RELATÓRIO FINAL
DE ATIVIDADES DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA
PROGRAMAS INSTITUCIONAIS DE BOLSA DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA PIBIC/PIBIC Jr/Voluntário
Período do relatório: Agosto de 2015 a julho de 2016
DADOS DO (A) BOLSISTA
Nome: BENEDITA NELCINEIA SILVA DE SOUSA
Campus: SOBRAL Matrícula: 20131073320230
Curso: TECNOLOGIA EM IRRIGAÇÃO E DRENAGEM Ano/semestre: 2016.1
CPF: 05431526340 RG: 2004098011115 Órgão emissor/UF: SSP
UF
Endereço: RUA CHICO LEOPOLDO Ano/semestre:
Cidade: MORAÚJO Estado: CEARÁ Fone: (88) 9 92416670
Endereço eletrônico: nelsinha_gata.com@hotmail.com DADOS DO PROJETO
Programas de Bolsa: P IBIC/ IFCE ( ) CNPq ( ) FUNCAP ( X ) PIBIC Jr/ IFCE ( ) CNPq/EM ( )
VOLUNTÁRIO ( ) Título do Projeto:
EFEITO DE DIFERENTES CONCENTRAÇÕES DE ALUMÍNIO NO DESENVOLVIMENTO INICIAL DE PLANTAS DE TOMATE NO PLANALTO DA IBIAPABA-CE
Área do conhecimento: CIÊNCIAS AGRÁRIAS – AGRONOMIA – IRRIGAÇÃO E DRENAGEM
DADOS DO (A) ORIENTADOR (A)
Nome: MARIA CRISTINA MARTINS RIBEIRO DE SOUZA
Campus de lotação: SOBRAL Departamento/Curso: EIXO DE RECURSOS NATURAIS Titulação: ( ) Mestre (X)Doutor Endereço eletrônico: Cristina2009@ifce.edu.br / profmariacristinasouza@gmail.com
Orientações para preenchimento do relatório: O Relatório Final deverá ser preenchido com todos os dados e respeitando a formatação apresentada no modelo.
EFEITO DE DIFERENTES CONCENTRAÇÕES DE ALUMÍNIO NO
DESENVOLVIMENTO INICIAL DE PLANTAS DE TOMATE NO PLANALTO DA IBIAPABA-CE
Benedita Nelcineia Silva de Sousa (1); Maria Cristina Martins Ribeiro de Souza(2) Bolsista(1); IFCE, campus de Sobral; nelsinha_gata.com@hotmail.com. Orientador(2); IFCE, campus de Sobral; profmariacristinasouza@gmail.com.
1. RESUMO O Alumínio, por sua vez, é um dos componentes mais importantes da acidez
potencial do solo porque reage com a água, liberando íons H++. A acidez potencial devido ao Al trocável é observada em pH ≤ 5,5. Em solos com pH acima de 5,5 o Al encontra-se em formas precipitadas (JONES, 1979; BOHNEN, 1995).O objetivo do trabalho foi avaliar os efeitos do alumínio sobre o crescimento inicial das plantas de tomates. O experimento foi totalmente conduzido em área do Instituto Federal do Ceará - Campus – Sobral desde a germinação em bandejas quadriculadas de isopor até chegar a aplicação dos tratamentos. O delineamento estatístico adotado será em blocos ao acaso disposto no esquema de fatorial 5 x 2 com 4 repetições. Serão testados 4 concentrações de alumínio no solo ( 1,0; 2,0; 4,0; 6,0 mmolc/dcm3) e um tratamento testemunha (sem alumínio) e dois híbridos de tomate do tipo longa vida. Foram feitas 3 avaliações, aos 20,40 e 60 dias das variáveis altura de planta, diâmetro de caule, comprimento de raiz, peso fresco da parte aérea e da raiz, massa seca da parte aérea e da raiz.Notou-se que os diferentes níveis de alumínio testados influenciaram estatisticamente em todas as varáveis analisadas. Os aumentos dos níveis de alumínio nos solos influenciaram negativamente no desenvolvimento inicial do tomate. Os diferentes níveis de tomate influenciaram as propriedades físicas e químicas no solo.
PALAVRAS-CHAVE: Solo; Alumínio; Tomate.
2. INTRODUÇÃO
O Al é o metal mais abundante da crosta da terra, compreendendo aproximadamente 7,5% de seu peso (HANG, 1984). O Al ocorre em diferentes formas no solo e parte da dificuldade em estudar os processos que ocorrem nas plantas, decorrentes da ação deste metal, pode ser atribuída à complexa química do mesmo.
Muitos estudos têm mostrado que a inibi- ção do crescimento da raiz é o sintoma visível mais rápido da toxicidade do Al em plantas, o que resulta na redução e em danos do sistema radicular, podendo conduzir à deficiência mineral e estresse hídrico (DEGENHARDT et al., 1998). A redução do crescimento da parte aérea ocorre num momento posterior (Ryan et al., 1993; Jones & Kochian, 1995) e parece ser uma conseqüência dos danos que ocorrem na raiz (MATSUMOTO et al., 1976).
Para alguns autores, a causa primária da inibição do crescimento da raiz pelo Al é a inibição da mitose nas células do meristema apical da raiz. Já foi mostrado que o Al pode interagir com os ácidos nucléicos e esse metal tem realmente sido detectado nos núcleos das células das raízes (MATSUMOTO et al., 1976).
Inibição da mitose nas células do meristema apical da raiz também já foi mostrada (CLARKSON, 1965; MORIMURA et al., 1978). O que não está totalmente resolvido é o papel do decréscimo da divisão celular como o mecanismo primário da inibição do crescimento da raiz induzida pelo Al.
O argumento mais convincente contra a hipótese da inibição da divisão mitótica ser o efeito primário da toxicidade do Al é o fato do mesmo poder se ligar a muitos componentes celulares antes de entrar no núcleo, e este é, provavelmente, tóxico antes mesmo de penetrar nas células da raiz (HORST et al., 1991). Além disso, devido ao antagonismo entre o Al e o Ca, e o potencial do Al3+ em interagir com qualquer sistema que usa Mg2+ ou qualquer forma de fosfato (Martin, 1988), o Al pode inibir um grande leque de processos metabólicos essenciais regulados por Ca (Rengel, 1992), proteínas regulatórias ligadas a GTP e hexoquinases (Martin, 1988) e a divisão celular pode ser posteriormente afetada por tais alterações metabólicas. Outra evidência contra é que a inibição direta da divisão celular por interações entre o Al com o DNA e o RNA requer altas concentrações da espécie de Al tóxico (TEPPER et al., 1989).
O Al é o metal mais abundante da crosta da terra, compreendendo aproximadamente 7,5% de seu peso (HANG, 1984). O Al ocorre em diferentes formas no solo e parte da dificuldade em estudar os processos que ocorrem nas plantas, decorrentes da ação deste metal, pode ser atribuída à complexa química do mesmo.
Muitos estudos têm mostrado que a inibi- ção do crescimento da raiz é o sintoma visível mais rápido da toxicidade do Al em plantas, o que resulta na redução e em danos do sistema radicular, podendo conduzir à deficiência mineral e estresse hídrico (DEGENHARDT et al., 1998). A redução do crescimento da parte aérea ocorre num momento posterior (Ryan et al., 1993; Jones & Kochian, 1995) e parece ser uma conseqüência dos danos que ocorrem na raiz (MATSUMOTO et al., 1976).
Para alguns autores, a causa primária da inibição do crescimento da raiz pelo Al é a inibição da mitose nas células do meristema apical da raiz. Já foi mostrado que o Al pode interagir com os
ácidos nucléicos e esse metal tem realmente sido detectado nos núcleos das células das raízes (MATSUMOTO et al., 1976).
Inibição da mitose nas células do meristema apical da raiz também já foi mostrada (CLARKSON, 1965; MORIMURA et al., 1978). O que não está totalmente resolvido é o papel do decréscimo da divisão celular como o mecanismo primário da inibição do crescimento da raiz induzida pelo Al.
O argumento mais convincente contra a hipótese da inibição da divisão mitótica ser o efeito primário da toxicidade do Al é o fato do mesmo poder se ligar a muitos componentes celulares antes de entrar no núcleo, e este é, provavelmente, tóxico antes mesmo de penetrar nas células da raiz (HORST et al., 1991). Além disso, devido ao antagonismo entre o Al e o Ca, e o potencial do Al3+ em interagir com qualquer sistema que usa Mg2+ ou qualquer forma de fosfato (Martin, 1988), o Al pode inibir um grande leque de processos metabólicos essenciais regulados por Ca (Rengel, 1992), proteínas regulatórias ligadas a GTP e hexoquinases (Martin, 1988) e a divisão celular pode ser posteriormente afetada por tais alterações metabólicas. Outra evidência contra é que a inibição direta da divisão celular por interações entre o Al com o DNA e o RNA requer altas concentrações da espécie de Al tóxico (TEPPER et al., 1989).
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
Diversas partes da planta são afetadas pela toxidez causada pelo excesso de alumínio dentre elas as raízes. As raízes quando cultivadas em solos com presença de deste íon apresentam engrossamento e amarelamento nas pontas, degeneradas, tortuosas, com ramificações secundárias, escuras em parte pela oxidação de compostos fenólicos e sem pelos absorventes.
Além disso, quando expostas ao cátion, há desintegração dos tecidos da epiderme e de porções externas do córtex nos ápices das raízes, ficando as células enrugadas e em casos de maior gravidade colapsadas. Há também redução no tamanho da coifa e desarranjo do tecido meristemático, além de formação de protoxilema e endoderme em regiões próximas ao ápice radicular com altos teores de lignina. Na parte aérea, por sua vez, há acúmulo de fenóis solúveis, maior nas plantas sensíveis, que podem ser resultantes da ligação entre alumínio e boro. (CODOGNOTTO et al., 2002; PEIXOTO et al., 2007).
Os trabalhos de Foy et al., (1978) mostraram que em plantas, são vários os sintomas das injúrias causadas pelo Al3+. Em algumas espécies os sintomas nas folhas são semelhantes a sintomas de deficiência de fosforo, em outras, semelhantes à deficiência de Cálcio ou de Ferro. O sintoma mais perceptível de toxicidade ao Al3+, no entanto, é a inibição do crescimento das raízes. A região meristemática das raízes principais e laterais engrossa e exibe uma coloração mais escura, sendo ineficiente na absorção de nutrientes e água.
Segundo Custódio et al., (2002) a toxicidade provocada pelo alumínio manifesta-se inicialmente pela redução da taxa de elongação radicular após o contato com a solução contendo alumínio e posteriormente provoca uma drástica redução no crescimento da parte aérea( BEUTLER et al., 2001).
De acordo com Alamgir e Arkhter, (2009) o Al é absorvido pelas raízes, causando fitotoxicidade, primeiramente por lesar o funcionamento normal das raízes, inibindo o seu crescimento, bloqueando os mecanismos de absorção e transporte de água e dos nutrientes levando a diminuição do volume de solo explorado, tornam-se mais sensíveis ao déficit hídrico e ao
acamamento, reduzem a absorção de nutrientes, impedindo que a cultura expresse seu potencial produtivo (CASTRO e OLIVEIRA, 2005).
4. METODOLOGIA/RESULTADOS
O experimento foi completamente conduzido no IFCE Campus de Sobral em vasos com capacidade para 10 litros sob ambiente protegido. As plantas testadas foram tomate Caeté e Ty2006.
O delineamento estatístico adotado será em blocos ao acaso disposto no esquema de fatorial 5 x 2 com 4 repetições. Serão testados 4 concentrações de alumínio no solo ( 1,0; 2,0; 4,0; 6,0 mmolc/dcm3) e um tratamento testemunha (sem alumínio) e dois híbridos de tomate do tipo longa vida. A combinação desses fatores resultará em 10 diferentes tratamentos, sendo que cada repetição será constituída de dois vasos (uma planta por vaso), totalizando 80 vasos obtenção das plantas a serem testadas no experimento, inicialmente, produziram-se mudas de tomate a partir de sementes obtidas no município de Sobral-Ce. Foram semeadas 150 sementes em bandeja quadriculada de isopor (8x16) cujas células foram preenchidas na proporção de 1:1 de areia e composto orgânico. As mudas foram irrigadas 3 vezes durante a germinação e durante o experimento com água de condutividade elétrica 0,3 dS m-1(água da torneira).
Com a finalidade de um melhor desenvolvimento das mudas e de seu sistema radicular, 100 dias após a semeadura com dois pares de folhas definitivos as plântulas foram transplantadas para sacos de polietileno em substrato de areia e composto orgânico na proporção de 1:1
Quando as mudas apresentarem 4 a 6 pares de folhas definitivas foram transplantadas para os vasos de 10 litros onde permaneceram até o final do experimento. Nos vasos já continha pequenos furos, entretanto foi colocado uma camada de aproximadamente 2 cm de brita para facilitar a drenagem. Os vasos foram preenchidos somente com solo. Os vasos se encontravam devidamente identificados de acordo com cada tratamento, colocados sobre tijolos para facilitar o escoamento do material drenado e devidamente distribuídos de acordo com os tratamentos e ambientes testados.
As irrigações foram feitas com soluções de condutividade elétrica da água de irrigação de acordo com cada tratamento. E para atingir os níveis de condutividade elétrica da água de irrigação (CEa) desejados, as diferentes quantidades de sais de NaCl, CaCl2.2H2O e MgCl2.6H2O, na proporção de 7:2:1, foram preparados no laboratório de análise de solo e água para irrigação do Instituto Federal Ciência e Tecnologia - IFCE - Campus Sobral, obedecendo-se a relação entre CEa e a concentração (mmolc L-1 = CE x 10), extraída de Rhoades et al. (2000),.
Durante e ao final do experimento foram feitas as seguintes determinações:
1. Nas plantas
1.1. Altura das plantas - Feita com uma régua graduada, desde o colo da planta até a inserção da última folha aos 20,40 e 60 dias após aplicação dos tratamentos salinos (DAT).
1.2. Diâmetro do caule - Feita a 5 mm do solo, utilizando-se um paquímetro digital com resolução igual à 0,01 mm, aos 20,40 e 60 DAT.
1.3. Número de Folhas - Contadas as folhas de cada planta por tratamento aos 20,40 e 60 DAT.
1.4. Comprimento de raiz - Determinado com régua graduada aos 40 e 60 DAT. 1.5. Peso fresco das folhas, dos caules e das raízes –
1.6. Massa seca da parte área (MSPA) e Massa seca das raízes (MSR) e massa seca total (MST) - Obtidas, aos 4e 60 DAT, a partir da separação das folhas, caule e das raízes, com o auxílio de estilete. As raízes separadas foram lavadas com água destilada para retirar resíduos de solo aderidos. Em seguida as folhas, caule e raízes foram colocadas em sacos de papel devidamente
identificados de acordo com o tratamento e postos para secar em estufa de circulação de ar forçado a 65ºC, onde após atingirem peso constante, sofreram pesagem em balança semi analítica, sendo os dados expressos em gramas. A massa seca total (MST) será obtida através do somatório da massa seca da parte aérea e das raízes, sendo os dados expressos em gramas.
1.7 Índice de qualidade de Dickson e a qualidade das plantas - Com os dados das variáveis de crescimento, altura de planta (H), diâmetro do colo (DC), área foliar (AF), matéria seca da raiz (MSR), matéria seca da parte aérea (MSPA) e a matéria seca total (MST) será calculado o Índice de Qualidade de Dickson (IQD=MST/[(H/DC)+(MSPA/MSR)]) e com os dados das relações MSPA/MSR, H/MSPA e H/DC será estimado a qualidade das plantas, conforme Carneiro (1995).
A análise estatística dos dados será realizada utilizando-se o programa “ASSISTAT 7.5 BETA” (SILVA et al., 2009).
2. No Solo
2.1. pH e condutividade elétrica do solo realizadas no laboratório de análise de solo e água para irrigação do IFCE - Campus - Sobral, seguindo os métodos analíticos descritos por (SILVA, 2009).
As demais análises físico-químicas estão em avaliação no laboratório de análise de solo e água para irrigação do IFCE - Campus – Sobral.
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Tabela 1 – Quadrado médio da análise de variância para altura de planta, diâmetro de caule,
comprimento de em função do tomate em diferentes níveis alumínio aos 20 DAT. Sobral, 2016. Fontes da Variação GL Altura Diâmetro do Caule Número de folhas Tratamento (Alumino) 4 3.7440* 4.2670* 3.6929* Bloco 7 1.2046 ns 1.2046 ns 0.9689 ns Resíduo (a) 40 - - - (Trat.) x (bloco) 28 1.2401 ns 0.8795 ns 0.6836 ns CV % 29.91 25.17 28.98
* e ns – significativo a 1% e a 5% de probabilidade e não significativo pelo teste F, respectivamente. CV – Coeficiente de variação em porcentagem.
Por meio da análise de variância aos 20 DAT (tabela 1), constata-se que houve efeito significativo, pelo teste F (p<0,01 e p<0,05) nos fatores avaliados: tratamento alumínio, para as variáveis alturas da planta, diâmetro do caule e numero de folhas e níveis de Alumínios. Não houve efeito significativo nas interações: Tratamento (Alumínio) x Bloco.
Tabela 2 – Quadrado médio da análise de variância para altura de planta, diâmetro de caule,
comprimento das raízes função do tomate em diferentes níveis alumínio aos 40 DAT. Sobral, 2016. Fontes da Variação GL Altura Diâmetro do Caule Comprimento da Raiz Numero de folhas Tratamento (Alumínio) 4 0.5324 ns 1.7426 ns 0.1013 ns 1.1794 ns Bloco 3 0.3000 ns 0.2726 ns 0.3507* 0.9048 ns Resíduo (a) 20 - - - - (Trat.) x (bloco) 12 0.9799 ns 1.0718 ns 1.1339 ns 0.9890 ns CV % 55.90 43.27 34.56 56.69
**, * e ns – significativo a 1% e a 5% de probabilidade e não significativo pelo teste F, respectivamente. CV – Coeficiente de variação em porcentagem.
Por meio da análise de variância aos 40 DAT (tabela 1), constata-se que Não houve efeito significativo, pelo teste F (p<0,01 e p<0,05) nos fatores avaliados: tratamento alumínio, para as variáveis alturas da planta, diâmetro do caule e numero de folhas e níveis de Alumínios. Não houve efeito significativo nas interações: Tratamento (Alumínio) x Bloco.
Tabela 3 – Quadrado médio da análise de variância para peso fresco e massa seca da parte
aérea, peso fresco e massa seca da raiz e para o índice de qualidade do tomate em função de diferentes níveis de alumínio 40 DAT. Sobral-CE, 2015.
Fontes da Variação GL Peso fresco da parte aérea Peso fresco da raiz Massa seca da parte aérea Massa seca da raiz Tratamento (Alumínio) 4 1.0248 ns 1.7861 ns 1.5775 ns 3.4333* Bloco 3 1.0791 ns 0.7976 ns 0.6590 ns 1.7807 ns Resíduo (a) 20 - - - - (Trat) x (Bloco) 12 1.2055 ns 1.7164 ns 1.0053 ns 2.2364 ns CV % 44.01 53.39 44.79 64.37
**, * e ns – significativo a 1% e a 5% de probabilidade e não significativo pelo teste F, respectivamente. CV – coeficiente de variação em porcentagem.
Por meio da análise de variância aos 40 DAT (tabela 2), constata-se que não houve efeito significativo, pelo teste F (p<0,01 e p<0,05) nos fatores avaliado. Não houve efeito significativo nas interações: Tratamento (Alumínio) x Bloco.
Tabela 4– Quadrado médio da análise de variância para altura de planta, diâmetro de caule,
comprimento de em função do tomate em diferentes níveis alumínio aos 60 DAT. Sobral, 2016.
Fontes da Variação GL Altura Diâmetro do Caule Comprimento da Raiz Numero de folhas Tratamento (Alumínio) 4 0.6798ns 2.0190 ns 1.4839 ns 0.9454 ns Bloco 3 0.5185 ns 0.5052 ns 1.2583 1.1670 ns Resíduo (a) 20 - - - - (Trat.) x (bloco) 12 0.7629 ns 0.9298 ns 1.0158 ns . 0.6085 ns CV % 39.29 37.14 42.24 51.97
**, * e ns – significativo a 1% e a 5% de probabilidade e não significativo pelo teste F, respectivamente. CV – Coeficiente de variação em porcentagem.
Tabela 5 – Quadrado médio da análise de variância para peso fresco e massa seca da parte
aérea, peso fresco e massa seca da raiz e para o índice de qualidade do tomate em função de diferentes níveis de alumínio 60 DAT. Sobral-CE, 2015.
Fontes da Variação GL Peso fresco da parte aérea Peso fresco da raiz Massa seca da parte aérea Massa seca da raiz Tratamento (Alumínio) 4 1.6762ns 5.6438 ** 2.4153 ns 4.3523 ns Bloco 3 0.4624ns 0.8899 ns 0.3077 ns 0.7344 ns
Resíduo (a) 12 (Trat) x (Bloco) 20 2.0320ns 2.2093 ns 1.4441 ns 1.3772 ns CV % 44.06 44.27 43.30 54.88
**, * e ns – significativo a 1% e a 5% de probabilidade e não significativo pelo teste F, respectivamente. CV – coeficiente de variação em porcentagem.
Por meio da análise de variância aos 60 DAT (tabela 2), constata-se que não houve efeito significativo, pelo teste F (p<0,01 e p<0,05) nos fatores avaliado. Não houve efeito significativo nas interações: Tratamento (Alumínio) x Bloco.
6. CONSIDERAÇÕES FINAIS
Os diferentes níveis de alumínio testados não influenciaram estatisticamente em todas as varáveis analisadas.
Os aumentos dos níveis de alumínio no solo influenciaram negativamente no desenvolvimento inicial das duas variedades de tomate.
7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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BEUTLER, A.N.; FERNANDES, L.A.; FAQUIN, V. Efeito do alumínio sobre o crescimento de duas espécies florestais. Revista Brasileira de Ciência do Solo, Viçosa, v. 25, p.923-928, 2001. CODOGNOTTO, L. M.; SANTOS, D. M. M.; LEITE, I. C.; MARIN, A.; MADALENO, L. L.; KOBORI, N. N.; BANZATTO, D. A. Efeito do alumínio nos teores de clorofilas de plântulas de feijão-mungo e labe-labe. Revista Ecossistema, Espírito Santo do Pinhal, v. 27, n. 2, p. 27-39, 2002.
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8.PARECER DO (a) ORIENTADOR(a):
Data: 31.08.2016
Assinatura do Bolsista
______________________________ Assinatura do Professor Orientador
