MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE PRÓ-REITORIA DE PÓS-GRADUAÇÃO
UNIDADE ACADÊMICA ESPECIALIZADA EM CIÊNCIAS AGRÁRIAS - UAECIA ESCOLA AGRÍCOLA DE JUNDIAÍ - EAJ
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM CIÊNCIAS FLORESTAIS
O RALEIO ALTERA A PRODUTIVIDADE DO PLANTIO E A CONCENTRAÇÃO DE TANINOS NA CASCA DA Mimosa caesalpiniifolia Benth.?
LEOCLÉCIO LUÍS DE PAIVA
Macaíba/RN Dezembro de 2019
ii LEOCLÉCIO LUÍS DE PAIVA
O RALEIO ALTERA A PRODUTIVIDADE DO PLANTIO E A CONCENTRAÇÃO DE TANINOS NA CASCA DA Mimosa caesalpiniifolia Benth.?
Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais da Universidade Federal do Rio Grande do Norte, como parte das exigências para obtenção do título de Mestre em Ciências Florestais (Área de Concentração em Ciências Florestais - Linha de Pesquisa: Tecnologia e Utilização de Produtos Florestais).
Orientadora: Profa. Drª. Tatiane Kelly Barbosa de Azevêdo
Coorientadora: Profa. Drª. Juliana Lorensi do Canto
Macaíba/RN Dezembro de 2019
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O RALEIO ALTERA A PRODUTIVIDADE DO PLANTIO E A CONCENTRAÇÃO DE TANINOS NA CASCA DA Mimosa caesalpiniifolia Benth.?
Leoclécio Luís de Paiva
Dissertação julgada para obtenção do título de Mestre em Ciências Florestais (Área de Concentração em Ciências Florestais - Linha de Pesquisa: Tecnologia e Utilização de Produtos Florestais) e aprovada pela banca examinadora em 17 de dezembro de 2019.
Banca Examinadora
________________________________________________
Profa. Drª. Tatiane Kelly Barbosa de Azevêdo UAECIA/UFRN
Presidente
_________________ ______________
Prof. Dr. Alexandre dos Santos Pimenta UAECIA/UFRN
Examinador interno ao Programa
__________________________________________________ Profa. Drª. Thaís Brito Sousa
Universidade Federal do Piauí -UFPI Examinadora externa à instituição
Macaíba/RN Dezembro de 2019
iv Universidade Federal do Rio Grande do Norte - UFRN
Sistema de Bibliotecas - SISBI
Catalogação de Publicação na Fonte. UFRN - Biblioteca Setorial Prof. Rodolfo Helinski - Escola Agrícola de Jundiaí - EAJ
Paiva, Leoclécio Luís de.
O raleio altera a produtividade do plantio e a concentração de taninos na casca da Mimosa caesalpiniifolia Benth / Leoclécio Luís de Paiva. - 2019.
70 f.: il.
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Unidade Acadêmica Especializada em Ciências Agrárias, Programa de Pós-graduação em Ciências Florestais. Macaíba, RN, 2019.
Orientadora: Profa. Dra. Tatiane Kelly Barbosa de Azevedo. Coorientadora: Profa. Dra. Juliana Lorensi do Canto.
1. Substâncias tânicas - Dissertação. 2. Recursos florestais - Dissertação. 3. Compostos secundários - Dissertação. 4. Dano mecânico - Dissertação. I. Azevedo, Tatiane Kelly Barbosa de. II. Canto, Juliana Lorensi do. III. Título.
RN/UF/BSPRH CDU 630*2 Elaborado por Elaine Paiva de Assunção Araújo - CRB-15/492
v A Deus e às boas energias que regem o universo.
vi
AGRADECIMENTOS
__________________________________________________________________________________
A Deus, por ser o sentido da minha vida e por todas as graças recebidas durante toda minha jornada.
À Santa Luzia, por sempre ter me guiado.
À minha família, por todo o apoio dado, por ser meu pilar de sustentação e por todo amor. Em especial à minha mãe Cleonilda, por todos ensinamentos e incentivo aos meus estudos. Sou imensamente grato.
À minha orientadora professora Tatiane Kelly Barbosa de Azevêdo, exemplo de profissional e de ser humano, por todos os conhecimentos repassados, pela paciência, altruísmo, apoio e incentivo à minha vida acadêmica. Grato sou pela sua orientação.
À minha coorientadora professora Juliana Lorensi do Canto, por sua dedicação, apoio, pelos seus conselhos e sugestões, além das palavras de ânimo que sempre me incentivaram.
À Universidade Federal do Rio Grande do Norte, a Escola Agrícola de Jundiaí e à Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), pelo suporte financeiro.
Ao PPGCFL por todo apoio às atividades acadêmicas desenvolvidas no mestrado. Por fim, a todos aqueles que de uma forma direta ou indireta contribuíram para a realização deste trabalho.
O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Código de Financiamento 001.
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RESUMO GERAL
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O RALEIO ALTERA A PRODUTIVIDADE DO PLANTIO E A CONCENTRAÇÃO DE TANINOS NA CASCA DA Mimosa caesalpiniifolia Benth.?
As plantas possuem inúmeras rotas metabólicas, que são classificadas como primários e secundários. Os metabólitos primários são úteis ao crescimento e desenvolvimento da planta. Já os taninos vegetais são compostos secundários empregados para a defesa do vegetal. Existem inúmeras pesquisas buscando novas espécies produtoras de taninos e compreendendo como os fatores externos atuam na sua produção é uma forma de tentar responder como as plantas se comportam mediante a interferências externas. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a interferência da técnica de raleio, sobre a produtividade de madeira e de taninos de um plantio homogêneo de Mimosa caesalpiniifolia Benth. localizado em Macaíba/RN. Foram realizadas medições das variáveis dendométricas e abatidas dez árvores, sendo cinco de um talhão raleado e cinco de um talhão sem utilização da técnica. O raleio aconteceu em dois momentos, sendo o primeiro realizado aos 12 meses e o segundo aos 55 meses após o plantio. Determinou-se o volume e a massa de madeira e casca, os teores de umidade e o poder calorífico da madeira. Os teores de taninos foram obtidos através do teor de sólidos totais (TST), índice de Stiasny (I) e o teor de taninos condensados (TTC). A produtividade de madeira seca foi de 26,70 t/ha no plantio sem raleio e de 22,80 t/ha no raleado. O percentual da massa de casca seca correspondeu a 16%, para ambos os plantios. O poder calorífico da madeira encontrado foi de 4.160,91 kcal/kg. O TST nos indivíduos com raleio foi de 8,57 e de 7,12% naqueles sem raleio. Enquanto o TTC para os indivíduos submetidos ao raleio foi 5,12%, e naqueles não submetidos o valor encontrado foi 5,21%. A única variável que apresentou diferença significativa foi o I, sendo os valores com e sem raleio, 59,83 e 79,31%, respectivamente. Os indivíduos não raleio com o maior índice. Portanto, verificou-se que a forma em que o raleio foi empregado altera o I e da maneira em que foram conduzidos, favoreceram a emissão de fustes, aumentando a frequência de classes diamétricas inferiores, ao invés de favorecerem o incremento em DAP. Assim, o raleio interfere na produtividade e no I da Mimosa caesalpiniifolia Benth.
Palavras-chave: Compostos secundários, recursos florestais, substâncias tânicas, dano mecânico.
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GENERAL ABSTRACT
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THE THINNING CHANGE PLANTING PRODUCTIVITY AND CONCENTRATION OF TANINS IN THE BARK OF Mimosa caesalpiniifolia Benth.?
Plants have numerous metabolic pathways, which are classified as primary and secondary. Primary metabolites are useful for plant growth and development. Vegetable tannins are secondary compounds used for vegetable defence. There are numerous researches seeking new tannin producing species and understanding how external factors act in their production is a way of trying to answer how plants behave through external interference. Thus, the objective of this study was to evaluate the interference of thinning technique on wood and tannin productivity of a homogeneous planting of Mimosa caesalpiniifolia Benth. located in Macaíba/RN. Measurements of the dendometric variables were taken and ten trees were felled, five from a thinned field and five from a field without the technique. The thinning happened in two moments, the first being done at 12 months and the second at 55 months after planting. The volume and mass of wood and bark, the moisture content and the calorific value of the wood were determined. Tannin contents were obtained by total solids content (TST), Stiasny index (I) and condensed tannin content (TTC). Drywood yield was 26.70 t/ha in no-till planting and 22.80 t/ha in grated. The percentage of dry husk mass for both plantations corresponded to 16%. The calorific value of the wood found was 4,160.91 kcal/kg. TST in thinning individuals was 8.57 and 7.12% in those without mechanical damage. While the TTC for individuals submitted to thinning was 5.12%, and in those not submitted the value found was 5.21%. The only variable that presented significant difference was the I, with the values with and without thinning, 59.83 and 79.31%, respectively. Individuals not subjected to mechanical damage with the highest index. Therefore, it was found that the way the thinning was used alters the I and the way they were conducted, favoured the emission of stems, increasing the frequency of lower diameter classes, instead of favoring the increase in DBH. Thus, thinning interferes with the yield and I of Mimosa caesalpiniifolia Benth.
ix SUMÁRIO __________________________________________________________________________ Página 1. INTRODUÇÃO GERAL ... 1 2. REVISÃO DE LITERATURA ... 3 2.1. Caatinga ... 3
2.2. Sabiá (Mimosa caesalpiniifolia Benth.) ... 4
2.3. Tratos silviculturais ... 7
2.4. Taninos vegetais ... 7
2.5. Espécies produtoras de tanino ... 10
2.6. Utilização dos taninos vegetais ... 11
2.6.1. Curtimento de couro ... 11
2.6.2. Tratamento de efluentes e indústria petrolífera ... 12
2.6.3. Produção de adesivos ... 13
LITERATURA CITADA... 14
3. ARTIGO 1. TANINOS PRESENTES NA CASCA DA Mimosa caesalpiniifolia Benth. SÃO ALTERADOS PELO RALEIO? ... 25
RESUMO ... 26 ABSTRACT ... 26 INTRODUÇÃO ... 27 MATERIAL E MÉTODOS ... 28 RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 31 CONCLUSÕES ... 33 AGRADECIMENTO ... 33 REFERÊNCIAS ... 33
4. ARTIGO 2. PRODUTIVIDADE DE UM PLANTIO HOMOGÊNEO SUBMETIDO AO RALEIO DE Mimosa caesalpiniifolia Benth. NO NORDESTE BRASILEIRO ... 38 RESUMO ... 39 ABSTRACT ... 39 INTRODUÇÃO ... 40 MATERIAL E MÉTODOS ... 41 RESULTADOS E DISCUSSÃO ... 43 CONCLUSÕES ... 49
x
AGRADECIMENTO ... 49
REFERÊNCIAS ... 49
5. CONSIDERAÇÕES FINAIS ... 54
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LISTA DE TABELAS
__________________________________________________________________________
REVISÃO DE LITERATURA
Tabela 1. Espécies florestais e seu percentual de rendimento dos taninos condensados em diferentes partes da planta (MOUSINHO, 2017). ... 10
ARTIGO 1
Tabela 1. Comparações entre médias do teor de sólidos totais (%), índice de Stiasny (%) e teor de taninos condensados (%) para taninos vegetais presente na casca de Mimosa
caesalpiniifolia Benth.) em plantio com e sem raleio ... 31 ARTIGO 2
Tabela 1. Valores médios de diâmetro a altura do peito (DAP), diâmetro médio tomado da base (DB), número de fustes por indivíduo e altura total média (H total) para Mimosa
caesalpiniifolia Benth. aos 85 meses de idade, com e sem raleio ... 43 Tabela 2. Distribuição dos fustes e espessura de casca (EC) de Mimosa caesalpiniifolia Benth. aos 85 meses de idade, com e sem raleio, por classe diamétrica ... 44 Tabela 3. Volume Cilíndrico, com casca (V cc) e (V sc), fator de forma, volume cubado, com (V cc) e sem casca (V sc) e volume de casca (V c) ... 45 Tabela 4. Fatores de conversão de volume sólido, em metros cúbicos (m³), volume empilhado, em estéreo (st) e massa úmida de madeira com casca, em quilogramas (kg), para
Mimosa caesalpiniifolia Benth. aos 85 meses de idade ... 47 Tabela 5. Valores de massa de madeira úmida, teor de umidade da madeira (TU), massa de madeira seca, massa de casca úmida, teor de umidade da casca (TU) e massa de casca seca de
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LISTA DE ABREVIATURAS
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CAP: Circunferência a altura do peito. CNB: Circunferência na base.
DAP: Diâmetro a altura do peito. DB: diâmetro médio tomado da base. I: Índice de Stiasny.
IBGE: Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística.
IDEMA: Instituto de Desenvolvimento Sustentável e Meio Ambiente do Rio Grande do Norte.
MMA: Ministério do Meio Ambiente. PCS: Poder calorífico superior. PE: Produtividade energética. TST: Teor de sólidos totais.
TTC: Teor de taninos condensados. TU: teor de umidade da madeira.
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1. INTRODUÇÃOGERAL
_________________________________________________________________________________ Os produtos naturais das plantas são divididos em dois grupos de metabólitos: primários e secundários. Os metabólitos primários são produtos do metabolismo geral, amplamente distribuídos em plantas e microrganismos, como aminoácidos, proteínas, monossacarídeos, nucleotídeos, lipídios e outros (COUTINHO, 2013; TAIZ et al., 2017). Já os metabólitos secundários são produtos do metabolismo especial, biossintetizados a partir do metabolismo primário, com distribuição restrita em certas plantas e microrganismos (COUTINHO, 2013), estes envolvidos na manutenção geral do organismo (JAMES, 2017).
Como metabólitos secundários, os taninos são compostos fenólicos produzidos pelos vegetais em condições ambientais adversas, responsáveis pela defesa das plantas contra os herbívoros e doenças patogênicas, sendo fundamentais para o crescimento e reprodução do vegetal (SARTORI, 2012). A concentração desses compostos nas plantas pode ser influenciada por fatores como: condições edafoclimáticas, ciclo circadiano, desenvolvimento do vegetal, entre outros (GOBBO NETO; LOPES, 2007).
A produção de metabólitos está intimamente ligada ao crescimento e desenvolvimento das plantas. Metabólitos secundários como compostos fenólicos são produzidos nas plantas em respostas a estresses abióticos e bióticos (BHATIA e SHARMA, 2015). Em situações de estresse o vegetal pode modificar sua rota biossintética e produzir substâncias de defesa como respostas às mudanças de seu ambiente (DICKE; HILKER, 2003).
Os taninos vegetais apresentam relevante importância econômica, ecológica e social no setor florestal não madeireiro do país, podendo ser encontrados em diferentes proporções nas várias partes das plantas. São considerados um dos materiais mais interessantes que podem ser obtidos das plantas (SHIRMOHAMMADLI et al., 2018). Materiais sustentáveis, a exemplo dos taninos, estão ganhando crescente importância para diminuir o consumo de petróleo bruto e minimizar os impactos ambientais negativos (LUCKENEDER et al., 2016). Dentre as utilizações dos taninos, destaca-se a indústria de petróleo, fabricação de adesivos para madeira e derivados, tratamento de efluentes, além da importância no curtimento de peles, bastante empregado no Nordeste do Brasil.
O angico vermelho (Anadenanthera macrocarpa (Benth.) Brenan.) é a árvore mais utilizada para exploração de taninos vegetais na região Nordeste do Brasil, onde o IBGE destacou o uso de 95 toneladas apenas em 2016 (IBGE, 2017). Em busca de alternativas para a redução do impacto negativo sobre o angico vermelho, vários pesquisadores estão
2 identificando nas espécies nativas do bioma Caatinga, possíveis produtoras de taninos (PAES et al., 2006; LOPES et al., 2015; CALEGARI et al., 2016; AZEVEDO et al., 2017). Algumas plantas estão sendo analisadas, a exemplo da jurema-preta (Mimosa tenuiflora Willd.), cajueiro (Anacardium occidentale L.), jurema-vermelha (Mimosa arenosa Willd.), sabiá (Mimosa caesalpiniifolia Benth.) (CARDOSO, 2017).
Uma espécie arbórea bastante utilizada na região Nordeste é a Mimosa caesalpiniifolia Benth., endêmica do Brasil (FLORA DO BRASIL 2020). Conhecida popularmente como sabiá ou sansão-do-campo, esta espécie apresenta crescimento rápido, sua madeira é empregue para mourões e estacas para a construção de cercas e na produção de energia como lenha ou carvão (MENDES et al., 2013).
Em virtude das propriedades de resistência e durabilidade de sua madeira, o sabiá tem sido explorado de forma indiscriminada por muitos anos, em função da sua alta utilização regional (FREITAS et al., 2011). Sua madeira apresenta altos teores de taninos (GONGALVES et al., 2010) e sua casca também apresenta valores consideráveis (CARDOSO, 2017), podendo ser uma saída para o uso como fonte de taninos e para outros fins madeireiros e não madeireiros. O plantio de espécies arbóreas adaptadas ao bioma é uma alternativa viável para obtenção dos recursos madeireiros e não madeireiros, a fim de se garantir a sobrevivência das espécies plantadas (GUERRA, 2016).
Para a produção de uma espécie florestal é necessário um conjunto de técnicas e artifícios obtidos de estudos ao longo dos anos. O raleio é uma técnica comumente empregada na silvicultura como um procedimento para aumentar o valor comercial e a qualidade da madeira (SCHNEIDER et al., 1999) sendo uma prática de remoção seletiva de partes de plantas (KATHIRESAN et al., 2019). Entretanto, se realizado de forma inadequada, pode reduzir o crescimento da espécie devido à perda assimilatória causada pela remoção da área foliar (TONINI; HALFELD-VIEIRA, 2006), podendo interferir na produção dos metabólitos.
Desta maneira, tratos silviculturais podem influenciar nas concentrações de taninos nas plantas. Estudos comparando as concentrações de taninos após a planta sofrer algum tipo de raleio podem ser uma medida de estimar se as plantas alteram seu comportamento metabólico e produzem substâncias de defesa.O presente trabalho tem como objetivo analisar a influência do raleio na produtividade e na concentração de taninos presentes em Mimosa
3
2. REVISÃODELITERATURA
__________________________________________________________________________ 2.1. Caatinga
A Caatinga é um dos biomas mais diversificados e ainda pouco estudado, e por este ser brasileiro, faz com que pesquisadores busquem respostas e tentem entender o comportamento desse bioma. Ocupa uma área de 844.453 km², aproximadamente 10% do território brasileiro (IBGE, 2004). Distribuído pelos Estados do Ceará, Rio Grande do Norte, Paraíba, Pernambuco, sudeste do Piauí, oeste de Alagoas e Sergipe, região norte e central da Bahia e uma faixa estendendo-se ao norte de Minas Gerais (HAUFF, 2010).
Cerca de 27 milhões de pessoas vivem atualmente na área original da Caatinga (IBGE, 2015), sendo que 80% de seus ecossistemas originais já foram alterados, principalmente por meio de desmatamentos e queimadas, em um processo de ocupação que começou nos tempos do Brasil Colônia (MMA, 2003). Grande parte da população que reside em área de Caatinga é carente e precisa dos recursos da sua biodiversidade para sobreviver. Por outro lado, estes mesmos recursos, se conservados e explorados de forma sustentável, podem impulsionar o desenvolvimento da região (MMA, 2003).
Segundo Vasconcelos (2011) mais de 45% do bioma da Caatinga já foi desmatado devido ao processo de ocupação iniciados nos tempos do Brasil Colônia. Uma das principais consequências da degradação ambiental é a desertificação, que é definida como a deterioração dos solos, dos recursos hídricos e da biodiversidade, resultantes de fatores climáticos e atividades humanas (UNITED NATIONS, 1992).
No Brasil, 62% das áreas susceptíveis à desertificação estão em zonas originalmente ocupadas por Caatinga, sendo que muitas já estão alteradas. Menos de 1,5% do bioma está abrangido por unidades de proteção integral (como Parques, Reservas Biológicas e Estações Ecológicas), que são as mais restritivas à intervenção humana (MMA, 2003).
O domínio da Caatinga é um mosaico de terras arbustivas espinhosas e florestas secas localizadas na região semiárida do nordeste brasileiro (LEAL et al. 2005) e compõe o maior complexo contínuo de florestas tropicais sazonalmente secas (SÄRKINEN et al. 2011). A biodiversidade da Caatinga sempre foi estigmatizada como pobre e com baixos índices de endemismo, mas na última década esse pensamento mudou progressivamente (SANTOS et al. 2011, BRAVO; CALOR, 2014). Mesmo com muitas áreas ainda pouco conhecidas pela ciência, a Caatinga tem sido submetida a uma forte pressão antrópica, especialmente relacionada à remoção de biomassa vegetal e à caça desenfreada de vertebrados (LEAL et al. 2005; PORTILLO-QUINTERO e SÁNCHEZ-AZOFEIFA 2010, SANTOS et al., 2011).
4 Sucessivos cortes para uso de lenha, na supressão vegetal para uso agrícola, ou no pastoreio, e posteriormente a regeneração após o abandono, resultam em falta de equilíbrio ecológico da região, exposição do solo e perda do banco de sementes (COSTA et al., 2009). As grandes demandas por produtos agrícolas/madeireiros, aliados com escassez de práticas sustentáveis, causam grande destruição desse bioma (GARIGLIO et al., 2010).
2.2. Sabiá (Mimosa caesalpiniifolia Benth.)
A espécie Mimosa caesalpiniifolia Benth., pertencente à família Fabaceae, subfamília Mimosoideae (LORENZI, 2000), também conhecido como sabiá ou sansão-do-campo, é uma pequena árvore que ocorre naturalmente nos Estados do Rio Grande do Norte, Piauí e Ceará. Ocorre naturalmente em regiões onde a precipitação varia entre 600 e 1.000mm, podendo ocorrer também em áreas mais secas, e onde a temperatura média oscila entre 20 e 28 ºC (CARDOSO et al., 2017). É considerada uma espécie de rápido crescimento, em relação às condições do semiárido brasileiro (RIBASKI et al., 2003).
No Brasil, o gênero Mimosa está representado por cerca de 359 espécies (DUTRA; MORIM, 2015), das quais 38 ocorrem na Caatinga (QUEIROZ, 2009). Algumas espécies de
Mimosa apresentam importância econômica relevante, como a M. bimucronata (maricá),
empregada como cerca viva e na arborização urbana, e a M. scabrella (bracatinga), empregue no reflorestamento de áreas degradadas devido ao seu rápido crescimento (LORENZI, 2000).
A família com maior número de espécies endêmicas na Caatinga é Fabaceae, que é também o grupo mais bem representado nesse bioma (QUEIROZ, 2002). No Nordeste brasileiro, esta família possui cerca de 1.027 espécies. A maioria dos táxons dessa família na Caatinga pertencem aos gêneros Mimosa, Acacia, Caesalpinia e Senna, que contribuem para a formação dos estratos arbóreos e arbustivos que compõem a paisagem característica do bioma (QUEIROZ, 2006).
A família Fabaceae apresenta diversos padrões de distribuição e diversificação de suas características de acordo com os aspectos da área (QUEIROZ, 2002). A subfamília Mimosoideae apresenta cerca de 82 gêneros com aproximadamente 3.271 espécies, distribuídas em regiões tropicais, subtropicais e temperadas-quentes (SCHRIRE et al., 2005).
A M. caesalpiniifolia, por ser uma Fabaceae, tem por característica realizar a fixação de nitrogênio, ou seja, é capaz de se associar simbioticamente com as bactérias do gênero
Rhizobium, realizando conjuntamente a fixação do nitrogênio atmosférico no solo. O
nitrogênio e o fósforo são os nutrientes que mais limitam o estabelecimento e o desenvolvimento de vegetais (SIQUEIRA; FRANCO, 1988). Essa relação simbiótica permite
5 a incorporação de nitrogênio ao solo, provendo a planta com o nutriente e tornando-a mais tolerante aos estresses nutricionais. A espécie é indicada para programas de recomposição de áreas degradadas (LORENZI, 2000), pois promove a recuperação do solo e aumenta o teor de matéria orgânica no devido à queda das folhas (LEAL JR et al., 1999).
O sabiazeiro pode ocorrer tanto em formações primárias como em secundárias, sendo comum em solos com baixa fertilidade e é considerada uma planta heliófila, pois não tolera baixas temperaturas (BARBOSA, 2005). A sua copa rala possibilita a ocorrência de auto regeneração nas proximidades das matrizes, havendo recrutamento daquelas sementes que germinam abaixo das projeções da copa (BARBOSA, 2005).
Em sistemas agroflorestais, o sabiá pode ser usado, seja na composição de paisagens arbóreas, no enriquecimento de capoeiras como também em faixas entre plantações (MAIA, 2004). Na medicina popular, suas cascas são usadas principalmente no combate a males estomacais e na cicatrização de ferimentos na pele (FIGUEIRÔA et al., 2005). Segundo Moura et al. (2006), mesmo possuindo uma grande importância para a região Nordeste do Brasil, essa é uma árvore que ainda reúne poucos estudos, principalmente em relação aos seus aspectos nutricionais e silviculturais.
A utilização de M. caesalpiniifolia destaca-se no bioma Caatinga como uma das principais espécies usadas na produção de estacas no Nordeste (RIBASKI et al., 2003). A sua madeira também é empregada para energia, apresentando boas características para a produção de carvão e lenha. Suas estacas são bastante usadas como tutores para apoiar e sustentar as plantações de uvas (RIBASKI et al., 2003).
O IBGE (2014) estimou que o número de árvores de sabiá (Mimosa caesalpiniifolia Benth.) extraídas no Nordeste em 1995 era de 1.302.645 unidades, 30.531 encontram-se no Rio Grande do Norte. No ano de 2006, cerca de 6.191 hectares de árvores de sabiá foram extraídos na região Nordeste, destes 76 hectares foram no Rio Grande do Norte (IBGE, 2014). É cultivada com diversas finalidades, com isso, é conhecida também como árvore de múltiplo uso (MENDES, 2013): melífera, forrageira, produtora de lenha, carvão e mourões (CARVALHO, 2007).
Sua madeira é considerada dura, pesada, compacta, densa com superfície brilhante e lisa, com grande durabilidade mesmo quando exposta a umidade (BARBOSA et al., 2005). Apresenta grande valor econômico, devido ao alto poder calorífico e à resistência físico-mecânica, por essa razão é consumida como fonte de energia e na produção de estacas (LEAL JR. et al., 1999).
6 Gonçalves et al. (2010) caracterizaram a madeira do sabiá e observaram que o fuste apresentou, em média, 7,5% de casca, 36% de umidade, densidade básica 0,78 g cm-3, 9% de extrativos, 32,76% de celulose, 33,23% de hemicelulose, 24,56% de lignina, 0,45% de teor de cinzas e 4,2 t/ha de extrato potencial de tanino. Segundo os mesmos autores, a densidade básica da madeira não é homogênea, ela varia na direção radial e na direção axial do tronco.
Apresenta madeira rica em extrativos polifenólicos (tanino), havendo a possibilidade de utilizar esse tanino na fabricação de adesivos para a colagem de madeira (PEREIRA; LELIS, 2000). Apresenta bons rendimentos, sendo 3,5% de tanino condensável na casca e 8% de rendimento em tanino na madeira (GONÇALVES; LELIS, 2001).
Há alguns estudos que apresentaram resultados positivos quanto à presença de taninos em espécies leguminosas arbóreas, dentre elas M. caesalpiniifolia (GONÇALVES; LELIS, 2001), cuja maior parte dos taninos condensáveis, encontra-se no cerne da madeira, quando comparada à casca (GONÇALVES et al., 2010).
Suas folhas e suas vagens são forrageiras, consideradas uma excelente fonte de alimentação para ruminantes principalmente nas épocas mais secas, por possuírem alto valor nutricional, chegando a ter até 17% de proteínas (RIBASKI et al, 2003). Já as suas cascas são usadas na medicina caseira e suas flores têm características que as tornam melíferas, recebendo visitas de abelhas (RIBASKI et al, 2003).
O sabiá também apresenta propriedades medicinais. O chá da parte interna da casca (felogênio) é usado para males estomacais e das vias respiratórias superiores (MAIA, 2012). Além disso, de acordo com Silva, Dias e Oliveira (2015) as folhas do sabiá apresentam propriedades anticancerígena. Em um experimento conduzido por Silva et al. (2004) verificou-se que o extrato etanólico das folhas apresenta potencial para ser empregue no desenvolvimento de medicamentos e como agente quimiopreventivo, pois induziu a morte de células de MCF-7, uma linhagem de células presentes no câncer de mama.
Outro uso bastante comum da espécie é como cerca-viva em fazendas, indústrias, áreas de mineração e loteamentos na região Sudeste do país, tendo como finalidade principal a proteção contra a poeira e o impacto visual com foco no aspecto paisagístico (RIBASKI et al., 2003). A cerca viva pode atingir em tornode 4 m de altura em dois anos (CARVALHO, 2007).
2.3. Tratos silviculturais
Raleios são caracterizados pela redução do número de fustes para que os restantes se desenvolvam melhor. O raleio tem como objetivo aumentar a disponibilidade de espaço, água, luz e nutrientes por planta. Porém, tecnicamente o raleio se diferencia do desbaste, uma vez
7 que o desbaste se baseia na retirada de indivíduos (árvores) e o raleio se baseia na redução do número de fustes de cada indivíduo (BARBOSA et al., 2008). Outra técnica silvicultural é a desrama, que consiste no corte dos galhos (ramos) dos fustes das árvores com o objetivo de isentar a madeira de nós (BARBOSA et al., 2008).
De acordo com Carvalho et al. (2004), o controle no número de fustes e das rebrotações do sabiá permite aumentar a produção de madeira e forragem, bem como a redução do ciclo produtivo de 15 para sete anos. Os referidos autores concluíram que o crescimento de dois fustes com controle do restante das rebrotações resulta em maior retorno econômico, proporcionando maior renda adicional por hectare e por ano, além de boa produção de forragem, muito embora o tratamento sem controle das rebrotações apresente maior produção total de madeira. Os povoamentos de sabiá geralmente são explorados pelo sistema seletivo e de talhadia (CARVALHO, 2007). Essas operações devem ser executadas em benefício do maior desenvolvimento dos fustes (CARVALHO, 2007).
Na utilização da espécie como cerca viva ou quebra vento, é recomendado o adensamento do plantio, com distâncias inferiores a 1m. Na recuperação de áreas degradadas, o plantio pode ser realizado com múltiplos espaçamentos e consorciado com diferentes espécies (BARBOSA et al., 2008). Nesse sentido, Andrade et al. (2000) analisaram a deposição e decomposição da serrapilheira em povoamentos de M. caesalpiniifolia, Acacia
mangium e A. holosericea, com quatro anos de idade, e concluíram que a serapilheira
produzida pelo sabiá foi a mais rica em nutrientes, com menor tempo de residência.
2.4. Taninos vegetais
O nome tanino é de origem francesa e este é utilizado para definir uma gama de polifenóis naturais (KHANBABAEE; VAM REE, 2001). O nome se refere ao processo para o curtimento de pele de animais que dão origem a formação do couro, onde esta prática é utilizada desde os temos pré-históricos. (VERMERRIS; NICHOLSON, 2009). Os taninos possuem uma elevada proporção dos grupos fenólicos, contendo hidrolixas livres, com os mais variados graus de condensação ou pomilerização (BROWNING, 1963).
Os taninos são substâncias com sabor adstringente, amplamente distribuído entre as plantas, favorecendo a sua proteção contra-ataques de fungos, bactérias, vírus e ainda contra herbívoros em geral; apresentam gosto amargo, odor repulsivo, e têm alta capacidade de causar intoxicações em animais (POYER; SCHAEFER, 2014). Segundo Pizzi (1994) os taninos apresentam duas classes, os taninos condensados e os taninos hidrolisáveis.
8 Os taninos hidrolisáveis se encontram nas mais variadas partes da planta, desde as folhas até os frutos e estão presentes nos gêneros Terminalia, Phyllantus e Caesalpinia (BATTESTIN; MATSUDA; MACEDO, 2004). Os hidrolisáveis apresentam a função de defesa das plantas contra a herbivoria (ZUCKER, 1983) e Metche (1980) relatou que os taninos hidrolisáveis poderiam dificultar o processo digestivo dos animais que consumissem, devido a a complexação desses compostos com algumas proteínas ligadas ao processo de digestão.
Já os taninos condensados são polímeros de unidades de flavanoides, unidas através de ligações de carbono-carbono, onde estas são difíceis de serem quebradas através de hidrólises (ASHOK; UPADHYAYA, 2012). Segundo os mesmos autores, estes compostos são encontrados no cerne das coníferas, podendo desempenhar na atividade microbriana, fazendo com que a madeira possa aumentar a sua durabilidade natural. Os taninos condensados apresentam a função de defesa contra microrganismos patogênicos (ZUCKER, 1983) e são conhecidos devido a sua rica amplitude de distribuição na natureza, principalmente pelas concentrações consideráveis na casca e na madeira das árvores de várias espécies (PIZZI, 2003).
Os taninos condensados, são popularmente conhecidos por apresentarem uma grande distribuição na natureza e devido as grandes concentrações encontradas nas árvores, tanto na casca e na madeira, nas mais variadas espécies vegetais (PIZZI, 2003). Também são chamados de proantocianidinas, esse tipo de tanino, por apresentar pigmentos de tons avermelhados, característicos da classe das antocianidinas, e por possuírem uma rica diversidade estrutural, por possuírem vários padrões de substituição entre as unidades flavânicas, diversidade posicional das moléculas entre as ligações e devido a estérero-química resultante dos seus compostos (SANTOS; MELLO, 1999).
Os taninos são uma subclasse de polifenóis vegetais, que se distinguem de outros polifenóis pela sua capacidade de formar complexos e precipitar proteínas (HAGERMAN, 2012). Os taninos vegetais são substâncias constituídas por polifenóis e os classificados em hidrolisáveis compreendem aos poliésteres da glicose, classificados dependendo do ácido formado em sua hidrólise, em galo ou eláfico taninos, enquanto os classificados como condensados são constituídos por monômeros do tipo catequina, conhecidos de maneira geral como flavonóides (PIZZI, 1993).
Essas substâncias ocorrem em uma ampla variedade de vegetais, podendo ser encontradas em várias partes, como raízes, frutos, folhas, sementes e seivas (BATTESTIN et al., 2004), mas estão presentes principalmente nas cascas das árvores (AZEVEDO et al.,
9 2017). São definidas como polímeros fenólicos solúveis em água que precipitam proteínas. Apresentam alto peso molecular e contém grupos hidroxilas fenólicos em quantidade suficiente para haver a formação de ligações cruzadas com proteínas (BATTESTIN et al., 2004).
A idade do indivíduo e sua posição na amostra, são fatores que atuam diretamente nos teores dos taninos no vegetal, bem como fatores edafoclimáticos, pluviosidade e outros são fatores que possam interferir nas quantidades de taninos nas planas (SILVA, 2001). Os teores desses compostos podem ser alterados de acordo com a espécie e de acordo com o local que pe retirado do indivíduo (BATTESTIN et al., 2004).
O uso de taninos vegetais é muito comum na Região Nordeste do Brasil. Os curtumes tradicionais utilizam esses produtos vegetais cujo suprimento é, em parte, produto de atividade extrativista informal, podendo se constituir em vetor de degradação da Caatinga, formação xerofítica típica da região semiárida nordestina (MEUNIER; FERREIRA, 2015). Por outro lado, o uso de tanantes comerciais, produzidos em escala e com alto nível tecnológico, parece ser cada vez mais comum em grandes curtumes (MEUNIER; FERREIRA, 2015).
Atualmente, além da indústria de curtimento de pele, existem diversas aplicações para o tanino, também na indústria farmacêutica, em bebidas, na fabricação de plásticos, como fungicidas, adesivos e dentre outras (SIMÕES et al., 2010). Os extratos também possuem utilidades como floculantes ou coagulantes (SIMÕES et al., 2010).
O aumento do interesse em materiais naturais e renováveis do meio ambiente trouxe recentemente o uso de materiais fenólicos vegetais como taninos flavonóides condensados derivados da casca das árvores para se tornar algo interessante para a aplicação de coformulações, como aglutinantes em aglomerados de madeira e outras aplicações de painéis baseados em madeira (ABDULLAH; PIZZI 2013, ABDULLAH et al., 2013a).
2.5. Espécies produtoras de taninos
Não se conhece a distribuição exata dos taninos nas plantas, no entanto já foram reconhecidos em todos os grandes agrupamentos estabelecidos no reino vegetal (CARDOSO, 2017). Nas monocotiledôneas aparecem em quantidades pequenas, exceto em algumas palmeiras, por outro lado, estão em maiores concentrações nas dicotiledôneas, particularmente nas famílias Anacardiaceae, Fabaceae, Fagaceae, Geraniaceae, Myrtaceae, Rizoforaceae e Rubiaceae (PARRA POZO, 1997).
10 Mousinho et al. (2017) realizaram levantamento bibliográfico, identificando algumas espécies florestais encontradas no Brasil com potencial em produção de taninos (Tabela 1), avaliando: teor de sólidos totais (TST), teor de taninos condensados (TTC) e índice de Stiasny (IS), e observou que todas as partes dessas espécies, como frutos, cerne e ramos finos encontraram percentual de taninos vegetais, porém em diferentes concentrações.
Tabela 1. Espécies florestais e seu percentual de rendimento dos taninos condensados em diferentes
partes da planta (MOUSINHO et al, 2017).
Espécies Partes da Planta Bibliografia Rendimento (%)
TST I TTC
Prosopis juliflora (Sw.)
DC.
Casca PAES et al. (2006) 14,16 22,04 3,02
Anadenanthera
macrocarpa (Benth.) Brenan.
Casca PAES et al. (2006); PAES et al. (2010) 22,48– 23,30 52,88– 59,85 11,89– 13,95 Fruto c/ semente PAES et al. (2010) 18,20 40,12 7,30
Cerne 11,50 76,88 8,83 Casca da raiz 31,00 33,28 10,37 Fruto s/ sementes 17,60 60,93 10,70 Anacardium occidentale L.
Casca PAES et al. (2006) 33,36 59,45 19,83
Terminalia catappa L. Folhas SANTANA et al. (2009) 15,58 11,5 1,8
Casca 15,48 44,95 8,81
Frutos SANTANA et al. (2009) 24,18 21,84 5,22
Psidium guajava L. Casca TRUGILHO et al.
(1997)
25,8 - 61,94
Jacaranda cuspidifolia Casca 12,85 - 38,57
Mimosa tenuiflora
(Mart.) Benth.
Casca PAES et al. (2006); AZEVEDO et al. (2015) 26,32– 30,80 67,39– 71,12 17,74– 21,90 Folhas MOURA (2006) 24,58 36,28 8,88 Mimosa arenosa (Willd.) Poir
Casca PAES et al. (2006) 24,64 73,48 18,11
Croton sonderianus
(Muell.) Arg.
Casca 15,92 41,57 6,62
Platycyamus regnellii
(Benth.)
Casca TRUGILHO et al.
(1997)
11
Pterodon emarginatus
(Vogel)
Casca 19,45 - 43,38
Nesta avaliação, algumas espécies obtiveram maior destaque, como Anadenanthera
colubrina (Vell.) Brenan. var. cebil (Gris.) Alts., que apresentou tanino em todas as partes do
vegetal (PAES et al., 2006). Ainda segundo estes autores, o teor de taninos dos frutos é indicado com potencial para exploração, o que seria necessário estudos que verificassem a eficiência deles no curtimento de peles, o que certamente reduziria a exploração predatória desta espécie.
Algumas espécies ganham destque na exploração para a produção de taninos vegetais, principalmente as de ocorrência na Argentina e Paraguai, por poder conter até 25% da massa seca da sua madeira de cerne em taninos e a acácia-negra (Acacia mollissima e A. mearnsii), de ocorrência natural na Austrália (HASLAM, 1966; PANSHIN et al., 1962).
Já a Acacia mearnsii é cultivada em vários locais do Rio Grande do Sul e apresentam em torno de 25% em várias regiões no Rio Grande do Sul e apresenta em torno de 28% de taninos na sua casca (TANAC, 2014). Haslam (1966) cita como grandes produtoras de taninos vegetais o Eucalyptus astringens onde sua casca chega a conter até 50%, o mangue-vermelho (Rhizophora candelaria) e o mangue-branco (Rhizophora mangle) onde a casca pode chegar a possuir até 30% de taninos. Outras espécies, como Mimosa tenuiflora (Willd.) Poir. e a
Terminalia catappa L. apresentaram um maior valor na sua casca (PAES et al., 2006;
SANTANA et al., 2009).
No Brasil, as espécies com maior destaque na produção de taninos são
Stryphnodendron adstringens, Piptadenia colubrina Benth., Piptadenia cebil griseb, Psidium ruum M., P. acutangulum, P. guajava L., Anadenanthera macrocarpa (Benth.) e Anadenanthera falcata (Benth.) (TRUGILHO, et al., 1997). O barbatimão apresenta uma
elevada exploração devido suas cascas chegarem a conter até mais de 30% de taninos (MORI, et. al., 2003).
2.6. Utilização dos taninos vegetais 2.6.1. Curtimento de couro
O segmento industrial que utiliza bastante os taninos vegetais como matéria prima é o curtimento de pele animal para ser transformado em couro, sendo que o setor ocupa papel de destaque na utilização desta matéria prima proveniente dos vegetais (LELIS; GONÇALVES, 2001). De acordo com Lelis e Gonçalves (2001), a associação da palavra tanino com o
12 curtimento de pele animal data de longa data e substâncias tanantes têm poder de transformar pele de animal em couro, devido à sua ação adstringente de retirar a água dos interstícios das fibras, contrair tecidos orgânicos moles e transformá-la em material não putrescível.
Vários curtumes tradicionais da região Nordeste do Brasil, utilizam os taninos vegetais, e mesmo com as diversas espécies arbóreas encontradas na região, a única fonte utilizada é o angico-vermelho (Anadenanthera colubrina (Vell.) Brenan var. cebil (Gris.) Alts.) (DINIZ et al., 2003). A jurema-preta (Mimosa tenuiflora) vem apresentando grande potencial na produção de taninos (PAES, et al. 2006). Têm o crescimento rápido e ocorre em praticamente todo o Nordeste do Brasil. Essa espécie tem evidenciado alto teor de tanino, e estudos apontam melhorias na sua aplicação no processo de curtimento de couro (PAES, et al., 2006).
A utilização da madeira de sabiá como fonte de taninos pode ser uma alternativa de grande importância para a região Nordeste do Brasil, uma vez que os curtumes tradicionais utilizam praticamente uma única fonte de taninos vegetais, que é a madeira de angico-vermelho (GONÇALVES et al, 2010).
2.6.2. Tratamento de efluentes e indústria petrolífera
Os taninos são considerados como coagulantes vegetais efetivos, estando prsentes em uma ampla faixa de pH, e seu uso torna desnecessário o uso de alcalinizantes, como soda ou cal, além de não acrescentar metais ao processo e proporcionar uma redução no volume de iodo a ser descartado (SILVA, 2004). Com isso, os taninos são uma das possibilidades no tratamento de água para abastecimento, sendo uma alternativa com grandes benefícios se comparados aos coagulantes químicos que normalmente são utilizados (STROHER et al., 2013).
Os taninos vegetais são importantes na produção de resinas e dispersantes para controlar a viscosidade dos poços na indústria petrolífera. Essas resinas apresentam características de ligação interna, tempo de formação de géis e viscosidade semelhantes às das resinas de uso comercial (BATTESTIN et al., 2004). A corrosão por dióxido de carbono (CO2) é uma falha frequente na indústria de petróleo e gás, ocorrendo em todas as fases da produção, então, o uso de inibidores de corrosão naturais, não tóxicos e biodegradáveis são utilizados para o controle da corrosão em sistemas de produção e transportes de produtos petrolíferos (MARCOLINO et al.; 2014).
13 2.6.3. Produção de adesivos
Os taninos vegetais também são utilizados na fabricação de adesivos para madeira e derivados da mesma (CARNEIRO et al., 2012). Os adesivos à base dessa substância recebem o nome de tanino-formaldeídos (TF) e são obtidos por reação de flavonóides poliméricos naturais, que são os taninos condensados com formaldeído (PIZZI, 1993). Este tipo de adesivo tem a vantagem de poder ser utilizado para a colagem de produtos expostos aos desgastes do ambiente (TEODORO e LELIS, 2005).
Porém, o adesivo de tanino-formaldeídos tem a desvantagem de ter elevada viscosidade em solução aquosa, sendo esta, acima do nível requerido para a colagem de madeira (TEODORO e LELIS, 2005). Esses possuem alta viscosidade e baixa resistência à umidade, reações causadas pela formação precoce de pontes metilênicas entre longos e rígidos polímeros de flavonóides, o que causa a imobilização das ligações do formaldeído com os taninos (impedimentos estéricos) (SILVA, 2001).
14
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ARTIGO1
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TANINOS PRESENTES NA CASCA DE Mimosa caesalpiniifolia Benth. SÃO ALTERADOS PELO RALEIO?
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Taninos presentes na casca de Mimosa caesalpiniifolia Benth. são alterados pelo raleio? RESUMO
O objetivo foi avaliar se o raleio altera as concentrações de taninos na casca de Mimosa
caesalpiniifolia Benth. A coleta ocorreu num plantio experimental de 7 anos no município de
Macaíba/RN, sendo avaliados cinco indivíduos sem raleio e cinco submetidos ao raleio, este realizado aos 12 e 55 meses após o plantio. Realizou-se a extração e quantificação dos taninos. O teor de sólidos totais (TST) foi de 8,57% nos indivíduos com raleio e 7,12% naqueles sem dano mecânico. O teor de taninos condensados (TTC) com e sem raleio, foram de 5,12 e 5,21%, respectivamente. O índice de Stiasny (I), com (59,83%) e sem (79,31%) raleio foi a única variável que apresentou diferença significativa. O raleio em indivíduos de
Mimosa caesalpiniifolia Benth. alterou apenas o índice de Stiasny.
Palavras-chaves: metabólitos secundários, tratos silviculturais, índice de Stiasny. Tannins present in the bark of Mimosa caesalpiniifolia Benth. are altered by the
thinning? ABSTRACT
The objective was to evaluate if thinning alters the tannin concentrations in the bark of
Mimosa caesalpiniifolia Benth. The collection took place in a 7-year experimental planting in
the city of Macaíba/RN, being evaluated five individuals without mechanical damage and five submitted to thinning, which was performed at 12 and 55 months after planting. Tannins were extracted and quantified. The total solids content (TST) was 8.57% in thinning individuals and 7.12% in those without mechanical damage. The content of condensed tannins (TTC) with and without thinning were 5.12 and 5.21%, respectively. The Stiasny index (I), with (59.83%) and without (79.31%) thinning was the only variable that showed significant difference. Thinning in individuals of Mimosa caesalpiniifolia Benth. changed only the Stiasny index.
