UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS Faculdade de...
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos Tese Efeitos da adubação fosfatada em soja convencional e transgênica sobre características agronômicas e nutricionais Tatiane Scilewski da Costa Zanatta Pelotas, 2015
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS
Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel
Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos
Tese
Efeitos da adubação fosfatada em soja convencional e transgênica sobre
características agronômicas e nutricionais
Tatiane Scilewski da Costa Zanatta
Pelotas, 2015
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Tatiane Scilewski da Costa Zanatta
Efeitos da adubação fosfatada em soja convencional e transgênica sobre
características agronômicas e nutricionais
Tese apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos da Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel como requisito parcial à obtenção do título de Doutor em Ciência e Tecnologia de Alimentos.
Orientador: Prof. Dr. Álvaro Renato Guerra Dias
Coorientadora: Dra. Roberta Manica-Berto
Pelotas, 2015
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Tatiane Scilewski da Costa Zanatta
Efeitos da adubação fosfatada em soja convencional e transgênica sobre características agronômicas e nutricionais
Tese aprovada, como requisito parcial, para obtenção do grau de Doutor em Ciência e Tecnologia de Alimentos, Programa de Pós-Graduação Ciência e Tecnologia de Alimentos, Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel, Universidade Federal de Pelotas.
Data da Defesa:13 de fevereiro de 2015.
Banca examinadora:
Prof. Dr. Álvaro Renato Guerra Dias (Orientador). Doutorado em Tecnologia de Alimentos pela ela Universidade Estadual de Campinas, Unicamp, Brasil. Prof. Dr. Moacir Cardoso Elias. Doutor em Agronomia pela Universidade Federal de Pelotas, UFPel, Brasil. Prof. Dr. Maurício de Oliveira. Doutor em Ciência e Tecnologia Agroindustrial pela Universidade Federal de Pelotas, UFPel, Brasil. Dr. Rafael de Almeida Schiavon. Doutor em Ciência e Tecnologia de Alimentos pela Universidade Federal de Pelotas, UFPel, Brasil. Dr. Sandro Daniel Nornberg. Doutor em Fitossanidade pela Universidade Federal de Pelotas, UFPel, Brasil.
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A Deus.
À milha família.
Dedico.
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Agradecimentos
Num tempo em que Deus e Ciência parecem tão distantes, ainda que às
vezes seus caminhos se cruzem, agradeço a Ele por todos os momentos em que
carregou-me no colo, não permitindo que eu me afastasse de meu propósito.
À minha mãe, Teresinha, agradeço pelo amor incondicional e por todos os
sacrifícios que fez para que eu chegasse a este momento, exemplo de caráter e
honestidade.
Ao meu amado esposo, Jocemar, por ser tão importante na minha vida.
Sempre ao meu lado, me pondo para cima e me fazendo acreditar que posso mais
que imagino. Devido ao seu companheirismo, amizade, paciência, compreensão,
apoio, alegria e amor, este trabalho pôde ser concretizado. Obrigada por ter feito do
meu sonho uma realidade.
Ao meu filho Lorenzo, razão da minha vida e do meu esforço. Mesmo não
entendendo minhas ausências e as trocas de escola, sabia que era algo muito
importante para mim. Obrigada pelos abraços e beijinhos que me deram mais força
para seguir. Que eu sempre possa ser motivo de seu orgulho. Te amo!
Ao meu orientador Prof. Álvaro Renato Guerra Dias, pelos ensinamentos,
paciência e compreensão.
À Roberta Mânica-Berto, exemplo de profissionalismo e caráter. Pedra
fundamental neste trabalho; sem você seria impossível conseguir esta vitória.
Obrigada por tudo que fez por mim....e por muito mais!
Aos professores Moacir Cardoso Elias, Cesar Valmor Rombaldi, Fábio Clasen
Chaves, Manoel Artigas Schirmer, Maurício Oliveira, Ângela Maria Fiorentini,
Leonardo Nora e Wladimir Padilha da Silva que desempenharam com dedicação as
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aulas ministradas. Agradeço à amizade, incentivo, paciência e contribuição no meu
desenvolvimento profissional.
Ao colega Cristiano Ferreira Dietrich, obrigada por estar sempre disposto a
ajudar, sem sua colaboração este trabalho não seria possível.
À Joana Maria Leite de Sousa, pela amizade e companheirismo.
À Universidade Federal de Pelotas (UFPel), em especial ao Departamento de
Ciência e Tecnologia Agroindustrial (DCTA), Professores, Alunos e Funcionários,
pela amizade, apoio e suporte fornecidos para a realização deste trabalho.
Aos Mantenedores e Diretores da Faculdade de Balsas (Unibalsas) pelo
incentivo, apoio e por entenderem que se tratava de um sonho.
A todos que contribuíram para a realização deste trabalho.
Obrigada de coração!
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“Um pouco de Ciência nos afasta de Deus. Muito, nos aproxima.”
Louis Pasteur
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Resumo
ZANATTA, Tatiane Scilewski da Costa. Efeitos da adubação fosfatada em soja convencional e transgênica sobre características agronômicas e nutricionais. 2015. 124f. Tese (Doutorado) – Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos. Universidade Federal de Pelotas, Pelotas.
A soja é um alimento funcional devido aos benefícios à saúde proporcionados por compostos bioativos. Além do genótipo, outros fatores podem contribuir para modificar esses compostos, como o uso de cultivares modernas e as condições ambientais durante o ciclo produtivo. O experimento foi conduzido a campo, na estação de cultivo 2011/12, em áreas comerciais, localizadas em Tasso Fragoso/MA e Balsas/MA. O trabalho está estruturado em dois estudos. No Estudo 1 objetivou-se avaliar o desempenho agronômico de variedades de soja convencional e transgênica cultivadas em diferentes regiões submetidas a doses crescentes de fósforo. Para isso, foi realizado um experimento utilizando delineamento experimental de blocos completos casualizados em esquema trifatorial, com quatro repetições. Para o fator A foi atribuído as microrregiões (Serra do Penitente e Pé de Galinha); ao fator B as cultivares de soja (uma convencional, BRS Sambaíba e outra transgênica, Msoy 9144 Roundup Ready - RR); e, ao fator C as doses de fósforo (0; 60; 120 e 240 kg de P2O5 ha-1 no sulco de semeadura, na forma de Superfosfato Triplo). O nitrogênio responde positivamente a dose de 120 kg P2O5 ha-1 na microrregião Serra do Penitente e negativamente na microrregião Pé de Galinha. Enquanto que o manganês demonstra comportamento inverso. A soja cultivada na microrregião Serra do Penitente apresenta teor de ferro e produtividade de grãos superior a soja oriunda da microrregião Pé de Galinha. Para a variável peso de mil grãos nas duas microrregiões, a soja transgênica superou a soja convencional. Na comparação de microrregiões, em ambas as cultivares, a Serra do Penitente deteve os melhores resultados. No Estudo 2 avaliou-se grãos de soja, e, também no óleo, o perfil de ácidos graxos e os teores de tocoferois em função de diferentes doses de fósforo para duas microrregiões. Para isso, foi realizado um experimento utilizando delineamento experimental de blocos completos casualizados arranjados em esquema bifatorial, com quatro repetições. Para o fator A foi atribuído as cultivares de soja (uma convencional, BRS Sambaíba e outra transgênica, Msoy 9144 Roundup Ready - RR); e, ao fator B as doses de fósforo (0; 60; 120 e 240 kg de
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P2O5 ha-1 no sulco de semeadura, na forma de Superfosfato Triplo). Tanto na microrregião Pé de Galinha quanto na Serra do Penitente a soja convencional teve maiores teores de β-glicosídeos, malonilglicosídeos, gliciteína, genisteína quando comparada a transgênica, que caracterizou maior teor de daidzeína em ambas as microrregiões. Quanto às doses, as maiores respostas foram obtidas nas isoflafonas e nos ácidos graxos para 120 e 240 Kg ha de P2O5, independente de local e cultivar. A altitude foi responsável por diferenciar as duas microrregiões, influenciando diretamente em maiores teores de proteína, lipídeo, carotenoides totais e γ - tocoferol na microrregião Serra do Penitente e, de ácido fítico e δ - tocoferol na microrregião Pé de Galinha.
Palavras-Chave: compostos bioativos; parâmetros nutricionais; metabolismo secundário.
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Abstract
ZANATTA, Tatiane Scilewski Costa. Effects of phosphorus fertilization in
conventional and transgenic soybean on agronomic and nutritional
characteristics. 2015. 124f. Thesis (Ph.D.) - Graduate Program in Food Science
and Technology. Federal University of Pelotas, Pelotas.
Soybean is a functional food because of the health benefits provided by bioactive
compounds. In addition to genotype, other factors may contribute to modify these
compounds, as the use of modern cultivars and the environmental conditions during
the production cycle. The experiment was conducted in the field, in the 2011/12
growing season, in commercial areas, located in Tasso Fragoso / MA and Balsas /
MA. The work is structured in two studies. In Study 1 aimed to evaluate the
agronomic performance of varieties of conventional and transgenic soybean grown in
different regions exposed to increasing doses of phosphorus. For this, an experiment
was conducted using a randomized complete block in factorial arrangement with four
replications. For factor A was assigned the micro (Serra do Penitente and Pé de
Galinha); In factor B the soybean cultivars (conventional, BRS Sambaíba and other
transgenic, Msoy 9144 Roundup Ready - RR); and at the C factor P doses (0, 60,
120 and 240 kg P2O5 ha-1 in the planting furrow in the form of Triple
superphosphate). Nitrogen responds positively to 120 kg P2O5 ha-1 in the micro Serra
do Penitente and negatively in the micro Pé de Galinha. While manganese
demonstrates opposite behavior. The soybeans grown in the micro Serra do
Penitente has iron content and productivity of higher grain to soy from the micro Pé
de Galinha. For the variable thousand kernel weight in two micro, transgenic
soybeans surpassed conventional soybeans. In micro-regions comparison, in both
cultivars, the Serra do Penitente held the best results. In Study 2 soybeans was
evaluated, and also in oil, fatty acid profile and tocopherols contents for different
phosphorus levels for two micro-regions. For this, an experiment was conducted
using a randomized complete block arranged in a factorial scheme, with four
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replications. For factor A was assigned the soybean cultivars (conventional, BRS
Sambaíba and other transgenic, Msoy 9144 Roundup Ready - RR); and at the B
factor P doses (0, 60, 120 and 240 kg P2O5 ha-1 in the planting furrow in the form of
Triple superphosphate). Both the Pé de Galinha micro as the Serra do Penitente
conventional soybeans had higher β-glycosides content, malonylglycosides, glycitein,
genistein compared GM, which characterized most daidzein content in both micro-
regions. As for the doses, the best results were obtained in isoflafonas and fatty
acids to 120 and 240 kg ha P2O5, regardless of location and cultivar. The altitude was
responsible for differentiating the two micro-regions, influencing directly in larger
protein, fat, total carotenoids and γ - tocopherol in micro Serra do Penitente and
phytic acid and δ - tocopherol in micro Pé de Galinha.
Keywords: bioactive compounds; nutritional parameters; secondary metabolism.
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Lista de Figuras
Revisão bibliográfica
Figura 1 Estrutura química de isoflavonas de soja........................................ 29
Figura 2 Estrutura básica do ácido fítico....................................................... 31
Estudo 1
Figura 1 Dados de temperatura mínima obtidos durante os meses de
11/2011 a 04/2012 juntamente as estações meteorológicas de
Fragoso (Serra do Penitente) e de Balsas (Pé de
Galinha)........................................................................................
69
Figura 2 Dados de temperatura máxima obtidos durante os meses de
11/2011 a 04/2012 juntamente as estações meteorológicas de
Fragoso (Serra do Penitente) e de Balsas (Pé de
Galinha)..........................................................................................
69
Figura 3 Precipitação pluviométrica (mm), diária, ocorrida entre os meses
de novembro de 2011 e abril de 2012, nas microrregiões dos
experimentos, juntamente as estações meteorológicas de
Fragoso (Serra do Penitente) e de Balsas (Pé de
Galinha)...........................................................................................
70
Figura 4 Teores de nitrogênio (g Kg-1) (A), manganês (mg dm-3) (B) e
enxofre (g Kg-1) (C) nas folhas das cultivares de soja BRS
Sambaíba (Sa) e Msoy 9144 RR (Ms) em função de diferentes
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doses de fósforo (0, 60, 120 e 240 Kg P2O5 ha-1) nas
microrregiões Serra do Penitente (Pn) e Pé de Galinha (Pe).........
76
Figura 5 Teores de fósforo (g Kg-1) (A) e potássio (g Kg-1) (B) nas folhas
das cultivares de soja BRS Sambaíba (Sa) e Msoy 9144 RR (Ms)
em função de diferentes doses de fósforo (0, 60, 120 e 240 Kg
P2O5 ha-1) nas microrregiões Serra do Penitente (Pn) e Pé de
Galinha (Pe)....................................................................................
78
Figura 6 Teor de cobre (mg dm-3) nas folhas (A), diâmetro (cm) (B) e
estatura de plantas (cm) (C) das cultivares de soja BRS
Sambaíba (Sa) e Msoy 9144 RR (Ms) em função de diferentes
doses de fósforo (0, 60, 120 e 240 Kg P2O5 ha-1) nas
microrregiões Serra do Penitente (Pn) e Pé de Galinha (Pé).........
81
Estudo 2
Figura 1 Médias mensais de temperatura mínima (A) e máxima (B) e
soma da precipitação pluviométrica (mm) mensal (C), entre os
meses de novembro de 2011 e abril de 2012, nas microrregiões
dos experimentos, obtidos juntamente as estações
meteorológicas de Fragoso (Serra do Penitente) e de Balsas (Pé
de Galinha)/MA................................................................................
92
Figura 2 Plotagem dos escores e das cargas da PC1-PC2 referente às
variáveis dependentes analisadas de forma separada para cada
microrregião, Pé de Galinha (A) e Serra do Penitente (B),
considerando as cultivares de soja convencional BRS Sambaiba
(BRS) e transgênica Msoy 9144 (Msoy) submetidas a diferentes
doses de fósforo (0, 60, 120 e 240 Kg ha de P2O5) e de forma
conjunta (C) mostrando a separação das
microrregiões...................................................................................
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15
Lista de Tabelas
Artigo 1
Tabela 1 Características químicas e físicas de amostras dos solos, antes
da instalação do experimento..........................................................
68
Tabela 2 Teores de nitrogênio (g Kg-1), manganês (mg dm-3) e enxofre (g
Kg-1) nas folhas das cultivares de soja BRS Sambaíba e Msoy
9144RR em função de diferentes doses de fósforo (0, 60, 120 e
240 Kg P2O5 ha-1) microrregiões Serra do Penitente e Pé de
Galinha............................................................................................
75
Tabela 3 Teores de fósforo (g Kg-1) e potássio (g Kg-1) nas folhas das
cultivares de soja BRS Sambaíba e Msoy 9144 RR em função de
diferentes doses de fósforo (0, 60, 120 e 240 Kg P2O5 ha-1), nas
microrregiões Serra do Penitente e Pé de Galinha.........................
77
Tabela 4 Teor de cobre (mg dm-3) nas folhas, diâmetro do caule (cm) e
estatura de plantas (cm) das cultivares de soja BRS Sambaíba e
Msoy 9144 RR em função de diferentes doses de fósforo (0, 60,
120 e 240 Kg P2O5 ha-1), nas microrregiões Serra do Penitente e
Pé de Galinha..................................................................................
80
Tabela 5 Teores de cálcio (g Kg-1), ferro e zinco (mg dm-3) nas folhas e
produtividade de grãos (sacos ha-1) em função de diferentes
microrregiões...................................................................................
82
Tabela 6 Peso de mil grãos (g) das cultivares de soja BRS Sambaíba e
Msoy 9144 RR em função de diferentes doses de fósforo (0, 60,
120 e 240 Kg P2O5 ha-1) nas microrregiões Serra do Penitente e
Pé-de-Galinha.................................................................................
83
16
Artigo 2
Tabela 1 Características químicas e físicas de amostras dos solos, antes
da instalação dos experimentos...................................................... 91
Tabela 2 Variáveis dependentes avaliadas no grão e no óleo de cultivares
de soja convencional BRS Sambaiba e transgênica Msoy 9144
em função de diferentes doses de fósforo para a microrregião Pé
de galinha/MA..................................................................................
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Tabela 3 Variáveis dependentes avaliadas no grão e no óleo de cultivares
de soja convencional BRS Sambaiba e transgênica Msoy 9144
em função de diferentes doses de fósforo para a microrregião
Serra do Penitente/MA....................................................................
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Lista de Abreviaturas e Siglas
Al Alumínio
BRS Variedade da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária
Ca Cálcio
CTC Capacidade de Troca de Cátions
H + Al Acidez potencial
K Potássio
m Saturação por alumínio
M.O. Matéria orgânica
Mg Magnésio
MSoy Variedade da Empresa Monsoy
P Fósforo
RR Roundup Ready
S Sul
SB Soma de Bases
V Saturação de Bases
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Sumário
1 Introdução....................................................................................................... 20
2 Revisão da Literatura..................................................................................... 22
2.1 O agronegócio soja..................................................................................... 22
2.2 Cultivo da soja em solos do Cerrado......................................................... 24
2.3 Absorção e utilização de fósforo............................................................... 25
2.4 Características bioquímicas e nutricionais............................................... 27
2.5 Ácido fítico................................................................................................... 31
2.6 Soja convencional versus soja transgênica............................................. 34
3 Projeto de pesquisa........................................................................................ 37
4 Estudo I: Efeitos da adubação fosfatada no desempenho agronômico
de soja convencional e transgênica................................................................
65
Resumo............................................................................................................... 65
4.1 Introdução.................................................................................................... 66
4.2 Material e Métodos....................................................................................... 67
4.3 Resultados e Discussão.............................................................................. 73
4.4 Conclusões................................................................................................... 83
Referências......................................................................................................... 84
5 Estudo II: Efeitos da adubação fosfatada em soja convencional e
transgênica sobre parâmetros de avaliação nutricional e compostos
bioativos.............................................................................................................. 88
Resumo............................................................................................................... 88
5.1 Introdução..................................................................................................... 89
5.2 Material e Métodos....................................................................................... 90
5.3 Resultados e Discussão.............................................................................. 99
19
5.4 Conclusões................................................................................................... 107
Referências ........................................................................................................ 108
Conclusões gerais............................................................................................. 114
Referências gerais............................................................................................. 115
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1 Introdução
A produção mundial de soja em 2013 foi de 276,4 milhões de toneladas,
sendo os principais países produtores, os Estados Unidos (32,4%), Brasil (29,6%),
Argentina (17,8%) e China (4,5%) (FAO, 2015). A soja (Glycine max [L.] Merr.) é a
cultura agrícola brasileira que mais cresceu nas últimas três décadas e corresponde
a 49% da área cultivada em grãos no País. O aumento da produtividade está
associado aos avanços tecnológicos e manejo. O grão é componente essencial na
fabricação de rações animais e encontra-se em franco crescimento com uso
crescente na alimentação humana (MAPA, 2015).
Embora seja uma das grandes responsáveis pelo desempenho econômico
brasileiro, sua produtividade oscila de ano a ano e de região a região, devido a
diversos fatores como: deficiência hídrica, pragas, doenças, fertilidade do solo,
dentre outros (PESKE; BAUDET; PESKE, 2009). Vários esforços têm sido dirigidos
para aumentar produtividade e diminuir os efeitos indesejáveis da soja, sejam por
melhoramento genético ou por meio de processos, mas poucas informações sobre a
influência das condições ambientais se tem disponível.
Segundo Petter et al. (2012), a eficiência no uso de fertilizantes está
intimamente associada às condições edafoclimáticas de cada região, afetando assim
a dinâmica do uso dos fertilizantes. Os nutrientes presentes no solo migram para
ambientes biologicamente dinâmicos de plantas e animais.
A qualidade desejada para a comercialização e processamento é oriunda
além dos fatores intrínsecos, como o genótipo, do manejo e das condições
ambientais durante o ciclo da cultura.
O consumo de soja tem sido incentivado, principalmente por seu elevado teor
protéico de qualidade nutricional adequada, baixo custo, alta disponibilidade,
21
excelente propriedade funcional no organismo e contínua inovação e
desenvolvimento de novos produtos alimentares (BAU et al., 2000).
Devido à importância da soja na alimentação humana e animal, fatores
qualitativos e quantitativos são determinantes no uso em produtos e subprodutos
desta oleaginosa. De grande importância nutricional, os compostos bioativos
desempenham diversas funções no organismo. Na alimentação humana, pesquisas
indicam a importância desses compostos para a saúde. Entretanto, há compostos
bioativos, como o ácido fítico, que é considerado fator antinutricional.
Atualmente, dispõe-se de poucas pesquisas que apontem os fatores que
determinam o desempenho da soja diante dos fatores edafoclimáticos,
principalmente quando se trata de compostos bioativos. Por isso a importância de
esclarecimentos sobre esta oleaginosa de grande respaldo econômico para o
agronegócio brasileiro. Surge então a necessidade de avaliar a dinâmica e a
interação entre nutrientes, genótipos e regiões no desempenho agronômico e
compostos bioativos. Estes são fatores a serem estudados para caracterizar os
grãos e o óleo de acordo com os interesses nutricionais e industriais.
Considerando a importância do cultivo de soja, a influência do fósforo na
fisiologia da cultura e o crescente uso de variedades transgênicas, o trabalho visa
estudar integradamente esses fatores, em condições de cultivo em duas altitudes no
Estado do Maranhão.
1.1 Objetivo geral
Estudar as características agronômicas e nutricionais de soja convencional e
transgênica sob diferentes níveis de adubação fosfatada e duas condições
edafoclimáticas.
.
2 Revisão de literatura
2.1 O agronegócio soja
A produção de soja está entre as atividades econômicas que, nas últimas
décadas, apresentou crescimento expressivo, tanto no Brasil, como em nível
mundial. Em quatro décadas, o crescimento da produção global de soja foi da ordem
de 500% (de 44 para 220 milhões de toneladas), enquanto as produções de culturas
como trigo, arroz, milho, feijão, cevada e girassol cresceram, no máximo, uma terça
parte desse montante (DALL´AGNOL; LAZAROTTO; HIRAKURI, 2010).
Com uma área de plantio de 30,17 milhões de hectares na safra 2013/14, o
Brasil é o segundo colocado na produção mundial de soja, com 86,12 milhões de
toneladas na safra 2013/14, e produção estimada para 95,92 milhões de toneladas
para 2015 (CONAB, 2015). O País lidera o ranking das vendas externas do
complexo de soja (grão, farelo e óleo), que é o principal gerador de divisas cambiais,
com negociações anuais que ultrapassam US$ 20 bilhões (MAPA, 2015).
Isto pode ser atribuído a diversos fatores, tais como: estruturação de um
grande mercado internacional relacionado com o comércio de produtos do complexo
soja; consolidação da oleaginosa como importante fonte de proteína vegetal,
especialmente para atender demandas crescentes dos setores ligados à produção
de produtos de origem animal e maior desenvolvimento e oferta de tecnologias, que
viabilizaram a expansão da exploração sojícola para diversas regiões do mundo
(DALL´AGNOL; LAZAROTTO; HIRAKURI, 2010). Segundo esses autores, no
contexto mundial, o Brasil possui significativa participação na oferta e na demanda
23
de produtos do complexo agroindustrial da soja, o qual vem desempenhando papel
fundamental para o desenvolvimento de várias regiões do País.
A indústria nacional transforma, por ano, cerca de 30,7 milhões de toneladas
de soja, produzindo 5,8 milhões de toneladas de óleo comestível (MAPA, 2013).
Apesar do seu baixo teor de óleo (18 a 22%), é a segunda oleaginosa mais
importante do planeta, depois do dendê. Em 2007, a soja respondia por 27% do óleo
vegetal produzido no mundo, contra 36% do dendê (polpa + amêndoa). Essas duas
oleaginosas, mais colza e girassol, respondem por quase 90% do óleo vegetal
produzido em nível global (DALL´AGNOL; LAZAROTTO; HIRAKURI, 2010). Em
2019, a produção nacional deve representar 40% do comércio mundial do grão e
73% do óleo de soja (MAPA, 2013).
Quase 70% do farelo protéico que compõe as rações animais vem da soja, o
elevado teor em proteínas (37 a 40%), faz do grão de soja a principal matéria prima
na fabricação de rações para alimentação de animais domésticos, sendo produzido
23,5 milhões de toneladas de farelo protéico, contribuindo para a competitividade
nacional na produção de carnes, ovos e leite (DALL´AGNOL; LAZAROTTO;
HIRAKURI, 2010; MAPA, 2013).
Cultivada especialmente nas regiões Centro Oeste e Sul do País, a soja se
firmou como um dos produtos mais destacados da agricultura nacional (MAPA,
2015), expandindo para as regiões Norte e Nordeste na década de 70. Segundo
Araújo (2006), o fortalecimento dos incentivos econômicos aos Estados do
Maranhão e Piauí e a perspectiva de construção de corredores viários de
exportação, na década de 90, destinados ao escoamento da produção aos grandes
portos do Nordeste, especialmente ao complexo portuário de Itaqui/Ponta da
Madeira, em São Luis (MA), propiciaram o aumento de novas áreas de cultivo nessa
região.
No cerrado, o cultivo da soja tornou-se possível graças aos resultados obtidos
pelas pesquisas da Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária (Embrapa), em
parceria com produtores, industriais e centros privados de pesquisa. Os avanços
nessa área possibilitaram também o incremento da produtividade média por hectare,
atingindo os maiores índices mundiais (MAPA, 2015).
24
2.2 Cultivo da soja em solos de Cerrado
Para Paludzyszyn Filho et al. (1993) e Guareschi et al. (2008) o surgimento de
cultivares de soja adaptadas às regiões de baixas latitudes promoveu o
aproveitamento de áreas inexploradas, comumente chamadas de Cerrado. Nessas
áreas, apesar de apresentarem solos com baixa fertilidade química, as condições de
relevo e clima são extremamente adequadas ao cultivo (OLIVEIRA JUNIOR,
PROCHNOW; KLEPKER, 2008). A maioria dos solos sob Cerrado são Latossolos,
mas também existem zonas significativas de Neossolos Quartzarênicos e Argissolos
(OLIVEIRA JÚNIOR; PROCHNOW; KLEPKER, 2011). Apresentam elevada acidez,
alta saturação de alumínio e baixa saturação de bases (SILVEIRA et al., 2000;
WATANABE et al., 2005).
A soja é uma cultura muito exigente em todos os macronutrientes essenciais.
Para que os nutrientes possam ser eficientemente aproveitados pela cultura, devem
estar presentes no solo em quantidades suficientes e em relações equilibradas
(SFREDO, 2008). De acordo com o autor, a extração de nutrientes pela parte aérea
da planta (grãos + palha) obedece a seguinte ordem: nitrogênio > potássio > enxofre
> cálcio > magnésio = fósforo. Entretanto, dos macronutrientes, 84% de nitrogênio,
87% de fósforo, 56% de potássio, 15% de cálcio, 22% de magnésio e 65% de
enxofre são exportados pelos grãos e, com base nisto, a ordem de exportação fica:
nitrogênio > potássio > enxofre > fósforo > cálcio > magnésio.
Sanchez e Salinas (1981) comentam que em termos de fertilidade, o
macronutriente fósforo é, talvez, o elemento mais estudado e sobre o qual mais se
escreve. Os motivos são vários: a importância para a vida da planta, do animal e do
homem que se alimentam da planta transformada e a frequência com que limita a
produção, particularmente nos trópicos.
As quantidades totais de fósforo nos solos brasileiros, na profundidade de 0-
20 cm, variam entre 0,005 e 0,2%, o que corresponde a 110 - 4400 kg ha-1. Nos
solos ácidos em que se faz a calagem, elevando o pH e introduzindo mais cálcio no
meio, ocorre também a formação de fósforo-cálcio e talvez, de fósforo-apatita
(MALAVOLTA,1981).
Para Araujo et al. (2010), os solos do Nordeste Brasileiro são deficientes
quanto à disponibilidade de fósforo. O fósforo é considerado o elemento que mais
25
limita a produção das culturas em aproximadamente 5,7 milhões de hectares no
mundo, e no Brasil isto acontece principalmente em regiões de cerrado (PIAIA et al.,
2002; CORRÊA et al., 2004; SANTOS; KLIEMANN, 2005; OLIVEIRA JUNIOR;
PROCHNOW; KLEPKER, 2008; FRANZINI, 2010).
2.3 Absorção e utilização de fósforo
De acordo com a função bioquímica, o fósforo é componente de açúcares-
fosfato, ácidos nucléicos, nucleotídeos, coenzimas, fosfolipídeos e ácido fítico entre
outros. É um dos nutrientes importantes no armazenamento de energia, como o ATP
ou na manutenção da integridade das membranas estruturais (TAIZ; ZIEGER, 2009).
É um nutriente móvel no floema e, juntamente com o nitrogênio e o potássio, é o
mais prontamente redistribuído, via floema, para outras partes da planta, em
particular aos órgãos novos em crescimento, vegetativos ou reprodutivos, que são
drenos preferenciais no desenvolvimento das plantas (SFREDO, 2008). Segundo o
autor, o fósforo é absorvido, predominantemente, na forma iônica como H2PO4-. O
ácido fosfórico, H3PO4, dá, por dissociação, três espécies iônicas H2PO4-, HPO4
2- e
PO43-. A primeira é a forma predominante na faixa de pH 4,0 a 8,0, na qual vivem a
maioria das plantas. O fósforo, absorvido na forma mineral, é rapidamente
incorporado aos compostos orgânicos, pois 80% são encontrados como
fosfohexases e difosfato de uridina, logo após a absorção, a qual é fortemente
influenciada pela concentração de Mg2+ no meio, que exerce efeito sinergético.
Encontram-se, principalmente, os seguintes compostos contendo fósforo: ésteres de
carboidratos (desdobramento respiratório dos açúcares); nucleotídeos (síntese de
proteínas, código genético), RNA e DNA; fosfolipídeos; fosfatos de adenosina (AMP,
ADP, ATP); e, ácido fítico e seus sais de cálcio e magnésio (reserva de fósforo na
semente).
Devido às inúmeras funções, quando em baixos teores no solo, a planta tem
seu crescimento prejudicado (KIMANI; DERERA, 2009). Sem o fósforo, a
produtividade da cultura da soja é baixa, há redução no porte da planta e na altura
de inserção das primeiras vagens (TANAKA; MASCARENHAS, 1992; VENTIMIGLIA
et al., 1999).
26
Segundo Schachtman, Reid e Ayling (1998), o fósforo participa com cerca
de 2 g kg-1 do peso da matéria seca. Sendo que em soja, há uma imobilização média
de 20 kg ha-1 de fósforo em toda sua biomassa (NOVAIS et al., 2007). De acordo
com Rezende et al. (2005), apesar do fósforo ser exigido durante todo o ciclo da
cultura, apenas 60% do total é absorvido após o florescimento (estádio R1). A
absorção de nutrientes pela soja é crescente até atingir o ponto de máximo de
acúmulo, que é de 75 dias. A partir daí, o acúmulo é decrescente, devido à
translocação dos nutrientes para os grãos em formação (CORDEIRO et al., 1979;
SFREDO, 2008).
Um bom suprimento de fósforo para a planta, por outro lado, promove
incrementos significativos na produção de soja, em áreas de cerrado, mesmo no
primeiro ano de cultivo (ARAÚJO; SAMPAIO; MEDEIROS, 2005). Isso ocorre pelo
fato desse nutriente apresentar-se em formas de pouca disponibilidade aos vegetais
e pelas características de elevada adsorção dos solos dessa região, fazendo com
que haja baixa eficiência de fertilizantes fosfatados em sistemas de agricultura, com
somente 10 a 20% do nutriente sendo usado pelas culturas no ano de aplicação, e o
valor residual raramente excede 50% (BOLLAND; GILKES, 1998).
Existem diversas fontes de fósforo, em que o nutriente é altamente solúvel
em água e/ou em citrato de amônio (superfosfatos simples e triplo, fosfatos de mono
e diamônio), solúvel em ácido cítrico (termofosfato) e pouco solúvel em ácido cítrico
(fosfatos naturais brasileiros) (MOLTOCARO, 2007). Em experimento repetido por
dois anos seguidos, Coutinho et al. (1991), constataram aumentos de produtividade
na cultura da soja superiores em até 100% em relação à testemunha, tanto com
superfosfato triplo, termofosfato magnesiano e fosfato natural de gafsa.
Apesar da alta produtividade da soja, seus produtos ainda sofrem restrições
por parte dos consumidores ocidentais. As razões para esse baixo consumo são
atribuídas ao seu sabor e odor característico denominado beany flavor (SILVA et al.,
2006; MARTINEZ et al., 2011), à indução de flatulência gerada por oligossacarídeos
do tipo estaquiose, rafinose e verbascose, e aos seus componentes antinutricionais
(SILVA et al., 2006).
27
2.4 Características bioquímicas e nutricionais
Entre os cereais e as leguminosas, a soja possui o maior teor de proteína
(40%) e o segundo maior teor de lipídios (20%), além de vitaminas (E, K, tiamina,
riboflavina e ácido fólico), fosfolipídios e minerais (potássio, fósforo, magnésio,
enxofre, cálcio, cloreto, sódio, silício, ferro, zinco, manganês, cobre e molibdênio).
Possui ainda muitos outros componentes, como ácido fítico, inibidores de tripsina e
oligossacarídios, que são biologicamente ativos, e isoflavonóides, que são
reconhecidos pelo potencial de prevenir e combater o câncer, a hipercolesterolemia,
a obesidade, o diabetes e a osteoporose (LIU, 1997; KIM et al., 2014).
Em geral, as cultivares de soja possuem aproximadamente 8% de casca, 90%
de cotilédone, onde está o maior porcentual de proteína e lipídio, e 2% de
hipocotilédone. A composição da soja e de suas partes estruturais depende de
muitos fatores, incluindo variedades, estação de crescimento, localização geográfica
e estresse ambiental (LIU, 1997).
Cerca de 80 a 90% das proteínas da soja são globulinas, que são proteínas
de estoque com solubilidade mínima em torno de pH 4,5 a 4,8. As principais
proteínas de estoque são glicina (11S), ß e Y-conglicina (7S), que representam 40,
28 e 3%, respectivamente. Existem outras menos abundantes, como a alfaconglicina
(2S), que inclui vários inibidores de tripsina, citocromo C e numerosas enzimas, além
da 9S e 15S (contém urease) (GARCÍA et al., 1997; LIU, 1997).
As mais importantes enzimas da soja são: monofosfatase, fosfodiesterase,
calmodulina, alfa-glicosidase, lactatodesidrogenase, lipoxigenases e ß-amilase.
Dentre essas enzimas, a lipoxigenase catalisa a peroxidação das estruturas cis, cis-
1,4-pentadieno dos ácidos graxos poliinsaturados, formando hidroperóxidos. Essa
reação leva à produção de compostos voláteis, como aldeídos, cetonas, álcoois e
ácidos, causando sabor estranho e rancificação de alguns produtos (GARCÍA et al.,
1997).
Todos os nove aminoácidos essenciais requeridos pelos humanos podem ser
encontrados na composição aminoacídica da soja. A digestibilidade de 100 a 95%
tem sido encontrada em estudos com isolado protéico de soja, em animais e
humanos, quando comparado com dietas de caseína (GARCÍA et al., 1997).
28
Entretanto, a proteína da soja é considerada de qualidade nutricional inferior
quando comparada a animal, pois os aminoácidos sulfurados, metionina e cistina,
estão presentes em quantidades limitadas (MORAIS; SILVA, 1996). Os lipídios estão
contidos em organelas denominadas corpos lipídicos, situados no retículo
sarcoplasmático. Durante o processamento, eles são extraídos por solventes
orgânicos e são classificados como óleo bruto. Seus principais componentes são os
triacilgliceróis, além de outros, como os fosfolipídios, os materiais não saponificáveis
(tocoferol, fitosterol e hidrocarbonetos) e os ácidos graxos livres, que variam de 1 a
3% (LIU, 1997).
A soja possui, em base seca, cerca de 35% de carboidratos. Contém traços
de monossacarídeos (glicose e arabinose) e quantidades significantes de di e
oligossacarídeos, com 2,5 a 8,5% de sacarose, 0,1 a 0,9% de rafinose e 1,4 a 4,1%
de estaquiose, que são basicamente açúcares não redutores. Entre esses
carboidratos solúveis, a rafinose e a estaquiose recebem mais atenção, porque
estão ligadas à produção de flatulência e ao desconforto abdominal. Dentre os
carboidratos insolúveis podem ser citadas a celulose, a hemicelulose, a pectina e
traços de amido, que são encontradas principalmente na parede das células
(LIENER, 1994; SILVA et al., 2009).
A soja é considerada um alimento funcional porque além de funções
nutricionais básicas, produz efeitos benéficos à saúde, reduzindo os riscos de
algumas doenças crônicas e degenerativas. É rica em proteínas de boa qualidade,
com ácidos graxos poliinsaturados e compostos fitoquímicos como: isoflavonas
(agliconas e glicosiladas) (Figura 1), saponinas, fitatos, dentre outros. Também é
uma excelente fonte de minerais como cobre, ferro, fósforo, potássio, magnésio,
manganês (SFREDO, 2008; ÁVILA et al, 2012).
29
AGLICONAS
Componente Símbolo R1 R2
Daidzeína De H H
Gliciteína Gle H OCH3
Genisteína Ge OH H
GLICOSILADAS
Componente Símbolo R1 R2 R3
Daidzina Di H H H
Glicitina Gly H OCH3 H
Genistina Gi OH H H
Acetildaidzina AcDi H H COCH3
Acetilglicitina AcGly H OCH3 COCH3
Acetilgenistina AcGi OH H COCH3
Malonildaidzina MDi H H COCH2COOH
Malonilglicitina MGly H OCH3 COCH2COOH
Malonilgenistina MGi OH H COCH2COOH
Figura 1 – Estrutura química de isoflavonas de soja
Fonte: ROSTAGNO; PALMA; BARROSO, 2004.
30
Seus potenciais benéficos para a saúde vem sendo investigados, quer seja
pelo seu elevado teor de proteína de qualidade nutricional adequada, quer por seu
conteúdo significativo em minerais e fibras, ou ainda devido a seu teor de compostos
fenólicos, que são compostos bioativos das plantas, com diferentes estruturas
químicas, apresentando extensa ação antioxidante e consequentemente efeitos
benéficos a saúde (MELO; MARCOS FILHO; GUERRA, 2005; SILVA et al., 2006;
FELIX; CANNNIATTI-BRAZACA, 2008;).
Os benefícios à saúde proporcionados por grãos inteiros são atribuídos em
parte à sua composição fitoquímica única (ADOM; LIU, 2002). A soja é uma fonte
rica de fitoquímicos, sendo que muitos desses componentes têm importantes efeitos
benéficos na saúde humana e animal (WANG; MURPHY, 1994).
Os principiais fitoquímicos dos grãos incluem várias classes de compostos
fenólicos, como flavonóides e derivados cumarínicos, que possuem propriedades
antioxidantes (KAMATH; CHANDRASHEKAR; RAJINI, 2004). Os polifenóis possuem
poder antioxidante com característica anticarcinogênica, antiaterogênicas,
antitrombóticas, antimicrobianas, vasodilatadora e analgésica, cuja ação é
neutralizar os radicais livres além de outros efeitos biológicos que são estudados
(GARCIA et al., 2006). A soja apesar de apresentar relevante fator nutricional e ter
importantes fatores biológicos benéficos a saúde humana, ainda é pouco utilizada na
dieta do brasileiro. Seu sabor e odor desagradável característico, decorrentes da
presença de diversos compostos orgânicos, podem ser uma das causas
(CHEYNIER, 2005; GARCIA et al., 2006; SILVA et al., 2006).
Esses compostos são sintetizados pelas plantas em resposta a uma injúria
física, infecção por bactéria, fungo, nematoides ou vírus ou qualquer outro tipo de
estresse (NICHOLSON; HAMMERSCHMIDT, 1992). A presença dos compostos
fenólicos aumenta a atividade antioxidante da planta em função das propriedades
redutoras e estrutura química dessas moléculas, desempenhando papel importante
na neutralização ou sequestro de radicais livres (SOUSA et al., 2007).
No entanto, diferentes cultivares apresentam diferentes quantidades de
compostos fitoquímicos (ZHOU; SU; YU, 2004). Vlahakis e Hazebroek (2000)
relataram variações significativas do teor de fitoesteróis em girassol de acordo com o
local de plantio e condições do solo, apontando a fertilidade do solo como a possível
causa desta variação.
31
A presença de isoflavonas na composição química em sementes de soja pode
ter relação com a proteção antioxidante destes compostos. Até o momento, sabe-se
que o teor de isoflavonas em sementes de soja é influenciado pela interação do
genótipo com o ambiente, ou seja, a genética e o local em que as plantas foram
cultivadas (CARRÃO- PANIZZI et al., 2003; ÁVILA; ALBRECHT, 2010).
Porém, alguns componentes da soja são considerados antinutricionais, pois
podem influenciar na qualidade nutricional, como ácido fítico, oxalatos, inibidores de
protease, saponinas, hemaglutininas, entre outros (SILVA; SILVA, 2000).
2.5 Ácido fítico
Os fitatos, conhecidos também como ácido fítico (hexafosfato monoinositol),
são compostos químicos utilizados pelas plantas para armazenar o mineral fósforo
no interior de suas células (Figura 2). É um composto de ocorrência natural formado
durante a maturação de muitas sementes de cereais (ERDMAN, 1979). O fósforo, na
forma de fitato ou ácido fítico, é a principal forma de reserva deste mineral nos
grãos, sendo estocado principalmente na camada aleurona e no gérmen da semente
(BOHN et al., 2008).
Figura 2 - Estrutura básica do ácido fítico Fonte: YE et al., (2012)
Os cereais e oleaginosas contém cerca de 1 a 3% de ácido fítico e em
quantidade menor em raízes, tubérculos, pólen, esporos e solos orgânicos (REDDY;
32
SATHE; SALUNKHE, 1982), representando aproximadamente 60 a 90% do fósforo
total (GRAF; EATON, 1983). A função primária do ácido fítico é estocar fosfatos
como fonte de energia e antioxidante para a germinação da semente (RABOY,
2003). Na soja, seu conteúdo varia de 1 a 2,3%. É localizado no corpo das
proteínas, e sua função fisiológica na semente das plantas é servir como fonte de
fósforo para germinação. Porém, tem sido documentado que esse ácido tem
habilidade de formar quelatos com metais di e trivalentes, como Ca+2, Mg+2, Zn+2, e
Fe+3, formando compostos pobremente solúveis, que não são prontamente
absorvidos no intestino (GARCÍA et al., 1997; LIU, 1997; LIU et al., 2005a).
Devido à sua capacidade quelante, historicamente o ácido fítico tem sido
considerado um composto com ação prejudicial à nutrição, contribuindo para a
menor absorção de vários minerais importantes, como cálcio, ferro e zinco, podendo
provocar deficiências (HURRELL et al., 2003). Martino (2001) observou que a
biodisponibilidade de zinco e de ferro em ratos, foi menor em uma nova variedade
de soja, a UFV-116 quando comparada com a OCEPAR-19, possivelmente por
causa de seu maior conteúdo em fatores antinutricionais, especialmente fitato.
Geralmente, os cátions divalentes como cálcio, zinco, ferro e cobre formam
com o ácido fítico, sais insolúveis penta e hexa substituídos (TORRE et al., 1991).
Complexos insolúveis ácido fítico-cálcio podem contribuir para reduzir a
biodisponibilidade de outros minerais. O zinco ou ferro podem ligar-se ao complexo
ácido fítico-cálcio para formar complexos ainda menos solúveis (ZHOU; ERDMAN,
1995). Heaney et al., (1991b), estudaram a absorção de 45Ca marcado proveniente
de soja com altos (2445 mg) e baixos (352 mg) teores de fitato em 16 mulheres
normais. Quinze mulheres apresentaram menor absorção de cálcio quando
ingeriram a dieta com alto teor de fitato.
Grynspan e Cheryan (1989) sugerem que a interação de cálcio, fitato e
proteína de soja, parece ser afetada pelo pH do meio e pela concentração dos três
componentes. Em pH baixo (< 4), o fitato associa-se com a proteína da soja para
formar complexos insolúveis nos quais a participação do cálcio dependerá da sua
concentração. Quando o cálcio está em excesso, este pode deslocar o fitato do
complexo fitato-proteína e torná-lo solúvel. Com o pH alto (> 6,5) e concentração de
cálcio elevada, o fósforo precipita e a proteína permanece solúvel como resultado da
formação de complexos cálcio-fitato insolúveis.
33
Em nutrição animal o fitato é descrito como um fator antinutricional. Por outro
lado, a presença do fitato em dietas humanas pode ter consequências positivas,
incluindo propriedades anticarcinogênicas, como descrito por Harland e Morris
(1995). Desta forma, devido às várias propriedades desse composto, o interesse
pelo ácido fítico não se limita somente à nutrição de suínos e aves, mas se estende
à nutrição humana, ciência médica, tecnologia de alimentos, fisiologia e
melhoramento vegetal (FEIL, 2001).
Pesquisas têm demonstrado que esse composto pode auxiliar na manutenção
da saúde. Devido a sua capacidade de quelar ferro, o qual participa de reações
oxidantes, ele apresenta efeito antioxidante (GRAF; EATON, 1990). Filgueiras et al.
(2009), avaliaram a atividade antioxidante do ácido fítico do gérmen de milho
desengordurado e concluíram que este apresentou potencial antioxidante,
confirmado pela atividade de sequestro de radicais livres e quelação de metais. A
atividade de sequestro do radical hidroxil foi dependente da concentração de ácido
fítico. A atividade quelante para o ferro aumentou com a elevação da concentração
do ácido fítico e com o tempo de contato com o mineral.
Assim, o ácido fítico tem sido relacionado à redução nos riscos de
desenvolvimento de diferentes tipos de câncer devido a sua ação antioxidante,
redução da proliferação celular (GRAF; EATON, 1990), indução à diferenciação
celular (SHAMSUDDIN et al., 1997) e à apoptose (VERGHESE et al., 2006). LEE et
al. (2003) e LEE et al. (2006) relatam também a redução de lipídios no soro e no
fígado e dos níveis sanguíneos de glicose em ratos diabéticos, podendo assim
auxiliar no controle do diabetes.
A propriedade do ácido fítico em induzir a quelação de minerais indica seu
uso na prevenção de cálculos renais, hipercalcinúria (GRAF; EATON, 1990),
diminuição da toxicidade por metais pesados (MINIHANE; RIMBACH, 2002). Na
célula, o ácido fítico e os intermediários do fosfato de inositol estão envolvidos na
regulação de genes, exportação de RNA mensageiro, edição de RNA e reparo do
DNA (YORK et al., 1999; YORK, 2006).
As diversas propriedades preventivas e terapêuticas atribuídas ao ácido fítico
são justificadas pelo seu potencial antioxidante. Dessa forma, o uso desse
composto, também, como aditivo alimentar desperta interesse no intuito de prevenir
as reações oxidativas nos alimentos (BONIN; SARTOR, 2011).
34
Vários fatores afetam a disponibilidade dos conteúdos de ácido fítico e fósforo
nos grãos, tais como, genética, variações ambientais, local, condições de irrigação,
tipos de solo e aplicações de fertilizantes. Durante a germinação, o fitato é
degradado pela ação da enzima fitase a fosfato inorgânico auxiliando o crescimento
dos grãos (DOST; TOKUL, 2006).
A quantidade de fitato é variável em função da espécie, estágio de maturação,
cultivar, clima, disponibilidade de água, grau de processamento e quantidade de
fósforo no solo, o qual a planta absorve e armazena complexando-o com o inositol
para formar o ácido fítico (ASADA e KASAI, 1962; DOST; TOKUL, 2006). Coelho et
al. (2002) em estudos com feijão mostraram elevada correlação entre o conteúdo de
fósforo no solo e o teor de ácido fítico no grão.
Existem estudos indicando a influência do ambiente no aumento do conteúdo
de proteína, óleo, composição de ácidos graxos, lipoxigenases e inibidor de tripsina
(CHAPMAN et al., 1976; NIAN et al., 1996; PIPER; BOOTE, 1999; THOMAS et al.,
2003; KUMAR et al., 2003; PIPOLO et al, 2004), ao mesmo tempo que informações
sobre o efeito do ambiente sobre as características do ácido fítico são escassas.
Kumar et al. (2003), em estudo com sete cultivares indianos de soja em
quatro locais diferentes, verificaram interação significativa entre genótipo e
localização para o conteúdo de proteína, óleo e ácidos graxos insaturados. Para o
ácido fitico, verificaram interação significativa entre genótipo e local. Nesse contexto,
Saha et al. (2008) estudaram a composição de proteína, óleo, micronutrientes e
fatores antinutricionais em 20 linhagens de soja preta na região do Himalaia na Índia
e verificaram que a linhagem VRB-PS-1453 foi mais rica em proteínas, cinzas,
fósforo e potássio e baixo conteúdo de inibidor de tripsina. Em termos dos fatores
antinutricionais a linhagem VS-157 apresentou o menor teor de ácido fítico.
2.6 Soja convencional versus soja transgênica
De acordo com Leitão (2010), a soja é um exemplo de organismo que sofreu
modificações genéticas, já que lhe foram inseridos genes de outros seres vivos que
não são de sua espécie. A soja transgênica denominada RR, recebeu genes de uma
bactéria para que obtivesse maior resistência ao herbicida Roundup, fabricado pela
35
própria organização, permitindo assim um maior controle de plantas daninhas, ou
seja, facilidade no manejo da cultura, ao permitir um menor número de aplicações de
herbicida, que resultaria em menores custos de produção. O autor comenta que há
tendência de que a área plantada com soja convencional venha a diminuir e a área
com soja transgênica aumentar, no decorrer dos anos, bem como a quantidade
colhida.
Ainda segundo o autor, antes dos transgênicos se consolidarem como uma
base técnica única e irreversível na cadeia da soja, o mercado está sinalizando uma
segmentação em torno de categorias como: transgênicos, convencionais,
variedades para consumo humano e orgânico.
Já foram desenvolvidas várias cultivares de soja transgênica e outras estão
sendo aprimoradas. A produção de sementes no País é feita por quatro empresas
que desenvolvem cultivares transgênicas que podem atender praticamente todas as
regiões de produção da oleaginosa no Brasil: Monsoy, EMBRAPA, Pioneer e
COODETEC que possuem, respectivamente, 20, 11, 7 e 4 cultivares de soja
geneticamente modificada (ROESSING; LAZZAROTTO, 2005).
Essa tecnologia tem sido adotada pelos produtores como forma de melhorar o
desempenho e a competitividade (LEITÃO et al., 2010). Os primeiros estudos
realizados comparando soja transgênica e convencional foram na década de 90 nos
Estados Unidos. Desde então alguns estudos visam a comparação entre os dois
tipos, como por exemplo, produtividade.
Figueiredo (2009) comparou o efeito do glifosato em duas variedades
isogênicas de soja, convencional (Conquista) e transgênica (Valiosa), quanto à
nutrição nitrogenada, verificou diferenças na produção de massa seca, produtividade
e acúmulo de macro e micronutrientes quando submetidas a diferentes doses de
glifosato, aplicadas em solução.
As sementes de soja transgênica podem reduzir o uso de herbicidas de 22 a
26%, o que reduz significativamente o custo de produção. Estudos mostraram que o
uso de outros herbicidas caiu significativamente quando variedades OGMs foram
plantadas (WILKINSON; PESSANHA, 2005).
Analisando o número de herbicidas utilizados, a variedade RR utiliza um
número menor de herbicidas (1,4) em relação às demais variedades. Quanto às
quantidades de herbicida utilizadas, a variedade RR apresenta um consumo superior
36
(1,37 kg ha-1) à variedade convencional (1,21 kg ha-1), ou 13% maior (PELAEZ et al.,
2004).
Em relação aos rendimentos, um estudo da Universidade de Wisconsin,
cobrindo três mil campos de experimentação de 40 Universidades em oito Estados
Norte Americanos, constatou que em média as variedades transgênicas tinham um
rendimento 4% menor que as variedades convencionais (WILKINSON; PESSANHA,
2005), fato atribuído às questões fisiológicas na assimilação do manganês
(GORDON, 2007).
37
UNIIVERSIDADE FEDERAL DE PELOTAS
Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel
Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Alimentos
Projeto de Pesquisa
Influência do microclima e da adubação fosfatada na síntese de ácido fítico e
dos fitoquímicos em soja convencional e transgênica
Tatiane Scilewski da Costa Zanatta
Orientador: Álvaro Renato Guerra Dias, Dra.
Comitê de Orientação: Roberta Manica-Berto, Dra.
Pelotas
2011
38
3.1 Introdução
A soja é a mais importante oleaginosa no mundo e o Brasil é o segundo maior
produtor desta. No complexo soja (grão, farelo e óleo), as exportações mais do que
quadruplicaram, saindo de US$ 4,2 bilhões em 2000 para US$ 17,2 bilhões em 2009
(O ESTADO DE SÃO PAULO, 2010).
Seu alto teor de proteínas proporcionou múltiplas utilizações e a formação de
um complexo industrial destinado ao seu processamento. Assim, levando em
consideração a grande participação da soja e de seus derivados (farelo e óleo) na
receita das exportações, parece óbvia a contribuição econômica desse setor
produtivo (MORAIS e SILVA, 1996).
O potencial de utilização dos produtos de soja é muito grande e, o uso desses
ingredientes em formulações tem crescido rapidamente em todo o mundo. (GOMES
et al., 1987). As propriedades funcionais da soja e derivados são de grande
importância no sistema de alimentos, entre as quais incluem: emulsificação
(formação e estabilização), absorção de gordura (promoção e absorção), absorção
de água (absorção e retenção), textura (viscosidade, formação de gel e formação de
tiras), formação de massa de pão e filmes, adesão, coesão, elasticidade, controle de
cor (branqueamento e escurecimento) e aeração (MORAIS e SILVA, 1996).
A soja constitui a base de dietas humanas e animais em muitos países
orientais, por causa de seu elevado valor nutricional e baixo custo. O uso de
produtos de soja tem aumentado em outros países, por ser uma boa fonte de
proteína vegetal, além de desempenhar papel importante na saúde (GARCÍA et al.,
1997).
Os grãos de soja apresentam componentes de comprovada ação benéfica à
saúde humana. Dentre eles, destacam-se as isoflavonas, as proteínas, os
39
fosfolipídios, os antioxidantes, as vitaminas e as fibras (BOWLES, 2005). Esse grão
fornece ao organismo energia, proteínas e outros elementos essenciais, como ferro,
potássio, fósforo, lecitina e vitamina E (PAES, 1994).
Alterações na composição da soja vêm ocorrendo em virtude de seu
melhoramento genético e processamento. Então, é importante tanto para indústria
quanto para a população que se determine a sua composição em nutrientes e
fitoquímicos, assim como a sua biodisponibilidade de minerais (MARTINO, 2001).
Devido à importância da soja na alimentação humana e animal, um dos
componentes, o ácido fítico tem sido alvo de discussão entre diversos autores. Na
alimentação humana, várias pesquisas indicam a importância deste para a saúde
devido ao potencial antioxidante e anticarcinogênico. Enquanto na alimentação
animal, inúmeras pesquisas apontam seu efeito antinutricional, assim como as
implicações negativas ao meio ambiente causadas pela indigestibilidade.
Pesquisas nacionais e internacionais são escassas em relação aos fatores
que influenciam o conteúdo de ácido fítico nos cereais. Sua classificação e ação são
controversas. Por isso a importância de esclarecimento sobre este componente
presente nesta oleaginosa de tamanha importância para o agronegócio brasileiro.
Há a necessidade de avaliar os genótipos, o ambiente, as condições de solo e
a disponibilidade de nutrientes da soja na síntese de ácido fítico e fitoquímicos.
Estes são fatores a serem estudados para caracterizar os grãos e óleo de acordo
com os interesses nutricionais e agroindustriais.
3.1.2 Hipóteses
Os genótipos e as condições edafoclimáticas influenciam a qualidade dos
grãos de soja;
A adubação fosfatada influencia o conteúdo de ácido fítico nos grão de soja;
O teor e a qualidade do óleo são influenciados pelas condições
edafoclimáticas e pela adubação fosfatada;
O teor de ácido fítico e dos fitoquímicos são alterados pelos métodos de
extração do óleo.
40
3.1.3 Objetivo
Avaliar o efeito da adubação fosfatada e a interação com as condições
edafoclimáticas para estimar as contribuições na composição dos grãos e óleo de
soja de cultivares convencionais e transgênicas.
3.1.3.1 Objetivos específicos
Avaliar influência das condições edafoclimáticas e da adubação fosfatada na
produtividade das cultivares de soja;
Avaliar a qualidade dos grãos de soja: composição físico-química, conteúdo
de fitoquímicos (folatos, fenólicos e tocoferóis) e fitatos;
Selecionar métodos de extração do óleo, que mantenham as características
de interesse nutricional;
Classificar as cultivares de acordo com os interesses nutricionais e
agroindustriais.
41
3.2 Revisão Bibliográfica
Entre os cereais e as leguminosas, a soja possui o maior conteúdo de
proteína (40%) e o segundo maior teor de lipídios (20%), além de vitaminas (E, K,
tiamina, riboflavina e ácido fólico), fosfolipídios e minerais (potássio, fósforo,
magnésio, enxofre, cálcio, cloreto, sódio, silício, ferro, zinco, manganês, cobre e
molibdênio). Possui ainda muitos outros componentes, como ácido fítico, inibidores
de tripsina e oligossacarídios, que são biologicamente ativos, e isoflavonóides, que
são reconhecidos pelo potencial de prevenir e combater o câncer, a
hipercolesterolemia, a obesidade, o diabetes e a osteoporose (LIU, 1997).
Em geral, os cultivares de soja possuem aproximadamente 8% de casca, 90%
de cotilédone, onde está o maior porcentual de proteína e lipídio, e 2% de
hipocotilédone. A composição da soja e de suas partes estruturais depende de
muitos fatores, incluindo variedades, estação de crescimento, localização geográfica
e estresse ambiental (LIU, 1997).
Cerca de 80 a 90% das proteínas da soja são globulinas, que são proteínas
de estoque com solubilidade mínima em torno de pH 4,5 a 4,8. As principais
proteínas de estoque são glicina (11S), ß e Y-conglicina (7S), que representam 40,
28 e 3%, respectivamente. Existem outras menos abundantes, como a alfaconglicina
(2S), que inclui vários inibidores de tripsina, citocromo C e numerosas enzimas, além
da 9S e 15S (contém urease) (GARCÍA et al., 1997; LIU, 1997).
As mais importantes enzimas da soja são: monofosfatase, fosfodiesterase,
calmodulina, alfa-glicosidase, lactatodesidrogenase, lipoxigenases e ß-amilase.
Dentre essas enzimas, a lipoxigenase catalisa a peroxidação das estruturas cis, cis-
1,4-pentadieno dos ácidos graxos poliinsaturados, formando hidroperóxidos. Essa
reação leva à produção de compostos voláteis, como aldeídos, cetonas, álcoois e
42
ácidos, causando sabor estranho e rancificação de alguns produtos (GARCÍA et al.,
1997).
Todos os nove aminoácidos essenciais requeridos pelos humanos podem ser
encontrados na composição aminoacídica da soja. A digestibilidade de 100 a 95%
tem sido encontrada em estudos com isolado protéico de soja, em animais e
humanos, quando comparado com dietas de caseína (GARCÍA et al., 1997).
Entretanto, esta é considerada de qualidade nutricional inferior quando
comparada à proteína animal, pois os aminoácidos sulfurados, metionina e cistina,
estão presentes em quantidades limitadas (MORAIS e SILVA, 1996). Os lipídios
estão contidos em organelas denominadas corpos lipídicos, situados no retículo
sarcoplasmático. Durante o processamento, eles são extraídos por solventes
orgânicos e são classificados como óleo bruto. Seus principais componentes são os
triacilgliceróis, além de outros, como os fosfolipídios, os materiais não-saponificáveis
(tocoferol, fitosterol e hidrocarbonetos) e os ácidos graxos livres, que variam de 1 a
3% (LIU, 1997).
A soja possui, em base seca, cerca de 35% de carboidratos. Contém traços
de monossacarídios (glicose e arabinose) e quantidades significantes de di e
oligossacarídios, com 2,5 a 8,5% de sacarose, 0,1 a 0,9% de rafinose e 1,4 a 4,1%
de estaquiose, que são basicamente açúcares não-redutores. Entre esses
carboidratos solúveis, a rafinose e a estaquiose recebem mais atenção, porque
estão ligadas à produção de flatulência e ao desconforto abdominal. Dentre os
carboidratos insolúveis podem ser citadas a celulose, a hemicelulose, a pectina e
traços de amido, que são encontradas principalmente na parede das células
(LIENER, 1994).
A soja é considerada um alimento funcional porque além de funções
nutricionais básicas, produz efeitos benéficos à saúde, reduzindo os riscos de
algumas doenças crônicas e degenerativas. É rica em proteínas de boa qualidade,
com ácidos graxos poliinsaturados e compostos fitoquímicos como: isoflavonas,
saponinas, fitatos, dentre outros. Também é uma excelente fonte de minerais como
cobre, ferro, fósforo, potássio, magnésio, manganês (EMBRAPA, 2008).
Os benefícios à saúde proporcionados por grãos inteiros são atribuídos em
parte à sua composição fitoquímica única (ADOM; LIU, 2002). A soja é uma fonte
rica de fitoquímicos, sendo que muitos desses componentes têm importantes efeitos
benéficos na saúde humana e animal (WANG e MURPHY, 1994).
43
Os principais fitoquímicos dos grãos incluem várias classes de compostos
fenólicos, como flavonóides e derivados cumarínicos, que possuem propriedades
antioxidantes (KAMATH; CHANDRASHEKAR; RAJINI, 2004). No entanto, diferentes
cultivares apresentam diferentes quantidades de compostos fitoquímicos (ZHOU;
SU; YU, 2004).
Vlahakis e Hazebroek (2000) relataram variações significativas do teor de
fitosteróis em girassol de acordo com o local de plantio e condições do solo,
apontando a fertilidade do solo como a possível causa desta variação.
Alguns componentes da soja são considerados antinutricionais, pois podem
influenciar na qualidade nutricional, como ácido fítico, oxalatos, inibidores de
protease, saponinas, hemaglutininas, entre outros (SILVA e SILVA, 2000).
Os fitatos, conhecidos também como ácido fítico (hexafosfato monoinositol),
são compostos químicos utilizados pelas plantas para armazenar o mineral fósforo
no interior de suas células. É um composto de ocorrência natural formado durante a
maturação de muitas sementes de cereais (ERDMAN, 1979).
Os cereais e oleaginosas contém cerca de 1 a 3% de ácido fítico e em
quantidade menor em raízes, tubérculos, pólen, esporos e solos orgânicos (REDDY;
SATHE; SALUNKHE, 1982), representando aproximadamente 60 a 90% do fósforo
total (GRAF, 1983). A função primária do ácido fítico é estocar fosfatos como fonte
de energia e antioxidante para a germinação da semente (RABOY, 2003). Na soja,
seu conteúdo varia de 1 a 2,3%. É localizado no corpo das proteínas, e sua função
fisiológica na semente das plantas é servir como fonte de fósforo para germinação.
Porém, tem sido documentado que esse ácido tem habilidade de formar quelatos
com metais di e trivalentes, como Ca+2, Mg+2, Zn+2, e Fe+3, formando compostos
pobremente solúveis, que não são prontamente absorvidos no intestino (GARCÍA et
al., 1997; LIU, 1997; LIU et al., 2005a).
Devido a sua capacidade quelante, historicamente o ácido fítico tem sido
considerado um composto com ação prejudicial à nutrição, contribuindo para a
menor absorção de vários minerais importantes, como cálcio, ferro e zinco, podendo
provocar deficiências (HURRELL et al., 2003). Martino (2001) observou que a
biodisponibilidade de zinco e de ferro em ratos, foi menor em uma nova variedade
de soja, a UFV-116 quando comparada com a OCEPAR-19, possivelmente por
causa de seu maior conteúdo em fatores antinutricionais, especialmente fitato.
44
Geralmente, os cátions divalentes como cálcio, zinco, ferro e cobre formam
com o ácido fítico, sais insolúveis penta e hexa substituídos (Torre et al., 1991).
Complexos insolúveis ácido fítico-cálcio podem contribuir para reduzir a
biodisponibilidade de outros minerais. O zinco ou ferro podem ligar-se ao complexo
ácido fítico-cálcio para formar complexos ainda menos solúveis (Zhou e Erdman,
1995).
Heaney et al. (1991b), estudaram a absorção de 45Ca marcado proveniente
de soja com altos (2445 mg) e baixos (352 mg) teores de fitato em 16 mulheres
normais. Quinze mulheres apresentaram menor absorção de cálcio quando
ingeriram a dieta com alto teor de fitato.
Grynspan e Cheryan (1989) sugerem que a interação de cálcio, fitato e
proteína de soja, parece ser afetada pelo pH do meio e pela concentração dos três
componentes. Em pH baixo (< 4), o fitato associa-se com a proteína da soja para
formar complexos insolúveis nos quais a participação do cálcio dependerá da sua
concentração. Quando o cálcio está em excesso, este pode deslocar o fitato do
complexo fitato-proteína e torná-lo solúvel. Com o pH alto (> 6,5) e concentração de
cálcio elevada, o fósforo precipita e a proteína permanece solúvel como resultado da
formação de complexos cálcio-fitato insolúveis.
Em nutrição animal o fitato é descrito como um fator antinutricional. Por outro
lado, a presença do fitato em dietas humanas pode ter consequências positivas,
incluindo propriedades anticarcinogênicas, como descrito por Harland e Morris
(1995). Desta forma, devido às várias propriedades desse composto, o interesse
pelo ácido fítico não se limita somente à nutrição de suínos e aves, mas se estende
à nutrição humana, ciência médica, tecnologia de alimentos, fisiologia e
melhoramento vegetal (FEIL, 2001).
Pesquisas têm demonstrado que esse composto pode auxiliar na manutenção
da saúde. Devido a sua capacidade de quelar ferro, o qual participa de reações
oxidantes, ele apresenta efeito antioxidante (GRAF e EATON, 1990).
Filgueiras et al. (2009), avaliaram a atividade antioxidante do ácido fítico do
gérmen de milho desengordurado e concluíram que este apresentou potencial
antioxidante, confirmado pela atividade de sequestro de radicais livres e quelação de
metais. A atividade de sequestro do radical hidroxil foi dependente da concentração
de ácido fítico. A atividade quelante para o ferro aumentou com a elevação da
concentração do ácido fítico e com o tempo de contato com o mineral.
45
Assim, o ácido fítico tem sido relacionado à redução nos riscos de
desenvolvimento de diferentes tipos de câncer devido a sua ação antioxidante,
redução da proliferação celular (GRAF e EATON, 1990), indução à diferenciação
celular (SHAMSUDDIN et al., 1997) e à apoptose (VERGHESE et al., 2006). LEE et
al. (2005) e LEE et al. (2006) relatam também a redução de lipídios no soro e no
fígado e dos níveis sangüíneos de glicose em ratos diabéticos, podendo assim
auxiliar no controle do diabetes.
A propriedade do ácido fítico em induzir a quelação de minerais indica seu
uso na prevenção de cálculos renais, hipercalcinúria (GRAF e EATON, 1990),
diminuição da toxicidade por metais pesados (MINIHANE e RIMBACH, 2002). Na
célula, o ácido fítico e os intermediários do fosfato de inositol estão envolvidos na
regulação de genes, exportação de RNA mensageiro, edição de RNA e reparo do
DNA (YORK ET AL., 1999; YORK, 2006).
Vários fatores afetam a disponibilidade dos conteúdos de ácido fítico e
fósforo nos grãos, tais como, genética, variações ambientais, local, condições de
irrigação, tipos de solo e aplicações de fertilizantes. Durante a germinação, o fitato é
degradado pela ação da enzima fitase a fosfato inorgânico auxiliando o crescimento
dos grãos (DOST e TOKUL, 2006).
Existem alguns estudos indicando a influência do ambiente no aumento do
conteúdo de proteína, óleo, composição de ácidos graxos, lipoxigenases e inibidor
de tripsina (CHAPMAN et al., 1976 ; PIPER E BOOTE, 1999 ; NIAN et al., 1996 ;
THOMAS et al., 2003 ; KUMAR et al., 2003 ; PIPOLO et al, 2004. ), ao mesmo
tempo que informações sobre o efeito do ambiente sobre as características do ácido
fítico é escasso.
Kumar et al. (2006), em estudo com sete cultivares indianos de soja em
quatro locais diferentes, verificou interação significativa entre genotipo e localização
para o conteúdo de proteína, óleo e ácidos graxos insaturados. Para o ácido fitico,
verificou interação significativa entre genótipo e local.
Saha et al., (2008) estudou a composição de proteína, óleo, micronutrientes e
fatores antinutricionais em 20 linhagens de soja preta na região do Himalaia na Índia
e verificou que a linhagem VRB-PS-1453 foi mais rica em proteínas, cinzas, fósforo
e potássio e baixo conteúdo de inibidor de tripsina. Em termos dos fatores
antinutricionais a linhagem VS-157 apresentou o menor teor de ácido fítico.
46
3.3 Materiais e métodos
3.3.1 Materiais
Grãos de soja (Glycine max L.) de 04 cultivares: convencionais (Nidera 7002
e BRS Sambaíba) e transgênicas (Msoy 9144 e Msoy 9056);
Adubo formulado 00:40:00 Superfosfato triplo.
3.3.2 Métodos
3.3.2.1 Delineamento experimental
O delineamento experimental contará de duas microrregiões de cultivos
localizadas em Balsas/MA, com características edafoclimáticas diferenciadas,
conforme mostra a Tabela 01.
47
Tabela 01. Características edafoclimáticas de duas microrregiões de Balsas/MA.
Região Latitude
Altitude
(m)
Precipitação
(mm)
Temp.
min. (°C)
Temp.
máx. (°C)
Argila
(%)
Classe
textural
MO
(%)
Serra do
Penitente 8°37'48"S 550 1600 - 1900 20 32 55 argiloso
3,5 -
4,5
Pé-de-
galinha 7°59'09"S 380 1400 - 1700 21 33 55 argiloso 3-4,0
Será utilizado delineamento em blocos completamente casualizados com
quatro repetições para cada microrregião (Pé-de-Galinha e Serra do Penitente). Os
tratamentos serão arranjados em esquema fatorial, onde o fator A será composto
por 04 (quatro) materiais de soja: convencionais (Nidera 7002 e BRS Sambaíba) e
transgênicas (Msoy 9144 e Msoy 9056) e o fator B por 04 (quatro) doses de fósforo
(0, 60, 120 e 240 Kg.ha-1 de P2O5), para cada região de cultivo. Cada unidade
experimental será composta por uma parcela de 3 x 7,5 m (22,5 m2), conforme figura
01.
Figura 01. Croqui da área experimental para as microrregiões do Pé-de-Galinha e Serra do
Penitente, em Balsas/MA.
48
3.3.2.2 Experimentos
O trabalho consta de 2 experimentos, conforme apresentado na Tabela 02.
Tabela 2. Delineamento experimental para as microrregiões do Pé-de-Galinha e Serra do Penitente,
em Balsas/MA.
Tratamentos
Variáveis Independentes
Variáveis Dependentes Materiais de
soja
Adubação
(Kg.ha-1)
1 Msoy 9144 0 Determinação:
Umidade;
Cinzas;
Lipídios;
Proteínas;
Compostos fenólicos totais;
Compostos fenólicos
individuais;
Carotenoides totais;
Carotenoides individuais;
Extração de tocoferois;
Determinação de folatos;
Determinação de ácido
fítico;
Determinação do método de
extração de óleo;
Composição de tocoferóis
2 Msoy 9144 60
3 Msoy 9144 120
4 Msoy 9144 240
5 Msoy 9056 0
6 Msoy 9056 60
7 Msoy 9056 120
8 Msoy 9056 240
9 BRS Sambaiba 0
10 BRS Sambaiba 60
11 BRS Sambaiba 120
12 BRS Sambaiba 240
13 Nidera 7002 0
14 Nidera 7002 60
15 Nidera 7002 120
16 Nidera 7002 240
3.3.2.3 Cultivo da soja e obtenção das amostras
Primeiramente será demarcada a área dos experimentos e posteriormente
será feita a coleta de solo para a análise físico-química e granulométrica. O plantio
será realizado de acordo com o delineamento experimental, no sistema de plantio
direto. A população de plantas a ser utilizada será de acordo com as
49
recomendações técnicas de cada material para a região. Os tratos culturais
(herbicidas, inseticidas, fungicidas) serão realizados de acordo com a necessidade.
Na colheita será determinada a produtividade de grãos. Serão cortadas todas
as plantas presentes na área útil das parcelas (22,5 m²). Após a trilha do material, os
grãos serão pesados e sua massa corrigida para 13% de umidade.
Os grãos de soja, de cada tratamento, depois de colhidos serão destinados
para as análises de qualidade do grão, de seleção de método de extração do óleo e
na qualidade do óleo. As análises serão realizadas nos laboratórios do
Departamento de Ciência e Tecnologia Agroindustrial (UFPEL/FAEM- Capão do
Leão-RS).
3.3.2.4 Avaliações
As variáveis dependentes analisadas no grão de soja serão:
3.3.2.4.1 Determinação de Umidade
Na avaliação de composição físico-química serão realizadas análises de
umidade por método gravimétrico.
3.3.2.4.2 Determinação de Cinzas
As cinzas serão determinadas por gravimetria após incineração da amostra;
fibra bruta por digestão ácida e alcalina (AOAC, 1995).
50
3.3.2.4.3 Determinação de Lipídios
Os teores de lipídios serão determinados em aparelho Soxhlet, de acordo
com o método n° 30.25 da AACC (1999), utilizando-se como solvente o éter etílico,
por 6 horas. Os resultados foram expressos em % de óleo, em base seca.
3.3.2.4.4 Determinação de Proteínas
As proteínas em sistema Micro-Kjedahl com utilização do fator 5,30 para
conversão do nitrogênio em teor protéico e carboidratos por diferença, subtraindo de
100 a soma dos valores obtidos de umidade, proteína, lipídios, cinzas e fibra bruta
(AOAC, 1995; AOAC, 2005).
3.3.2.4.5 Determinação dos Compostos Fenólicos Totais
O conteúdo de compostos fenólicos totais será quantificado usando uma
adaptação do método de Folin-Ciocalteau (SINGLETON e ROSSI, 1965). A
absorbância será determinada a 765 nm, utilizando-se o ácido gálico para a
elaboração da curva padrão e os resultados expressos em miligramas de
equivalente de ácido gálico (mg GAE) por 100g de amostra.
3.3.2.4.6 Determinação dos Compostos Fenólicos Individuais
A determinação de fenólicos individuais será realizada de acordo com o
método descrito por Häkkinen et al. (1998). Para a extração será empregada a
mistura de metanol acidificado com ácido clorídrico. O extrato será homogeneizado
em banho-maria (35°C), durante o período de 24 horas. Em seguida, a mistura será
filtrada e evaporada em evaporador rotativo a 35°C. O resíduo concentrado será
51
redissolvido em metanol até o volume final de 5 mL, o qual será centrifugado (7.000
x g por 10 minutos). Uma alíquota de 30 µL do sobrenadante será injetada no
cromatógrafo.
Os compostos fenólicos serão separados e quantificados utilizando o
equipamento CLAE da Shimadzu, equipado com injetor automático, detector UV-VIS
a 280 nm, coluna de fase reversa RP-18 CLC-ODS (5 µm, 4,6 mm x 150 mm,
Shimadzu) e coluna de guarda CLC-GODS (5 µm, 2 cm x 4 mm, Supelco). A fase
móvel se constituirá num gradiente de eluição com solução de ácido acético em
água (99:1) (solvente A) e metanol (solvente B), com fluxo de 0,9 mL min-1, cuja
proporção se iniciará com 100% de A, alterando-se gradativamente até 60% de A e
40% de B, em 25 minutos; será mantida constante esta proporção por 2 minutos, e
em seguida será gradativamente alterada até 95% de A e 5% de B, aos 37 minutos,
será mantida constante por mais 5 minutos, e, após, à fase inicial será retornada,
com tempo total de corrida de 45 minutos, segundo método descrito por Zambiazi
(1997).
Os compostos fenólicos serão identificados por comparação com o tempo de
retenção dos padrões e quantificados com base nas curvas de calibração dos
padrões externos, com as equações de reta expressa por y= 2,14083e-0,07 x, com R2:
0,9903 para o ácido p-cumárico, y= 2,9333e-0,07 x, com R2: 0,9989 para o ácido
caféico, y= 3,2716e-0,07 x, com R2: 0,9995 para o ácido ferúlico, y= 6,4457e-0,07
x, com
R2: 0,9955 para o ácido p-hidroxibenzóico, y= 3,2551e-0,07 x, com R2: 0,9969 para o
ácido gálico, y= 5,8751e-0,07 x, com R2: 0,9977 para o ácido elágico, y= 6,2498e-0,07
x,
com R2: 0,9926 para a quercetina, y= 1,3590e-0,06 x, com R2: 0,9977 para a (-)-
epicatequina, y= 1,3851e-0,06 x, com R2: 0,9951 para a (+)-catequina, y= 1,3574e-0,06
x, com R2: 0,9997 para a miricetina e y= 5,6644e-0,07 x, com R2: 0,9990 para o
campeferol (Sigma-Aldrich®). Os resultados serão expressos em µg g-1 de amostra
fresca.
3.3.2.4.7 Determinação dos Carotenóides Totais
A determinação de carotenóides totais será realizada através do método
descrito por Rodriguez-Amaya (2001). As amostras serão trituradas com celite,
52
extraindo-se com acetona gelada, e após será feita uma filtração a vácuo e lavagem
com acetona gelada, até total remoção do pigmento. Após, a etapa de extração, o
pigmento será transferido para um funil de separação, onde será adicionado éter de
petróleo e água até a completa remoção da acetona. Será realizada a leitura da
absorbância do extrato etéreo em espectrofotômetro Ultrospec 2.000 UV/Visível
(Pharmacia Biotech), no comprimento de onda de 450 nm. Os resultados serão
expressos em µg de β-caroteno g-1 de amostra.
3.3.2.4.8 Extração de Carotenóides Individuais
A extração de carotenóides individuais seguirá a mesma metodologia descrita
para a extração de carotenóides totais, segundo o método de Rodriguez-Amaya
(2001); no entanto, nesta determinação será realizada uma saponificação no extrato
etéreo, segundo Zambiazi (1997). A etapa de saponificação da amostra será
realizada com solução de hidróxido de potássio (1,5 N) em etanol, à temperatura
ambiente, por 18 horas e na ausência de luz. Depois, a fração orgânica obtida será
evaporada em evaporador rotativo a 40°C. O resíduo de carotenóides será
dissolvido em uma mistura de metanol e acetonitrila (30:70, v/v). O extrato diluído
será centrifugado a 9000 x g por 6 minutos, e uma alíquota de 25 µL do
sobrenadante será injetada no cromatógrafo.
Os carotenóides serão quantificados utilizando o sistema de cromatografia
líquida de alta eficiência (CLAE), da Shimadzu, equipado com injetor automático,
detector UV-VIS a 450 nm, coluna de fase reversa RP-18 CLC-ODS (5 µm, 4,6 mm x
150 mm, Shimadzu) e coluna de guarda CLC-GODS (5 µm, 2 cm x 4 mm, Supelco).
A separação será efetuada utilizando o sistema de eluição por gradiente, com fases
móveis metanol (solvente A), acetonitrila (solvente B) e acetato de etila (solvente C),
com um fluxo de 1 mL min-1. A fase inicial será composta por 30% de A e 70% de B;
alterando-se aos 10 minutos para 10% de A, 80% de B e 10% de C; aos 35 minutos
para 5% de A, 80% de B e 15% de C; retornando-se à fase inicial aos 40 minutos, e
se manterá por mais 2,5 minutos, para reequilíbrio do sistema.
Os picos serão identificados por comparação com o tempo de retenção dos
padrões e quantificados por comparação com as curvas de calibração externas, para
53
os padrões β-criptoxantina (y= 7,7943e-0,05 x + -5,8298e-0,12 x2, com R2: 0,9997),
licopeno (y= 2,2694e-0,07 x + 8,7785e-016 x2, com R2: 0,9970), β-caroteno (y=
4,4075e-0,08 x 2,8316e-0,16
x2, com R2: 0,9983), luteína e zeaxantina (y= 4,7943e-0,08
x
+ 6,916e-0,16 x2 com R2: 0,9954) (Sigma-Aldrich®), com os resultados expressos em
µg g-1 de amostra fresca.
3.3.2.4.9 Extração de Tocoferóis
A extração de tocoferóis será realizada segundo método descrito por
Rodriguez-Amaya (2001), a qual é similar à extração de carotenóides. Após a
extração da fase etérea, esta será separada e centrifugada a 9000 x g por 10
minutos, injetando 20 µL do sobrenadante no cromatógrafo. Os tocoferóis serão
separados e quantificados utilizando o equipamento CLAE da Shimadzu, equipado
com injetor automático, com detector de fluorescência, utilizando o comprimento de
onda de 290 nm para excitação e de 330 nm para a emissão, com coluna de fase
reversa RP-18 CLC-ODS (5 µm, 4,6 mm x 150 mm, Shimadzu) e coluna de guarda
CLC-GODS (5 µm, 2 cm x 4 mm, Supelco). A separação será realizada pelo sistema
de eluição por gradiente, com fase móvel constituída de metanol (solvente A):
isopropanol (solvente B): acetonitrila (solvente C), com fluxo de 1 mL min-1. O
gradiente se iniciará com proporção de A:B:C de 40:50:10; será alterado em 10
minutos para 65:30:5; após 2 minutos, para 40:50:10, e mantido constante até 15
minutos, segundo método de Zambiazi (1997).
Os picos serão identificados por comparação com o tempo de retenção dos
padrões e quantificados por comparação com as curvas de calibração externas,
preparada com os padrões cromatográficos correspontdentes ao α-, δ- e γ-tocoferol,
com equações de reta expressa por y= 1,0015e-0,08 x + 2,0179e-0,16 x2, com R2:
0,9972, y= 4,2564e-0,09 x + -4,21971e-0,17 x2, com R2
: 0,9984 e y= 2,1663e-0,09 x +
6,5754e-0,17 x2, com R2
: 0,9905, respectivamente. O teor total de tocoferóis será
expresso em µg g-1 de amostra fresca.
54
3.3.2.4.10 Determinação dos Folatos
Para a análise dos folatos será utilizado o método desenvolvido por Catharino
et al. (2006), com pequenas modificações. Amostras de grãos de soja (1,0 g) serão
homogeneizadas em almofariz sob N2 líquido. Em seguida serão adicionados 9,0 mL
de solução de acetato de amônio (0,05 M) submetendo-se o extrato a banho ultra-
sônico por 10 min. A mistura será transferida para um balão volumétrico de 10 mL,
acrescentando-se 500 μL ácido tricloroacético (TCA) e completando-se o volume
com solução de acetato de amônio (0,05 M). Após homogeneização, a amostra será
centrifugada e filtrada em membrana Durapore 0,45 μm (HVLP 01300 Millipore), e
uma alíquota de 10 μL será injetada no cromatógrafo. O sistema cromatográfico
utilizado será o mesmo para a determinação de compostos fenólicos individuais,
utilizando um detector de fluorescência.
Os folatos serão separados em sistema de eluição por gradiente, com vazão
de 0,8 mL min-1, desenvolvido com solução aquosa de ácido acético 2% (v/v) a pH
2,8, chegando em 20 minutos a 70% (v/v) de solução de ácido acético 2% (pH= 2,8)
e 30% de acetonitrila, e aos 25 minutos 100% de solução aquosa de ácido acético
2% (v/v) a pH 2,8, mantendo-se essa proporção até 35 minutos. Após será retornada
a fase móvel inicial até os 40 min. A detecção será feita em detector de
fluorescência para o 5-metil THF utilizando-se os comprimentos de onda de
excitação de 290 nm e de emissão de 360 nm. A identificação do folato será feita por
comparação do tempo de retenção, obtido com padrão de 5-metil THF, nas mesmas
condições. A quantificação será feita a partir de curva padrão analítica do 5-metil
THF. Os resultados serão expressos em μg 100g-1 de amostra.
3.3.2.4.11 Determinação de Ácido Fítico
O ácido fítico será extraído segundo o método colorimétrico descrito por
(HAUG e LANTZSCH, 1983).
55
A capacidade antioxidante será determinada por dois métodos: através do
método do sequestro de radicais livres do DPPH (2,2-difenil-1-picrilhidrazila)
adaptado de Brand-Williams et al. (1995). As leituras serão realizadas após 30
minutos de reação a 23°C em espectrofotômetro na absorbância de 517 nm. Será
preparada uma curva padrão com Trolox (6-hidroxi-2,5,7,8-tetrametilcromo-2-ácido
carboxílico) e os resultados serão expressos em capacidade antioxidante
equivalente ao Trolox (TEAC) (μg TEAC g–1 de amostra). E, pelo método radical livre
ABTS - 2,2´azino-bis-3-etilbenzotiazolin 6-ácido sulfônico – de acordo com Erel
(2004), com adaptações. As leituras serão realizadas após 30 minutos de reação
em espectrofotômetro na absorbância de 734 nm, expressando os resultados
através da construção de curva padrão com Trolox (TEAC) (μg TEAC g–1 de
amostra).
3.3.2.4.12 Determinação do Método de Extração de Óleo
Para avaliação do potencial para extração de óleo, as amostras de grãos de
soja serão submetidas a quatro diferentes métodos de extração do conteúdo em
óleo. O método I consistirá no uso do aparelho Soxhlet com recirculação de hexano
por 6 horas (AOAC, 1995). O método II, será baseado na extração a frio com
clorofórmio:metanol:água (2:1:0,8, v/v) segundo Bligh e Dyer (1959). O método III,
realizado de acordo com a extração etérea com acidificação de Monjonier. O método
IV consistirá na extração segundo Bligh e Dyer combinado com extração em
Ultrassom modelo Maxi Clean 1450 A (UNIQUE, Brasil) por 30 minutos a uma
frequência de 25kHz (ZHANG, 2008). Para os três métodos de extração será
realizada uma posterior concentração do solvente em evaporador rotatório a vácuo
com bomba hidráulica. Para o cálculo do teor de óleo será considerada a massa de
óleo obtida após evaporação do solvente e a massa do grão inicial.
O óleo obtido dos grãos através do melhor método de extração será avaliado
quanto aos parâmetros de qualidade e identidade, mediante as seguintes análises:
de umidade por gravimetria, índice de acidez (expresso em ácido oléico), índice de
peróxido, índice de saponificação, índice de iodo, índice de refração (refratômetro de
Abbé, a 40°C), matéria insaponificável (AOCS, 1995).
56
3.3.2.4.13 Determinação da Composição dos Tocoferóis
A composição de tocoferóis totais do óleo seguirá o método de extração
descrito por Chen e Bergman (2005) e as mesmas condições cromatográficas
descritas para tocoferóis totais no grão.
A composição em ácidos graxos será determinada após derivatização da
amostra de acordo com o método Ce 1-62 descrito pela AOCS (1995), os ésteres
metílicos serão submetidos a análise cromatográfica gasosa (GC PerkinElmer-
Clarus 500, EUA; com detector de ionização em chama –250°C e injetor automático
operando a 250°C), para a separação dos ésteres metílicos de ácidos graxos será
empregada uma coluna capilar de sílica fundida Carbowax 20M (Ohio Valley) com
30 m de comprimento, diâmetro interno de 0,25 mm e espessura de filme 0,25 µm; e
a seguinte programação de temperatura: 90°C mantidos por 1 minuto, seguido de
incremento de 12°C.min-1 até 160°C, mantidos por 3,5 minutos, mais um incremento
de 1,2°C min-1 até atingir 190°C e por fim, um incremento de 15°C min-1 até 230°C,
mantidos por 15 minutos (ZAMBIAZI, 1997). O nitrogênio será usado como gás de
arraste a 1,5 mL min-1. A identificação dos compostos será realizada por
comparação com os tempos de retenção obtidos para o F.A.M.E MixC4-C24 (Sigma-
Aldrich®) e a quantificação será realizada por normalização de área.
A quantificação dos teores dos compostos fenólicos totais e individuais, dos
carotenóides totais e individuais, dos folatos, do ácido fítico, da capacidade
antioxidante no óleo serão realizados conforme descrito anteriormente para a
análise do grão. Em sendo necessário, os métodos serão adaptados.
3.3.2.4.14 Metodologia Estatística
Os dados serão analisados quanto à homocedasticidade e à normalidade e,
caso necessário, será realizada transformação dos dados. Em seguida, serão
submetidos à análise da variância (p ≤ 0,05). Os efeitos dos materiais de soja serão
comparados pelo teste de Tukey (p 0,05) e os do fator dose, por modelos de
regressão não linear (p ≤ 0,05) e das microrregiões pelo teste t (p ≤ 0,05).
3.4 Cronograma
Atividades
2011 2012 2013 2014
M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O N D J F
Revisão bibliográfica x X x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x
Demarcação da área experimental x x
Análise do solo x x
Preparo do campo experimental e das sementes x x x
Plantio e aplicação de tratamentos x x x
Acompanhamento do experimento x x x x x x x x x x
Colheita do experimento x x x
Análises físico-químicas do grão x x x x
Análises dos fitoquímicos do grão x x x x x
Seleção do método para extração do óleo x x x x
Avaliações de qualidade e identidade do óleo x x x x
Avaliações dos fitoquímicos no óleo x x x x x
Análise dos dados, redação da tese, artigos científicos e
relatórios
x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x
58
3.5 Orçamento
Material de consumo Finalidade Total
Metanol p.a.; algodão, Folin-Ciocalteau 2 N; Carbonato de sódio
Materiais que serão utilizados na determinação de compostos fenólicos totais no grão e no óleo de soja.
497,00
Metanol p.a.; ácido clorídrico p.a.; metanol HPLC; ácido acético HPLC
Materiais que serão utilizados na determinação de compostos fenólicos individuais no grão e no óleo.
585,00
Celite; éter de petróleo p.a.; acetona p.a.; etanol p.a.; hiróxido de potássio; metanol HPLC; acetonitrila HPLC; isopropanol HPLC; acetato de etila HPLC
Materiais que serão utilizados na determinação de carotenóides totais, individuais e tocoferóis no grão e no óleo.
1.267,00
Metanol p.a.; DPPH; ABTS; persulfato de potássio; etanol p.a.
Materiais que serão utilizados na determinação da capacidade antioxidante pelos métodos do DPPH e do ABTS no grão e no óleo.
1.080,00
Acetato de amônio; ácido tricloroacético; membrana Durapore 0,45 μm (HVLP 01300 Millipore); acetonitrila HPLC
Materiais que serão utilizados na determinação de folatos e ácido fítico no grão e no óleo.
876,00
Éter de petróleo; metanol p.a.; isooctano p.a.
Materiais que serão utilizados na determinação da composição dos ácidos graxos no óleo.
467,00
Hexano p.a.; luvas descartáveis (tamanhos PP, P, M, G), ponteiras (0,5-10 µL; 2-200 µL; 200 µL-1000 µL com filtro pct. c/1000, marca Axygen), microtubos (cap. 2000 µL, 1500 µL, 500 µL, 200 µL pct. c/1000 un.) e demais reagentes de uso geral.
Materiais que serão utilizados nas avaliações físico-químicas do grão; na seleção do melhor método de extração do óleo e nas avaliações de qualidade e identidade do óleo.
960,00
Sub-total 5.732,00
Serviços de terceiros
Material Permanente Finalidade Valor Total
Serviço de manutenção de equipamentos Manutenção de equipamentos de laboratório 4.000,00
Taxa de publicação de artigos científicos Publicações dos artigos 3.000,00
Sub-total 7.000,00
TOTAL 12.732,00
59
3.6 Referências
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65
4 Estudo 1. Efeitos da adubação fosfatada no desempenho agronômico de soja
convencional e transgênica
Resumo
O aumento no consumo de soja, principalmente nos países Asiáticos, tem alavancado a produção de soja em diversos países, os quais buscam técnicas que aumentem a produtividade. Entretanto, para obter rendimentos máximos, além do uso de cultivares adaptadas, é necessário o conhecimento sobre o adequado posicionamento dos recursos do solo e do clima. Nesse contexto, objetivou-se avaliar efeitos da adubação fosfatada no desempenho agronômico de variedades de soja convencional e transgênica cultivadas em diferentes regiões. Para isso, foi utilizado delineamento experimental de blocos completos casualizados em esquema trifatorial, com quatro repetições. Para o fator A foi atribuído as microrregiões (Serra do Penitente e Pé de Galinha); ao fator B as cultivares de soja (uma convencional, BRS Sambaíba e outra transgênica, Msoy 9144 Roundup Ready - RR); e, ao fator C as doses de fósforo (0; 60; 120 e 240 kg de P2O5 ha-1 no sulco de semeadura, na forma de Superfosfato Triplo). O nitrogênio responde positivamente a dose de 120 kg P2O5 ha-1 na Serra do Penitente e negativamente na Pé de Galinha. Enquanto que o manganês demonstra comportamento inverso ao teor de nitrogênio. A cultivar convencional comporta-se diferentemente da transgênica, na testemunha e na dose de 120 kg P2O5 ha-1 para a variável enxofre e na dose de 120 kg P2O5 ha-1 ambas caracterizaram o mesmo desempenho, uma redução na absorção desse nutriente. A soja cultivada na Serra do Penitente apresenta teor de ferro e produtividade de grãos superior a soja oriunda da microrregião Pé de Galinha. Para os teores de cálcio e zinco, a microrregião Pé de Galinha obteve os maiores percentuais, ao ser comparada a Serra do Penitente. Para a variável peso de mil grãos tanto na Serra do Penitente quanto no Pé de Galinha, a soja transgênica superou a convencional. Na comparação de microrregiões, em ambas as cultivares, a Serra do Penitente deteve os melhores resultados.
66
4.1 Introdução
O aumento no consumo de soja, principalmente nos países Asiáticos, tem
alavancado a produção de soja em diversos países, os quais buscam técnicas que
aumentem a produtividade. A área global de lavouras Geneticamente Modificadas
(GM) aumentou mais de 100 vezes, de 1,7 milhões de hectares em 1996, para mais
de 175 milhões de hectares em 2013, sendo a soja, cultura produzida em mais de 80
países, a cultura de destaque entre as culturas biotecnológicas (BORÉM, 2005;
JAMES, 2013). Diferentemente da soja convencional, a linha de soja transgênica
GTS-40-3-2, conhecida como Roundup Ready (RR), foi desenvolvida pela empresa
Monsanto (EUA) visando o uso de glifosato, o ingrediente ativo de herbicida
Roundup, como um agente de controle de plantas daninhas (BORÉM, 2005).
Tavares (2012) avaliou a influência dos preparos de solo na produtividade e
demanda energética de duas cultivares de soja, transgênica e não transgênica. A
maior produtividade foi obtida pela transgênica, devido ao ciclo e condição de
precipitação durante o período. O resultado obtido diferenciou-se do trabalho de
Rocha et al. (2012), que em seu experimento não encontrou diferença significativa
em relação a produtividade das cultivares Valiosa RR e MGBR-46 Conquista.
Entretanto, para obter rendimentos máximos, além do uso de cultivares
adaptadas é necessário o conhecimento sobre o adequado posicionamento dos
recursos do solo e do clima. Li et al., (2014) verificaram que embora o genótipo seja
determinante nas características fenotípicas, é possível melhorar o rendimento e
qualidade de variedades de soja por seleção das condições ambientais adequadas
ou melhoria dos solos. Os autores verificaram que fatores ligados ao clima
(temperatura, longitude, altitude, precipitação e radiação solar) e ao solo (fração de
argila e conteúdo de fósforo) foram responsáveis por variações na estatura da
planta, teor de proteína bruta, teor de óleo bruto e peso de 100 sementes.
O conteúdo de fósforo no solo, descrito por Li et al., (2014) como um dos
responsáveis por variações nos atributos e propriedades da soja, também é
apontado por diversos autores como o elemento responsável pelos aumentos de
produtividade em outras culturas, como: crambe (ROGÉRIO et al., 2013), feijão-
caupi (HENRY; CHINEDU, 2014), trigo (KANG; YUE; LI, 2014), milheto
67
(GEMENET et al., 2015), e no número e estatura das plantas de cana de açúcar
(CAIONE et al, 2011).
A ausência de fósforo influencia vários atributos na cultura da soja, dentre
eles, a produtividade, que é menor quando comparada a tratamentos com fósforo no
solo, como por exemplo, estatura das plantas e rendimento (ROSOLEM; TAVARES,
2006; PAN et al., 2008; VALADÃO JÚNIOR et al., 2008). Doses crescentes de
fósforo no solo apresentam alta correlação com a população de plantas de soja bem
como a produtividade, que também é afetada pelo pH do solo (BROCH et al., 2008;
MATTIONI; SCHUCH; VILLELA , 2013)
Em solos de Cerrado, Schlindwein e Giannello (2005) encontraram resposta
quadrática quanto ao rendimento de grãos de soja e a aplicação de doses de P,
sendo que para Alcântara Neto et al., (2010) as doses de 94,8 kg de P2O5 e 95,60 kg
ha-1 de P2O5 influenciaram rendimento e estatura das plantas de soja,
respectivamente.
A soja é suscetível ao fósforo em todo o ciclo, apresentando acúmulos de
nutrientes e matéria seca em proporções maiores de acordo com a dose e fonte de
fósforo (SILVA et al., 2009; AO et al., 2014). Porém Pan et al., (2008) não
verificaram diferença significativa para o mesmo atributo no tratamento sem fósforo.
Em virtude desses fatores, o propósito do trabalho foi avaliar o desempenho
agronômico de variedades de soja convencional e transgênica cultivadas em
diferentes regiões submetidas a doses crescentes de fósforo.
4.2 Material e Métodos
O experimento foi conduzido a campo, na estação de cultivo 2011/12, em
áreas comerciais, localizadas nas Fazendas Santa Rita (8°40‟29”S e 46°00‟34”O e
524m) inserida na região da Serra do Penitente e Fazenda Arizona (7°52‟48”S e
46°00‟00”O e 333m) pertencente a região denominada Pé de Galinha, nos
municípios de Tasso Fragoso/MA e Balsas/MA, respectivamente. O clima da região
é tropical chuvoso, com chuvas no verão e seca no inverno, classificado como Aw,
segundo a classificação de Köppen e Geiger (1928). Esta classificação é
68
característica de duas estações bem definidas, sendo o período chuvoso que
abrange os meses de outubro a maio, propício ao cultivo de soja.
O solo das áreas experimentais foram analisados quanto às características
químicas e físicas (Tabela 1). Os dados locais de temperatura mínima, máxima e
precipitação pluviométrica, referentes ao período de duração dos ensaios estão
apresentados nas Figura 1, 2 e 3.
Tabela 1 - Características químicas e físicas de amostras dos solos, antes da instalação do experimento
Área
Complexo Sortivo
pH M.O. P1/ K
1/ Ca
2/ Mg
2/ Al
2/ H+Al
3/ SB CTC
CaCl2 g kg-1
mg dm-3
--------------------------------c mol dm-3
-------------------------
Penitente 5,0 28,3 12,6 0,14 3,21 1,56 0,0 4,07 4,91 8,98 Pé de Galinha
5,4 16,8 16,0 0,07 3,37 1,17 0,0 1,09 4,61 5,70
Área
Saturação do Complexo Sortivo Análise Granulométrica
V m Ca Mg K Areia Silte Argila Classe Textural
--------------------------- %----------------------- ---------- g Kg-1
--------
Penitente 54,6 0,0 35,7 17,4 1,5 420 90 490 Argilosa Pé de Galinha
80,9 0,0 59,1 20,5 1,3 550 60 390 Argilosa
1/ Extrator Mehlich-1.
2/ Extrator KCl 1,0 mol L
-1.
3/ Extrator Ca(OAc)2 0,5 mol L
-1, pH 7,0.
69
Dias
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
Tem
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mín
ima
(ºC
)
10
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Serra do Penitente 11/2011
Serra do Penitente 12/2011
Serra do Penitente 01/2012
Serra do Penitente 02/2012
Serra do Penitente 03/2012
Serra do Penitente 04/2012
Figura 1 - Dados de temperatura mínima obtidos durante os meses de 11/2011 a 04/2012 juntamente as estações meteorológicas de Fragoso (Serra do Penitente) e de Balsas (Pé de Galinha).
Dias
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31
Tem
pera
tura
máx
ima
(ºC
)
21
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26
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37
38
Pé-de-Galinha 11/2011
Pé-de-Galinha 12/2011
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Pé-de-Galinha 02/2012
Pé-de-Galinha 03/2012
Pé-de-Galinha 04/2012
Serra do Penitente 11/2011
Serra do Penitente 12/2011
Serra do Penitente 01/2012
Serra do Penitente 02/2012
Serra do Penitente 03/2012
Serra do Penitente 04/2012
Figura 2 - Dados de temperatura máxima obtidos durante os meses de 11/2011 a 04/2012 juntamente as estações meteorológicas de Fragoso (Serra do Penitente) e de Balsas (Pé de Galinha).
Dias
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Serra do Penitente 11/2011
Serra do Penitente 12/2011
Serra do Penitente 01/2012
Serra do Penitente 02/2012
Serra do Penitente 03/2012
Serra do Penitente 04/2012
Dias
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Pé-de-Galinha 03/2012
Pé-de-Galinha 04/2012
Serra do Penitente 11/2011
Serra do Penitente 12/2011
Serra do Penitente 01/2012
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Serra do Penitente 04/2012
Dias
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Serra do Penitente 11/2011
Serra do Penitente 12/2011
Serra do Penitente 01/2012
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Serra do Penitente 11/2011
Serra do Penitente 12/2011
Serra do Penitente 01/2012
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70
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Serra do Penitente 04/2012
Figura 3 - Precipitação pluviométrica (mm), diária, ocorrida entre os meses de novembro de 2011 e abril de 2012, nas microrregiões dos experimentos, juntamente as estações meteorológicas de Fragoso (Serra do Penitente) e de Balsas (Pé de Galinha).
O delineamento experimental utilizado foi o de casualização em blocos
completos em esquema trifatorial, com quatro repetições. Para o fator A foi atribuído
as microrregiões (Serra do Penitente e Pé de Galinha); ao fator B as cultivares de
soja (uma convencional, BRS Sambaíba e outra transgênica, Msoy 9144 Roundup
Ready - RR); e, ao fator C as doses de fósforo (0; 60; 120 e 240 kg de P2O5 ha-1 no
sulco de semeadura, na forma de Superfosfato Triplo). A unidade experimental foi
composta por sete fileiras de 7,0 m de comprimento, com espaçamento de 0,5 m,
com 11 sementes por metro linear, conforme especificação da cultivar, perfazendo
Dias
1 2 3 4 5 6 7 8 910
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Serra do Penitente 04/2012
Dias
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Pé-de-Galinha 11/2011
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Pé-de-Galinha 01/2012
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Pé-de-Galinha 03/2012
Pé-de-Galinha 04/2012
Serra do Penitente 11/2011
Serra do Penitente 12/2011
Serra do Penitente 01/2012
Serra do Penitente 02/2012
Serra do Penitente 03/2012
Serra do Penitente 04/2012
71
uma população de 220.000 plantas por hectare. A área total de cada parcela foi de
24,5 m2.
Os manejos e tratos culturais foram realizados seguindo-se as
recomendações técnicas da cultura (EMBRAPA, 2010). As sementes foram
previamente tratadas com Inoculante Líquido Masterfix Soja® (5 bilhões de bactérias
mL-1 de Bradyrhizobium japonicum), na dose de 250 mL 100 kg-1 de sementes,
inseticida Standak® na dose de 200 mL 100 kg-1 de sementes, fungicida Maxim XL®
na dose de 100 mL 100 kg-1 de sementes e herbicida pré-emergente Dual Gold® na
dose de 1,2 L ha-1.
No desenvolvimento da cultura aplicou-se inseticidas Ampligo® e Engeo
Pleno® nas dose de 100 mL ha-1, nos estádios V6, R1 e R5.1 e 200 mL ha-1, nos
estádios R1 e R5.1, respectivamente. O fungicida aplicado foi Priori Xtra®, na dose
de 300 mL ha-1, nos estádios R1 e R5.1 e para o controle de plantas daninhas pós-
emergente realizou-se controle mecânico.
A colheita foi realizada manualmente, em ambos os locais, no estádio de
desenvolvimento R8, ou seja, quando 95% das vagens apresentavam a coloração
típica de vagem madura (FEHR et al., 1977). A área útil de cada parcela foi de 15 m2
representada pelas cinco fileiras centrais de 6 m de comprimento, devido ao
descarte 0,5 m de cada extremidade da parcela. Após a colheita, as plantas da área
útil de cada parcela, estando amarradas em feixes, foram identificadas e levadas
para a trilha em trilhadeira estacionária.
As variáveis avaliadas foram: análise foliar, estatura de plantas, diâmetro do
colmo, produtividade e peso de mil grãos. A análise foliar foi realizada no início
florescimento (estádio R1), foram coletados 30 trifólios, com pecíolo. A amostragem
foi realizada colhendo-se o terceiro trifólio a partir da haste principal, do ápice para a
base, seguindo a metodologia descrita por SFREDO (2008). As folhas foram
acondicionadas em sacos de papel identificados e encaminhados ao laboratório. A
determinação do teor de nutrientes foliares foi realizada seguindo a metodologia
apresentada no Manual de análises químicas de solos, plantas e fertilizantes
(SILVA, 2009).
A estatura de plantas foi determinada no estádio R5,1, adotando-se a
distância entre o solo e o ponto mais alto da planta, expressos em centímetros (cm).
Para o diâmetro do colmo, mediu-se na região abaixo da inserção do primeiro nó, os
resultados foram expressos em centímetros (cm). Para determinar a produtividade
72
de grãos, a área central das parcelas foi colhida em estádio R8, quando o teor de
umidade dos grãos aproximou-se dos 22%. Após a pesagem dos grãos, foi
determinada a umidade; os dados, corrigidos para 14%; e a produtividade, expressa
em sacos ha-1. O peso de mil grãos foi determinado por meio da pesagem de quatro
subamostras de 250 grãos, para cada repetição de campo, com o auxílio de balança
analítica (±1mg) e os dados multiplicados por quatro (BRASIL, 2009).
Os dados obtidos foram analisados quanto à normalidade pelo teste de
Shapiro-Wilk, à homocedasticidade pelo teste de Hartley e a independênica dos
resíduos foi verificada graficamente. Para a realização da análise de variância
(p≤0,05) adotou-se o procedimento de modelos mistos (PROC MIXED) do “Statistical
Analysis System” (SAS Institute, 2002). Esse método (PROC MIXED) é
particularmente conveniente para as circunstâncias desse experimento por permitir
flexibilidade para a modelagem da matriz de covariância do erro. Estabeleceu-se o
modelo linear geral misto de efeitos fixos para microrregião (local), cultivar e dose e,
de efeito aleatório para blocos, conforme segue:
yijk = µ + αi + yj + zk + (αy)ij + (αz)ik + (yz)jk + (αyz)ijk + λb + εijk, em que:
yijk = é o valor observado no i-ésimo local, da j-ésima cultivar, da k-ésima
dose;
µ = é a média geral da variável resposta;
αi = é o efeito fixo do i-ésimo local;
yj = é o efeito fixo da j-ésima cultivar;
zk = é o efeito fixo da k-ésima dose;
(αy)ij = é o efeito fixo da interação do i-ésimo local com a j-ésima cultivar
(αz)ik = é o efeito fixo da interação do i-ésimo local com a k-ésima dose;
(yz)jk = é o efeito fixo da interação da j-ésima cultivar com a k-ésima dose;
(αyz)ijk = é o efeito fixo da interação do i-ésimo local com a j-ésima cultivar e
k-ésima dose;
λb = é o efeito aleatório de bloco;
εijk = erro experimental aleatório.
Em caso de significância, os efeitos de microrregião e de cultivar foram
analisados pelo teste t e os efeitos de dose por análise de regressão, ajustando-se os
dados a equação linear (1) ou quadrática (2), conforme segue:
73
y = a + bx (1)
y = y0 + ax + bx2 (2)
onde: y = variável resposta; x = a dose de fósforo (kg P2O5 ha-1); e, a, y0 e b
são parâmetros estimados da equação, sendo a, a diferença entre os pontos
máximo e mínimo da variável; y0, a variável resposta correspondente ao ponto
mínimo da curva; e, b, declividade da curva. Todos os testes foram efetuados a 5%
de probabilidade.
4.3 Resultados e Discussão
Para as variáveis nitrogênio e manganês ocorreu interação significativa entre
fatores de tratamento dose e microrregião e, para a variável enxofre, entre dose e
cultivar (Tabela 2, Figura 4). Na comparação entre as duas microrregiões, não houve
diferença entre a microrregião Serra do Penitente e Pé de Galinha na avaliação de
teor de nitrogênio nas doses de 0 e 60 kg P2O5 ha-1 (Tabela 2). Ao comparar as
doses de fósforo em cada microrregião observou-se que os dados ajustaram-se ao
modelo quadrático, assim para 120 kg P2O5 ha-1 na Serra do Penitente ocorreu um
acréscimo no teor de nitrogênio de 4,4%, enquanto que na microrregião Pé de
Galinha predominou decréscimo em torno de 2%, quando ambos foram comparados
em relação à testemunha (sem aplicação de fósforo) (Figura 4 A).
Na avaliação do teor de manganês, as microrregiões demonstraram diferença
significativa para a maioria das doses de fósforo, exceto para dose de 120 Kg P2O5
ha-1 (Tabela 2). Esse nutriente apresentou um comportamento inverso ao teor de
nitrogênio, ou seja, na dose de 120 kg P2O5 ha-1 na Serra do Penitente ocorreu um
decréscimo de 8,2% e na microrregião Pé de Galinha um acréscimo em torno de
35%, da mesma forma, quando ambos foram comparados em relação à testemunha
(Figura 4 B).
Os resultados apresentados condizem com o histórico da área. No período de
safrinha em 2011, o solo da Serra do Penitente foi cultivado com milho que recebeu
uréia como fonte de nitrogênio. Já, no solo do Pé de Galinha foi cultivado milheto,
sem nenhuma fonte de adubo. A uréia é convertida em amônio, uma das formas
74
preferencias de assimilação pelas plantas, porém libera íons OH- no solo (3),
conforme a reação abaixo:
CO(NH2)2 + 2 H2O --> 2 NH4+ + CO3
2- + OH- (3)
NH4+ NH3 + H+ (4)
Quando ocorre liberação de OH- no solo, há alcalinização do pH da rizosfera,
o que dificulta a assimilação de manganês, que é mais disponibilizado em solos com
baixo pH nas regiões mais próximas das raízes. A absorção de NH4+ pela planta
libera prótons no solo (4), enquanto a absorção de nitrato produz ânions OH. Assim,
quando as plantas assimilam nitrogênio na forma de amônio, ocorre acidificação do
solo, enquanto a assimilação de nitrato alcaliniza o solo. Desta forma, a acidificação
ou alcalinização do meio resulta em maior ou menor disponibilidade de manganês
pelas plantas (BLOOM et al., 2003).
A influência do histórico da área também foi comprovada por Moreira et al.
(2006). Os autores avaliaram a disponibilidade de manganês e produtividade de soja
em solos sob semeadura direta, utilizando quatro locais com diferentes históricos e
verificaram que houve grande diferença entre o acúmulo de manganês do Local I
(área de integração agricultura/pecuária, sendo dois anos consecutivos de soja,
seguido de um ano de milho no verão; no inverno, foram semeadas a lanço
sementes de azevém (30 kg ha-1), misturadas com aveia preta (50 kg ha-1) para
pastejo de gado) em relação aos demais, em decorrência de menor produção de
matéria seca. Plantas cultivadas nesse local apresentaram menor concentração de
manganês na parte aérea, comparada a de outros locais, pois inúmeros cultivos em
solos com baixos teores totais de Mn, as plantas têm maior probabilidade de
apresentarem deficiências do que aquelas cultivadas em solos com altos teores
iniciais, em razão do esgotamento natural dos solos (MOREIRA et al., 2006), fato
também observado na microrregião Serra do Penitente, a qual tem o histórico de
sucessivos cultivos de soja e milho.
75
Tabela 2 - Teores de nitrogênio (g Kg-1
), manganês (mg dm-3
) e enxofre (g Kg-1
) nas folhas das cultivares de soja BRS Sambaíba e Msoy 9144 RR em função de diferentes doses de fósforo (0, 60, 120 e 240 Kg P2O5 ha
-1), nas microrregiões Serra do Penitente e Pé de Galinha
Doses de fósforo (Kg P2O5 ha
-1)
Microrregiões
Serra do Penitente Pé de Galinha
Nitrogênio (g Kg-1
)
0 48,77 ns
49,70
60 50,17 ns
49,28
120 50,63 * 48,30
240 48,20 * 51,10
Manganês (mg dm-3
)
0 23,00 * 13,17
60 22,17 * 15,29
120 20,83 ns
17,71
240 26,33 * 19,12
Doses de fósforo (Kg P2O5 ha
-1)
Cultivares de soja
BRS Sambaíba Msoy 9144 RR
Enxofre (g Kg-1
)
0 2,48 * 2,18
60 2,30 ns
2,01
120 2,17 * 1,90
240 2,16 ns
2,22 ns
e * Não-significativo e significativo, respectivamente, pelo teste t (p≤0,05) comparando as
microrregiões ou cultivares dentro de cada dose.
Para variável enxofre, a cultivar BRS Sambaíba diferiu da Msoy 9144 RR na
testemunha e na dose de 120 kg P2O5 ha-1 (Tabela 2). Ao comparar as doses dentro
de cada cultivar verificou-se que ambas caracterizaram o mesmo desempenho na
dose de 120 kg P2O5 ha-1, uma redução na absorção de enxofre de 13,5 e 20,8%
quando comparadas em relação à testemunha para cultivar BRS Sambaíba e Msoy
9144 RR, respectivamente (Figura 4 C).
Richart et al. (2006) avaliaram a associação de doses de fósforo (0; 100; 200
e 300 kg ha-1 P2O5) e doses de enxofre (0; 30 e 60 kg ha-1 S). Os autores verificaram
efeito negativo para as doses de P2O5 e efeito positivo para as doses de S, quando
foi avaliado o teor foliar de enxofre no tecido vegetal.
Considerando-se o nível de suficiência de enxofre no tecido foliar, na dose 0
kg P2O5 ha-1, o teor de enxofre foi considerado de suficiente a alto. Para o Estado do
Paraná, Sfredo et al. (1999a) comenta que, as concentrações de 2,0 e 4,0 g kg-1 S
no tecido foliar de soja (estádio R1) enquadram-se nos níveis suficiente ou médio.
Já, para os Estados do Mato Grosso e Mato Grosso do Sul, Kurihara (2004)
76
enquadra como suficiente os teores de enxofre no tecido foliar de soja (estádio R2)
compreendidos entre de 2,0 e 4,0 g kg-1. Estes resultados são corroborados por Raij
(1991), que afirma que os fosfatos aplicados em adubações ocupam
preferencialmente as posições de troca que seriam ocupados por sulfatos.
Doses de fósforo (Kg P2O
5 ha
-1)
00000000 6060606060606060 120120120120120120120120 240240240240240240240240
Nitro
gê
nio
(g
Kg
-1)
48,0
48,5
49,0
49,5
50,0
50,5
51,0
51,5
y (Pn) = 48,75 + 0,03x - 0,0001x2 R
2 = 0,99
y (Pé) = 49,88 - 0,02x + 0,0001x2 R
2 = 0,90
A
Doses de fósforo (Kg P2O
5 ha
-1)
00000000 6060606060606060 120120120120120120120120 240240240240240240240240
Ma
ng
an
ês (
mg
dm
-3)
12
14
16
18
20
22
24
26
28
y (Pn) = 23,26 - 0,04x + 0,0002x2 R
2 = 0,94
y (Pé) = 13,05 + 0,05x - 0,0001x2 R
2 = 0,99
B
Doses de fósforo (Kg P2O
5 ha
-1)
00000000 6060606060606060 120120120120120120120120 240240240240240240240240
En
xo
fre
(g
Kg
-1)
1,8
2,0
2,2
2,4
2,6
y (Sa) = 2,49 - 0,004x + 0,00001x2 R
2 = 0,99
y (Ms) = 2,19 - 0,005x + 0,00001x2
R2 = 0,97
C
Figura 4 - Teores de nitrogênio (g Kg-1
) (A), manganês (mg dm-3
) (B) e enxofre (g Kg-1
) (C) nas folhas das cultivares de soja BRS Sambaíba (Sa) e Msoy 9144 RR (Ms) em função de diferentes doses de fósforo (0, 60, 120 e 240 Kg P2O5 ha
-1) nas microrregiões Serra do Penitente
(Pn) e Pé de Galinha (Pe).
Observou-se interação tripla significativa entre os fatores estudados para as
variáveis de fósforo e potássio (Tabela 3, Figura 5). A comparação entre cultivares
na microrregião Serra do Penitente, para a variável resposta teor de fósforo
demonstrou que as maiores diferenças ocorreram dentro de 60 e 240 Kg P2O5 ha-1.
Contrariamente, na microrregião do Pé de Galinha somente na dose 120 Kg P2O5
ha-1 as duas cultivares mostraram diferença. Quando verificado as diferenças entre
77
microrregiões na cultivar BRS Sambaíba somente dentro das doses 60 e 120 Kg
P2O5 ha-1 a Serra do Penitente comportou-se de forma diferenciada em relação ao
Pé de Galinha; enquanto que na cultivar Msoy 9144 RR, ocorreu diferenciação entre
as microrregiões para todas as doses, exceto em 120 Kg P2O5 ha-1 (Tabela 3). Na
comparação das doses, com exceção da cultivar Msoy 9144 RR na microrregião
Serra do Penitente, as demais caracterizaram acréscimo na dose de 120 kg P2O5 ha-
1, de 15,7, 9,2 e 13,6%, para BRS Sambaíba quando cultivada na Serra do Penitente
e Pé de Galinha e Msoy 9144 RR no Pé de Galinha, respectivamente, ao serem
confrontados com a testemunha (Figura 5 A).
Para o nutriente potássio, ocorreram diferenças significativas entre a cultivar
BRS Sambaíba e Msoy 9144RR na Serra do Penitente dentro das doses 0 e 60 kg
P2O5 ha-1, enquanto que em Pé de Galinha essa diferenciação ocorreu em 60 e 240
kg P2O5 ha-1. Em relação ao efeito de microrregião, fixando a cultivar BRS
Sambaíba, não foi verificado diferenças entre as microrregiões, porém, para cultivar
Msoy 9144 RR, Serra do Penitente e Pé de Galinha diferiram em todas as doses
testadas (Tabela 3). Para o efeito das doses, todas as interações caracterizaram o
mesmo comportamento, os dados ajustaram-se ao modelo quadrático e o valor
máximo estimado pelo modelo para o teor de potássio variou entre 24,28 e 29,79 g
kg-1, na menor dose testada (0 Kg P2O5 ha-1) (Figura 5 B).
Tabela 3 - Teores de fósforo (g Kg-1
) e potássio (g Kg-1
) nas folhas das cultivares de soja BRS Sambaíba e Msoy 9144 RR em função de diferentes doses de fósforo (0, 60, 120 e 240 Kg P2O5 ha
-1),
nas microrregiões Serra do Penitente e Pé de Galinha
Doses de fósforo
(Kg P2O5 ha-1
)
Serra do Penitente Pé de Galinha
BRS Sambaíba Msoy 9144 RR BRS Sambaíba Msoy 9144 RR
Fósforo (g Kg
-1)
0 3,63 bns
3,90 a* 3,25 a 1/ 2,93 a
60 4,10 a* 3,87 b* 3,47 a 3,50 a
120 4,20 a* 3,73 ans
3,55 a 3,33 b
240 3,55 bns
4,45 a* 3,50 a 3,55 a
Potássio (g Kg
-1)
0 24,50 bns
29,03 a* 24,83 a 23,63 a
60 23,50 bns
27,47 a* 24,30 a 22,85 b
120 21,83 ans
21,13 a* 21,80 a 19,10 a
240 22,85 ans
21,83 a* 22,15 b 26,30 a 1/ Médias seguidas por mesma letra na linha não diferem entre si pelo teste t (p≤0,05), comparando as
cultivares de soja dentro de cada microrregião para cada dose. ns
e * Não-significativo e significativo,
respectivamente, pelo teste t (p≤0,05), comparando as microrregiões dentro de cada cultivar de soja
para cada dose.
78
Doses de fósforo (Kg P2O
5 ha
-1)
0000 60606060 120120120120 240240240240
Fó
sfo
ro (
g K
g-1
)
2,7
3,0
3,3
3,6
3,9
4,2
y (Pn+Sa) = 3,64 + 0,010x - 0,0001x2 R
2 = 0,99
y (Pn+Ms) = 3,93 - 0,004x + 0,0001x2 R
2 = 0,95
y (Pé+Sa) = 3,26 + 0,004x - 0,0001x2 R
2 = 0,98
y (Pé+Ms) = 3,00 + 0,006x - 0,0001x2 R
2 = 0,71
A
Doses de fósforo (Kg P2O5
ha-1)
0000 60606060 120120120120 240240240240
Potá
ssio
(g K
g-1
)
18
20
22
24
26
28
30
32
y (Pn+Sa) = 24,67 - 0,03x + 0,0001x2 R
2 = 0,90
y (Pn+Ms) = 29,79 - 0,08x + 0,0002x2 R
2 = 0,85
y (Pé+Sa) = 25,14 - 0,03x + 0,0001x2 R
2 = 0,83
y (Pé+Ms) = 24,28 - 0,07x + 0,0003x2 R
2 = 0,81
B
Figura 5 - Teores de fósforo (g Kg-1
) (A) e potássio (g Kg-1
) (B) nas folhas das cultivares de soja BRS Sambaíba (Sa) e Msoy 9144 RR (Ms) em função de diferentes doses de fósforo (0, 60, 120 e 240 Kg P2O5 ha
-1) nas microrregiões Serra do Penitente (Pn) e Pé de Galinha (Pe).
As variáveis cobre, diâmetro e estatura de plantas também apresentaram
interação tripla significativa entre os fatores estudados (Tabela 4, Figura 6). Para o
teor de cobre, ao realizar a comparação entre cultivares na microrregião Serra do
Penitente, não se observaram diferenças significativas. Na microrregião do Pé de
Galinha somente na dose 240 Kg P2O5 ha-1 as duas cultivares mostraram
diferenciação. Quando verificado o efeito entre microrregiões, para ambas as
cultivares em todas as doses, a Serra do Penitente comportou-se de forma
diferenciada em relação ao Pé de Galinha (Tabela 4). Na comparação das doses,
para todas as interações o teor de cobre foi decrescente com o incremento das
doses de fósforo (Figura 6 A).
A alta disponibilidade de fósforo no meio de cultivo tem a capacidade de
reduzir a absorção de cobre pelas plantas. O mecanismo desta interação não é bem
compreendido, mas acredita-se que não seja devido a reações de precipitação no
solo e sim, que seja efeito fisiológico (MURPHY; ELLIS; ADRIANO, 1981; DEON,
2007).
Quanto ao diâmetro, somente ocorreu diferenciação entre cultivares na Serra
do Penitente nas doses de 120 e 240 Kg P2O5 ha-1. Da mesma forma, a soja oriunda
da Serra do Penitente apresentou diferença em relação ao diâmetro quando
comparada com a Pé de Galinha, somente dentro da dose 240 Kg P2O5 ha-1 para
cultivar BRS Sambaíba e na testemunha para „Msoy 9144 RR‟ (Tabela 4). Ao
79
verificar o efeito das doses, as interações entre a microrregião Pé de Galinha com
ambas cultivares, caracterizaram o mesmo padrão de desempenho, um acréscimo
de 15,8% na dose de 120 Kg P2O5 ha-1, quando comparada a testemunha, para
cultivar BRS Sambaíba, por exemplo. Entretanto, as interações entre Serra do
Penitente com as cultivares apresentaram comportamento contrário (Figura 6 B).
Resultado semelhante ao diâmetro também foi observado para estatura de
plantas. Ocorreu diferença entre a cultivar Sambaíba e Msoy 9144 RR na dose de
240 Kg P2O5 ha-1 e na testemunha, na microrregião Serra do Penitente e Pé de
Galinha, respectivamente. Quando verificado as diferenças entre microrregiões para
ambas as cultivares em todas as doses, não foram constatadas diferenças
significativas (Tabela 4). Para o efeito de doses, os dados de todas as interações
para a estatura variou entre 69 e 73cm, na menor dose testada (0 Kg P2O5 ha-1)
(Figura 6 C).
No estudo de Valadão Junior et al. (2008) no Estado de Rondônia, em que
foram avaliadas as características agronômicas e o rendimento de grãos de
cultivares de soja, cultivadas em solo com baixo teor de fósforo, e submetidas a
diferentes níveis de adubação fosfatada, o modelo de regressão quadrático foi o que
melhor descreveu o efeito das doses de fósforo sobre estatura de plantas. A partir
da derivação da função verificaram que a estatura máxima estimada foi de 66,35 cm,
obtida com a dose de 140 kg ha-1 de P2O5. Este valor é semelhante aos encontrados
por Araújo et al., (2005) para o Estado de Roraima, os quais, embora trabalhando
com outras cultivares de soja , encontraram estatura média de 70,4 cm.
Alcântara Neto et al., (2010) em experimentos com soja, com cinco doses de
fósforo (0; 40; 60; 100; 120 e 140 kg ha-1 de P2O5), na forma de superfosfato triplo
aplicado verificaram que a dose de 95,60 kg ha-1 de P2O5, promoveu a estatura
máxima das plantas de 56,69 cm. O valor de estatura de planta, encontrado, ficou
acima do recomendado por Sediyama et al. (2005), os quais citam que a estatura
mínima desejável para a colheita mecanizada em solos de topografia plana está em
torno de 50 a 60 cm.
80
Tabela 4 - Teor de cobre (mg dm-3
) nas folhas, diâmetro do caule (cm) e estatura de plantas (cm) das cultivares de soja BRS Sambaíba e Msoy 9144 RR em função de diferentes doses de fósforo (0, 60, 120 e 240 Kg P2O5 ha
-1), nas microrregiões Serra do Penitente e Pé de Galinha
Doses de fósforo
(Kg P2O5 ha-1
)
Serra do Penitente Pé-de-Galinha
BRS Sambaíba Msoy 9144 RR BRS Sambaíba Msoy 9144 RR
Cobre (mg dm
-3)
0 6,00 a* 5,67 a* 8,25 a 8,33 a
60 5,00 a* 4,75 a* 8,25 a 8,00 a
120 5,00 a* 5,00 a* 7,33 a 8,00 a
240 4,00 a* 4,00 a* 7,33 a 5,33 b
Diâmetro (cm)
0 0,73 ans
0,80 a* 0,82 a 0,92 a
60 0,82 ans
0,85 ans
0,81 a 0,90 a
120 0,78 bns
0,94 ans
0,90 a 0,95 a
240 0,73 b* 0,92 ans
1,10 a 1,05 a
Estatura das plantas (cm)
0 73,42 ans
71,22 ans
73,38 a 69,12 b
60 76,74 ans
73,50 ans
76,87 a 74,77 a
120 80,35 ans
73,82 ans
79,13 a 74,00 b
240 78,89 ans
71,09 bns
78,60 a 78,60 a 1/ Médias seguidas por mesma letra na linha não diferem entre si pelo teste t (p≤0,05), comparando as
cultivares de soja dentro de cada microrregião para cada dose. ns
e * Não-significativo e significativo, respectivamente, pelo teste t (p≤0,05), comparando as microrregiões dentro de cada cultivar de soja para cada dose.
Doses de fósforo (Kg P2O
5 ha
-1)
0000 60606060 120120120120 240240240240
Co
bre
(m
g d
m-3
)
3
4
5
6
7
8
9
y (Pn+Sa) = 5,80 - 0,008x R2 = 0,91
y (Pn+Ms) = 5,50 - 0,006x R2 = 0,91
y (Pé+Sa) = 8,25 - 0,004x R2 = 0,71
y (Pé+Ms) = 8,73 - 0,012x R2 = 0,84
A
Doses de fósforo (Kg P2O
5 ha
-1)
0000 60606060 120120120120 240240240240
Diâ
metr
o (
cm
)
0,7
0,8
0,9
1,0
1,1
1,2
y (Pn+Sa) = 0,74 + 0,001x - 0,00001x2 R
2 = 0,71
y (Pn+Ms) = 0,79 + 0,002x - 0,00001x2
R2 = 0,92
y (Pé+Sa) = 0,82 - 0,0001x + 0,00001x2
R2 = 0,99
y (Pé+Ms) = 0,91 - 0,0001x + 0,00001x2 R
2 = 0,97
B
81
Doses de fósforo (Kg P2O
5 ha
-1)
0000 60606060 120120120120 240240240240E
sta
tura
(cm
)
68
70
72
74
76
78
80
82
y (Pn+Sa) = 73,14 + 0,09x - 0,0003x2
R2 = 0,97
y (Pn+Ms) = 71,29 + 0,04x - 0,0002x2 R
2 = 0,99
y (Pé+Sa) = 73,34 + 0,07x - 0,0002x2 R
2 = 0,99
y (Pé+Ms) = 69,81 + 0,06x - 0,0001x2 R
2 = 0,87
C
Figura 6 - Teor de cobre (mg dm-3
) nas folhas (A), diâmetro (cm) (B) e estatura de plantas (cm) (C) das cultivares de soja BRS Sambaíba (Sa) e Msoy 9144 RR (Ms) em função de diferentes doses de fósforo (0, 60, 120 e 240 Kg P2O5 ha
-1) nas microrregiões Serra do Penitente
(Pn) e Pé de Galinha (Pé)
Para as variáveis cálcio, ferro, zinco e produtividade de grãos verificou-se
efeito simples do fator de tratamento microrregião. A soja cultivada na Serra do
Penitente apresentou 39% mais ferro e produtividade de grãos 8,4% superior a soja
oriunda de Pé de Galinha. Para os teores de cálcio e zinco, a microrregião Pé de
Galinha obteve os maiores percentuais, 17,5 e 22,2%, respectivamente, ao ser
comparada a Serra do Penitente (Tabela 5).
Para Alcântara Neto et al. (2010) a produtividade de grãos de soja apresentou
curva de resposta quadrática à adubação fosfatada. A produtividade máxima
estimada foi de 2.614,7 kg ha-1 de grãos de soja, obtida com a dose de 94,8 kg de
P2O5. Da mesma forma, Schlindwein e Giannello (2005) também encontraram
resposta quadrática quanto à aplicação de doses de fósforo, em solos de cerrado.
Respostas a doses muito altas de fósforo são comuns em solos com baixos
teores de fósforo disponível. Esses valores podem ser explicados pelo fato da
resposta da cultura ao uso de fertilizantes depender do estado de fertilidade do solo.
Assim, solos de baixa fertilidade apresentam alta probabilidade de resposta ao uso
de nutrientes (ALCÂNTARA NETO et al., 2010).
Para Lantmann et al. (1996), a soja cultivada em solos de cultivo antigo,
apresenta satisfatória produtividade de grãos, mesmo sem a ocorrência de
adubação. O que comprova que a planta é capaz de utilizar o fósforo residual de
82
adubações anteriores, desde que esteja acima dos níveis críticos, como ocorrido
neste trabalho.
Richart et al (2006) compararam o efeito residual do fosfato natural reativo
oriundo do Marrocos (Youssoufia), em relação ao superfosfato triplo, sobre a
produtividade e componentes da produção da soja. Os autores verificaram que não
houve efeito significativo das fontes, evidenciando que em solos com adequada
disponibilidade de fósforo, caso do presente trabalho, os fosfatos se equivaleram no
fornecimento de fósforo para as plantas.
Tabela 5 - Teores de cálcio (g Kg-1
), ferro e zinco (mg dm-3
) nas folhas e produtividade de grãos (sacos ha
-1) em função de diferentes microrregiões
Microrregiões Cálcio (g Kg
-1)
Ferro (mg dm
-3)
Zinco (mg dm
-3)
Produtividade de grãos
(sacos ha-1
)
Serra do Penitente 6,80 * 149,71 * 50,54 * 47,05 *
Pé de Galinha 7,99
107,76
61,74
43,41 * Significativo pelo teste t (p≤0,05).
A variável peso de mil grãos apresentou interação entre os fatores de
tratamento cultivar e microrregião. Ao realizar a comparação entre cultivares de soja,
tanto na Serra do Penitente quanto no Pé de Galinha, a „Msoy 9144 RR‟ superou a
„BRS Sambaíba‟. Na comparação de microrregiões, em ambas as cultivares, a Serra
do Penitente deteve os melhores resultados (Tabela 6).
Rosolem e Tavares (2006) observaram que praticamente todas as
características analisadas foram alteradas pela deficiência de fósforo, com exceção
da estatura de plantas, peso de grãos por planta e número de grãos por vagem.
Entretanto, Lima et al. (2008) compararam por quatro safras a produtividade e
adaptação de genótipos de soja convencional e transgênica resistente ao glifosato,
de diferentes grupos de maturação e verificaram não haver diferenças de
produtividade entre os genótipos estudados.
83
Tabela 6 - Peso de mil grãos (g) das cultivares de soja BRS Sambaíba e Msoy 9144 RR em função de diferentes doses de fósforo (0, 60, 120 e 240 Kg P2O5 ha
-1) nas microrregiões Serra do Penitente e
Pé-de-Galinha
Cultivares de soja
Microrregiões
Serra do Penitente Pé-de-Galinha
Peso de mil grãos (g)
BRS Sambaíba 156,44 b* 134,36 b 1/
Msoy 9144 RR 160,47 a* 147,10 a 1/ Médias seguidas por mesma letra na coluna não diferem entre si pelo teste t (p≤0,05), comparando
as cultivares de soja em cada microrregião. * Significativo pelo teste t (p≤0,05), comparando as microrregiões dentro de cada cultivar de soja.
4.4 Conclusões
O nitrogênio no tecido foliar responde positivamente a dose de 120 kg P2O5
ha-1 na Serra do Penitente e negativamente na microregião Pé de Galinha, enquanto
que o manganês demonstra comportamento inverso ao teor de nitrogênio.
A soja cultivada na Serra do Penitente apresenta maior teor de ferro e
produtividade de grãos superior a soja oriunda da microrregião Pé de Galinha.
O teor de cobre no tecido foliar é decrescente com o incremento das doses de
fósforo, para ambos locais e cultivares.
A soja convencional difere da soja transgênica, na testemunha e na dose de
120 kg P2O5 ha-1 para a variável enxofre e na dose de 120 kg P2O5 ha-1 ambas
caracterizaram o mesmo desempenho, uma redução na absorção desse nutriente.
Para os teores de cálcio e zinco, a microrregião Pé de Galinha obteve os
maiores percentuais, ao ser comparada a Serra do Penitente.
O teor dos nutrientes fósforo e potássio no tecido foliar respondem
diferentemente a adubação fosfatada e as microrregiões em ambas cultivares.
Para a variável peso de mil grãos tanto na Serra do Penitente quanto no Pé
de Galinha, a soja transgênica superou a soja convencional.
Na comparação de microrregiões, em ambas as cultivares, a Serra do
Penitente deteve os melhores resultados.
84
4.5 Referências
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85
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88
5 Estudo 2. Efeitos da adubação fosfatada em soja convencional e transgênica
sobre parâmetros de avaliação nutricional e compostos bioativos
Resumo
A soja é uma das mais importantes culturas do mundo, contribuindo não somente como fonte de óleo e proteína, mas também de compostos bioativos. Esses compostos apresentam composição diferenciada entre convencional e transgênica como já apontado pela literatura. Nesse contexto, objetivou-se avaliar em grãos de soja convencional e transgênica, a composição química e os compostos bioativos, e, também no óleo, o perfil de ácidos graxos e os teores de tocoferois em função de diferentes doses de fósforo para duas microrregiões. Para isso, foi realizado um experimento em delineamento experimental de blocos completos casualizados arranjados em esquema bifatorial, com quatro repetições. Para o fator A foi atribuído as cultivares de soja (uma convencional, BRS Sambaíba e outra transgênica, Msoy 9144 Roundup Ready - RR); e, ao fator B as doses de fósforo (0; 60; 120 e 240 kg de P2O5 ha-1 no sulco de semeadura, na forma de Superfosfato Triplo). Tanto na microrregião Pé de Galinha quanto na Serra do Penitente a soja convencional BRS Sambaiba obteve maiores teores de β-glicosídeos, malonilglicosídeos, gliciteína, genisteína quando comparada a transgênica Msoy 9144 RR, que caracterizou maior teor de daidzeína em ambas as microrregiões. Quanto às doses, as maiores respostas foram obtidas nas isoflafonas e nos ácidos graxos para 120 e 240 Kg ha de P2O5, independente de local e cultivar. A altitude foi responsável por diferenciar as duas microrregiões, influenciando diretamente em maiores teores de proteína, lipídeo, carotenoides totais e γ -tocoferol na microrregião Serra do Penitente e, de ácido fítico e δ -tocoferol na microrregião Pé de Galinha. Estes resultados mostram a necessidade de mais estudos para aprofundar o conhecimento sobre o efeito do local de cultivo, bem como da cultivar e principalmente de doses de fósforo utilizados.
89
5.1 Introdução
A produção mundial de soja em 2013 foi de 276,4 milhões de toneladas,
sendo os principais países produtores, os Estados Unidos (32,4%), Brasil (29,6%),
Argentina (17,8%) e China (4,5%) (FAO, 2015). Com uma área plantada em 2013 de
cerca de 30,7 milhões de hectares nos EUA, a soja Roundup Ready GM contribuiu
com 94% da produção, assim como no Brasil e Argentina (USDA, 2015). Cultivada
especialmente nas regiões Centro Oeste e Sul do Brasil, a soja se firmou como um
dos produtos mais destacados da agricultura nacional, expandindo para as regiões
Norte e Nordeste na década de 70. Na Região Nordeste, o Estado do Maranhão é
responsável por 29% da produção (IBGE, 2015).
A soja é uma das mais importantes culturas no mundo, contribuindo não
somente como fonte de óleo e proteína, mas também de compostos bioativos (KIM
et al., 2014). Seus potenciais benéficos para a saúde vêm sendo investigados, quer
seja pelo seu elevado teor de proteína de qualidade nutricional adequada, quer por
seu conteúdo significativo em minerais e fibras, ou ainda devido a seu teor de
compostos fenólicos ou polifenóis, que são compostos bioativos das plantas, com
diferentes estruturas químicas, apresentando extensa ação antioxidante e
consequentemente efeitos benéficos à saúde.
Os compostos boativos apresentam composição diferenciada entre soja
convencional e transgênica como já apontado pela literatura. Um estudo, por
exemplo, relatou ligações entre a aplicação de glifosato em soja transgênica e
diminuição dos níveis de ácido α-linolênico (ALA) e ferro, e aumento dos níveis de
ácido oleico (ZOBIOLE, et al., 2010). Em outro estudo, os autores relataram uma
redução de 12-14% nos níveis de fitoestrógenos em linhagens de soja transgênica
em comparação com convencionais isogênicos (LAPPÉ et al., 1998). Entretanto, o
teor de isoflavonas em soja transgênica pode ser menor ou maior quando
comparado com soja convencional (WEI; JONE; FANG, 2004). Outra correlação
importante a ser destacada é a diferença nos teores de ácido fítico encontrados na
cultivar geneticamente modificada (VMAX RR) e na VMAX convencional (MOREIRA
et al., 2012).
Além do genótipo outros fatores podem contribuir para modificar esses
compostos. Alguns estudos indicam a influência do ambiente de crescimento em
90
proteína, na composição de ácidos graxos, lipoxigenases, inibidor de tripsina
(CHAPMAN; ROBERTSON; BURDICK, 1976; PIPER; BOOTE, 1999; NIAN et al.,
1996; THOMAS et al., 2003; KUMAR et al., 2003; PIPOLO et al., 2004). As cultivares
de soja contem cerca de 15-20% da fração lipídica, e este acúmulo é influenciado
por condições climáticas, localização geográfica, solo e procedimentos agronômicos
(SOUZA et al., 2009; KUMAR et al., 2006).
Embora o fósforo não seja o principal elemento utilizado pela cultura da soja,
é participante de diversas reações bioquímicas e fisiológicas que culminam no
acúmulo de fitoquímicos, entre eles, o ácido fítico, responsável pelo armazenamento
de fósforo nas plantas. Raboy; Dickinson e Below, (1984) afirmaram que quanto
maior a quantidade desse elemento no solo, maiores serão os teores de ácido fítico
nos grãos de soja.
Desta forma, objetivou-se avaliar em grãos de soja convencional e
transgênica, a composição química e os compostos bioativos, e, também no óleo, o
perfil de ácidos graxos e os teores de tocoferois em função de diferentes doses de
fósforo para duas microrregiões.
5.2 Material e métodos
5.2.1 Reagentes químicos
Os reagentes β-caroteno, reagente Folin-Ciocalteu, ácido 2,2'-azinobis-3-
etilbenzotiazolina-6-sulfônico (ABTS), ácido 2-carboxílico-6-hidroxi-2,5,7,8-
tetrametilcromano (Trolox) e os ácidos caproico, caprílico, cáprico, caproleico,
láurico, dodecenoico, mirístico, miristoleico, palmítico, palmitoleico, margárico,
heptadecenoico, esteárico, oleico, linoleico, linolênico, araquídico, gadoleico,
eicosadienoico, eicosadienoico, eicosatrienoico, tetraenoico, lignocérico e nervônico
foram adquiridos da Sigma-Aldrich, St. Louis, EUA. Os reagentes utilizados nas
análises espectrofotométricas e cromatográficas foram de grau HPLC e, para as
demais análises utilizaram-se reagentes com grau de pureza para análise (p.a.).
91
5.2.2. Amostragem e caracterização dos grãos de soja
Os experimentos foram conduzidos a campo, na estação de cultivo 2011/12,
em áreas comerciais localizadas nas Fazendas Santa Rita (8°40‟29”S e 46°00‟34”O
e 524m de altitude) inserida na região da Serra do Penitente e Fazenda Arizona
(7°52‟48”S e 46°00‟00”O e 333m de altitude) pertencente a região denominada Pé
de Galinha, nos municípios de Tasso Fragoso e Balsas, respectivamente, ambos no
Maranhão (MA), Brasil.
O clima da região conforme a classificação de Köppen e Geiger (1928) é do
tipo Aw, tropical chuvoso, com chuvas no verão e seca no inverno. Esta
classificação é característica de duas estações bem definidas, sendo o período
chuvoso que abrange os meses de outubro a maio, propício ao cultivo de soja. O
solo da região é classificado como Latossolo Amarelo distrófico (Embrapa-CNPS,
2006). Os solos das áreas experimentais foram analisados quanto às características
químicas e físicas antes da instalação dos experimentos (Tabela 1). Os dados locais
de temperatura mínima, máxima e precipitação pluviométrica referentes ao período
de duração dos experimentos foram obtidos junto à Estação Meteorológica de
Balsas/MA distante 30 km da Fazenda Arizona e, na Estação Meteorológica da
Fazenda Parnaíba (Grupo SLC) localizada no município de Tasso Fragoso/MA,
distante 12 Km da Fazenda Santa Rita (Figura 1).
Tabela 1 - Características químicas e físicas de amostras dos solos, antes da instalação dos experimentos
Área
Complexo Sortivo
pH M.O. P1/ K
1/ Ca
2/ Mg
2/ Al
2/ H+Al
3/ SB CTC
CaCl2 g kg-1
mg dm-3
--------------------------------c mol dm-3
-------------------------
Penitente 5.0 28.3 12.6 0.14 3.21 1.56 0.0 4.07 4.91 8,98 Pé de Galinha
5.4 16.8 16.0 0.07 3.37 1.17 0.0 1.09 4.61 5,70
Área
Saturação do Complexo Sortivo Análise Granulométrica
V m Ca Mg K Areia Silte Argila Classe Textural
--------------------------- %----------------------- ---------- g Kg-1
--------
Penitente 54.6 0.0 35.7 17.4 1.5 420 90 490 Argilosa Pé de Galinha
80.9 0.0 59.1 20.5 1.3 550 60 390 Argilosa
1/ Extrator Mehlich-1.
2/ Extrator KCl 1.0 mol L
-1.
3/ Extrator Ca(OAc)2 0.5 mol L
-1, pH 7.0.
92
No
v/1
1
De
z/1
1
Ja
n/1
2
Fe
v/1
2
Ma
r/1
2
Ab
r/1
2Tem
pera
tura
mín
ima (
°C)
20,5
21,0
21,5
22,0
22,5
23,0
Pé de Galinha
Serra do Penitente
A
No
v/1
1
De
z/1
1
Ja
n/1
2
Fe
v/1
2
Ma
r/1
2
Ab
r/1
2Tem
pera
tura
máxim
a (
°C)
30
31
32
33
34
Pé de Galinha
Serra do Penitente
B
No
v/1
1
De
z/1
1
Ja
n/1
2
Fe
v/1
2
Ma
r/1
2
Ab
r/1
2
Pre
cip
itação (
mm
)
50
100
150
200
250
Pé de Galinha
Serra do Penitente
C
Figura 1 - Médias mensais de temperatura mínima (A) e máxima (B) e soma da precipitação
pluviométrica (mm) mensal (C), entre os meses de novembro de 2011 e abril de 2012,
nas microrregiões dos experimentos, obtidos juntamente as estações meteorológicas
de Fragoso (Serra do Penitente) e de Balsas (Pé de Galinha)/MA.
Em cada microrregião, Serra do Penitente e Pé de Galinha/MA, foi utilizado
delineamento de casualização de blocos completos em esquema bifatorial, com
quatro repetições. Para o fator A foi atribuído as cultivares de soja (uma
convencional, BRS Sambaíba e outra transgênica, Msoy 9144 Roundup Ready -
RR); e, ao fator B as doses de fósforo (0; 60; 120 e 240 kg de P2O5 ha-1 no sulco de
semeadura, na forma de Superfosfato Triplo). Sousa et al. (2002) relataram a
existência de resposta à aplicação de P até a dose de 300 kg ha-1 de P2O5, o que
evidencia, também, a baixa disponibilidade desse nutriente. As sementes das
cultivares utilizadas pertencentes à Classe Fiscalizada (S1) foram fornecidas pela
empresa multiplicadora Sementes Cajueiro (RENASEM: MA0010/2005). Ambas
93
cultivares, de ciclo médio, foram utilizadas por serem as mais cultivadas em lavouras
comerciais na região do estudo.
A unidade experimental foi composta por sete fileiras de 7,0 m de
comprimento, com espaçamento de 0,5 m, com 11 sementes por metro linear,
conforme especificação da cultivar, perfazendo uma população de 220.000 plantas
por hectare. A área total de cada parcela foi de 24,5 m2.
Os manejos e tratos culturais foram realizados seguindo-se as
recomendações técnicas da cultura (EMBRAPA, 2010). As sementes foram
previamente tratadas com Inoculante Líquido Masterfix Soja® (5 bilhões de bactérias
mL-1 de Bradyrhizobium japonicum), na dose de 250 mL 100 kg-1 de sementes,
inseticida Standak® na dose de 200 mL 100 kg-1 de sementes, fungicida Maxim XL®
na dose de 100 mL 100 kg-1 de sementes e herbicida pré-emergente Dual Gold® na
dose de 1,2 L ha-1.
No desenvolvimento da cultura aplicou-se inseticidas Ampligo® e Engeo
Pleno® nas dose de 100 mL ha-1, nos estádios V6, R1 e R5.1 e 200 mL ha-1, nos
estádios R1 e R5.1, respectivamente. O fungicida aplicado foi Priori Xtra®, na dose
de 300 mL ha-1, nos estádios R1 e R5.1 e para o controle de plantas daninhas pós-
emergente realizou-se controle mecânico.
A colheita foi realizada manualmente, em ambos os locais, no estádio de
desenvolvimento R8, ou seja, quando 95% das vagens apresentavam a coloração
típica de vagem madura (FEHR et al., 1977). A área útil de cada parcela foi de 15 m2
representada pelas cinco fileiras centrais de 6 m de comprimento, devido ao
descarte 0,5 m de cada extremidade da parcela. Após a colheita, as plantas da área
útil de cada parcela, estando amarradas em feixes, foram identificadas e levadas
para a trilha em trilhadeira estacionária. Os grãos de cada amostra foram coletados
separadamente, identificados e armazenados em freezer (−18 °C) até o momento da
realização das análises.
94
5.2.3 Análises dos grãos
5.2.3.1 Composição centesimal
A composição centesimal foi determinada, com a realização das análises de
umidade por método gravimétrico; cinzas por gravimetria após incineração da
amostra; fibra bruta por digestão ácida e alcalina; lipídeos (extrato etéreo em
Soxhlet); proteína em método micro-Kjeldahl com utilização do fator 6,25 para
conversão do nitrogênio em teor proteico e carboidratos por diferença, subtraindo de
100 a soma dos valores obtidos de umidade, proteína, lipídeos, cinzas e fibra bruta
(AOAC, 1995).
5.2.3.2 Teor de compostos fenólicos totais
A extração foi realizada segundo método descrito Mira et al., (2009). Para
essa etapa, 2 g de grãos macerados foram adicionados em 10 mL de metanol, com
posterior agitação por 10 min e centrifugação a 7.600 rpm por 15 min (Centrifuge
Eppendorf 5430 R, Hamburg, Alemanha). O processo foi repetido sequencialmente
com 10 e 5 mL de metanol, os sobrenadantes foram coletados e unidos, totalizando
um volume de 25 mL de extrato. O teor de compostos fenólicos foi determinado pelo
método Folin-Ciocalteu (SHAHIDI; NACZK, 1995). Para a reação, 100 µL do extrato
metanólico foram adicionados a 400 µL de água destilada e 250 µL de reagente
Folin-Ciocalteu (1N). Após 8 minutos foram adicionados 1,25 mL de carbonato de
sódio (Na2CO3) a 7%. A mistura foi colocada em repouso à temperatura ambiente
durante 2 h. O sobrenadante foi medido no comprimento de onda de 725 nm
utilizando um espectrofotômetro Ultrospec 2000 UV-visível (Amersham Biosciences,
Cambridge, Reino Unido). Os resultados foram expressos em mg de equivalentes de
ácido gálico (GAE) por 100 g de peso seco da amostra.
95
5.2.3.3 Teor de ácido fítico
Foram pesados 0,015 gramas de grãos moídos em microtubos Eppendorf®,
após foi adicionado 1,5mL de HCl (0,2 mol L-1), seguido de agitação por 30 minutos
a 25°C e centrifugação a 17.200 rpm por 15 minutos (Centrifuge Eppendorf 5430 R,
Hamburg, Alemanha). Em 0,5 mL do sobrenadante foi adicionado 1 mL de cloreto
férrico (FeCl3), após as amostras foram levadas a 100 °C durante 30 min e
posteriormente, centrifugadas em 3000 x g durante 15 minutos. A reação foi
realizada em 0,5 mL do sobrenadante adicionando 0,75 mL de bipiridina. A leitura foi
realizada em espectrofotômetro no comprimento de onda de 519 nm (HAUG;
LANTZSCH, 1983). Os resultados foram expressos em mg de ácido fítico hidrato de
sal dissódico por 100 mL-1.
5.2.3.4 Teor de isoflavonas
As amostras foram extraídas com 80% de metanol aquoso (20: 1 v / w), sob
agitação durante 2 h a 4 °C, de acordo com Genovese e Lajolo (2001). Os
homogeneizados foram filtrados através de papel de filtro Whatman n°. 06 e
concentrados em evaporador rotativo (Rotavapor RE 120, Buchi, Flawil, Suécia) em
≤40 °C até a eliminação de metanol O volume dos extratos foi ajustado para 5 mL
com metanol de grau HPLC, e alíquotas foram filtradas através de uma unidade de
filtro de 0,22 um PTFE (politetrafluoretileno, Millipore Ltda., Bedford, MA, EUA) para
a injeção no HPLC. A separação e quantificação das isoflavonas foi realizada com
coluna C18 Sinergia, 4 μ RP fusão (de 25 cm x 4,6 mm Dl) (Phenomenex, Torrance,
CA, EUA) e um sistema Hewlett Packard 1100 equipado com auto-amostrador,
detector de matriz de diodos, e software ChemStation (Agilent Technologies, Palo
Alto, CA, EUA). Os solventes de eluição foram: A, água:acetonitrila:ácido acético
(95: 5: 0,1) e B, acetonitrila: ácido acético (99,9: 0,1). O gradiente de solvente foi o
mesmo utilizado por Genovese e Lajolo (2001), a uma taxa de fluxo de 1 mL min-1.
Os eluentes foram monitorizados a 255 e 320 nm, e as amostras foram injetadas em
duplicata. A identificação foi feita com base no tempo de retenção e espectros em
96
comparação com padrões conhecidos, e a quantificação foi baseada em calibração
externa. As isoflavonas foram comparadas a 12 padrões de LC Laboratories
(Woburn, MA, EUA). A calibração foi efetuada por injeção dos padrões por três
vezes em cinco concentrações diferentes (R2≥0.999). O teor de isoflavonas foi
expresso em mg 100 g -1 de peso seco de amostra.
5.2.3.5 Capacidade antioxidante (ABTS)
A atividade antioxidante foi determinada pelo método do radical ABTS
segundo Re et al., (1999). Adicionou-se 0,1 mL (100 μL) do extrato em tubo de
Falcon® de 15 mL e a este 3,9 mL (3900 μL) da solução diluída de ABTS com
absorbância 0,700±0,05 nm. A mistura foi agitada em vortex, e após 6 minutos foi
realizada a leitura em espectrofotômetro a 734 nm, com aparelho zerado com álcool
etílico. A atividade antioxidante foi expressa em mg de equivalente ao trolox por 100
gramas de peso seco de amostra.
5.2.4 Análises do óleo
5.2.4.1 Índice de qualidade
Para avaliar a qualidade dos óleos determinou-se a acidez, o índice de
peróxidos e índice de iodo. A determinação da acidez foi realizada segundo o
método da AOCS (Ca 5a - 40, 1998), sendo os resultados expressos em percentual
de ácido oleico. A determinação do índice de peróxido foi realizada segundo a
AOCS (Cd8-53, 1998), expressando-se em meq.gO2 kg-1 de amostra. A
determinação do índice de iodo foi realizada segundo o método descrito na AOCS,
(1995), expressando os resultados em g I2 por 100 gramas.
97
5.2.4.2 Perfil de ácidos graxos
A análise de ácidos graxos foi realizada segundo método descrito por
Hartman e Lago (1973), adicionando à amostra 500 μL de KOH 0,1 N, que
permaneceu em banho-maria (60 ºC por 2 horas). Após a amostra esfriar, foi
adicionado na mesma, 1,5 mL de H2SO4 1 M, e posteriormente levadas novamente
ao banho-maria (60 oC a 2 horas). Após o resfriamento da amostra, acrescentou-se
2 mL de hexano, com posterior agitação dos tubos e coleta de 1 mL da fase de
hexano, que contém os ésteres metílicos de ácidos graxos. Foi injetado 1 μL desta
fase em cromatógrafo gasoso-CG (Perkin Elmer Clarus500), provido com detector
FID, coluna capilar (Phenomenex) com fase líquida constituída de 5 % de fenil e 95
% de dimetilpolisiloxano e com dimensões 15 m x 0,32 mm x 0,1 μm. Os dados
foram adquiridos e processados com auxílio do software Clarus 500. Utilizou-se
gradiente de temperatura, com temperatura inicial da coluna de 90 °C, mantida por 1
minuto; após, passar para 160 °C com incremento linear de 12 °C min-1, mantida por
3,5 minutos; seguindo a 190 °C com incremento linear de 1,2 °C min-1; e finalmente
a 230 °C com incremento linear de 15 °C min-1, mantida por 15 minutos. O injetor e o
detector foram mantidos na temperatura de 230 °C e 240 °C, respectivamente.
Utilizou-se o nitrogênio como gás de arraste a 1,5 mL m-1. Os ácidos graxos foram
identificados pela comparação com os tempos de retenção dos padrões de ésteres
metílicos contendo os ácidos caproico, caprílico, cáprico, caproleico, láurico,
dodecenoico, mirístico, miristoleico, palmítico, palmitoleico, margárico,
heptadecenoico, esteárico, oleico, linoleico, linolênico, araquídico, gadoleico,
eicosadienoico, eicosadienoico, eicosatrienoico, tetraenoico, lignocérico e nervônico.
O teor de cada ácido graxo nas amostras foi calculado de acordo com a área de
cada um dos picos obtidos nos cromatogramas, multiplicadas por 100 e dividido pela
área total de ácidos graxos da amostra, sendo os resultados expressos em
percentagem.
98
5.2.4.3 Carotenoides totais
Foram pesadas 2,5 gramas de óleo em balão volumétrico de 10 mL,
completando o volume com uma solução de isooctano:etanol (3:1). Após os balões
foram cobertos com papel alumínio e em seguida foi realizada a leitura em
espectrofotômetro no comprimento de onda de 450 nm (ZAMBIAZI, 1997). Os
resultados foram expressos em mg β Caroteno 100g-1 da amostra de óleo.
5.2.4.4 Tocoferois
Para a determinação dos níveis de alfa (α), gama (γ) e delta (δ) tocoferóis foi
utilizada a adaptação da metodologia segundo Chen e Bergman (2005) e Pestana et
al., (2008). Foram pesados 150 mg de óleo em balão volumétrico de 5 mL, o volume
foi completado com isopropanol HPLC. Após centrifugação, uma alíquota de 10 μL
do sobrenadante foi injetada num cromatógrafo líquido Shimadzu Alta Eficiência
(HPLC-Shimadzu SLC-10AVP) com injetor automático, bomba quaternária e
detector de fluorescência operando com 290 nm de excitação e 330 nm de emissão,
equipado com uma coluna de fase reversaShimPack CLC-ODS (5 µm, 4,6 x 150
mm) com fase estacionária de octadecilo, temperatura 25 °C com fluxo de 1,0 mL
min-1. A separação foi efetuada utilizando um sistema de eluição de gradiente com
uma fase móvel constituída por metanol, acetonitrila e isopropanol, com uma fase
inicial de 40:50:10, respectivamente, mudando a proporção para 10 minutos de
funcionamento, para 65:30:5. Aos 12 minutos, voltou à proporção inicial de solvente
para dar tempo total de análise de 15 minutos. A identificação dos compostos foi
realizada por padrões cromatográficos, por comparação dos tempos de retenção, ao
passo que a quantificação foi realizada por integração das áreas obtidas (ClassVp
software) e interpolando com as respectivas curvas de calibração para cada
composto individual identificado (α, Υ e δ) . Os resultados foram expressos em mg
tocoferol 100g-1 óleo.
99
5.2.5 Análise multivariada
A análise de componentes principais (PCA) foi extraída a partir de uma matriz
de correlação. Dessa forma, a informação contida nas variáveis originais foi
projetada em um número menor de variáveis subjacentes chamadas de
Componentes Principais (PCAs). O critério para descarte de variáveis (PCAs)
utilizado foi recomendado por Jolliffe (2002), esse critério estabelece que se deve
reter um número de componentes principais que contemple pelo menos, entre 70 e
90% da variação total. Após a seleção do número de PCAs, foram obtidos os seus
respectivos autovalores, com seus correspondentes autovetores. O procedimento
gráfico adotado foi o biplot, a partir dos escores e das cargas dos componentes
principais selecionados. (SAS Institute, 2002).
5.3 Resultados e discussão
Na tabela 2 constam as médias e os erros padrões de cada variável
dependente avaliada, considerando as diferentes cultivares e doses de fósforo.
Para explicar a distribuição dos grupos foi necessário um menor número de
componentes principais em função da quantidade de altas e/ou médias correlações
entre as variáveis dependentes, fator esse que é variável em função da população
estudada (MANLY, 2004). Portanto, de acordo com a regra de Jolliffe (2002) apenas
os dois primeiros PCs foram utilizados nas análises por contemplarem 70% da
variação.
100
Tabela 2 - Variáveis dependentes avaliadas no grão e no óleo de cultivares de soja convencional BRS Sambaiba e transgênica Msoy 9144 em função de diferentes doses de fósforo para a microrregião Pé de galinha/MA.
Variáveis dependentes
Pé de Galinha
BRS Sambaiba Msoy 9144
0 60 120 240 1/ 0 60 120 240
No grão de soja
Umidade (%) 8.04±0.11 7.66±0.20 7.92±0.11 8.13±0.04 8.01±0.11 7.97±0.11 7.89±0.05 7.66±0.42 Cinza (%) 5.57±0.59 5.13±0.06 4.83±0.19 5.01±0.06 5.12±0.08 5.06±0.04 5.87±0.74 4.98±0.03 Fibra (%) 6.29±0.21 6.34±0.53 6.47±0.30 6.30±0.14 6.96±0.21 6.05±0.07 6.66±0.25 6.41±0.23 Lipídeo (%) 22.40±0.71 21.57±0.42 21.61±0.61 23.18±0.25 20.74±0.13 22.19±0.50 22.12±0.82 21.79±0.66 Proteína (%) 38.66±0.40 36.98±0.79 38.67±0.31 37.23±0.30 37.66±0.06 36.59±0.43 38.88±0.35 36.44±0.48 Carboidrato (%) 19.04±0.97 22.31±0.80 20.50±0.61 20.15±0.55 21.51±0.33 22.14±0.28 18.58±1.26 22.71±0.52 Fenólicos totais (mg 100g
-1) 2697±124.50 2283±91.29 2350±69.97 2179±47.98 2510±83.19 2437±60.02 2574±61.78 2672±46.71
Ácido fítico (mg 100g-1
) 4466±13.93 4383±219.64 4662±42.04 4349±151.6 4525±426.88 4753±4.95 4779±116.56 4609±100.43 β-glicosídeos* 67.39±0.87 75.43±0.53 69.74±0.33 69.11±0.65 59.28±0.57 61.80±0.07 64.61±0.54 65.07±0.27 Malonilglicosídeos* 31.13±0.68 33.26±0.27 32.80±0.08 30.51±0.31 25.76±0.36 28.25±0.32 28.53±0.35 28.40±0.25 Acetilglicosídeos Agliconas* 12.12±0.30 11.16±0.39 12.00±0.04 11.61±0.22 11.57±0.28 11.94±0.20 11.91±0.23 11.17±0.43 Daidzeína* 35.74±0.41 42.88±0.41 37.42±0.52 37.42±0.53 48.25±0.63 52.96±0.55 56.15±0.95 56.46±1.50 Gliciteína* 11.87±0.42 10.21±0.24 11.42±0.25 11.33±0.33 6.93±0.70 7.99±0.21 6.77±0.12 7.16±0.59 Genisteína* 64.57±0.42 68.63±0.05 63.79±0.48 63.45±0.42 53.97±0.32 56.06±0.93 57.58±0.39 56.87±0.72 ABTS (mg 100g
-1) 255.17±23.6 237.28±7.64 220.44±4.30 229.6±9.13 238.68±10.43 272.65±23.1 256.63±1.47 309.22±12.2
No óleo de soja
Índice de acidez (%) 0.87±0.07 0.87±0.06 0.93±0.04 0.87±0.02 1.08±0.08 1.09±0.09 1.09±0.03 1.08±0.12 Índice de peróxido 0.34±0.02 0.32±0.06 0.36±0.04 0.30±0.04 0.38±0.06 0.35±0.05 0.34±0.06 0.35±0.04 Índice de iodo 8.69±0.61 9.40±0.09 9.21±0.30 9.53±0.10 9.40±0.11 9.55±0.06 9.70±0.02 9.48±0.05 Ácido palmítico 16:0 (%) 12.02±0.47 10.30±0.16 11.27±0.17 10.33±0.12 13.55±1.30 10.51±0.006 12.33±1.54 10.66±0.09 Ácido esteárico 18:0 (%) 2.86±0.16 3.45±0.001 2.62±0.12 3.48±0.03 3.31±0.30 3.42±0.03 3.31±0.27 3.44±0.02 Ácido oleico 18:1 (%) 20.01±3.48 25.73±0.85 24.34±0.85 26.46±0.51 9.99±8.64 26.70±0.06 18.20±8.53 26.88±0.75 Ácido linoleico 18:2 (%) 58.71±2.49 54.23±0.66 55.53±0.78 53.73±0.36 65.46±6.15 53.44±0.09 59.56±6.20 53.07±0.60 Ácido linolênico 18:3 (%) 6.40±0.44 6.28±0.16 6.23±0.01 6.00±0.07 7.25±0.68 5.94±0.002 6.60±0.63 5.95±0.09 Ácido Graxo Saturado (%) 14.88±0.62 13.75±0.16 13.89±0.06 13.80±0.08 16.86±1.60 13.93±0.03 15.64±1.70 14.10±0.07 Ácido Graxo Insaturado (%) 85.12±0.62 86.24±0.16 86.10±0.06 86.20±0.08 82.71±1.84 86.07±0.03 84.36±1.70 85.90±0.07 Carotenoides totais (mg 100mL
-1) 13.87±1.27 16.32±0.57 14.94±0.54 18.25±0.20 14.93±0.46 18.45±0.73 14.68±0.16 14.96±1.99
δ- tocoferol 31.34±0.57 38.30±0.87 32.24±0.44 37.29±1.31 31.89±0.37 37.89±1.11 31.85±0.28 38.11±1.65 γ- tocoferol 73.76±0.81 76.73±0.25 73.72±0.49 73.94±1.54 72.62±1.02 74.74±1.02 72.78±0.75 77.27±2.19 α - tocoferol 0.55±0.25 0.00±0.00 1.61±0.09 0.00±0.00 2.00±0.39 0.00±0.00 2.14±0.12 0.00±0.00 1/
Adubação (Kg ha P2O5) * Isoflavonas. alfa (α), gama (γ) e delta (δ).
101
Tabela 3 - Variáveis dependentes avaliadas no grão e no óleo de cultivares de soja convencional BRS Sambaiba e transgênica Msoy 9144 em função de diferentes doses de fósforo para a microrregião Serra do Penitente/MA.
Variáveis dependentes
Serra do Penitente
BRS Sambaiba Msoy 9144
0 60 120 240 1/ 0 60 120 240
No grão de soja
Umidade (%) 8.05±0.02 7.73±0.18 8.20±0.19 7.71±0.10 7.84±0.16 8.11±0.20 8.06±0.17 7.92±0.22 Cinza (%) 4.80±0.07 4.83±0.09 4.73±0.09 4.51±0.11 4.68±0.11 4.71±0.11 4.97±0.06 4.82±0.05 Fibra (%) 6.28±0.16 6.46±0.02 6.50±0.14 6.34±0.11 6.35±0.17 6.17±0.07 6.36±0.05 6.10±0.06 Lipídeo (%) 22.66±0.57 24.82±0.40 22.59±0.42 24.37±0.33 23.06±0.21 24.08±0.34 22.13±0.21 23.85±0.10 Proteína (%) 38.60±0.17 38.41±0.64 38.96±0.19 38.23±0.16 39.86±0.06 38.21±0.06 38.03±0.50 38.96±0.02 Carboidrato (%) 19.58±0.97 17.72±0.88 18.98±0.05 18.80±0.39 18.18±0.20 18.69±0.58 20.43±0.56 18.32±0.04 Fenólicos totais (mg 100g
-1) 2413±60.35 2078±77.03 2464±77.32 2221±22.74 2467±49.28 2450±52.59 2580±123.88 2104±107.38
Ácido fítico (mg 100g-1
) 3125±355.9 3056±163.88 3445±185.00 3472±38.57 3802±16.90 3493±128.54 3965±186.67 3769±52.40 β-glicosídeos* 67.41±0.94 77.24±0.59 76.39±0.14 75.89±0.20 59.40±0.62 64.77±0.36 67.22±1.05 68.47±0.28 Malonilglicosídeos* 32.21±0.38 35.41±0.24 36.78±0.18 36.94±0.56 25.63±1.77 29.79±1.58 32.61±0.17 27.79±0.33 Acetilglicosídeos Agliconas* 11.21±0.42 11.75±0.35 11.53±0.53 11.35±0.48 11.58±0.53 11.52±0.44 11.39±0.34 11.33±0.30 Daidzeína* 37.77±0.62 45.18±0.27 44.34±0.62 43.00±0.40 48.02±0.93 54.29±0.14 57.10±0.52 58.02±0.27 Gliciteína* 11.36±0.56 11.68±0.43 11.40±0.44 11.31±0.43 7.88±1.13 7.98±0.85 7.62±0.62 7.48±0.75 Genisteína* 66.04±0.28 70.45±0.36 74.49±0.82 71.25±0.76 57.74±1.74 61.03±0.15 60.87±1.12 62.73±0.74 ABTS (mg 100g
-1) 242.53±2.2 238.65±16.3 254.16±6.95 250.13±5.4 254.75±7.59 254.41±8.47 248.14±5.40 220.48±9.62
No óleo de soja
Índice de acidez (%) 0.72±0.03 0.69±0.01 0.67±0.02 0.68±0.01 0.68±0.03 0.71±0.005 0.66±0.01 0.47±0.23 Índice de peróxido 0.26±0.18 0.69±0.04 0.82±0.08 0.61±0.09 0.78±0.09 0.58±0.15 0.74±0.15 0.49±0.09 Índice de iodo 9.53±0.03 9.38±0.06 9.48±0.06 9.52±0.07 9.61±0.12 9.45±0.18 9.33±0.04 9.36±0.28 Ácido palmítico 16:0 (%) 11.38±0.19 10.98±0.06 11.07±0.22 11.16±0.14 11.20±0.16 11.31±0.24 11.28±0.10 11.19±0.12 Ácido esteárico 18:0 (%) 2.79±0.04 3.86±0.28 3.16±0.37 3.29±0.22 3.07±0.27 3.07±0.27 2.72±0.03 3.55±0.02 Ácido oleico 18:1 (%) 27.53±0.98 23.80±0.21 26.15±1.23 24.63±0.58 26.40±1.64 24.77±0.87 27.79±0.53 22.69±0.73 Ácido linoleico 18:2 (%) 52.51±0.96 54.83±0.13 53.37±0.90 54.64±0.39 53.07±1.24 54.77±0.88 52.15±0.40 55.80±0.57 Ácido linolênico 18:3 (%) 5.77±0.27 6.51±0.26 6.23±0.17 6.25±0.15 6.24±0.23 6.07±0.29 6.04±0.08 6.75±0.04 Ácido Graxo Saturado (%) 14.17±0.23 14.84±0.35 14.23±0.15 14.46±0.10 14.28±0.17 14.38±0.15 14.00±0.06 14.74±0.11 Ácido Graxo Insaturado (%) 85.82±0.23 85.15±0.35 85.76±0.15 85.53±0.10 85.71±0.17 85.61±0.15 85.99±0.06 85.25±0.11 Carotenoides totais (mg 100mL
-1) 15.32±0.84 18.68±0.56 17.30±0.58 20.71±0.96 16.75±0.99 20.44±0.17 17.13±1.48 19.17±1.02
δ- tocoferol 32.25±0.80 33.00±1.66 30.84±0.19 33.83±0.16 29.55±0.42 33.54±0.89 29.32±0.57 32.82±0.89 γ- tocoferol 83.69±2.10 81.40±0.26 81.74±0.69 85.69±2.74 79.86±0.38 79.38±0.55 79.05±0.96 78.42±1.77 α - tocoferol 5.89±0.47 1.86±1.86 5.61±1.65 0.00±0.00 4.69±0.65 0.00±0.00 3.45±0.33 0.00±0.00 1/
Adubação (Kg ha P2O5) * Isoflavonas. alfa (α), gama (γ) e delta (δ).
102
Na microrregião Pé de Galinha os dois primeiros componentes principais
explicaram 71,5% da variação total, o PC1 e o PC2 foram responsáveis por 45,5% e
26%, respectivamente, o que possibilitou a plotagem dos escores e das cargas dos
componentes referentes a cada cultivar e diferentes doses de fósforo (Figura 2A).
Verificou-se a formação de grupos distintos, mostrando a diferenciação entre as
cultivares de soja convencional BRS Sambaiba e transgênica Msoy 9144.
Analisando os autovetores correspondentes ao componente principal 1, os
quais são o resultado do carregamento das variáveis originais sobre esta
componente e representam uma medida da relativa importância de cada variável,
destacaram-se β-glicosídeos (-0.20), ácido palmítico (16:0) (0.28), ácido oleico (18:1)
(-0.27), ácido linoleico (18:2) (0.27), ácido linolênico (18:3) (0.25), total saturado
(0.27) e insaturado (-0.27), delta-tocoferol (-0.23) e alfa-tocoferol (0.25). Já na PC2,
malonilglicosídeos (-0.23), daidzeína (0.32), gliciteína (-0.30), genisteína (-0.25),
ABTS (0,28) e acidez (0.29), também contribuíram para essa diferenciação. Os
maiores teores de β-glicosídeos, malonilglicosídeos, gliciteína, genisteína foram
observados na cultivar convencional BRS Sambaiba e, daidzeína, ABTS e índice de
acidez na transgênica Msoy 9144 (Tabela 2 e Figura 2A).
O genótipo influencia significativamente no teor e na composição de
isoflavonas em grãos de soja (WANG; MURPHY, 1994; HOECK et al, 2000; LEE et
al., 2003). Assim, a determinação de perfis de isoflavona em diferentes variedades
de soja tem tornado-se objeto de estudos, com a finalidade de selecionar genótipos
que têm melhores características promotoras a saúde. A maioria destes estudos
vem de países que são os maiores exportadores de soja no mercado mundial, como
os EUA, Brasil, Argentina, China e Índia. Variedades de soja norte-americanas têm
altos níveis no teor de isoflavona total, com genisteína e suas conjugadas como
formas predominantes de isoflavonas. Xu e Chang (2008) relataram que o teor de
isoflavona total em 30 genótipos de soja (da Dakota do Norte - região Minnesota)
variou entre 118 e 286 mg 100g-1 de grão, dos quais 69% representavam genisteína
e suas formas conjugadas. Nove genótipos americanos da Virgínia com teor de
isoflavona total variando de 250 a 320 mg 100g-1 de grão, foram compostos por 75-
84% de malonil genistina (CHUNG et al., 2008). O estudo sobre 15 variedades de
soja Coreana mostraram, no entanto, que o teor total de isoflavona dos genótipos foi
significativamente superior quando comparado a outros países, variando 188-949
mg 100g-1 de grão (LEE et al., 2003a). A análise de isoflavonas individuais na soja
103
da China e Coreia demonstrou que o genótipo chinês apresentou quantidades de
isoflavonas mais elevadas do que o coreano (LEE et al., 2007).
Genótipos brasileiros apresentaram concentrações de isoflavonas
consideravelmente mais baixas em comparação com americanos e coreanos, de
acordo com o estudo realizado por Genovese et al. (2005). Eles relataram que o teor
de isoflavonas totais em 13 genótipos brasileiros variou entre 57 e 188 mg 100g de
grão-1. Da mesma forma, reduzido teor de isoflavonas totais em genótipos brasileiros
foram encontrados por Ribeiro et al. (2007). Dentro da faixa dos genótipos
brasileiros, mas muito abaixo do teor de isoflavonas dos genótipos americanos e
coreanos está o genótipo do Equador com 68 mg de isoflavona total 100g de grão-1
(GENOVESE; DAVILA; LAJOLO, 2006). Nessa mesma faixa de valor, estão os
grãos de soja Indianos, com teor de isoflavona total médio de 76 mg 100g de grão-1
(DEVI et al., 2009).
A ampla gama de valores de isoflavonas deve-se às diferenças significativas
em relação aos genótipos de soja explorados, mas também pode refletir diferenças
em função das condições de cultivo (BALISTEIRO; ROMBALDI; GENOVESE, 2013),
bem como variações dos métodos de determinação de isoflavonas entre os estudos.
Quanto à comparação do perfil metabólico entre soja convencional e sua
transgênica isogênica produzidas em iguais condições demonstrou que em mais de
40 compostos analisados, incluindo as isoflavonas, alguns dos metabólitos
detectados não mudaram, enquanto outros mostram diferenças quantitativas
significativas entre soja convencional e transgênica, em que o composto 4-hidroxi-L-
treonina parece não estar presente na soja transgênica em comparação com a
convencional (GARCÍA-VILLALBA et al., 2008).
Observando a separação das doses na microrregião Pé de Galinha para
cultivar BRS Sambaíba, 0 e 120 Kg ha de P2O5 formaram um grupo e as variáveis
responsáveis pela diferenciação foram acetilglicosídeos agliconas, gliciteína,
genisteína e ácido palmítico (16:0). Enquanto que 60 e 240 Kg ha de P2O5 formaram
outro grupo e, carotenoides totais, delta-tocoferol e ácido esteárico (18:0)
caracterizaram essas doses. Na cultivar transgênica Msoy 9144 as variáveis
responsáveis por diferenciar a dose 0 Kg ha de P2O5 das demais foram β-
glicosídeos, malonilglicosídeos, daidzeína, genisteína, índice de iodo, todas essas
variáveis apresentaram os menores teores nessa dose, e consequentemente, a
menor capacidade antioxidante. O elevado teor de fibra foi à característica mais
104
marcante na diferenciação dessa dose. Já na dose 120 Kg ha de P2O5, o maior teor
de proteína diferenciou essa dose em relação às demais. Enquanto as doses 60 e
240 Kg ha de P2O5 foram semelhante quanto às características de carboidrato e
delta-tocoferol, ambas apresentaram os maiores teores desses compostos, o que
resultou em maior capacidade antioxidante (Tabela 2 e Figura 2A).
O aumento da atividade da vitamina E (tocoferol) em culturas oleaginosas
economicamente importantes, tais como soja, está sendo o foco dos estudos,
acarretando assim maior valor nutritivo dessas culturas. Nesse estudo observou-se
que a dose 240 Kg ha de P2O5 possibilitou acréscimos no teor de δ - tocoferol na
cultivar de soja transgênica e este composto foi responsável pela capacidade
antioxidante. Cultivares de soja transgênica conseguem melhoria na biossíntese de
tocoferóis, esse fato foi observado no teor de α - tocoferol em grãos de soja
transgênica que sofreram a sobre-expressão do gene γ - tocoferol metiltransferase,
o que resultou em aumento de 41 vezes no teor de α - tocoferol, ao ser comparado
com grãos de soja tipo selvagem (LEE et al., 2011).
Os dois primeiros componentes principais na microrregião Serra do Penitente
explicaram 71,7% da variação total, onde o PC1 e o PC2 foram responsáveis por
46% e 25,7%, respectivamente (Figura 2B). As cultivares apresentaram o mesmo
comportamento observado na microrregião Pé de Galinha, ou seja, ocorreu
diferenciação entre soja convencional BRS Sambaiba e transgênica Msoy 9144, a
partir da formação de grupos distintos conforme observado na Figura 2B. Analisando
os autovetores correspondentes à PC1 destacaram-se fenóis totais (0,29), ácido
oleico (18:1) (0,29), total saturado (-0.29) e insaturado (0.29) e na PC2, ácido fítico (-
0.28), β-glicosídeos (0.25), malonilglicosídeos (0.31), daidzeína (-0.34), gliciteína
(0.37), genisteína (0.31) e γ - tocoferol (0.33), em que todos contribuíram com suas
cargas para diferenciação das cultivares. A cultivar convencional BRS Sambaiba
caracterizou os maiores teores de β-glicosídeos, malonilglicosídeos, gliciteína,
genisteína e γ - tocoferol. Entretanto, o maior teor de ácido fítico e daidzeína foi
verificado na cultivar transgênica Msoy 9144 (Tabela 3 e Figura 2B).
Quanto às doses, para ambas as cultivares, não ocorreu formação de grupos.
Para cultivar convencional BRS Sambaiba, os maiores teores significativos para a
dose de 120 Kg ha de P2O5 foram observados em fenóis totais, genisteína e
peróxido; e, na dose de 240 Kg ha de P2O5 nos carotenoides totais,
malonilglicosídeos e δ -tocoferol. Enquanto que na cultivar transgênica Msoy 9144 a
105
dose 120 Kg ha de P2O5 caracterizou os maiores teores para fenóis totais, ácido
fítico, malonilglicosídeos e ácido oleico (18:1); e, a dose 240 Kg ha de P2O5 para β-
glicosídeos, daidzeína, genisteína, ácido esteárico (18:0), ácido linoleico (18:2) e
ácido linolênico (18:3) (Tabela 3 e Figura 2B).
Quanto à composição dos ácidos graxos saturados e insaturados, a literatura
corrobora com os resultados obtidos nesse trabalho, enfatizando as diferenças entre
cultivares convencionais e transgênicas em diferentes locais (MILINSKI et al., 2007;
GALÃO et al., 2014).
As proporções dos metabólitos, principalmente de isoflavonas, não foram às
mesmas em um genótipo quando submetido a diferentes localidades
(microrregiões). Isso ocorre em função do efeito ambiental e climático característico
de cada microrregião. A localidade Serra do Penitente apresenta maior altitude que
Pé de Galinha e da mesma forma, concentrou maior precipitação entre os meses de
fevereiro a abril, maior registro de temperaturas máximas durante todo o período de
execução do experimento e menores temperaturas mínimas no mês de fevereiro
(Figura 1). O local de cultivo, juntamente com o genótipo da semente e o
ano, podem afetar o conteúdo de isoflavonas em soja (HOECK et al., 2000; XU;
CHANG, 2008). Entretanto, ocorre relato de que o fator ano afeta o conteúdo de
isoflavonas mais do que a local ou genótipo (LEE et al., 2003). Também, sugere-se
que parte dos efeitos atribuídos a anos e locais refletem as diferenças de
temperaturas que ocorrem durante o desenvolvimento da semente, como resultado
da data de plantio (Tsukamoto et al., 1995), fato esse observado nesse trabalho, em
que o mês de fevereiro teve as maiores variações de temperatura, período esse, em
que a semente está se desenvolvendo (Figura 1). Assim, a diversidade de teores de
isoflavonas depende de fatores climáticos desconhecidos, fatores ambientais e da
variação genética que a semente carrega.
Adicionalmente, sabe-se que a composição dos grãos de plantas cultivadas
em temperaturas mínimas mais baixas apresenta alta concentração de lipídeos e de
proteína (LI et al., 2014). Fato que ocorreu para as sementes cultivadas na Serra do
Penitente (Figura 1), que obteve os maiores percentuais para essas variáveis
(Tabela 2).
Ao realizar a análise de forma conjunta observou-se que as duas
microrregiões estudadas apresentaram comportamento diferenciado quanto às
características avaliadas, fato esse visualizado na Figura 1C. Os dois primeiros
106
componentes principais explicaram 75% da variação total, onde o PC1 e o PC2
foram responsáveis por 47% e 28%, respectivamente. As variáveis que foram
determinantes para a separação dos grupos com seus respectivos autovetores
foram lipídeos (-0.23), carotenoides totais (-0,21), ácido fítico (0.24), índice de acidez
(0.24) e γ - tocoferol (-0.26) para PC1 e, proteína (0.34), carboidrato (-0.33), índice
de peróxido (0.21) e delta-tocoferol (-0.35) na PC2. Os maiores teores de proteína,
lipídeo, carotenoides totais, índice de peróxido e γ - tocoferol foram observados na
microrregião Serra do Penitente (Tabelas 2 e 3 e Figura 2C). Enquanto que a
microrregião Pé de Galinha apresentou maiores teores, principalmente, de ácido
fítico e δ –tocoferol.
Figura 2 - Plotagem dos escores e das cargas da PC1 -PC2 referente às variáveis dependentes analisadas de forma separada para cada microrregião, Pé de Galinha (A) e Serra do Penitente (B), considerando as cultivares de soja convencional BRS Sambaiba (BRS) e transgênica Msoy 9144 (Msoy) submetidas a diferentes doses de fósforo (0, 60, 120 e 240 Kg ha de P2O5)
e de forma conjunta (C) mostrando a separação das microrregiões.
107
5.4 Conclusões
Tanto na microrregião Pé de Galinha quanto na Serra do Penitente a soja
convencional BRS Sambaiba teve maiores teores de β-glicosídeos,
malonilglicosídeos, gliciteína, genisteína quando comparada a transgênica Msoy
9144 RR, que caracterizou maior teor de daidzeína em ambas as microrregiões.
Quanto às doses, as maiores respostas foram obtidas nas isoflafonas e nos
ácidos graxos para 120 e 240 Kg ha de P2O5, independente de local e cultivar.
A altitude foi responsável por diferenciar as duas microrregiões, influenciando
diretamente em maiores teores de proteína, lipídeo, carotenoides totais e γ -tocoferol
na microrregião Serra do Penitente e, de ácido fítico e δ - tocoferol na microrregião
Pé de Galinha. Estes resultados mostram a necessidade de mais estudos para
aprofundar o conhecimento sobre o efeito do local de cultivo, bem como da cultivar e
principalmente de doses de fósforo utilizados.
108
5.5 Referências
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114
6 Conclusões gerais
A soja convencional e transgênica respondem diferentemente a adubação
fosfatada e as condições edafoclimáticas quanto ao acúmulo de nutrientes na folha e
na produtividade e peso de mil grãos.
As doses de fósforo apresentam comportamento diferenciado em relação às
variáveis avaliadas, com variações em função das microrregiões e das cultivares
utilizadas.
A altitude responsável por diferenciar as duas microrregiões, influencia
diretamente em maiores teores de componentes de interesses agroindustrial, como
lipídeos e proteínas.
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