RELAÇÃO ENTRE O TEOR DE UMIDADE E A PROLIFERAÇÃO DE FUNGOS EM MADEIRA DE ESPÉCIES FLORESTAIS
Josimar Ferreira Batista1, Piter Douglas Carneiro2, Gleisson de Oliveira Nascimento3, Alex Moraes dos Santos2
1. Prof. Dr. da Universidade Federal do Acre (josimarferreira@gmail.com) 2. Graduando em Ciências Florestais na Universidade Federal do Acre - AC.
3.Doutorando em Ciências de Florestais Tropicais no Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia – AM.Brasil.
Recebido em: 30/09/2013 – Aprovado em: 08/11/2013 – Publicado em: 01/12/2013
RESUMO
Visando estudar melhor a relação entre os teores de umidade com a associação a proliferação de organismos fúngicos em madeira, foi realizado um experimento utilizando amostras em réguas de madeira de 40x10x01 cm de quatro espécies florestais da Região do Juruá Hymenolobium pedraeum, Ocotea barcellensis,
Dipteryx odorata e Simarouba amara, além de Pinus sp e Eucalypitus sp em
ambiente natural de floresta e em pátio de serraria. Foi avaliada a resistência natural ao ataque dos fungos, determinado pela perda de massa à medida que os organismos colonizassem o material amostral, o teor de umidade foi quantificado pelo ganho de umidade das amostras em exposição ao meio ambiente e o reconhecimento dos microrganismos fúngicos causadores de possíveis danos que afetam o valor comercial. Os teores de umidade tiveram um aumento abrupto logo nos primeiros 30 dias, permanecendo um aumento gradativo ao decorrer do experimento. As primeiras amostras colonizadas surgiram a partir dos 15 dias, sendo as espécies Pinus sp e Simarouba amara as mais vulneráveis. Eucaliptos sp foi a espécie mais resistente aos ataques e com relação ao ganho de umidade, porém, foi a que sofreu drasticamente com ataques de cupins, tendo perda de massa em torno de 28%, enquanto que, as espécies de Pinus e Simarouba amara apresentaram severos ataques de fungos manchadores de madeira colonizados principalmente pelos gêneros Aspergillus e Penicillium tiveram perda de massa em torno de 5%.
RELATIONSHIP BETWEEN THE MOISTURE CONTENT AND PROLIFERATION OF FUNGI IN WOOD FOREST SPECIES
ABSTRACT
Aiming to better study the relationship between soil moisture associated with the proliferation of fungal organisms in wood, an experiment was conducted using samples on strips of wood 40x10x01 cm of four tree species in the region of Juruá
Hymenolobium pedraeum, Ocotea barcellensis, Dipteryx odorata Simarouba amara, Pinus sp. and Eucalypitus sp., under natural forest and sawmill yard. We evaluated
the natural resistance to attack by fungi, determined by weight loss as the organisms colonize the material sample, the moisture content was quantified by the gain of moisture in the samples exposed to the environment and recognition of fungal microorganisms causing possible damage affecting its commercial value. The moisture had an abrupt increase after the first 30 days, leaving a gradual increase over the course of the experiment. The first samples colonized emerged after 15 days with the samples in the field, being the species Pinus sp. Simarouba amara the most vulnerable species. Eucalyptus sp. more resistant to attack and gain with respect to moisture, however, suffered dramatically with termite attacks, and mass loss of about 28%, whereas the species of Pinus and Simarouba amara showed severe fungal attacks staining wood colonized primarily by Aspergillus and Penicillium had weight loss of about 5%.
KEYWORDS: Deterioration, Wood and Fungi.
INTRODUÇÃO
A madeira é considerada um valioso produto florestal e, sem dúvida, é um dos materiais orgânicos mais importantes e com diversas aplicações (YILGOR et al., 2013). Devido a complexidade anatômica e química pode sustentar uma rica comunidade de espécies de fungos e de outros microrganismos (HANADA et al., 2003).
Os agentes degradadores da madeira podem ser bióticos ou abióticos, sendo os primeiros os mais relevantes, por serem mais efetivos no processo de degradação (TREVISAN et al., 2008). A biodegradação da madeira é geralmente iniciada pela colonização da superfície por microorganismos que alteram as propriedades, tais como a cor ou a estética (SUDÁR et al., 2013).
Vários organismos estão envolvidos no processo de degradação, mas em termos gerais, os fungos são os principais agentes deterioradores da madeira (CHADEGANIPOUR et al., 2013), causando a diminuição da resistência mecânica (TERHO et al., 2007; NICOLOTTI et al., 2009), caracterizada pelo surgimento de bolores superficiais, manchas ou apodrecimentos na madeira (MESQUITA et al., 2006), e além disso, os fungos desempenham um papel fundamental na decomposição da matéria orgânica (YANG et al., 2012).
Fungos decompositores de madeira são essenciais para o funcionamento dos ecossistemas florestais, pois fornecem habitat para outros organismos, contribuindo para regeneração das florestas em todo o mundo (LONSDALE et al., 2008), e são agentes importantes no ciclo natural do carbono (MARTINEZ et al., 2009; KING et al., 2010).
Geralmente, os primeiros fungos que colonizam as árvores recém-abatidas são os emboloradores e os manchadores de madeira, devido à grande quantidade de substâncias de reserva, das quais eles se nutrem, e à elevada umidade. Dependendo da espécie florestal, dos fatores ambientais e dos tratamentos químico ou físico, os fungos podem ocupar toda a superfície da tora. Os fungos emboloradores e manchadores ocorrem quase que concomitantemente, ocupando nichos ecológicos bastante próximos (HANADA et al., 2003), portanto, o ataque de fungos causa deterioração na madeira tornando o produto inviável para comercialização.
Madeiras atacadas por fungos geralmente apresentam mudanças da coloração em sua estrutura (HANADA et al., 2003). A resistência da madeira à deterioração é a capacidade intríseca à espécie de resistir à ação de agentes deterioradores, sejam biológicos, físicos ou químicos (PAES, 2002).
Altos teores de umidade da madeira favorecem o aparecimento de fungos deterioradores. Em condições favoráveis, as espécies florestais são suscetíveis ao ataque de fungos xilófagos (HANADA et al., 2003), sendo que fatores como local de abate da árvore e beneficiamento da madeira, temperatura e umidade elevadas da região Amazônica, favorecem ao ataque destes agentes (SALES-CAMPOS et al., 2000).
Para se estabelecer critérios de usos de madeiras, é de importância primordial a obtenção de informações sobre a durabilidade natural. O conhecimento da resistência natural da madeira possibilita a utilização racional, contribuindo diretamente para a redução do consumo e, consequentemente, dos custos com a substituição e com a preservação das reservas naturais remanescentes (ALVES et al., 2006).
Assim, este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar a relação do teor de umidade com a proliferação de fungos em madeira de Pinus sp e Eucalyptus sp e quatro espécies florestais amazônicas em ambiente natural de floresta e em pátio de serraria.
MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi realizado em uma área de floresta da Universidade Federal do Acre, Campus Floresta em Cruzeiro do Sul – AC, em um pátio de serraria, na área urbana desta mesma cidade. As madeiras utilizadas foram adquiridas em diferentes serrarias da cidade de Cruzeiro do Sul - AC, com a exceção do Pinus e do
Eucalipto que foram adquirias do estado de São Paulo. Selecionaram-se quatro
espécies oriundas da região amazônica (Hymenolobium pedraeum, Ocotea
barcellensis, Simarouba amara e Dipteryx odorata), as mais utilizadas no mercado
local para a fabricação de móveis, além de Pinus sp e Eucalyptus sp.
Avaliação da resistência natural ao ataque de fungos
Para a avaliação da resistência natural das espécies, as amostras foram serradas no formato de ripas de 40x10x01 cm e expostas ao ambiente natural de floresta depositada sobre a serapilheira do solo e outra suspensa a uma altura de dois metros. No pátio de serraria as ripas foram organizadas sistematicamente a mesmo modo das madeiras serradas para o mercado. O parâmetro analisado foi a perda de massa (%), dado pela formula também utilizada por BONFIM et al. (2011):
Em que: PM é o valor da perda de massa, dada em porcentagem; mi: massa inicial seca, antes da exposição ao ambiente, dada em gramas; mf: massa final seca, após a exposição ao ambiente, dada em gramas.
Inicialmente as amostras de madeiras foram submetidas à secagem de calor forçado (estufas) a 45 °C para retirada de toda umi dade, até a estabilização do peso. Para quantificar a perda de massa dada pela fórmula acima, aos 120 dias após início das avaliações, todas as amostras foram novamente secas (estufas), obtendo massa final seca, após a colonização do fungo. As amostras das seis espécies madeireiras descrita acima foram alocadas em ambiente natural de floresta primária, depositadas sobre a serapilheira, suspensa a uma altura de dois metros e em pátio de serraria com cinco repetições e quatro amostras para cada repetição.
Teor de umidade
Para a avaliação do teor de umidade as amostras foram secas em estufas, até que se atingiu o ponto de estabilização e pesadas. A avaliação do ganho de umidade (%) foi determinada pela formula abaixo:
GU= (Pf-Pi/pi)*100
Em que: GU é o ganho de umidade, dado em porcentagem (%); Pi: é o peso inicial seco, antes da exposição ao ambiente, dado em gramas (g); Pf: é o peso final, após a exposição ao ambiente, dado em gramas (g).
A fórmula determina o ganho de umidade da madeira com o tempo de exposição as constantes variações de umidade do ambiente tanto em mata primária como em pátio de serraria. A cada 30 dias o material amostral foi novamente pesado e tabulado, atribuindo os valores mensais do ganho de peso.
Identificação e reconhecimento dos sintomas
Para identificação dos microrganismos, foram observados os sinais dos patógenos colonizando as superfícies das madeiras, em microscópico estereoscópicos, isolando direto das estruturas em meio de cultura para identificação e catalogação das espécies. As análises foram realizadas com intervalos de 30 dias no laboratório de Fitopatologia da Universidade Federal do Acre. Para se avaliar o índice de colonização das amostras, foram atribuídos valores de 0 a 2, sendo: 0=Baixo, 1=Médio e 2=Alto índice de colonização.
Os dados obtidos nesse estudo foram submetidos à análise de variância, e as médias comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade, sendo esta realizada utilizando-se o programa SISVAR (FERREIRA, 2011).
RESULTADOS E DISCUSSÕES
Foram identificadas 11 espécies de organismos fúngicos (Aspergillus flavus,
Aspergillus ninger, Paecilomyces variotii, Penicillium chysogenum, Penicillium janthinellum, Penicillium janthinellum, Trichoderma harzianum, Trichoderma longibrachiatum, Trichoderma pseudookonigii, Trichoderma viride, Fusarium moniliforme e Fusarium Oxysporum), dentre eles: emboloradores, manchadores e
degradadores. Observou-se que algumas espécies de fungos apresentaram um maior número de amostras colonizadas (Figura 1), obtendo a prevalência tanto em número, quanto em quantidade de amostras colonizadas. A gestão eficaz dos danos causada por fungos em madeira de espécies florestais requer conhecimento dos
potenciais de deterioração dos fungos mais comuns, assim como a susceptibilidade e resistência inerente das madeiras de árvores quando submetidas ao ataque destes agentes (BAIETTO & WILSON, 2010).
FIGURA 1 – Número de amostras colonizadas por fungos emboloradores e
manchadores de madeiras beneficiadas de espécies florestais acondicionadas em serapilheira de floresta primária durante período de 120 dias atribuídos notas 0 a 2, sendo: 0=Baixo, 1=Médio e 2=Alto índice de colonização.
HANADA et al. (2003) constataram em seu estudo que o fungo de maior prevalência foi o Paecilomyces variotii, obtendo 10 isolados nas espécies analisadas, seguido de Lasiodiplodia theobromae, isolado de sete espécies.
Trichoderma foi o gênero que apresentou maior diversidade de espécies. Pode-se
afirmar que todos os fungos encontrados no material pertencem ao gênero Ascomicota, que na maioria são fungos manchadores e emboloradores, causadores de significativa perda econômica por decomposição (FERNANDO, 2009). Outro grupo importante são os Basidiomicetos, que também são muito estudados por causarem biodegradação em madeiras (GEIB et al., 2008).
No presente trabalho, Pinus sp e Simarouba amara foram as espécies com maior incidência de organismos deterioradores, pois apresentaram índices de infestação superiores às demais, sendo estas espécies de madeiras claras e de baixa densidade. Nas amostras de Pinus sp e S. amara foram encontradas seis das 11 espécies de fungos identificadas neste trabalho: (Aspergillus flavus, Aspergillus
ninger, Trichoderma harzianum, Trichoderma viride, Fusarium moniliforme e Penicillium chysogenum). Estes organismos utilizam os nutrientes e substâncias
contidas nas células do parênquima, como fonte de energia (MESQUITA et al., 2006).
As amostras de Hymenolobium pedraeum e Ocotea barcellensis, foram colonizadas por uma grande quantidade de colônias fúngicas, porém poucas manchas foram observadas na madeira, mostrando-se bem resistente. A relação da colonização da madeira por fungos em função da redução dos teores de umidade durante o processo de secagem ao ar livre dificilmente é abordada nas
pesquisas que envolvem a interação fungo-hospedeiro (MESQUITA et al., 2006). As espécies Eucalipto sp e Dipteryx odorata não apresentaram em nenhum dos tratamentos quaisquer índice significativos de proliferação por fungos, o que sugere alta resistente ao ataque desses organismos. A resistência da madeira a biodeterioração é atribuída à concentração de extrativos tóxicos aos fungos presentes no lenho (PAES, 2002; FERNANDO, 2009).
Para todos os tratamentos, as amostras alcançaram o nível máximo de umidade aos 120 dias, sendo um aumento abrupto logo nos primeiros 30 dias (Tabela 1). A umidade relativa superior a 65% e temperatura superior a 20 °C são fatores que contribuem para alterações provenientes de atividades biológicas (PINZARI et al., 2006), favorecendo o ataque de vários organismos.
TABELA 2 – Relação do ganho de umidade em amostras de madeiras de espécies
florestais acondicionadas em floresta primária (2 m de altura e serrapilheira) e pátio de serraria. Espécies madeireiras Pinus sp Eucalyptus sp Simarouba amara Dipteryx odorata Hymenolobium pedraeum Ocotea barcellensis Períodos (dias)
Suspenso em floresta primária a 2 metros do solo
0 112,8 b 366,2 a 168 b 240,6 b 228,2 b 230,2 b 30 166,4 ab 397,6 a 211 a 296,7 a 282,1 a 246,6 ab 60 189,6 a 405,7 a 237,7 a 292,1 a 287,5 a 263,8 ab 90 155,01 a 394,5 a 212,7 a 286,8 a 283,8 a 267,4 ab 120 159,1 a 378,5 a 249,1 a 303,7 a 312,6 a 286,6 a
Sobre serapilheira em floresta primária
0 112,8 b 366,2 b 168,0 c 240,6 c 228,2 c 230,2 b 30 268,0 a 443,7 a 397,8 a 402,3 ab 420,9 ab 302,4 a 60 272,2 a 455,3 a 430,8 a 418,2 a 434,9 a 311,3 a 90 240,3 a 438,4 a 340,6 b 363,3 b 375,5 b 311,6 a 120 247,7 a 441,7 a 337,8 b 368,9 ab 378,9 b 320,1 a Pátio de serraria 0 112,8 b 366,2 a 168 c 240,6 c 228,2 b 230,2 c 30 180,2 a 368,9 a 196,7 bc 257,1 bc 266,2 a 240,1 bc 60 192,7 a 371,1 a 204,9 b 263,2 bc 278,2 a 253,1 bc 90 199,5 a 369,5 a 205,5 b 275,6 ab 283,2 a 261,9 b 120 196,5 a 366,9 a 236 a 301,3 a 293,3 a 287,2 a *Letras iguais não apresentam diferença significativa entres os dias ao nível de 95% de probabilidade para o teste Tukey.
As espécies Eucaliptos sp, Ocotea barcellensis e Dipteryx odorata apresentaram os menores índices de variação de umidade sobre a serrapilheira. De acordo com MESQUITA et al. (2006) madeiras completamente saturadas ou com índices de umidade muito baixos, dificulta a manifestação de qualquer organismo fúngico, seja manchador, embolorador ou deteriorador. A espécie Eucaliptos sp apresentou níveis máximos de variação no peso de aproximadamente 60 g, enquanto a Simarouba amara apresentou uma variação de pouco mais que 200 g. Dessa forma, identificaram-se valores significativos para as mudanças de UR entre
uma espécie e outra, sendo Eucaliptus sp a espécie de menor variação (Figura 2).
FIGURA 2 – Relação de ganho de umidade em réguas de madeiras 40x10x01 cm
beneficiadas de espécies florestais acondicionado em floresta primária sobre serapilheira.
A condição de alto teor de umidade favorece o ataque de fungos (KUMODE et al., 2013). Nesse sentindo, a alta umidade conferida para floresta Amazônica é um fator que influencia o aumento do ataque de fungos deterioradores de madeiras.
Pinus sp e Simarouba amara foram as espécies que mais perderam massa
devido ao ataque dos fungos (Figura 3). A espécie de Hymenolobium pedraeum apresentou índice de perda de massa relativamente baixo quando comparada a
Dipteryx odorata. Foi possível identificar a biodegradação das composições da
madeira ocasionada pela ação fúngica por meio da medição de perda de massa (SUDÁR et al., 2013).
FIGURA 3 – Relação do peso inicial seco e peso final seco, perda de massa em
percentagens durante período de 120 dias em diferentes espécies florestais.
Existem espécies de madeira que são naturalmente resistentes aos agentes de biodegradação (SYOFUNA et al., 2012). ALVES et al. (2006) afirmam que a constituição química da madeira influencia no ataque de agentes biológicos. Em virtude da composição e estrutura, a madeira é passível de decomposição por agentes biológicos que podem atuar acelerando o processo de deterioração durante a secagem natural ou uso externo (MESQUITA et al., 2006). Além disso, a idade da planta também é um fator importante, sendo a incidência de deterioração maior em indivíduos mais velhos (HICKMAN et al., 2011).
As amostras de Eucaliptos sp foram severamente atacadas por uma espécie de cupim não identificada, que alterou bruscamente o peso final seco das amostras, contudo não comprometeu o objetivo do trabalho já que nem todas as amostras sintomas do ataque. Por esse e outros fatores é importante conhecer a composição e a densidade da madeira, pois apesar dos diferentes níveis de colonização entre as espécies algumas apresentaram certa resistência a perda de massa. Por isso, é necessário estabelecer critérios para o uso de madeiras.
Para o regime de pátio de serraria a espécie Eucalipto sp apresentou valores praticamente iguais com relação ao peso, implicando pouca variação no ganho de umidade (Figura 4). As espécies Pinus sp e Simarouba amara indicaram resultados parecidos para as três situações (Tabela 1). Segundo KUMODE et al. (2013), o ataque por fungos é comum em madeiras em contato direto com o solo, ou em ambientes onde a umidade não possa evaporar com facilidade.
FIGURA 4 – Relação de ganho de umidade em pátio de serraria para réguas
de madeiras beneficiadas de diferentes espécies florestais.
Para o acondicionamento em pátio de serraria, as mudanças na umidade foram baixas, se comparadas aos demais tratamentos. Segundo OLIVEIRA et al. (2005), os elevados índices de umidade da madeira durante a secagem são os principais causadores dos defeitos que notavelmente podem ser caracterizados por empenamentos e fendilhamentos, além de alterações ocasionadas pelo ataque de fungos xilófagos.
As espécies não apresentaram quaisquer índices de proliferação de organismos fúngicos, quando acondicionadas em pátio, evidenciando que as condições ambientais são estritamente importantes para o desenvolvimento desses organismos. A deterioração da madeira é dependente das condições em que a madeira está exposta, e caso essas condições sejam favoráveis para o crescimento de fungos, a degradação da madeira ocorre com maior facilidade (FERNANDO, 2009). A durabilidade da madeira varia de acordo com espécies de árvore,
composição química e condições ambientais de acondicionamento (YILGOR et al., 2013).
Para o regime de mata primária suspenso a dois metros (Figura 5), a madeira de Pinus sp e Hymenolobium pedraeum apresentaram os valores mais altos para as médias de umidade. As amostras suspensas apresentaram índices de proliferação inferior as demais. Nesse sentido, o contato com o solo não só proporcionou o aumento do teor de umidade, como também do índice de proliferação fúngica. A madeira e derivados, quando armazenados em contato direto com o solo, são atacados por vários agentes biológicos (BARILLARI, 2002).
FIGURA 5 – Relação de ganho de umidade em amostras de madeiras beneficiadas
de espécies florestais acondicionadas em floresta primária suspensas a dois (02) metros de altura da serrapilheira.
A espécie Dipteryx odorata apresentou resistência quanto à incidência de organismos deterioradores, assim como baixo ganho de umidade. PAES et al. (2007) afirmam que a resistência natural da madeira a deterioração varia entre
espécies, havendo também registros de diferenças dentro da mesma espécie. Portanto, a investigação de interações patógeno-hospedeiro é importante do ponto de vista de determinar a capacidade de uma espécie madeireira superar a ação de fungos xilófagos (BAIETTO & WILSON, 2010).
Um fator interessante foi quanto à mudança na coloração devido à ausência de exposição ao sol, nas quais as madeiras que foram acomodadas em mata primária permaneceram, mesmo quando úmidas, com coloração original. Por outro lado, o acondicionamento em áreas com exposição direta aos raios solares, ocasionou o aparecimento de coloração opaca, dando a madeira um aspecto amorfo. Vale ressaltar que não foram avaliados os fatores abióticos do ambiente neste trabalho.
CONCLUSÃO
Com base neste trabalho, pode-se concluir que as espécies de Pinus sp e
Simarouba amara apresentaram os maiores níveis de umidade, amostras mais
colonizadas por agentes fúngicos e foram as que apresentaram os piores resultados para perda de massa. O Eucaliptos sp e Dipteryx odorata indicaram alta resistência a colonização de organismos fúngicos não apresentando amostras significativas para índices de colonização. A espécie Hymenolobium pedraeum e
Ocotea barcellensis apresentaram altos níveis de colonização, porém a perda de
massa foi baixa.
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