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Revista de Ciências Agrárias

Print version ISSN 0871-018X

Rev. de Ciências Agrárias vol.41 no.4 Lisboa Dec. 2018

http://dx.doi.org/10.19084/RCA18133 

ARTIGO

Potencial alelopático do extrato foliar de Poincianella pyramidalis (Tul.) L. P. Queiroz e de Mimosa tenuiflora Willd. sobre a germinação de sementes de Mimosa caesalpiniifolia Benth.

Allelopathic potential of leaf extract of Poincianella pyramidalis (Tul.) L. P. Queiroz and Mimosa tenuiflora Willd. on germination of Mimosa caesalpiniifolia Benth. seeds

Josenilda A. D. de Medeiros1, Luiz A. S. Correia1, Fernando A. Santos2, Cibele S. Ferrari1 e Mauro V. Pacheco1,*

1 Unidade Acadêmica Especializada em Ciências Agrárias/Universidade Federal do Rio Grande do Norte. (UAECIA/UFRN). Rodovia RN-160, Km 3, Distrito de Jundiaí, CEP 59280-000, Cx. Postal 07, Macaíba/RN, Brasil

2 Centro de Ciências Agrárias/Universidade da Paraíba (CCA/UFPB). Rodovia BR 079, Km 12, CEP 58397-000, Areia/ Paraíba, Brasil

(*E-mail: pachecomv@hotmail.com)


RESUMO

O objetivo deste trabalho consistiu em avaliar o potencial alelopático de Poincianella pyramidalis e Mimosa tenuiflora sobre a qualidade fisiológica de sementes e plântulas de Mimosa caesalpiniifolia. A sementeira foi realizada em solo esterilizado, umedecido com extrato foliar aquoso 0, 25, 50, 75 e 100 g L-1 e acondicionados em germinador a 25 ºC e fotoperíodo de 12 horas. Foram avaliadas a germinação, primeira contagem e velocidade de germinação, comprimento e massa seca da parte aérea e da raiz. Com o aumento da concentração dos extratos de P. pyramidalis, observou-se efeito alelopático negativo para primeira contagem, IVG, comprimento da parte aérea. A germinação e comprimento da parte aérea apresentaram redução a partir de 75 g L-1 do extrato de M. tenuiflora. Observou-se declínio da massa seca da parte aérea com o aumento da concentração do extrato. O extrato de P. pyramidalis não afeta a porcentagem de germinação das sementes de M. caesalpiniifolia, mas exerce efeito negativo sobre a qualidade fisiológica das plântulas desta espécie. O extrato de M. tenuiflora afeta negativamente a germinação e o crescimento inicial de plântulas de M. caesalpiniifolia a partir de 75 g L-1.

Palavras-chave: Fabaceae, sementes florestais, fitotoxidade, alelopatia.


ABSTRACT

The objective of this work was to evaluate the allelopathic potential of Poincianella pyramidalis and Mimosa tenuiflora on the physiological quality of Mimosa caesalpiniifolia seeds and seedlings. The sowing was carried out in sterilized soil and moistened with the aqueous leaf extract 0, 25, 50, 75 and 100 g L-1 and conditioned in germinator at 25 ºC and photoperiod of 12 hours. Germination, first count and germination speed, length and dry mass of shoots and roots were evaluated. When the concentration of the extracts of P. pyramidalis was increased, it was observed a negative allelopathic effect for first counting, GSI, shoot length. The germination and length of the aerial part showed reduction from 75 g L-1 extract of M. tenuiflora. The dry mass of the shoot was observed to decline as the concentrations were elevated. The extract of P. pyramidalis does not affect the germination of M. caesalpiniifolia seeds, however it exerts a negative effect on the physiological quality of the seedlings of this species. The extract of M. tenuiflora negatively affects germination and initial seedling growth of M. caesalpiniifolia from 75 g L-1.

Keywords: Fabaceae, forest seeds, phytotoxicity, allelopathy.


INTRODUÇÃO

A Sociedade Internacional de Alelopatia define a alelopatia como a influência de metabolitos secundários produzidos não apenas por plantas, mas também por algas, bactérias e fungos, que assim influenciando o desenvolvimento e o crescimento de outros organismos (Reigosa et al., 2013). A alelopatia pode ser considerada um mecanismo ecológico que influencia na sucessão vegetal primária e secundária, na formação de comunidades, na dominância vegetal, na gestão e produtividade de culturas (Chou, 1999).

A interação alelopática ocorre pela libertação de aleloquímicos por processos de lixiviação de partes das plantas, volatilização e exsudação das raízes, atividade microbiana e decomposição de resíduos secos (Cheema & Wahid, 2013). Estes processos possibilitam ao indivíduo interferir no metabolismo de outras plantas próximas e obter maior chance de acesso à luz, água e nutrientes e, consequentemente, há maior adaptabilidade evolutiva e estabelecimento nas comunidades vegetais (Taiz & Zeiger, 2004).

As espécies vegetais que coexistem em ecossistemas com flora diversificada, como nas florestas secas, possuem mecanismos de defesa que auxiliam na competição por fatores abióticos limitantes, conferindo às espécies maior adaptação (Gariglio et al., 2010). A vegetação de uma determinada área pode ter um modelo de sucessão condicionado às plantas pré-existentes e às substâncias químicas que elas libertaram no meio (Ferreira & Áquila, 2000), sendo importante a estimativa do potencial alelopático das espécies que compõem as florestas secas, visto que destas pouco se conhece com relação ao equilíbrio e dinâmica dos ecossistemas.

Nesse sentido, o desenvolvimento de estudos sobre o potencial alelopático dessas espécies pode fornecer informações valiosas sobre a sua ecologia. As espécies da família das Fabaceae Poincianella pyramidalis (Tul.) L.P. Queiroz, Mimosa tenuiflora (Wiild) e a Mimosa caesalpiniifolia Benth. apresentam ampla ocorrência nas florestas secas brasileiras com elevada abundância.

O táxone P. pyramidalis apresenta ampla dispersão no semiárido nordestino, sendo encontrada em diversas associações vegetais (Maia, 2004; Coelho et al., 2013) e em diversos tipos de solos, inclusive os mais pobres (Maia, 2004), característica esta considerada importante para fins de recuperação de áreas degradadas (Santana et al., 2011).

M. tenuiflora é uma espécie com ampla ocorrência entre o México, a Venezuela e o Brasil (Anton et al., 1993; Martel-Estrada et al., 2014). Esta espécie é típica do semiárido brasileiro e tem sido explorada pelo seu potencial energético, forrageiro e medicinal (Maia, 2004; Bezerra et al., 2011).

A espécie M. caesalpiniifolia é muito explorada pela sua madeira, e como mourões, estacas, postes, lenha e carvão; a folhagem constitui importante fonte de alimento para o gado (bovino e caprino) durante a época de escassez de chuvas no semiárido nordestino, enquanto que na região sudeste do Brasil, é amplamente utilizada como cerca viva (Lorenzi, 2000). Além disso, é indicada para povoamentos florestais mistos, dado que beneficia o desenvolvimento de outras espécies nesse sistema de gestão (Maia, 2004). Devido aos seus diversos usos, tem sido explorada indiscriminadamente nas regiões de ocorrência natural (Freitas et al., 2011; Nogueira et al., 2012).

As espécies anteriormente referidas necessitam de estudos quanto ao ambiente ideal para se desenvolverem e quanto às suas interações com o meio e entre elas, já que coexistem. Com isso, torna-se necessário o conhecimento alelopático para auxiliar na escolha de espécies florestais que irão compor um sistema misto de florestação.

Diante do exposto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial alelopático da P. pyramidalis (Tul.) L.P. Queiroz e M. tenuiflora (Wiild) Poir sobre a qualidade fisiológica de sementes e plântulas de M. caesalpiniifolia Benth.

MATERIAL E MÉTODOS

Obtenção dos extratos

O estudo foi conduzido no Laboratório de Sementes Florestais (LSF) da Unidade Acadêmica Especializada em Ciências Agrárias (UAECIA), Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN), município de Macaíba-RN, Brasil. A avaliação do potencial alelopático de P. pyramidalis e M. tenuiflora foi realizada por meio de um bioensaio de germinação utilizando sementes de M. caesalpiniifolia, as quais foram colocadas para germinar em substrato umedecido com extratos foliares das espécies-alvo.

Foram utilizadas as concentrações de 25, 50, 75 e 100 g L-1 obtidas respectivamente por meio da imersão de 25, 50, 75 e 100 g de folhas desidratadas de cada espécie (P. pyramidalis e M. tenuiflora) em 1000 mL de água destilada por 24 h. No tratamento controle (0 g L-1), utilizou-se apenas água destilada para o umedecimento do substrato.

Foi determinada a condutividade elétrica (CE) dos extratos cujos valores foram utilizados para determinar o potencial osmótico por meio da fórmula proposta por Ayers & Westcot (1994), em que o potencial osmótico em atmosfera (ATM) = - 0,36 * CE, com posterior transformação dos dados em ATM para MPa.

O substrato utilizado no teste de germinação foi solo arenoso (Latossolo vermelho), colhido em quatro pontos aleatórios em uma camada de 0-40 cm de profundidade, na Área de Experimentação Florestal da UAECIA/UFRN (5°53’57.1’’S 35°21’34.7’’W). O solo foi peneirado e esterilizado em estufa a 200 °C durante 4-h. O substrato foi pesado (1000 g) e distribuído em caixas plásticas transparentes (Cristal Pack® CP20) com dimensões de 217 x 147 x 100 mm. O umedecimento foi realizado com as concentrações dos extratos foliares na quantidade equivalente a 60% da capacidade de retenção de água do substrato.

A quebra da dormência física foi realizada antes da sementeira das sementes de M. caesalpiniifolia, em que as mesmas foram escarificadas mecanicamente por meio de desponte na região oposta ao micrópilo (Bruno et al., 2001), seguido de desinfestação em solução aquosa de detergente neutro (100 mL de água destilada com cinco gotas de detergente neutro) por cinco minutos e em solução de hipoclorito de sódio a 2% por dois minutos, sendo posteriormente lavadas em água destilada (Brasil, 2013). As caixas plásticas foram mantidas em germinador tipo B.O.D. (Biochemical Oxygen Demand) a 25 °C e fotoperíodo de 12 h durante sete dias.

Variáveis avaliadas

O teste de germinação foi realizado contabilizando as sementes que originaram plântulas normais (Brasil, 2013), cujos resultados foram expressos em porcentagem. A partir da germinação foi realizada a primeira contagem da germinação considerando a porcentagem acumulada de plântulas normais emersas até o 2° dia após a sementeira; e índice de velocidade de germinação (IVG) utilizando-se a equação proposta por Maguire (1962).

O comprimento da parte aérea e da raiz primária (cm por plântula) foi realizada no final do ensaio, em que foram medidas a parte aérea e a raiz primária das plântulas normais, com auxílio de régua graduada em milímetros. A parte aérea e o sistema radicular de plântulas normais foram acondicionados, separadamente, em sacos de papel e levados à estufa de secagem, regulada a 80 ºC, durante 24-h para obtenção da massa seca da parte aérea e sistema radicular. Após este período, foram pesadas em balança analítica com precisão de 0,001 g.

Delineamento experimental

Utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado, constando de cinco tratamentos com extratos foliares de P. pyramidalis e M. tenuiflora (0, 25, 50, 75 e 100 g L-1), com quatro repetições de 25 sementes cada de M. caesalpiniifolia. Os resultados foram submetidos ao teste de normalidade Shapiro-Wilk, e em seguida à análise de variância e regressão polinomial e linear para os dados paramétricos, optando-se pela equação que melhor se ajustou aos dados; e Kruskal-Wallis para os dados não paramétricos. Foi utilizado o programa estatístico Assistat 7.7 Beta (Silva, 2014).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Alelopatia de Poincianella pyramidalis

No Quadro 1, observa-se que o potencial osmótico aumentou com a elevação da concentração do extrato, apresentando variação de -0,0001 a -0,0872. Estes resultados estão de acordo com o limite de tolerância recomendado, o qual deve estar abaixo de -0,2 para ser considerado ideal e não interferir nas variáveis avaliadas (Gatti et al., 2004; Oliveira et al., 2012). A avaliação do potencial osmótico é fundamental em avaliações de efeito alelopático, visto que pode ocorrer interferência nos resultados da alelopatia, pois atua diretamente na fase de ativação do metabolismo durante a embebição da semente (Ferreira & Borghetti, 2004).

Os resultados da variável germinação, massa seca do sistema radicular e da parte aérea da M. caesalpiniifolia apresentaram distribuição não paramétrica, sendo então analisados pelo teste de Kruskal-Wallis. Não houve diferenças significativas entre as concentrações estudadas para aquelas variáveis. A germinação possui pouca sensibilidade aos efeitos alelopáticos, pois estes ocorrem inicialmente ao nível molecular, apresentando sintomas após o processo germinativo (Ferreira & Borghetti, 2004).

Apesar do efeito alelopático nem sempre se manifestar sobre a viabilidade, o mesmo pode ser observado em outros parâmetros baseados no vigor, como por exemplo o efeito dos extratos de folhas e de cascas de Ziziphus joazeiro Mart., os quais reduziram a velocidade de germinação das sementes de Lactuca sativa L. (Oliveira et al., 2012). Para a variável primeira contagem da germinação (Figura 1), o modelo de regressão que melhor se ajustou foi o linear, sendo observada redução da porcentagem à medida que aumentou a concentração do extrato aquoso foliar de P. pyramidalis. Nota-se que o efeito alelopático sobre o vigor das plântulas avaliado pelo teste de primeira contagem da germinação apresenta-se com maior redução após a concentração de 25 g L-1, evidenciando o efeito alelopático negativo. De acordo com Ferreira & Borghetti (2004), isso pode ser explicado pelo fato de ocorrerem reações entre as substâncias secundárias do extrato e do conteúdo celular das sementes, sendo uma interação alelopática de ação direta (que retarda as reações bioquímicas necessárias para iniciar o processo de germinação das sementes).

As sementes de M. caesalpiniifolia também apresentaram redução na velocidade de germinação (Figura 2) à medida que se aumentou a concentração do extrato aquoso foliar de P. pyramidalis, o que reforça o efeito alelopático negativo sobre o IVG.

O comprimento da parte aérea se ajustou melhor ao modelo de regressão linear, enquanto que o modelo quadrático foi o que melhor se ajustou aos dados de comprimento da raiz principal (Figura 3). O decréscimo acentuado do comprimento da raiz ocorreu na concentração de 78 g L-1 do extrato, confirmando o efeito alelopático negativo da P. pyramidalis sobre o crescimento inicial das plântulas de M. caesalpiniifolia. Para a parte aérea das plântulas também houve redução do comprimento à medida que se aumentou a concentração do extrato.

A redução mais acentuada do crescimento da raiz em relação ao da parte aérea pode ser explicada pelo fato de que as raízes se encontram em contato direto e prolongado com o extrato (Chung et al., 2001; Borella et al., 2009), sendo esta considerada uma variável mais sensível na detecção de efeito alelopático, seja ele positivo ou negativo. Redução do comprimento de raiz e da parte aérea também foi verificada por Maia et al. (2013) com o uso de extrato de flores de Ipomoea triloba L. e Centrosema brasilianum L. sobre plântulas de alface. O mesmo foi constatado com os extratos aquosos foliares de M. tenuiflora, os quais quando em concentrações elevadas inibiram o crescimento da raiz e do hipocótilo de plântulas de alface (Silveira et al., 2012).

A P. pyramidalis possui diversos bioflavonóides nas suas folhas, além de outros tipos de compostos fenólicos no caule, como o siringaresinol e galato de metila (Bahia et al., 2005). Estes compostos são possivelmente os responsáveis pela ação alelopática negativa sobre a qualidade fisiológica, evidenciada pela velocidade de germinação e pelo comprimento das plântulas de M. caesalpiniifolia.

Apesar de não afetar a porcentagem final de germinação, o extrato foliar de P. pyramidalis exerce redução do crescimento inicial das plântulas de M. caesalpiniifolia. Esses resultados podem contribuir para o delineamento de programas florestais, quer para fins comerciais, quer para fins de restauração florestal.

Alelopatia de Mimosa tenuiflora

Observa-se no Quadro 2, que o potencial osmótico aumenta à medida que a concentração do extrato se eleva, variando de -0,0001 e -0,0974. Portanto, encontra-se na faixa ideal, visto que está abaixo de -0,2 (Gatti et al., 2004; Oliveira et al., 2012).

Apenas os resultados de massa seca do sistema radicular e da parte aérea apresentaram distribuição normal e foram submetidos à análise de regressão polinomial, enquanto as outras variáveis foram analisadas pelo teste de Kruskal-Wallis.

Para a germinação e o IVG (Quadro 3), observa-se que houve diferenças significativas entre os tratamentos, sendo o controle (apenas água destilada) superior às concentrações de 75 e 100 g L-1, revelando que há redução da germinação de sementes de M. caesalpiniifolia quando expostas às concentrações de extrato foliar aquoso.

Na primeira contagem de germinação (Quadro 3) observaram-se diferenças significativas e superioridade do controle (0 g L-1) em relação à concentração de 100 g L-1. Esses resultados devem-se provavelmente à fitotoxicidade dos compostos foliares de M. tenuiflora quando utilizados em concentrações elevadas.

No que concerne ao comprimento da raiz principal (CP-RZ, Quadro 3), não se observaram diferenças significativas neste parâmetro com o aumento da concentração do extrato aquoso foliar de M. tenuiflora. Em contrapartida, observou-se que o comprimento da parte aérea (CP-PA) na concentração de 25 g L-1 (6,4 cm pl-1) foi superior apenas ao das plântulas originadas de sementes submetidas à concentração de 100 g L-1 (4,4 cm pl-1), sendo esta, a maior concentração de extrato avaliada.

Os resultados das variáveis germinação, IVG e o comprimento da raiz principal estão de acordo com Cheema & Wahid (2013), os quais relatam a alelopatia como um fenómeno químico mediado, cuja respostas são dependentes da concentração, sendo que compostos em altas concentrações serão inibitórios, enquanto em baixas concentrações poderá haver estímulo ou ausência de efeitos.

As concentrações do extrato não afetaram a massa seca do sistema radicular, entretanto para a variável massa seca da parte aérea (Figura 4) é possível identificar efeito alelopático negativo, decorrente da redução acentuada de massa à medida que se eleva a concentração do extrato foliar aquoso de M. tenuiflora.

O aumento de metabolitos secundários em determinadas plantas pode sinalizar algum tipo de estresse. Para reduzi-lo e manter o ambiente ideal para crescimento da planta, esta precisa de libertar os aleloquímicos no meio. Portanto, em condições ideais, os aleloquímicos permanecem inativos e seus conteúdos estáveis (An et al., 2008).

Para manter esse equilíbrio, o conhecimento alelopático pode ser eficaz na escolha de espécies florestais que irão compor um sistema de plantação misto, além de auxiliar na especificação do espaçamento ideal para a plantação deste, uma vez que há efeito alelopático positivo em determinadas espécies. Este efeito pode manifestar-se como incremento no comprimento e na massa seca de plântulas, sendo estas características importantes para o estabelecimento das espécies em campo.

CONCLUSÕES

O extrato de P. pyramidalis não afeta a viabilidade das sementes de M. caesalpiniifolia, no entanto exerce efeito alelopático negativo sobre o vigor das plântulas desta espécie.

A qualidade fisiológica das sementes de M. caesalpiniifolia foi afetada negativamente na presença do extrato de M. tenuiflora a partir da concentração de 75 g L-1.

 

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Agradecimentos

Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e à Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), pelo apoio financeiro.

 

Recebido/received: 2018.05.02

Aceite/accepted: 2018.07.31

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