rocha e do efluente de biodigestor
das plantas do patchouli foi significativa para a produção de biomassa da parte aérea e
de óleo essencial.
A colonização micorrízica foi elevada, principalmente para as maiores doses
do efluente.
As quantidades de óleo essencial nas folhas de patchouli foram mais altas
nas menores doses (18,75 e 37,5 mg dm-3) do efluente aplicado.
32
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