Teste de fitotoxicidade com Impatiens balsamina L

O bioensaio de toxicidade com sementes é um teste de toxicidade aguda que pode avaliar os efeitos fitotóxicos de compostos puros ou combinados no processo de germinação das sementes e no desenvolvimento das plântulas e hipocótilo, durante os primeiros dias de crescimento, pois nesse período ocorrem numerosos processos fisiológicos, cuja presença de uma ou mais substâncias tóxicas pode interferir alterando a sobrevivência e o desenvolvimento normal da planta (DUTKA, 1997; BARBERO et al, 2001; MORALES, 2004).

A utilização de plantas em testes de fitotoxicidade oferece vantagens sobre a utilização de outros organismos, pelo baixo custo, facilidade de manipulação e estocagem, alta sensibilidade na indicação da presença de substâncias tóxicas ou inibidoras biológicas capazes de interferir no desenvolvimento vegetativo (SILVA, 2007; VALERIO et al, 2007).

O teste com alongamento de raiz de sementes foi padronizado e validado pelo Canadá e Estados Unidos (USEPA, 1996) e é utilizado por diversos órgãos de

proteção ambiental, como por exemplo, a USEPA (United States Environmental Protection Agency) e a CETEB (Companhia Ambiental do Estado de São Paulo) no Setor de Qualidade do Solo. É uma importante ferramenta para se analisar tanto a causa como a consequência de amostras ambientais, além de apresentar boa correlação com outros bioensaios e complementar à avaliação de testes físicos e químicos.

Diversas pesquisas reportam a preocupação do risco ambiental do descarte de substâncias químicas, efluentes industriais ou domésticos, resíduos de ETA, ETE, compostagem, entre outros, sem que se saiba o efeito toxicológico ao serem lançamentos no ambiente.

Lin e Xing (2007) relatam a necessidade se avaliar os efeitos toxicológicos de nanomateriais, progressivamente utilizados para fins comerciais, tais como catalisadores, semicondutores e cosméticos e representam risco ambiental ao serem liberados para o ar, água e solo durante a produção, utilização e descarte. Foram testados 5 tipos de nanopartículas (Zinco, Alumínio, Óxido de Zinco, Óxido de Alumínio e nanotubos de carbono de paredes múltiplas) em sementes de Brassica napus (couve-nabiça), Raphanus sativus (rabanete), Lolium perenne (erva-castelhana), Lactuca sativa (alface), Zea mays (milho) e Cucumis sativus (pepino). De acordo com os resultados obtidos, a influência no crescimento radicular de suspensões de nanopartículas com concentrações de 2000 mg L-1, variou conforme os tipos de nanopartículas e espécies de plantas. Todas as espécies germinaram em todas as amostras de nanopartículas, exceto para nano-Zn e nano-ZnO que apresentaram inibição significativa na germinação das sementes e no crescimento das raízes das seis espécies de plantas. Concentrações inibitórias de 50% (IC50) de nano-Zn e nano-ZnO foram estimadas em cerca de 50 mg L-1 para rabanete e cerca de 20 mg L-1 para couve-nabiça e erva-castelhana para ambas nanopartículas.

Pan e Chu (2016) também avaliaram os efeitos fitotóxicos na germinação de sementes e alongamento de raiz em: alface, tomate, cenoura e pepino, expostas a cinco antibióticos veterinários: tetraciclina, sulfametazina, norfloxacina, eritromicina e cloranfenicol que por vias indiretas estão sendo utilizados em campos agrícolas

através de irrigação de esgoto e adubação de esterco animal. De acordo com os resultados obtidos, os autores sugerem que a sensibilidade das sementes foi maior no alongamento da raiz que na germinação, a alface foi à espécie mais sensível e o antibiótico tetraciclina foi o mais tóxico para todas as espécies analisadas. Baseando-se nas condições morfológicas das sementes.

Os testes fitotoxicológicos na germinação de sementes, segundo Luo et al (2018), podem ser usados para examinar compostos com alta toxicidade e os testes de alongamento da radícula para avaliar compostos com baixa toxicidade, pois, na fase I (Embebição), cuja absorção da água é o principal processo de germinação que pode ser afetada negativamente pela alta salinidade do composto. Durante a fase II (Indução do Crescimento), os ácidos orgânicos de baixo peso molecular, poderiam ser o principal inibidor da radícula após a ruptura do tegumento. O alongamento da radícula pode ser inibido pelo NH4+ durante a fase III (Crescimento

do eixo embrionário).

No entanto, as características físicas e químicas das amostras interferem diretamente nos ensaios toxicológicos, podendo apresentar ao invés de inibição, estimular o crescimento e desenvolvimento das sementes, como por exemplo, o estudo realizado por Barbera et al (2014) que avaliaram o efeito toxicológico na germinação de sementes de Lolium multiflorum Lam. quando expostas à efluente industrial, provindo do processo de produção de azeite e tratado com hipoclorito de cálcio. Os resultados indicaram aumento significativo na germinação das sementes de Lolium em doses elevadas de carvão ativado (60 e 80 g L-1) que segundo os autores, considerando a alta salinidade (7300 μS cm-1

) dessas águas residuais, as baixas quantidades de Ca(OH)2 podem exercer um efeito protetor na estrutura do

solo, contrariando a dispersão induzida pelo sódio pela ação de ligação do cálcio sobre argilas e matéria orgânica. Assim, com uma escolha cuidadosa de espécies tolerantes ao sal, a reutilização agrícola destas águas residuais pode ser alternativa ecológica.

Conforme apresentado nas pesquisas realizadas por as espécies de plantas podem diferir no grau de tolerância perante as substâncias potencialmente tóxicas, sendo importante identificar e catalogar a sensibilidade das espécies para

serem utilizadas adequadamente em situações específicas, como no reúso de efluente tratado na agricultura, ou até mesmo na biodegradação de solos contaminados (KAUR et al, 2017).

O gênero Impatiens da família Balsaminaceae é representado por 1000 espécies. Conhecido popularmente como bálsamos de jardim, bálsamos de rosa e beijo de frade. É uma planta herbácea anual, cultivada como planta de jardim ornamental. Tem sido comumente pesquisada, devido ao amplo uso na medicina tradicional chinesa. Suas flores são comestíveis e também são utilizadas na fabricação de bebida como chá e vinho. As partes aéreas são usadas para tratamento de reumatismo e contusões e as sementes no tratamento de nódulos, dor puerperal e câncer.

Pesquisa realizada por Cai et al (2010) ressalta que Impatiens balsamina L. está entre as 400 espécies de plantas terrestres identificadas como bioacumuladoras de metais potencialmente tóxicos como o cádmio, o chumbo e o zinco. Sendo assim, sua utilização está aquém do aspecto ornamental, podendo evitar a introdução do contaminante ou de seus metabólicos na cadeia alimentar. Os autores sugerem o uso da espécie na remediação em solos contaminados por até 10.000 mg/Kg hidrocarbonetos de petróleo. Além disso, foi constatado que após o período de cultivo de 4 meses em estufa, o solo contaminado com petróleo fitorreativo do Campo Petrolífero de Shengli, China, apresentou aumento de bactérias (2,93.105 UFC g-1 de solo) e fungos (2,00.104 UFC g-1 de solo) e juntamente com a Impatiens balsamina L. degradaram 65% dos hidrocarbonetos em comparação ao controle (solo in natura).

Embora não hajam trabalhos publicados utilizando a espécie Impatiens balsamina L. como organismo indicador de toxicidade em amostras de efluentes, os resultados obtidos com a pesquisa de Roy et al (2017) constataram que o extrato da folha de Impatiens balsamina L. reduziu o sal de cobre e produziu nano cobre metálico, cujas propriedades fotocatalíticas são eficientes para degradar compostos como os corantes orgânicos tóxicos sob irradiação solar e além disso, essas nanopartículas detectaram íons de mercúrio até uma concentração de 1 ppm,

demonstrando perspectivas da espécie ser uma alternativa de rota verde para a produção de nanopartículas e na biorremediação de águas e solos contaminados.