UNIVERSIDADE ESTADUAL DO OESTE DO PARANÁ - UNIOESTE

CAMPUS DE CASCAVEL

CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLÓGICAS - CCET

PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA AGRÍCOLA - PGEAGRI

BIOATIVIDADE DE Crambe abyssinica Hochst (CRAMBE) SOBRE Euphorbia

heterophylla L. (LEITEIRO), Bidens pilosa L. (PICÃO-PRETO) E Glycine max (L.) Merril

(SOJA)

ARIANE SPIASSI

CASCAVEL - PR

FEVEREIRO - 2016

ARIANE SPIASSI

BIOATIVIDADE DE Crambe abyssinica Hochst (CRAMBE) SOBRE Euphorbia

heterophylla L. (LEITEIRO), Bidens pilosa L. (PICÃO-PRETO) E Glycine max (L.) Merril

(SOJA)

Tese apresentada à Universidade Estadual do Oeste do Paraná, em cumprimento aos requisitos do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola, área de concentração: Sistemas Biológicos e Agroindustriais - SBA, Nível Doutorado, para obtenção do título de Doutor.

Orientadora: Dra. Luciana Pagliosa Carvalho Guedes

Co-orientadora: Dra. Andréa Maria Teixeira Fortes

CASCAVEL - PR

FEVEREIRO - 2016

Dados Internacionais de Catalogação-na-Publicação (CIP)

S733b

Spiassi, Ariane

Bioatividade de Crambe abyssinica (CRAMBE) sobre Euphorbia

heterophylla L. (LEITEIRO) Bidens pilosa L. (PICÃO-PRETO) e Glycine max (L.) Merril (SOJA)/ Ariane Spiassi. Cascavel, 2016.

54 p.

OrientadorA: Profª. Drª. Luciana Pagliosa Carvalho Guedes CoorientadorA: Profª. Drª. Andréa Maria Teixeira Fortes

Tese (Doutorado) – Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Campus de Cascavel, 2016

Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu em Engenharia Agrícola 1. Biomassa de crambe. 2. Compostos bioativos. 3. Controle alternativo.

4. Soja - Produtividade. I., Guedes, Luciana Pagliosa Carvalho. II. Fortes, Andréa Maria Teixeira. III. Universidade Estadual do Oeste do Paraná. IV. Título.

CDD 21.ed. 633.85 CIP-NBR 12899

Ficha catalográfica elaborada por Helena Soterio Bejio – CRB 9ª/965

Revisões de Normas, Português e Inglês realizadas por Prof. Dr. José Carlos da Costa, 07 de abril de 2016.

ii

BIOGRAFIA

Ariane Spiassi, nascida em 28 de Janeiro de 1986, filha de Antenor Spiassi e Marinês

Facchim Spiassi, é natural do município de Maximiliano de Almeida - RS. Concluiu o ensino

fundamental e médio em colégios públicos, nessa mesma cidade. Possui graduação em

Licenciatura em Ciências Biológicas (2007), Especialização em Docência no Ensino Superior

(2008), pela faculdade Assis Gurgacz - FAG (Cascavel - PR) e Mestrado em Engenharia

Agrícola (2011), na área de concentração de Sistemas Agroindustriais do Programa de

Pós-graduação em Engenharia Agrícola - PGEAGRI, da Universidade Estadual do Oeste do

Paraná - UNIOESTE. Trabalhou como auxiliar de laboratório de Microbiologia e Biologia

Celular na FAG (2005 - 2008). Foi bolsista CNPq de apoio técnico em extensão no país

(ATP- A) do projeto intitulado “Seleção de fungos produtores de hemicelulases da mata

Atlântica do Oeste do Paraná, sob coordenação da professora Dra. Marina K. Kadowaki da

UNIOESTE. Doutoranda, bolsista CAPES na Pós Graduação em Engenharia Agrícola na área

de concentração de Sistemas Biológicos e Agroindustriais da Universidade Estadual do Oeste

do Paraná - UNIOESTE.

iii

“A passagem de cada um pela vida deve contribuir para que,

ao final, o mundo não esteja pior do que era antes.”

(Mario Sergio Cortella).

iv

Dedico aos agricultores familiares, especialmente aos meus pais, Antenor e Marinês.

Ao meu irmão Igor.

Aos meus queridos padrinhos Janir (in memoriam) e Elenita.

Aos apaixonados pela ciência, especialmente meu tio Oscar, e interessados sobre o tema.

v

AGRADECIMENTOS

Agradeço todas as formas de energias positivas, Deus, Anjo da Guarda e pessoas

queridas pela Força, Luz e Coragem para enfrentar os obstáculos nos caminhos que escolhi.

Aos meus pais, Antenor e Marinês, e ao meu irmão Igor, exemplos de coragem,

trabalho, compassividade e dignidade, por acreditarem em mim e me apoiarem em mais esta

conquista.

A toda minha família, especialmente à minha madrinha que, mesmo estando longe,

sempre me deu forças para continuar. Meus avós queridos, exemplos de Fortaleza. Tia Clai,

Sueli, Neusa, Tio Oscar, Valmor, Gilberto, meus primos Tatiane, Andressa e Gustavo, que tão

amavelmente me acolheram e ajudaram nessa jornada em Cascavel.

À professora Dra. Luciana Pagliosa Carvalho Guedes, por ter aceitado a orientação;

por toda ajuda com as análises estatísticas e por proporcionar-me a satisfação de conhecê-la.

Obrigada pela paciência, confiança e ensinamentos que levarei comigo.

À professora Dra. Andréa Maria Teixeira Fortes, pela oportunidade e orientação; por

estar à disposição em todos os momentos que precisei. Obrigada por todo esse tempo de

trabalho em conjunto, compreensão, ensinamentos e alegrias. Tenho enorme gratidão!

À professora Dra. Lúcia Helena Pereira Nobrega, que me orientou durante o mestrado,

e parte do doutorado, obrigada por toda contribuição.

Às professoras, membros da banca, Dra. Carolina Amaral Tavares da Silva,

Dra. Michele Fernanda Bortolini, Dra. Sílvia Renata Machado Coelho e Dra. Jaqueline

Malagutti Corsato, pelas contribuições realizadas neste trabalho.

A todos os professores que contribuíram com conhecimento e foram exemplo de

dedicação, amor, respeito e humildade, sem os quais eu não estaria onde estou hoje.

À UNIOESTE e ao Programa de Pós-graduação em Engenharia Agrícola - PGEAGRI,

por disponibilizar a estrutura, os laboratórios e o material necessário para a conclusão da

pesquisa.

À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES), pela

concessão da bolsa de estudos.

Ao professor Dr. Luis Francisco Angeli Alves, pelo empréstimo da casa de vegetação

e à professora Dra. Fabiana Gisele Pinto, pelo empréstimo do evaporador rotativo no

Laboratório de Biotecnologia Agrícola.

À FAG por disponibilizar a área agrícola para desenvolvimento de parte da pesquisa e

ao Octavio Viana por dividir conosco a área experimental.

À professora Dra. Clair Aparecida Viecelli por toda contribuição durante a realização

do experimento de campo e sugestões durante todo o desenvolvimento do trabalho, obrigada!

vi

Aos funcionários e técnicos da UNIOESTE, Vera Schmidt e Jefersson. Especialmente

a técnica de laboratório Ivone Granatta, por estar sempre à disposição em ajudar, por ser

nosso Anjo no laboratório, e Andreia Bonini, pela ajuda com o rota-evaporador, sou muito

grata.

Aos meus amigos, Fabiana Piovesan e Zé, Rafaela Nicolau, Darlisson Bentes,

Vanessa Arfelli, Laysa Pereira, Fábio Pacheco, Michelle Tonini, Diohãne Salvini, Edi

Rodrigues, Vanderleia Schoeninger, Jaqueline Senen, Rodrigo Soncela, Danielle Rosa,

Gislaine Piccolo, Márcia Mauli, Rose Paz, Elaine Carolino, Edi Perondi, Clair Viecelli, Carol

Tavares, pela amizade e por serem Luz, Força, Confiança e Alegria na minha vida.

Aos amigos da Fisiologia Vegetal, PGEAGRI e PPRN (Pós Graduação em Recursos

Naturais): Vand Ribeiro, Lorena Mendonça, Flávia Cassol, Rennan Meira, Raquel Valmorbida,

Thais Marcon, Alessandro Rafagnin, Juliana Almeida, Erly Porto, Evelin Müller, Katia

Hartmann, Maira Ladwizak, Dércio Pereira, Francielly Torres, Claudia Cruz Silva, Luciana

Graciano, Juliana Correa, Sandra Moraes, Cristiane Paloschi, Everton Ogido, Camila Buturi,

pela ajuda durante os experimentos, troca de experiência e conhecimento, também pela

companhia, apoio, amizade e alegria durante nossa convivência.

Às queridas amigas Dra. Gislaine Piccolo e Dra. Márcia Mauli pelas ideias, conversas,

explicações e ajuda com os experimentos.

Aos colegas com os quais convivi durante as disciplinas e outros momentos.

Ao meu sereno e doce namorado, amigo e companheiro Higor por estar ao meu lado

em todos os momentos. Por dividir comigo o nosso melhor e, por ter segurado minha mão

quando adoeci. Pela ajuda nas coletas de campo e por me apresentar as dicas de redação

científica do Volpato. Você enobrece meus dias. Obrigada!

Expresso reconhecimento a todos que contribuíram para a concretização deste estudo

e a todos que dividiram comigo, durante esse tempo, momentos de alegria e companheirismo.

vii

BIOATIVIDADE DE Crambe abyssinica Hochst (CRAMBE) SOBRE Euphorbia heterophylla L. (LEITEIRO), Bidens pilosa L. (PICÃO-PRETO) E Glycine max (L.) Merril

(SOJA)

RESUMO (GERAL)

A utilização da biomassa de plantas que compõem o sistema de rotação de culturas pode tornar-se alternativa para reduzir o uso de herbicidas no controle das plantas invasoras. Assim, objetivou-se avaliar o desenvolvimento das plantas, a produtividade e a qualidade das sementes da soja cultivada sobre pousio (sem palhada) e três períodos (88, 52 e 25 dias) de permanência da palhada de crambe sobre o solo (Artigo 1); avaliar os efeitos da biomassa seca de crambe, equivalente a 0, 4; 10; 16; 22 e 28 t ha-1, sobre a emergência e crescimento das espécies invasoras leiteiro e picão-preto (Artigo 2); identificar compostos secundários de crambe e avaliar a bioatividade dos extratos hexânico, acetato etílico e metanólico sobre a germinação de sementes e o crescimento de plântulas de tomate, leiteiro, picão-preto e soja (Artigo 3). Os resultados expressaram que a palhada de crambe não apresenta efeitos negativos sobre o crescimento e desenvolvimento das plantas de soja. Além disso, verificou-se maior produtividade para a cultura da soja quando a palhada do crambe permaneceu 88 dias sobre o solo, antecedendo à semeadura não interferindo negativamente sobre a qualidade das sementes. Observou-se que as sementes das plantas invasoras tiveram a emergência prejudicada quando submetidas à biomassa de crambe. O crescimento do leiteiro não sofreu alteração com as diferentes quantidades de biomassa. Contudo, as plantas de picão-preto tiveram redução linear do crescimento quando foi aumentada a quantidade de biomassa do crambe sobre o solo. No screening fitoquímico, observou-se que cada solvente extraiu compostos diferentes. Flavonoides foram encontrados somente no extrato acetato etílico e a saponina apenas no extrato metanoico. Verificou-se elevado efeito alelopático dos extratos hexânico, acetato de etila e metanólico de crambe sobre a espécie bio-indicadora tomate. Os extratos hexânico e acetato etílico também apresentaram efeito inibitório sobre a planta invasora picão-preto e não tiveram efeitos negativos sobre a soja. Por fim, essas informações podem contribuir com pesquisas futuras para isolamento de compostos bioativos de crambe e utilização como possível bio-herbicida para controle alternativo de plantas invasoras. Estudos mais aprofundados são indicados para isolar e identificar possíveis moléculas ativas presentes nos extratos. Também recomenda-se o uso de crambe em rotação de cultura com a soja como alternativa para redução da emergência das plantas invasoras leiteiro e picão-preto. Palavras-chave: biomassa de crambe, compostos bioativos, controle alternativo, produtividade da soja.

viii

Crambe abyssinica Hochst (CRAMBE) BIOACTIVITY ON Euphorbia heterophylla L.

(WILD POINSETTIA), Bidens pilosa L. (HAIRY BEGGARTICKS) AND Glycine max (L.)

Merrill (SOYBEAN)

ABSTRACT

The use of biomass from plants that take part of crop rotation system can become an alternative to reduce the use of herbicides in controlling weeds. So, the objective of this trial was to evaluate plant growth, yield and quality of soybeans seeds cropped under fallow (without straw) and three periods (88, 52 and 25 days) of straw permanence of crambe on soil (Paper 1); to evaluate the effect of crambe dry biomass, equivalent to 0, 4; 10; 16; 22 and 28 t ha-1 on emergence and development of weeds such as wild poinsettia and hairy beggartick species (Paper 2); and to identify secondary compounds of crambe as well as evaluate the bioactivity of hexane extracts, ethyl and methanol acetate on seeds germination and growth of tomato, wild poinsettia,hairy beggartick, and soybeans seedlings (Paper 3). The results have stated that crambe straw did not show negative effects on growth and development of soybean plants. In addition, there was an increased yield for soybeans crop when straw remained 88 days on soil, prior to sowing, which did not interfere negatively on seeds quality. It was observed that weed seeds presented an impaired emergency when exposed to crambe biomass. Wild poinsettia growth did not change with different amounts of biomass. However, hairy beggartick plants had a linear growth decrease when the amount of biomass in crambe increased on soil. It was also observed that each solvent extracted different compounds in a phytochemical screening. Flavonoids were also found out only by ethyl acetate extract and saponin was obtained only by methanol extract. There was high allelopathic effect of extracts concerning hexane, ethyl acetate and methanol of crambe on tomato as a bio-indicator species. The hexane extracts and ethyl acetate also showed inhibitory effect on hairy beggarticks weed and did not have negative effects on soybeans. Finally, this information can contribute to future researches about bioactive compounds’ isolation in crambe and use them as a possible bio-herbicide alternative to control weeds. Further studies are indicated to isolate and identify possible active molecules present in the extracts. It is also recommended the use of crambe in crop rotation with soybeans as an alternative to reduce emergence of weeds such as wild poinsettia and hairy beggartick. Keywords: alternative control, bioactive compounds, crambe biomass, soybean yield.

ix

SUMÁRIO

LISTA DE TABELAS ............................................................................................................ xi

LISTA DE FIGURAS .......................................................................................................... xiii

ARTIGO 1 DESEMPENHO DA SOJA CULTIVADA SOBRE PALHADA DE CRAMBE ....... 1

1 INTRODUÇÃO .................................................................................................... 2

2 MATERIAL E MÉTODOS .................................................................................... 3

2.1 Caracterização da área experimental .................................................................. 3

2.2 Semeadura e colheita do crambe ........................................................................ 4

2.3 Semeadura da cultura da soja ............................................................................. 5

2.4 Colheita da soja ................................................................................................... 5

2.5 Variáveis analisadas ............................................................................................ 6

2.5.1 Desenvolvimento e produtividade da cultura ....................................................... 6

2.5.2 Qualidade das sementes ..................................................................................... 7

2.6 Ensaio experimental e análise estatística dos dados ........................................... 8

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO........................................................................... 8

3.1 Desenvolvimento e produtividade da cultura da soja ........................................... 8

3.2 Qualidade das sementes de soja ....................................................................... 10

4 CONCLUSÕES ................................................................................................. 12

REFERÊNCIAS ................................................................................................................... 12

ARTIGO 2 BIOMASSA DE Crambe abyssinica Hochst SOBRE AS PLANTAS

INVASORAS Euphorbia heterophylla L. E Bidens pilosa L. ......................... 15

1 INTRODUÇÃO .................................................................................................. 16

2 MATERIAL E MÉTODOS .................................................................................. 17

2.1 Cultivo e processamento da biomassa de crambe ............................................. 17

2.2 Localização e implantação do experimento ....................................................... 18

2.3 Emergência e crescimento de leiteiro e picão-preto........................................... 19

2.4 Delineamento experimental e análise dos dados ............................................... 20

x

3 RESULTADOS E DISCUSSÕES ...................................................................... 21

3.1 Efeitos da biomassa de crambe sobre leiteiro .................................................... 21

3.2 Efeitos da biomassa de crambe sobre picão-preto ............................................ 24

4 CONCLUSÕES ................................................................................................. 29

REFERÊNCIAS ................................................................................................................... 30

ARTIGO 3 SCREENING FITOQUÍMICO E GRAU DE TOXICIDADE DE EXTRATOS DE

Crambe abyssinica Hochst SOBRE Solanum lycopersicum L., Euphorbia

heterophylla L., Bidens pilosa L. E Glycine max (L.) Merril .......................... 33

1 INTRODUÇÃO .................................................................................................. 35

2 MATERIAL E MÉTODOS .................................................................................. 36

2.1 Cultivo e processamento do material vegetal..................................................... 36

2.2 Extrações exaustivas e obtenção dos extratos .................................................. 37

2.3 Screening fitoquímico ........................................................................................ 38

2.4 Bioensaio de germinação .................................................................................. 38

2.5 Bioensaio de crescimento das plântulas ............................................................ 40

2.6 Delineamento experimental e análise dos dados ............................................... 40

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO......................................................................... 41

3.1 Screening fitoquímico ........................................................................................ 41

3.2 Efeitos dos extratos sobre a germinação das sementes .................................... 43

3.3 Efeitos dos extratos sobre o desenvolvimento das plântulas ............................. 47

4 CONCLUSÕES ................................................................................................. 50

REFERÊNCIAS ................................................................................................................... 50

xi

LISTA DE TABELAS

ARTIGO 1

Tabela 1 Características químicas do solo ....................................................................... 4

Tabela 2 Intervalos de confiança para as variáveis altura de planta, estande, inserção da

primeira vagem, número de vagens por planta, clorofila a, b e total e

produtividade da soja cultivada sobre pousio (sem palha), 88, 52 e 25 dias de

permanência da palhada de crambe sobre o solo ............................................. 9

Tabela 3 Intervalos de confiança para as variáveis grau de umidade, pureza, massa de

100 sementes, condutividade elétrica, teor de proteína e nitrogênio de sementes

da soja cultivada sobre pousio (sem palhada), 88, 52 e 25 dias de permanência

da palhada de crambe sobre o solo ................................................................ 11

ARTIGO 2

Tabela 1 Características químicas do substrato ............................................................. 18

Tabela 2 p-valor do teste exato de Fisher para os parâmetros porcentagem de

emergência, índice de velocidade de emergência (IVE) e tempo médio de

emergência (TME) de Euphorbia heterophylla, sob quantidades de biomassa de

Crambe abyssinica em casa de vegetação ..................................................... 21

Tabela 3 Resumo da análise de variância e teste de hipótese quanto à homocedasticidade

das variâncias entre os níveis de biomassa de Crambe abyssinica e de

distribuição normal das variáveis: altura da planta, comprimento de raiz, número

de folhas por planta, massa seca de parte aérea (MSPA) e massa seca de raiz

(MSR) de Euphorbia heterophylla em casa de vegetação ............................... 24

Tabela 4 p-valor do teste exato de Fisher para os parâmetros porcentagem de

emergência, índice de velocidade de emergência (IVE) e tempo médio de

emergência (TME) de Bidens pilosa, sob quantidades de biomassa de Crambe

abyssinica em casa de vegetação ................................................................... 24

Tabela 5 Resumo da análise de variância e teste de hipótese quanto à homocedasticidade

das variâncias entre os níveis de biomassa de Crambe abyssinica e de

distribuição normal das variáveis: altura da planta, comprimento de raiz, número

de folhas por planta, massa seca de parte aérea (MSPA) e massa seca de raiz

(MSR) de Bidens pilosa em casa de vegetação .............................................. 27

xii

Tabela 6 p-valor da análise de variância do modelo de regressão linear para os dados de

altura da planta, comprimento de raiz, número de folhas por planta, massa seca

de parte aérea (MSPA) e massa seca de raiz (MSR) de Bidens pilosa, sob

diferentes quantidades de biomassa seca de Crambe abyssinica em casa de

vegetação........................................................................................................ 27

ARTIGO 3

Tabela 1 Quantidade de material vegetal triturado, quantidade de solvente utilizado,

extrato obtido e rendimento para os três extratos de crambe .......................... 38

Tabela 2 Screening fitoquímico dos extratos de crambe obtidos por extração exaustiva e

sucessiva ........................................................................................................ 42

Tabela 3 Porcentagem de germinação (G%), índice de velocidade de germinação (IVG) e

tempo médio de germinação (TMG) de Solanum lycopersicum,

Euphorbia heterophylla, Bidens pilosa e Glycine max, submetidos a extratos de

Crambe abyssinica, água destilada (controle negativo) e herbicida (controle

positivo) ........................................................................................................... 44

Tabela 4 Comprimento da parte aérea (PA) e da raiz (R) e massa seca (MS) de

Solanum lycopersicum, Euphorbia heterophylla, Bidens pilosa e Glycine max

submetidos a extratos de Crambe abyssinica, água destilada (controle negativo)

e herbicida (controle positivo) .......................................................................... 48

xiii

LISTA DE FIGURAS

ARTIGO 1

Figura 1 Precipitação pluviométrica diária (mm) e temperatura média diária (ºC), durante

a permanência da palhada de crambe sobre o solo, antecedendo à semeadura

da soja. ............................................................................................................. 4

Figura 2 Precipitação pluviométrica diária (mm) e temperatura média diária (ºC), durante

o cultivo da soja................................................................................................. 5

ARTIGO 2

Figura 1 Frequência relativa da emergência de Euphobia heterophylla, sob diferentes

quantidades de biomassa de Crambe abyssinica em casa de vegetação. ...... 22

Figura 2 Frequência relativa de emergência de Bidens pilosa, sob diferentes quantidades

de biomassa seca de Crambe abyssinica em casa de vegetação. .................. 25

Figura 3 Modelo estimado de regressão linear para os dados de altura da planta,

comprimento de raiz, número de folhas por planta, massa seca de parte aérea e

massa seca de raiz de Bidens pilosa, sob diferentes quantidades de biomassa

de Crambe abyssinica em casa de vegetação. ............................................... 28

ARTIGO 3

Figura 1 Precipitação diária (mm) e temperatura média diária (ºC), durante o cultivo do

crambe, de maio a julho de 2014. ................................................................... 37

Figura 2 Índice de resposta do efeito alelopático (𝑅𝐼) para Solanum lycopersicum,

Euphorbia heterophylla, Bidens pilosa e Glycine max submetidos a herbicida

comercial (atrazina) e extratos 1% (hexânico acetato etílico e metanólico) de

Crambe abyssinica. ......................................................................................... 46

1

ARTIGO 1 DESEMPENHO DA SOJA CULTIVADA SOBRE PALHADA DE CRAMBE

RESUMO

O crambe (Crambe abyssinica Hochst) é utilizado como alternativa para a rotação de culturas, porém, são escassas as informações referentes à sua interferência sobre a cultura da soja (Glycine max (L.) Merrill). Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar o desenvolvimento das plantas, a produtividade e a qualidade das sementes da soja cultivada sobre palhada de crambe em diferentes períodos de permanência sobre solo. O experimento foi realizado em condições de campo. Os tratamentos foram constituídos por pousio (sem palhada) e três períodos (88, 52 e 25 dias) de permanência da palhada de crambe sobre o solo, antecedendo à semeadura da soja, com quatro repetições, totalizando 16 parcelas. Cada parcela foi composta por cinco linhas de 4 m de comprimento com espaçamento de 0,45 m. Foram analisadas variáveis fisiológicas das plantas de soja (altura, estande, inserção da primeira vagem, número de vagens por planta e teor de clorofila), produtividade e qualidade das sementes (grau de umidade, massa de 100 sementes, pureza, condutividade elétrica, teor de proteína e nitrogênio). Observou-se que a palhada de crambe não apresenta efeitos negativos sobre o crescimento e desenvolvimento das plantas de soja. Além disso, verificou-se maior produtividade para a cultura quando a palhada do crambe permaneceu 88 dias sobre o solo, antecedendo a semeadura. A palhada de crambe não prejudicou a qualidade das sementes da soja. Assim, recomenda-se a utilização de crambe em rotação de cultura com a soja. Palavras-chave: cultura de inverno, restos culturais do crambe, produtividade da soja.

THE IMPLANTED SOYBEANS PERFORMANCE ON STRAW SEEDED CRAMBE

ABSTRACT

The crambe (Crambe abyssinica Hochst) is used as an alternative to crop rotation, however, the information concerning their interference in the soybean crop are scarce (Glycine max (L.) Merrill). This work aimed to evaluate plant growth, productivity and quality of soybean seeds grown on straw of crambe in different periods of stay on the ground. The experiment was conducted under field conditions. The treatments consisted of fallow (no straw) and three periods (88, 52 and 25 days) of permanence of straw of crambe on the ground preceding soybean sowing, with four repetitions, totaling 16 installments. Each plot consisted of five lines of 4 m length with spacing of 0.45 m. Physiological variables of soybean plants were analyzed (height, stand, first pod, number of pods per plant and chlorophyll content), yield and quality of seeds (moisture content, weight of 100 seeds, purity, electrical conductivity, content protein and nitrogen). It was observed that the straw of crambe no negative effects on growth and development of soybean plants. In addition, it observed higher productivity for culture when the straw of crambe remained 88 days on the ground, prior to sowing. The straw of crambe did not negatively interfere on the quality of seeds. It was also found that the protein content was high, there was no difference on this parameter. Thus, it is recommended to use of crambe in crop rotation with soybeans. Keywords: cultural remains of crambe, productivity of soybean, winter crop.

2

1 INTRODUÇÃO

O principal uso do crambe (Crambe abyssinica Hochst), oleaginosa da família

Brassicaceae, é destinado à produção de biodiesel. Suas sementes apresentam alto teor de

óleo, variando de 26 a 38%. Além disso, a espécie apresenta baixo custo de produção e ciclo

rápido, em torno de 90 a 103 dias. Logo, é considerada também uma boa alternativa para a

rotação de culturas e cobertura do solo durante o inverno (PITOL; BROCH; ROSCOE, 2010).

A temperatura ideal durante o período vegetativo é de 15 a 25 ºC, mas o crambe é

capaz de tolerar até -6 ºC por algumas horas, sem danos significativos (FALASCA et al. 2010).

Apresenta sensibilidade a geadas fortes na fase de plântula e no florescimento (KMEC et al.,

1998), além disso, a presença de ácido erúcico (55%), um ácido graxo de cadeia longa,

prejudicial à alimentação humana, torna o crambe uma oleaginosa competitiva para o

mercado de biodiesel (FALASCA et al., 2010).

Essa espécie vegetal despertou o interesse de produtores da região Centro-Oeste e

Sul do Brasil para ser cultivada na safrinha, por sua elevada tolerância ao déficit hídrico, às

baixas temperaturas, precocidade, baixo custo de produção e cultivo mecanizado (PITOL;

BROCH; ROSCOE, 2010). Outro fator importante é que a cultura representa uma alternativa

rentável para compor sistemas de rotação de culturas (JASPER; BIAGGIONI; SILVA, 2010).

Segundo Concenço et al. (2012), em regiões onde o milho não é cultivado, devido à

colheita tardia da soja, os produtores, geralmente, não utilizam culturas ou coberturas no

período de inverno, acarretando impactos negativos ao sistema de rotação de culturas. Para

essas áreas, o plantio de culturas oleaginosas de inverno, como o crambe, seria uma das

melhores alternativas.

A rotação de culturas é prática fundamental para aumentar a estabilidade de produção

face às variações climáticas observadas no Estado do Paraná, não apenas pela melhoria da

qualidade do solo e produção de cobertura, mas também por proporcionar uma diversificação

de cultivares e escalonamento da época de semeadura (FRANCHINI et al., 2011).

Com este objetivo de rotação de culturas, o crambe pode ser semeado entre os meses

de março e maio, podendo se estender até junho. Isso permite utilizá-la como terceira safra,

entre as safras de inverno (safrinha) e verão (PITOL; BROCH; ROSCOE, 2010; VIANA et al.,

2012; VIANA, 2013).

Sendo assim, como cultura de verão, a soja (Glycine max (L.) Merrill) se adapta a

temperaturas entre 20 ºC e 30 ºC, sendo 30 ºC a temperatura ideal para seu crescimento e

desenvolvimento. Cultivares de ciclo precoce apresentam maior rendimento em semeaduras

3

no mês de novembro (EMBRAPA, 2011), podendo compor o sistema de rotação de culturas,

após o cultivo do crambe.

De acordo com EMBRAPA (2011), para seu bom desenvolvimento, a cultura da soja

necessita, basicamente, de: nitrogênio (N) (o qual obtém, a maior parte que necessita, pela

fixação simbiótica com bactérias), fósforo (P), potássio (K), cálcio (Ca), magnésio (Mg) e

enxofre (S). De acordo com o estudo de Heinz et al. (2011), a palhada do crambe libera estes

nutrientes para a cultura subsequente, sendo que o K, P e Mg são liberados mais rapidamente

que os demais. Além disso, a rotação de culturas com espécies produtoras de palha, além de

protegerem o solo dos agentes climáticos, favorece a reciclagem de nutrientes melhorando

as características do solo e da cultura subsequente (EMBRAPA, 2011).

Como são escassas as informações referentes à interferência da palhada de crambe

sobre a cultura da soja, estabeleceu-se como objetivo deste trabalho verificar a influência dos

períodos de permanência da palhada de crambe no solo sobre as variáveis fisiológicas das

plantas, produtividade e qualidade das sementes da soja.

2 MATERIAL E MÉTODOS

2.1 Caracterização da área experimental

O experimento foi desenvolvido em área agrícola pertencente à Faculdade Assis

Gurgacz - FAG, localizada no município de Cascavel - Paraná, em altitude de 700 m, entre as

latitudes 24°56’25.39”S; 24°56’45.39”S e longitudes 53°30'9.89"O; 53°31'17.01"O. O clima é

considerado Cfa (clima subtropical), segundo Koeppen, precipitação média anual superior a

1800 mm, sem estação seca definida, com possibilidade de geadas durante o inverno.

O solo é classificado como LATOSSOLO VERMELHO Eutroférrico, de textura argilosa

(EMBRAPA, 2006). A área experimental é conduzida no sistema plantio direto a mais de

20 anos, com milho ou soja nas safras de verão e aveia ou trigo nas safras de outono/inverno.

As características químicas do solo são apresentadas na Tabela 1.

4

Tabela 1 Características químicas do solo

Características* Resultado Características* Resultado

pH (CaCl2) 5,15 Magnésio (cmol/dm3) 1,58 Matéria orgânica (g/dm3) 44,08 Enxofre (mg/dm3) 12,47 Nitrogênio total (g/dm3) 2,20 Cobre (mg/dm3) 4,31 Fósforo disponível (g/dm3) 18,99 Zinco (mg/dm3) 2,56 Potássio (cmol/dm3) 0,29 Ferro (mg/dm3) 33,97 Cálcio (cmol/dm3) 5,89 Manganês (mg/dm3) 65,06

Nota: * Análise realizada no laboratório de solos LABORSOLO (2014).

2.2 Semeadura e colheita do crambe

O crambe foi semeado com auxílio de trator e semeadora e o cultivar utilizado foi o

FMS Brilhante desenvolvido pela Fundação MS, na profundidade de 0,03 m, espaçamento

entre linhas de 0,45 m e densidade de 12 kg ha-1 de sementes, conforme recomendações de

Pitol, Broch e Roscoe (2010).

A semeadura do crambe foi realizada em três épocas distintas: 06/05/2014,

11/06/2014 e 11/07/2014; a colheita correspondente a cada época ocorreu em 15/08/14,

20/09/2014 e 17/10/2014, respectivamente. Além disso, foi mantida área ausente de

semeadura para caracterização do pousio.

A precipitação pluviométrica diária (mm) e a temperatura média diária (ºC), durante a

permanência da palhada sobre o solo, antecedendo à semeadura da soja, são apresentadas

na Figura 1. As condições climáticas foram favoráveis para o bom desenvolvimento da cultura,

de acordo com recomendações de Pitol, Broch e Roscoe (2010).

Figura 1 Precipitação pluviométrica diária (mm) e temperatura média diária (ºC), durante a permanência da palhada de crambe sobre o solo, antecedendo à semeadura da soja.

Fonte: Estação Meteorológica do SIMEPAR, Cascavel – PR (2015).

5

2.3 Semeadura da cultura da soja

A cultura da soja foi semeada em 11 de novembro de 2014 sobre a palhada do crambe,

com diferentes tempos de permanência sobre o solo, os quais corresponderam aos

tratamentos: pousio (sem palhada de crambe), 88, 52 e 25 dias de permanência sobre o solo.

A semeadura foi realizada com trator e conjunto de semeadora/adubadora na profundidade

de 0,03 m e espaçamento entre linhas de 0,45 m utilizando o cultivar NS 5959 IPRO da Nidera.

O solo foi adubado com 62 kg ha -1 de nitrogênio, 62 kg ha-1 de fósforo e 72 kg ha-1 de potássio.

Não foi realizado controle químico de plantas invasoras durante o cultivo.

A precipitação pluviométrica diária (mm) e temperatura média diária (ºC) durante o

período de cultivo da soja são apresentadas na Figura 2. Destaca-se que as condições

climáticas foram favoráveis para o bom desenvolvimento da cultura, de acordo com as

recomendações da EMBRAPA (2011), visto que não ocorreu período crítico de déficit hídrico

e a temperatura média do período foi de 23,10°C.

Figura 2 Precipitação pluviométrica diária (mm) e temperatura média diária (ºC), durante o cultivo da soja.

Fonte: Estação Meteorológica do SIMEPAR, Cascavel - PR (2015).

2.4 Colheita da soja

A colheita foi realizada ao final do ciclo da cultura, no estádio de maturação fisiológica

(estádio R8), em 3 de março de 2015. As plantas foram colhidas manualmente, utilizando-se

foice, em três linhas centrais com 3 m cada, totalizando 9 m por parcela, desconsiderando-se

0,5 m de bordadura. As plantas foram acondicionadas em sacos de rafia, devidamente

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Novembro Dezembro Janeiro Fevereiro

Te

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era

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(°C

)

Pre

cip

ita

çã

o (

mm

)

Precipitação diária (mm) Temperatura média diária (°C)

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identificados e levados ao laboratório de Fisiologia Vegetal, pertencente à Universidade

Estadual do Oeste do Paraná - UNIOESTE, para debulha e realização das análises. Não

houve dessecação com herbicidas antecedendo à colheita, aguardou-se a seca fisiológica

natural das plantas.

2.5 Variáveis analisadas

As variáveis analisadas incluem dois grupos, sendo: 1) relativo ao desenvolvimento e

à produtividade da cultura; 2) sobre a qualidade das sementes.

2.5.1 Desenvolvimento e produtividade da cultura

O primeiro conjunto de variáveis analisadas corresponde a uma série de aspectos

sobre o desenvolvimento e a produtividade da cultura:

Altura de plantas: em cada parcela foram medidas dez plantas ao acaso com auxílio

de fita métrica, a partir do nível do solo até a inserção do último trifólio. As leituras foram

realizadas aos 90 dias após a semeadura (DAS).

Estande final: por ocasião da colheita foi realizado o estande, pela contagem de 3 m

de linha de semeadura nas três linhas centrais, desconsiderando 0,5 m de bordadura,

totalizando 9 m por parcela. Os resultados foram expressos em número de plantas por metro

linear.

Inserção da primeira vagem: distância compreendida entre a superfície do solo e o

ponto de inserção da primeira vagem na haste principal de dez plantas, escolhidas ao acaso,

da área útil de cada parcela.

Número de vagens por planta: determinado em dez plantas, escolhidas ao acaso, na

área útil de cada parcela.

Teor de clorofila: para a quantificação da clorofila foi utilizada a metodologia de Arnon

(1949) adaptada por Viecelli et al. (2010). As folhas foram coletadas de plantas escolhidas ao

acaso no início do período de floração da soja (Estádio R1). As amostras de tecido vegetal

(0,100 g) foram acondicionadas em frascos de vidro com 10 mL de acetona 80%, durante sete

dias. Após esse período, realizou-se leitura no espectrofotômetro a 663 nm e 645 nm para

clorofila a e b, respectivamente. A concentração da clorofila a foi obtida pela fórmula

(0,0127.A663) - (0,00269.A645) e para a clorofila b pela fórmula (0,0229.A645) -

7

(0,00468.A663). O teor de clorofila total foi obtido pela soma dos resultados. Os valores foram

expressos em mg/g de peso fresco.

Produtividade: as sementes foram separadas das plantas de forma manual. As

amostras de cada parcela foram pesadas em balança de precisão 0,01 g e os resultados

expressos em kg ha-1, com ajuste do teor de água para 13%.

2.5.2 Qualidade das sementes

O segundo conjunto de variáveis analisadas envolveu diretamente a qualidade das

sementes obtidas na pesquisa:

Grau de umidade: foi determinado pela média de quatro repetições por tratamento,

uma por parcela. As amostras foram de, aproximadamente, 5 g de sementes, colocadas em

cápsulas de alumínio e levadas para a estufa à temperatura de 105±3 °C por 24 horas, de

acordo com BRASIL (2009). Os resultados foram expressos em porcentagem.

Pureza: foram retiradas de cada tratamento amostras de 100 g de sementes, e,

manualmente foi realizada a separação de impurezas e sementes, obtendo-se a porcentagem

de sementes puras (BRASIL, 2009).

Massa de 100 sementes: foi realizada a partir da seleção de sementes puras, sendo

retirada, ao acaso, uma amostra de cada parcela para constituir quatro repetições de

100 sementes para cada tratamento, seguido da pesagem de cada uma delas em balança de

precisão 0,001g. Os resultados foram expressos em gramas por 100 sementes (BRASIL,

2009).

Condutividade elétrica: para avaliação da condutividade elétrica na solução de

embebição das sementes, foram usadas quatro repetições de 50 sementes, pesadas com

precisão de 0,01 g e colocadas para embeber em copos de plástico (capacidade de 200 mL),

contendo 75 mL de água deionizada, durante 24 horas, a 25 ºC (AOSA, 1983; VIEIRA;

KRZYZANOWSKI: FRANÇA NETO, 1999). Em seguida, procedeu-se à leitura da

condutividade em condutivímetro DIGIMED CD-21 e os resultados foram expressos em

μS cm-1 g-1 de semente.

Teor de nitrogênio: as sementes de soja foram trituradas em liquidificador e peneiradas

em peneira de 50 mesh, obtendo-se a farinha. Foram retiradas duas amostras de 0,2 g de

farinha, de cada tratamento e repetição. As amostras foram transferidas para tubo digestor de

proteínas micro Kjeldhal e adicionado 0,5 g da mistura digestora de proteínas e 3 mL de ácido

sulfúrico concentrado P.A. As amostras foram digeridas em bloco digestor por,

aproximadamente, duas horas e, após o esfriamento, foram tituladas com solução

padronizada de ácido clorídrico 0,1 mol/L. A porcentagem de nitrogênio total foi calculada da

8

seguinte forma: % nitrogênio total = (V x M x f x 0,014 x 100)/p (IAL, 2005). Em que:

V = mililitros de solução de ácido clorídrico 0,1 mol/L gastos na titulação, após a correção do

branco; M = molaridade teórica da solução de ácido clorídrico 0,1mol/L; f = fator de correção

da solução de ácido clorídrico 0,1mol/L; p = massa da amostra em gramas.

Teor de proteína: a partir da determinação do nitrogênio, foi calculada a porcentagem

de proteína total da amostra, empregando-se o fator 6,25. Os resultados dos teores de

proteína foram expressos em porcentagem com base na matéria seca, constituindo a média

de quatro repetições por parcela (IAL, 2005).

2.6 Ensaio experimental e análise estatística dos dados

O experimento foi composto por quatro tratamentos: soja cultivada sem palhada

(pousio) e soja cultivada sobre palhada de crambe com 88, 52 e 25 dias de permanência sobre

o solo. Cada tratamento foi distribuído em quatro parcelas com dimensões de 3,00 m x 4,00 m.

Para cada variável, foi realizada análise descritiva e avaliação da normalidade dos

dados (Teste Shapiro-Wilk). Ressalta-se que os dados apresentados neste trabalho

atenderam à essa suposição. Após a análise construíram-se intervalos de confiança para as

variáveis, para cada tratamento, considerando-se 95% de confiabilidade.

As análises estatísticas foram realizadas pelo software livre R 3.2.1

(R DEVELOPMENT CORE TEAM, 2015). Em todos os testes de hipóteses realizados, foi

considerado o nível de 5% de significância.

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO

3.1 Desenvolvimento e produtividade da cultura da soja

Os tempos de permanência da palhada de crambe sobre o solo e o pousio não

apresentaram diferenças significativas sobre altura e estande das plantas de soja (Tabela 2).

Houve sobreposição dos intervalos de confiança, indicando que, em média, a altura e o

estande são estatisticamente iguais para todos os tempos, bem como o pousio. Isto indica

9

que a palhada do crambe não interferiu negativamente sobre o crescimento e número por

metro linear das plantas de soja. Para inserção da primeira vagem, constataram-se diferenças

significativas, sendo o tratamento 88 dias de permanência da palhada sobre o solo, o que

apresentou maior média de inserção da primeira vagem.

Tabela 2 Intervalos de confiança para as variáveis altura de planta, estande, inserção da primeira vagem, número de vagens por planta, clorofila a, b e total e produtividade da soja cultivada sobre pousio (sem palha), 88, 52 e 25 dias de permanência da palhada de crambe sobre o solo

Tratamento Altura (cm) ns Estande ns Inserção (cm) Vagens por planta

Pousio [82,39;94,12] [12,58;16,92] [8,61;9,83] ab [31,59;45,41] b 88 dias [86,34;90,67] [11,08;15,42] [9,19;10,48] a [46,15;52,85] a 52 dias [81,04;87,21] [11,23;13,77] [8,22;9,26] ab [46,20;55,30] a 25 dias [84,72;89,16] [11,62;15,38] [8,57;9,15] b [46,60;51,40] a

Tratamento Clorofila a (mg g-1 PF)

Clorofila b ns (mg g-1 PF)

Clorofila total (mg g-1 PF)

Produtividade (kg ha-1)

Pousio [0,151;0,170] b [0,120;0,133] [0,271;0,303] b [2964,39;2996,11] c 88 dias [0,177;0,181] a [0,125;0,148] [0,306;0,326] a [3405,18;4006,79] a 52 dias [0,147;0,191] ab [0,128;0,155] [0,275;0,346] ab [3037,16;3535,48] ab 25 dias [0,169;0,180] ab [0,117;0,137] [0,286;0,317] ab [3142,48;3272,04] b

Notas: Intervalo de confiança para cada tratamento, considerando 95% de confiabilidade;

ns Não significativo; Estande: número de plantas por metro linear.

Estes resultados corroboram os obtidos por Nunes et al. (2014), os quais verificaram,

em laboratório, que extratos de crambe não afetaram negativamente o crescimento da parte

aérea da soja. Segundo esses autores, os extratos e as concentrações interferiram na

germinação das sementes, parte aérea, raiz, biomassa fresca e seca de alface e pepino, mas

não afetaram a germinação das sementes e biomassa seca da soja; para a cultura do milho,

a palhada de crambe teve efeito negativo sobre o crescimento de plântulas, não sendo

indicado como cobertura vegetal antecedendo à semeadura do milho (SPIASSI et al., 2011).

A soja cultivada sobre palhada do crambe apresentou menor número de vagens por

planta quando comparado à soja semeada sem palha de crambe, denominado pousio

(Tabela 2). As folhas da soja cultivada sobre o pousio também apresentaram menor conteúdo

de clorofila a e total, quando comparado com a soja cultivada sobre palhada do crambe que

permaneceu 88 dias sobre o solo; para a clorofila b não houve diferença estatística

significativa entre os tratamentos.

Estes pigmentos fotossintéticos (clorofilas a e b) são essenciais para o

desenvolvimento da planta, pois são responsáveis pela captura da energia solar incidente

usada na fotossíntese (BLACKBURN, 1998). Nunes et al. (2014) verificaram que o teor de

clorofila total das plantas de soja sofreu decréscimo com o aumento das doses da palha do

sorgo.

10

A soja cultivada sobre o pousio apresentou menor produtividade média

(2980,3 kg ha1). Ao passo que houve maior produtividade média da soja (3706,0 kg ha-1),

quando cultivada sobre a palhada do crambe que permaneceu 88 dias sobre o solo (Tabela 2),

seguido pela soja cultivada sobre a palhada do crambe que permaneceu 52 (3236,3 kg ha-1)

e 25 dias (3207,3 kg ha-1). Este resultado indica que o crambe, semeado como cultura de

inverno, melhora a produtividade da soja cultivada no verão. Sendo válido salientar que a soja

cultivada sobre a palhada de crambe que permaneceu 88 dias sobre o solo proporcionou

produtividade de, aproximadamente, 12 sacas (de 60 kg) a mais por hectare, quando

comparado com a soja cultivada sobre o pousio.

Este resultado corrobora o trabalho realizado por Heinz et al. (2011), no qual sugerem

que, apesar do crambe proporcionar liberação acentuada dos nutrientes da palhada no

período inicial após o manejo (15 dias), a estabilização desta liberação ocorre após período

de tempo maior (75 dias após o manejo). Isto pode proporcionar melhor aproveitamento dos

elementos pela cultura seguinte.

Teores de macronutrientes na parte aérea das plantas de crambe, foi observada na

seguinte ordem: nitrogênio (N), cálcio (Ca), fósforo (P), enxofre (S), Potássio (K) e magnésio

(Mg). Em contrapartida, nos grãos, após a colheita, a quantidade dos elementos seguiu a

ordem: N, P, S, Mg, Ca, K (MAUAD et al., 2013). O K que fica contido nos restos vegetais é

relevante para a reciclagem de nutrientes e disponibilidade para a espécie cultivada em

sucessão (ROSOLEM et al., 2006).

Santos et al. (2014), também, não observaram diferença entre as médias de

rendimento de grãos, número de vagens por planta, número de grãos por planta, massa de

mil grãos, estatura das plantas e altura de inserção das primeiras vagens de soja cultivada

em sistemas de produção com integração lavoura-pecuária, após cultivo de pastagens.

3.2 Qualidade das sementes de soja

As sementes da soja cultivada sobre o pousio e sobre a palhada do crambe que

permaneceu por 52 dias sobre o solo apresentaram maiores intervalos de confiança para o

grau de umidade (%). Ao passo que a pureza (%) não apresentou diferenças estatísticas

significativas entre os tratamentos avaliados (Tabela 3).

Observa-se que o grau de umidade apresenta valores entre 10,24 e 11,48%. Este

resultado se deve-se ao fato de que se aguardou a seca fisiológica para realizar a colheita, o

que proporcionou sementes mais secas, mesmo que, de acordo com a EMBRAPA (2011),

para sementes de soja, a recomendação para a colheita seja entre 12% e 15% de água, pois

11

nesta faixa há menor ocorrência de injúrias mecânicas e danos por umidade. Ressalta-se

aqui, que a colheita destas sementes foi realizada manualmente o que evitaria a ocorrência

de danos mecânicos.

A importância do grau de umidade está atrelada a longevidade das sementes, pois

interfere diretamente nos processos fisiológicos, com redução da qualidade da semente,

chegando a afetar diretamente o vigor e até o poder germinativo (MARCOS FILHO, 2015).

Tabela 3 Intervalos de confiança para as variáveis grau de umidade, pureza, massa de 100 sementes, condutividade elétrica, teor de proteína e nitrogênio de sementes da soja cultivada sobre pousio (sem palhada), 88, 52 e 25 dias de permanência da palhada de crambe sobre o solo

Tratamento Grau de umidade (%) Pureza (%) ns Massa 100 sementes (g)

Pousio [11,06;11,48] a [97,27;98,58] [10,87;11,53] a 88 dias [10,59;11,03] b [94,76;97,52] [10,29;10,75] b 52 dias [10,24;11,31] ab [96,64;98,12] [10,24;10,55] b 25 dias [10,64;10,76] b [96,50;98,71] [10,24;10,47] b

Tratamento Condutividade elétrica

(μS cm-1 g-1) Proteína (%) ns Nitrogênio (%) ns

Pousio [180,28;204,68] a [43,57; 46,43] [6,97;7,43] 88 dias [116,99;131,45] c [42,08;45,43] [6,73;7,27] 52 dias [152,46;178,70] b [41,49;44,76] [6,64;7,16] 25 dias [116,34;153,93] bc [42,95;44,47] [6,87;7,11]

Notas: Intervalo de confiança para cada tratamento, considerando 95% de confiabilidade; ns Não significativo.

As sementes da soja cultivada sobre os diferentes tempos de permanência da palhada

sobre o solo apresentaram menor massa de 100 sementes quando comparadas ao pousio,

como se pode observar na Tabela 3. O grau de umidade foi maior para o pousio e,

consequentemente, obteve maior massa de sementes.

Para condutividade elétrica (CE) houve diferença estatística significativa entre o pousio

e os demais tratamentos (Tabela 3). As maiores médias foram verificadas nas sementes da

soja cultivada sobre o pousio (192,48 μS cm-1 g-1) Os tratamentos 88, 52 e 25 dias de

permanência da palhada de crambe sobre o solo são estatisticamente iguais entre si.

Este teste auxilia nos parâmetros do vigor das sementes, sendo que amostras com

maior condutividade elétrica apresentam menor vigor (VIERA et al., 1999). Nesse sentido,

Vieira et al. (1982) verificaram que o retardamento de colheita da cultivar de soja UFV-2, em

até 21 dias após o estádio R8, resultou em sementes de boa qualidade fisiológica, entretanto,

constatou-se acréscimo na deterioração por umidade e no percentual de rachaduras nas

sementes.

As sementes da soja cultivada sobre a palhada do crambe e pousio não apresentaram

diferenças estatísticas significativas para proteína e nitrogênio (Tabela 3). As proteínas são

macromoléculas nitrogenadas de importante reserva alimentar nas sementes da maioria das

12

espécies, após a água são os principais componentes do protoplasma e essenciais para a

formação dos tecidos. Sementes de soja acumulam grandes quantidades de proteínas, em

torno de 37% (MARCOS FILHO, 2015), neste trabalho, obteve-se, aproximadamente, 43%,

indicando alto teor de proteínas.

Assim, recomenda-se o uso de crambe na rotação de culturas com a soja, visando à

cobertura de solo, o aumento de produtividade e a manutenção da qualidade das sementes

de soja.

4 CONCLUSÕES

A palhada de crambe não apresenta efeitos negativos sobre as variáveis fisiológicas,

crescimento e desenvolvimento, de plantas de soja estabelecidas em condições de campo.

Há maior produtividade da soja, quando a palhada de crambe permanece sobre o solo

antes do cultivo da soja. Ou seja, o crambe semeado como cultura de inverno, melhora a

produtividade da soja cultivada no verão, em até 12 sacas (de 60 kg) a mais por hectare que

o pousio, além de manter a qualidade das sementes.

REFERÊNCIAS

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15

ARTIGO 2 BIOMASSA DE Crambe abyssinica Hochst SOBRE AS PLANTAS

INVASORAS Euphorbia heterophylla L. E Bidens pilosa L.

RESUMO

A utilização da biomassa de plantas que compõem o sistema de rotação de culturas pode tornar-se uma alternativa para reduzir o uso de herbicidas no controle das plantas invasoras. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos da biomassa seca de Crambe abyssinica (crambe) sobre a emergência e crescimento das espécies invasoras Euphorbia heterophylla (leiteiro) e Bidens pilosa (picão-preto). As sementes das espécies invasoras foram semeadas em vasos preenchidos com substrato (solo + adubo orgânico) e sobre elas foi disposta a biomassa equivalente a 4; 10; 16; 22 e 28 t ha-1, além da testemunha (0 t ha-1), com quatro repetições cada. O delineamento experimental foi em blocos completos casualizados com quatro blocos. As variáveis analisadas foram referentes à emergência das sementes e o crescimento das plantas. Os resultados expressam que as sementes das plantas invasoras leiteiro e picão-preto tiveram a emergência prejudicada quando submetidas à biomassa de crambe. O crescimento das plantas do leiteiro não sofreu alteração com as diferentes quantidades de biomassa. Contudo, as plantas de picão-preto tiveram redução linear do crescimento quando foi aumentada a quantidade de biomassa do crambe sobre o solo. Palavras-chave: controle de invasoras, diminuição do crescimento, leiteiro, picão-preto.

Crambe abyssinica Hochst BIOMASS ON WEED Euphorbia heterophylla L. AND

Bidens pilosa L.

ABSTRACT

The use of biomass plants that comprise the crop rotation system can become an alternative to reduce the use of herbicides in controlling weeds. The objective of this study was to evaluate the effects of dry biomass Crambe abyssinica (crambe) on the emergence and early development of invasive species Euphorbia heterophylla (wild poinsettia) and Bidens pilosa (hairy beggarticks). The seeds of invasive species were sown in pots filled with substrate (soil + organic fertilizer) and on them was willing to biomass equivalent to 4; 10; 16; 22; 28 t ha-1, and the control (0 t ha-1), with four replications each. The experimental design was a randomized complete block design with four blocks. The variables analyzed were related to the emergence of seeds and growth and development of plants. The results show that the seeds of invasive plants wild poinsettia and hairy beggartick had the emergency impaired when exposed to biomass crambe. The initial growth and development of wild poinsettia plants did not change with different amounts of biomass. However, the plant hairy beggartick had linear growth reduction when the amount of biomass in the crambe on the ground was increased.

Keywords: weed control, growth inhibition, wild poinsettia, hairy beggarticks.

16

1 INTRODUÇÃO

A região Oeste do Paraná possui intensa atividade agrícola voltada para produção de

grãos, principalmente soja (Glycine max (L.) Merril). Durante o cultivo aparecem plantas

indesejáveis como o leiteiro (Euphorbia heterophylla L.) e o picão-preto (Bidens pilosa L.), que

prejudicam a cultura. O controle dessas plantas, geralmente é feito com o uso de herbicidas,

contaminantes dos sistemas biológicos (SPIASSI et al., 2015).

Devido à importância e à magnitude da cultura da soja no Brasil, é imprescindível

aperfeiçoar a tecnologia de produção disponível para reduzir ao máximo as perdas pela

competição com as plantas invasoras. Para isso, buscam-se informações que esclareçam o

correto controle dessas plantas (CONSTANTIN et al., 2007).

Para uso eficiente do sistema plantio direto na cultura da soja, é necessário utilizar

rotação de culturas com espécies adaptadas para a boa cobertura do solo, que amenize os

problemas nas espécies destinadas à produção de grãos, bem como interrompa o ciclo

biológico das plantas invasoras mais comuns na cultura (SANTOS; REIS, 2003; EMBRAPA,

2013).

Dentre as diferentes possibilidades destaca-se a cultura do crambe

(Crambe abyssinica Hochst), oleaginosa da família Brassicaceae, planta nativa do

Mediterrâneo e cultivada com finalidade de extração de óleo para a produção de biodiesel.

Apresenta produtividade entre 1.000 e 1.500 kg ha-1 e rendimento de óleo de 25 litros para

100 quilos de grãos, os quais possuem teor de óleo de aproximadamente 38% (FALASCA et

al., 2010; PITOL; BROCH; ROSCOE, 2010). Resultados experimentais obtidos por Silva,

Lavagnolli e Nolla (2011) indicaram que na época da colheita, a cultura produz, em média,

28 t ha-1 de massa de matéria verde e 6 t ha-1 de massa seca da parte aérea.

Essa espécie vegetal despertou o interesse de produtores da região Sul do Brasil para

ser cultivada na safrinha, pela elevada tolerância ao déficit hídrico, às baixas temperaturas,

precocidade, baixo custo de produção e cultivo mecanizado (PITOL; BROCH; ROSCOE,

2010). Outro fator importante é que esta cultura representa uma alternativa rentável para

compor os sistemas de rotação de culturas (JASPER; BIAGGIONI; SILVA, 2010). Além disso,

a palhada que fica sobre o solo libera nutrientes para a cultura subsequente (HEINZ et al.,

2011).

A introdução das plantas de cobertura na rotação de culturas preserva a qualidade do

solo. Espécies produtoras de grande quantidade de palha e raiz favorecem o sistema plantio

direto e a ciclagem de nutrientes, estabelecem o aumento da proteção do solo contra a ação

de agentes climáticos e promovem a melhoria nos seus atributos físicos, químicos e biológicos

17

(EMBRAPA, 2013). Além disso, muitas plantas possuem substâncias químicas que, quando

liberadas no ambiente, podem interferir de maneira benéfica ou prejudicial no crescimento e

desenvolvimento de outras plantas por interferência alelopática (RICE, 1974).

A produção dos aleloquímicos pode ocorrer em todos os órgãos das plantas e a

liberação pode ser por volatilização, exsudação pelas raízes, lixiviação e, ainda, por

decomposição dos resíduos (RICE, 1974; ALMEIDA, 1988). Em trabalho realizado por Mauli

et al. (2011), utilizando consórcio entre aveia preta, ervilhaca comum e nabo forrageiro, os

autores verificaram que a produção de maiores quantidades de resíduos vegetais pode estar

relacionada à menor incidência das invasoras, pois permite liberação de maior quantidade de

aleloquímicos e auxilia no controle da infestação.

Moraes et al. (2010) observaram que plantas de cobertura incorporadas ao solo,

apresentaram redução da emergência de picão-preto. Uchino et al. (2012) estudaram o efeito

das plantas de cobertura centeio e ervilhaca sobre plantas invasoras da cultura da soja e milho

e concluíram que as plantas invasoras podem ser suprimidas de forma eficaz pelas coberturas

sem redução na produtividade das culturas principais.

A utilização da cobertura vegetal reduz a intensidade de infestação por plantas

invasoras. Dessa forma, quando são utilizadas plantas de cobertura adequadas às

necessidades físicas, químicas e biológicas do solo, pode-se reduzir ou até mesmo dispensar

a utilização de herbicidas. Mas, apesar de ser uma alternativa promissora no controle das

plantas invasoras, essa alternativa requer mais estudos (SILVA, 2012).

Visando encontrar alternativas de controle de plantas invasoras no sistema de rotação

de culturas, evitando ou minimizando o uso de herbicidas nessas áreas, estabeleceu-se como

objetivo deste trabalho avaliar os efeitos da biomassa seca de Crambe abyssinica Hochst

sobre a emergência e o crescimento das espécies invasoras Euphorbia heterophylla L.

(leiteiro) e Bidens pilosa L. (picão-preto).

2 MATERIAL E MÉTODOS

2.1 Cultivo e processamento da biomassa de crambe

O crambe (cultivar FMS Brilhante) foi cultivado de maio a julho de 2014, em área

agrícola no município de Cascavel-PR, com altitude de 700 m, entre as latitudes

18

24°56’25.39”S; 24°56’45.39”S e longitudes 53°30'9.89"O; 53°31'17.01"O. O solo é classificado

como LATOSSOLO VERMELHO Eutroférrico (EMBRAPA, 2006). O clima é considerado Cfa

(clima subtropical), segundo Koeppen (1948), com precipitação média anual superior a 1800

mm, sem estação seca definida e com possibilidade de geadas durante o inverno. As

condições climáticas foram favoráveis para o bom desenvolvimento do crambe, visto que não

ocorreu período crítico de déficit hídrico e temperaturas abaixo de 0°C. A temperatura média

durante o período de cultivo foi de 22°C, a qual está de acordo com recomendações de Pitol,

Broch e Roscoe (2010).

Coletou-se a parte aérea das plantas do crambe no início do florescimento; levada

para secar em estufa de circulação forçada de ar a 40 ºC por 72 h e, a seguir, foi triturada em

moinho de facas tipo Willye, Modelo STAR FT-50, utilizando-se peneira de 30 mesh. A

biomassa processada foi acondicionada em sacos plásticos ao abrigo de luz e umidade até

utilização.

2.2 Localização e implantação do experimento

A pesquisa foi realizada em novembro de 2014 na Universidade Estadual do Oeste do

Paraná (UNIOESTE), campus de Cascavel - PR, Brasil. O experimento foi conduzido em casa

de vegetação, modelo arco, localizada a 02°46’483”S de latitude e 72°39’117”W de longitude,

em altitude média de 700 m.

O substrato utilizado foi constituído de solo coletado em área agricultável no município

de Cascavel, na profundidade de 0-20 cm, classificado como LATOSSOLO VERMELHO

Eutroférrico (EMBRAPA, 2006). O solo depois de coletado foi seco à sombra e misturado com

adubo orgânico, passado em peneira com malha de 6 mm, e enviado para análise de

nutrientes. As características químicas do substrato são apresentadas na Tabela 1.

Tabela 1 Características químicas do substrato

Características* Resultado Características Resultado

Matéria orgânica (g/Kg) 328,20 Cobre (mg/Kg) 322,00

Nitrogênio (g/Kg) 8,06 Zinco (mg/Kg) 257,30

Fósforo (g/Kg) 3,77 Ferro (mg/Kg) 14350,00

Potássio (g/Kg) 9,00 Manganês (mg/Kg) 661,00

Cálcio (g/Kg) 19,30 Boro (mg/Kg) 14,40

Magnésio (g/Kg) 5,40 pH (CaCl2) 7,60

Enxofre (g/Kg) 13,95 Umidade (%) 38,18%

Nota: * Análise realizada no laboratório de solos SOLANALISE. Central de Análises Ltda. - 01/2015.

19

2.3 Emergência e crescimento de leiteiro e picão-preto

O substrato foi disposto em vasos com capacidade aproximada de 1 kg, nos quais

foram semeadas cinco sementes das espécies invasoras leiteiro e picão-preto, cada uma em

seu respectivo vaso. Essas sementes foram coletadas manualmente em área agrícola, no

município de Cascavel-PR, em outubro de 2014.

Para o experimento de emergência, a biomassa seca de crambe foi acrescentada

sobre as sementes das invasoras nas quantidades equivalentes a 4; 10; 16; 22 e 28 t ha-1,

além da testemunha (0 t ha-1), com quatro repetições cada. A quantidade de biomassa

utilizada baseou-se em trabalhos de Heinz et al. (2011) e Pacheco et al. (2013) os quais

avaliaram a decomposição e liberação de nutrientes dos resíduos culturais do crambe no

sistema plantio direto. Além disso, os cálculos da quantidade de biomassa necessária em

cada vaso foram realizados considerando a área do círculo dos vasos.

A emergência das plântulas foi avaliada durante 15 dias. A contagem foi realizada a

partir do primeiro dia após a primeira semente emergida, até a estabilização do número de

plântulas, seguindo metodologia descrita em Nakagawa (1999). Foram calculadas as

seguintes medidas: porcentagem de emergência (BRASIL, 2009), índice de velocidade de

emergência (IVE) (MAGUIRE, 1962), tempo médio de emergência (TME) (EDMOND;

DRAPALLA, 1958; LABOURIAU 1983) e a frequência relativa de emergência (SANTANA;

RANAL, 2004).

O IVE relaciona o número de plântulas emergidas por unidade de tempo. No TME os

resultados obtidos relacionam o número de dias que as sementes levaram para emergir

(FERREIRA; BORGHETTI, 2004).

A frequência relativa de emergência foi calculada em função do tempo de avaliação:

(1)

em que: é o número de sementes emergidas no dia i e é o número total de sementes

emergidas e k é último dia de avaliação (SANTANA; RANAL, 2004).

Por meio da frequência relativa de emergência é possível a observação do

comportamento da emergência das plântulas das invasoras ao longo do tempo, respondendo

ao efeito da quantidade de biomassa de crambe utilizada. Se a emergência acontece até

atingir um valor máximo e depois declina (unimodal) ou se atinge um máximo, declina e volta

a crescer (polimodal).

k

i

iir nnf1

in

k

i

in1

20

O bioensaio de crescimento das plantas foi realizado nas mesmas condições que a

emergência. Entretanto, foram utilizadas cinco plântulas de leiteiro e picão-preto,

pré-germinadas em bandejas de poliestireno, preenchidas com o mesmo substrato descrito

anteriormente (Tabela 1) e que permaneceram por sete dias na bandeja. Em seguida, as

plântulas foram transplantadas para os vasos contendo as seguintes quantidades de

biomassa do crambe: 0; 4; 10; 16; 22 e 28 t ha-1. Após 28 dias, avaliou-se o comprimento da

raiz, da parte aérea (cm) e o número de folhas por planta. Em seguida, foram separadas raiz

e parte aérea e acondicionadas em pacotes de papel Kraft, devidamente identificados, e

levadas à estufa a 65 °C até peso constante, para determinação da massa seca (g).

2.4 Delineamento experimental e análise dos dados

O delineamento experimental utilizado foi aplicado a blocos completos casualizados

com quatro blocos, determinados segundo a distribuição dos vasos na casa de vegetação.

Cada bloco foi composto por seis tratamentos constituídos pela testemunha (sem adição de

biomassa - 0 t ha-1) e níveis de biomassa de crambe triturado (4; 10; 16; 22 e 28 t há-1),

distribuídos sobre duas espécies de plantas invasoras (leiteiro e picão-preto).

Os parâmetros avaliados foram referentes à emergência das sementes e ao

crescimento das plantas invasoras, sob diferentes quantidades de biomassa de crambe.

Inicialmente, para cada variável, realizou-se uma análise descritiva e a avaliação das

suposições associadas ao modelo estatístico (distribuição de probabilidade normal dos dados,

Teste Shapiro-Wilk e a homocedasticidade da variância entre os tratamentos, Teste Bartlett).

Devido à alta frequência de valores iguais à zero, observada no conjunto de dados das

variáveis porcentagem de emergência, IVE e TME, elas foram transformadas em variáveis

binárias e submetidas ao teste exato de Fisher. Os dados de crescimento das plantas foram

submetidos à análise de variância (ANOVA) e, quando significativos, foram submetidos à

análise de regressão de uma função polinomial.

As análises estatísticas foram realizadas pelo software livre R 3.2.1 (R

DEVELOPMENT CORE TEAM, 2015) e, em todos os testes de hipóteses realizados, foi

considerado o índice de 5% de significância.

21

3 RESULTADOS E DISCUSSÕES

3.1 Efeitos da biomassa de crambe sobre leiteiro

Ao aplicar o teste exato de Fisher, observa-se que existe associação significativa entre

as quantidades de biomassa do crambe e as respostas relacionadas à emergência das

sementes (porcentagem de emergência, IVE e TME) do leiteiro (Tabela 2), a 5% de

significância.

Tabela 2 p-valor do teste exato de Fisher para os parâmetros porcentagem de emergência, índice de velocidade de emergência (IVE) e tempo médio de emergência (TME) de Euphorbia heterophylla, sob quantidades de biomassa de Crambe abyssinica em casa de vegetação

Emergência (%) IVE TME

<0,05* <0,05* <0,05*

Nota: * Significativo (p-valor < 0,05).

Este resultado foi complementado pela análise do processo de emergência que foi

demonstrado por meio da frequência relativa de emergência (Figura 1), a qual indica a

proporção das sementes emergidas diariamente, ao longo do período de avaliação. De acordo

com os gráficos apresentados, a emergência das sementes da espécie invasora leiteiro

apresentou variação no número, posição e frequência das mudas (picos).

O primeiro dia com ocorrência de emergência do leiteiro foi deslocado para a direita,

na medida em que a quantidade de biomassa de crambe disposta sobre as sementes

aumentou. Além disso, quanto maior foi a quantidade de biomassa, menor foi a porcentagem

de emergência.

Nas sementes do tratamento controle (0 t ha-1), os maiores valores de frequência de

emergência (aproximadamente 70%) foram obtidos nos primeiros dias de contagem, com pico

no terceiro dia de avaliação. Verificou-se comportamento com caráter unimodal e o tempo

médio de emergência foi 3,85 dias, em seguida houve estabilização, alcançando 100% de

emergência no final do período de avaliação. Logo, as sementes submetidas ao tratamento

0 t ha-1 apresentaram alta porcentagem de emergência, IVE e TME (Figura 1), indicando que

não houve inibição.

22

Figura 1 Frequência relativa da emergência de Euphobia heterophylla, sob diferentes quantidades de biomassa de Crambe abyssinica em casa de vegetação.

Notas: E%: porcentagem de emergência; TME: tempo médio de emergência; IVE: índice de velocidade de emergência.

Para o tratamento 4 t ha-1 ocorreu comportamento polimodal (vários picos). A maior

frequência de emergência (aproximadamente 40%) ocorreu entre o 3º e o 5º dia, declinando

e tendo um pequeno pico de emergência no 7º dia. A porcentagem de emergência foi de 65%,

sendo que no tratamento controle foi de 100%. Isso indica que a biomassa de crambe sobre

o solo diminuiu a emergência do leiteiro.

De maneira geral, o TME mostrou aumento, conforme se aumentou a deposição da

massa vegetal sobre o solo. Ou seja, o número de dias que as plântulas levaram para emergir

aumentou conforme o aumento da biomassa.

Observou-se um comportamento polimodal na frequência de emergência com o uso

de 10 t ha-1 de biomassa. A emergência ocorreu em dias alternados e foi desuniforme ao longo

do tempo. Também houve diminuição para 55% do número de plântulas emergidas, indicando

que, além do atraso, houve inibição da emergência.

Para o tratamento 16 t ha-1, a emergência ocorreu entre o 4º e o 9º dia. As sementes

de leiteiro emergiram em maior tempo médio (4,63 dias) e apenas 20% das sementes

emergiram, diferente do tratamento 0 t ha-1 que apresentou 100% de emergência. Os demais

tratamentos, 22 e 28 t ha-1 de biomassa inibiram totalmente a emergência do leiteiro, por isso,

os gráficos não foram apresentados na Figura 2.

23

Em suma, a frequência relativa de emergência indicou que houve aumento do período

necessário para a emergência das sementes de leiteiro, conforme se acrescentou a biomassa

do crambe, além da redução gradativa da porcentagem de emergência, enquanto que o

tratamento 0 t ha-1 obteve a maior porcentagem de emergência em determinado tempo e com

todas as sementes emergidas. Assim, foi possível mostrar o comportamento da emergência

das sementes do leiteiro sob quantidades de biomassa de crambe, num período de 15 dias.

Diante disso, verifica-se que os níveis de resíduo vegetal das coberturas no solo são

importantes na redução e atraso da emergência do leiteiro, como, também, verificado por

Trezzi et al. (2006). Esses autores observaram que o IVE do leiteiro foi reduzido linearmente,

conforme o aumento do nível de resíduo da aveia preta na superfície do solo. Relataram ainda

que essa redução pode ser explicada pelo sombreamento do solo e pela manutenção de

menor amplitude térmica nestas condições. O atraso na emergência associado a outras

reduções de variáveis analisadas poderia aumentar o período de tempo para realização do

controle químico, assim a operação se tornaria mais eficiente.

As alterações observadas nos padrões da emergência podem ser resultado de efeitos

sobre a permeabilidade de membranas, na transcrição e tradução do DNA, do funcionamento

dos mensageiros secundários, da respiração, por sequestro de oxigênio (fenóis), da

conformação das enzimas e de receptores ou, ainda, da combinação desses fatores. Esse

fenômeno da emergência pode sofrer inúmeras interferências abiótica (competição ou

alelospolia) e biótica (alelopatia), podendo ser impedido ou retardado (TAIZ; ZEIGER, 2013),

sendo que estes dois fatos podem ter ocorrido neste estudo, seja por efeito dos compostos

alelopáticos ou pelo efeito físico da biomassa sobre as sementes das invasoras.

O provável efeito alelopático pode acorrer sobre a velocidade de emergência e

provocar alterações na curva de distribuição da emergência, alongando a curva ao longo do

eixo do tempo (FERREIRA; BORGHETTI, 2004), fato que também foi observado neste

experimento. Em trabalho realizado por Gomes et al. (2014), a fitomassa de sorgo mantida na

superfície do solo, apresentou efeito na presença do leiteiro o que também foi constatado no

presente trabalho com a utilização da biomassa do crambe.

Após verificar as suposições do modelo estatístico e concluir que estas foram

atendidas (dados com distribuição normal e variâncias homogêneas - p-valor ≥ 0,05),

procedeu-se à análise de variância para os dados de crescimento das plantas de leiteiro

submetidos a diferentes quantidades de biomassa seca do crambe (Tabela 3).

24

Tabela 3 Resumo da análise de variância e teste de hipótese quanto à homocedasticidade das variâncias entre os níveis de biomassa de Crambe abyssinica e de distribuição normal das variáveis: altura da planta, comprimento de raiz, número de folhas por planta, massa seca de parte aérea (MSPA) e massa seca de raiz (MSR) de Euphorbia heterophylla em casa de vegetação

Fonte de variação

QM

gl Altura (cm) Raiz (cm) Folhas MSPA MSR

Tratamento 5 20,955ns 4,178ns 0,775ns 0,134ns 0,005ns Bloco 3 0,196ns 6,621ns 0,486ns 0,039ns 0,001ns Resíduo 15 10,717 10,553 0,352 0,118 0,005

CV (%) 17,79 15,47 10,11 31,67 32,77 p-valor(1) normalidade 0,375 0,674 0,868 0,544 0,157 p-valor(2) homogeneidade 0,894 0,841 0,734 0,237 0,803

Notas: QM: Quadrado médio; gl: Grau de liberdade; (1) Teste de normalidade Shapiro-Wilk; (2) Teste de Bartlett: homogeneidade das variâncias; ns Não significativo (p-valor ≥ 0,05).

Analisando-se os parâmetros altura da planta, comprimento da raiz, número de folhas

por planta, massa seca de parte aérea (MSPA) e massa seca de raiz (MSR), não se constatou

efeito significativo dos tratamentos sobre essas características, com 5% de significância. O

fator bloco não foi significativo (p-valor ≥ 0,05), indicando que não havia necessidade de

controle local na casa de vegetação (Tabela 3).

3.2 Efeitos da biomassa de crambe sobre picão-preto

Ao aplicar o teste exato de Fisher, observou-se que existe associação significativa

entre as quantidades de biomassa do crambe e as respostas relacionadas à emergência das

sementes (porcentagem de emergência, IVE e TME) de picão-preto (Tabela 4), com 5% de

significância.

Tabela 4 p-valor do teste exato de Fisher para os parâmetros porcentagem de emergência, índice de velocidade de emergência (IVE) e tempo médio de emergência (TME) de Bidens pilosa, sob quantidades de biomassa de Crambe abyssinica em casa de vegetação

Emergência (%) IVE TME

<0,05* <0,05* <0,05*

Nota: * Significativo (p-valor < 0,05).

Os resultados da frequência relativa de emergência das sementes de picão-preto são

apresentados na Figura 2. Os maiores valores de frequência de emergência foram obtidos

nos primeiros dias de contagem, com pico no terceiro dia de avaliação para o tratamento

controle (0 t ha-1).

25

Figura 2 Frequência relativa de emergência de Bidens pilosa, sob diferentes quantidades de biomassa seca de Crambe abyssinica em casa de vegetação.

Notas: E%: porcentagem de emergência; TME: tempo médio de emergência; IVE: índice de velocidade de emergência.

Observando os gráficos da frequência se verifica comportamento diferente entre a

testemunha e os níveis de biomassa do crambe (Figura 2). Na testemunha (0 t ha-1) o maior

pico de germinação ocorreu no terceiro dia, apresentando melhor desempenho quanto ao IVE

e o TME. Ao passo que as sementes submetidas à biomassa apresentaram comportamento

polimodal, caracterizando desuniformidade da emergência, com picos iniciando somente no

5º dia e estendendo-se praticamente até o término do experimento. Assim, pode-se dizer que

a biomassa de crambe altera a emergência normal das sementes de picão-preto, fazendo

com que demorem mais para emergir.

O tratamento sem biomassa de crambe (0 t ha-1) apresentou TME de 3,55 dias, ao

passo que o tratamento com 4 t ha-1 de biomassa apresentou TME de 7,94 dias. Isso indica

que a presença de biomassa sobre o solo, mesmo em pequenas quantidades, pode reduzir

ou atrasar substancialmente o número de plantas invasoras emergidas, permitindo também à

cultura subsequente melhor desenvolvimento inicial pela redução da interferência causada

por elas (RIZZARDI; SILVA; VARGAS, 2006).

Para o tratamento com 4 t ha-1 de biomassa do crambe houve um pico no 6º dia,

declinando e tendo outro pico máximo de emergência no 9º dia; o tratamento 10 t ha-1 teve

26

pico máximo de emergência no 10º dia, com 60% de emergência. É importante ressaltar que

as sementes submetidas a 16, 22 e 28 t ha-1 de biomassa do crambe não emergiram e que o

tempo médio de emergência foi de 7,94 dias e 9,65 dias nos tratamentos com 4 e 10 t ha-1,

respectivamente, indicando acentuado atraso na emergência, pois no tratamento 0 t ha-1 o

tempo médio foi de 1,49 dia.

Pode-se observar que a quantidade de 10 t ha-1 de biomassa reduziu 40% da

emergência de picão-preto e, a partir de 16 t ha-1 não ocorreu emergência. Corroborando os

resultados obtidos por Mauli et al. (2011), que concluíram que quanto maior a quantidade de

resíduos vegetais sobre o solo, menor a incidência de plantas invasoras, possivelmente em

decorrência da liberação de maior quantidade de aleloquímicos.

Ainda, conforme Espíndola et al. (2005) e Machado (2007), as plantas de cobertura

têm se revelado alternativa viável para o controle de plantas invasoras, principalmente, em

função da liberação de substâncias alelopáticas, durante a decomposição dos resíduos

vegetais, ou à maior eficiência na competição com invasoras por recursos como água, luz e

nutrientes.

Diante desses resultados, a frequência relativa de emergência indicou que as

sementes do tratamento controle (0 t ha-1) apresentaram 100% de emergência e levaram o

menor tempo para emergir. Enquanto que, conforme se acrescentou a biomassa de crambe,

houve aumento do tempo necessário para emergência além da redução gradativa da

porcentagem de sementes emergidas.

Os dados referentes ao crescimento de picão-preto (Tabela 5) apresentaram

distribuição normal de probabilidade (teste Shapiro-Wilk) e variâncias homogêneas entre os

tratamentos (teste Bartlett), com 5% de significância, atendendo às suposições do modelo

estatístico. As respostas da análise de variância aplicadas aos valores do desenvolvimento

das plantas de picão-preto, submetidos às diferentes quantidades de biomassa seca do

crambe, encontram-se na Tabela 5.

Para todos os parâmetros analisados, verificou-se efeito significativo dos tratamentos

utilizados, com 5% de significância. O fator bloco não foi significativo, a 5% de probabilidade,

indicando que não havia a necessidade de controle local na casa de vegetação (Tabela 5).

27

Tabela 5 Resumo da análise de variância e teste de hipótese quanto à homocedasticidade das variâncias entre os níveis de biomassa de Crambe abyssinica e de distribuição normal das variáveis: altura da planta, comprimento de raiz, número de folhas por planta, massa seca de parte aérea (MSPA) e massa seca de raiz (MSR) de Bidens pilosa em casa de vegetação

Fonte de variação

QM

gl Altura (cm) Raiz (cm) Folhas MSPA MSR

Tratamento 5 44,75* 204,34* 6,77* 2,01* 0,23* Bloco 3 0,86ns 18,78ns 2,00ns 0,21ns 0,01ns Resíduo 15 4,76 20,98 0,63 0,13 0,02

CV (%) 19,10 18,05 11,10 28,45 44,30 p-valor normalidade(1) 0,82 0,51 0,80 0,23 0,47 p-valor homogeneidade(2) 0,15 0,34 0,19(3) 0,48 0,24

Notas: QM: Quadrado médio; gl: Grau de liberdade; (1) Teste de normalidade Shapiro-Wilk; (2) Teste

de Bartlett: homogeneidade das variâncias; (3) Teste de Levene: homogeneidade das variâncias; ns Não significativo (p-valor ≥ 0,05); * Significativo (p-valor <0,05).

Considerando-se a análise de regressão, observou-se, para todas as variáveis

apresentadas na Tabela 6, a não significância do teste de falta de ajuste (p-valor ≥ 0,05) e a

significância do modelo de regressão polinomial de 1º grau (p-valor < 0,05), com 5% de

significância. Além disso, obteve-se, para todas as variáveis em estudo, um alto valor do

coeficiente de determinação (R2 ≥ 0,89) (Figura 3). Esses resultados indicam que a função de

1º grau é adequada para explicar a variação de todas as variáveis apresentadas na Tabela 6,

em função da quantidade de biomassa seca de crambe.

Tabela 6 p-valor da análise de variância do modelo de regressão linear para os dados de altura da planta, comprimento de raiz, número de folhas por planta, massa seca de parte aérea (MSPA) e massa seca de raiz (MSR) de Bidens pilosa, sob diferentes quantidades de biomassa seca de Crambe abyssinica em casa de vegetação

p-valor

Altura (cm) Raiz (cm) Folhas MSPA (g) MSR (g)

Efeito linear <0,01* <0,01* <0,01* <0,01* <0,01*

Falta de ajuste 0,32ns 0,65ns 0,61ns 0,92ns 0,57ns

Notas: * significativo (p-valor < 0,05); ns não significativo (p-valor ≥ 0,05).

Observou-se uma relação linear decrescente entre as variáveis relacionadas ao

crescimento de picão-preto e a quantidade de biomassa de crambe disposta sobre o solo.

Logo, na medida em que se aumenta a quantidade de biomassa ocorre uma redução na altura,

comprimento de raiz, número de folhas e massa seca de raiz e parte aérea da planta invasora

(Figura 3).

28

Figura 3 Modelo estimado de regressão linear para os dados de altura da planta, comprimento de raiz, número de folhas por planta, massa seca de parte aérea e massa seca de raiz de Bidens pilosa, sob diferentes quantidades de biomassa de Crambe abyssinica em casa de vegetação.

Severino e Christoffoleti (2001) observaram que os adubos verdes: amendoim

forrageiro (Arachis pintoi), crotalária (Crotalaria juncea) e feijão-guandu-anão (Cajanus cajan)

também reduziram o crescimento de picão-preto. Em estudos com nabo forrageiro, Rizzardi

et al. (2006) concluíram que 9 t ha-1 foram suficientes para diminuir a massa seca das plantas

invasoras, índice corroborado pelos resultados obtidos neste estudo.

As diferentes respostas dos resíduos vegetais sobre a planta invasora podem ser

justificadas pela sua constituição química, associada ou não às propriedades alelopáticas e,

até mesmo, pela forma e tamanho do resíduo vegetal, que condicionará uma cobertura mais

eficiente do solo (CORREIA; DURIGAN; KLINK, 2006).

De acordo com Monquero et al. (2009), o efeito físico da cobertura vegetal sobre o solo

também reduz as chances de sobrevivência das plântulas de espécies que contenham

29

pequena quantidade de reservas nos diásporos. Essas reservas podem não ser suficientes

para garantir a sobrevivência da plântula até que tenha acesso à luz e inicie o processo

fotossintético.

Se uma planta pode reduzir o crescimento de plantas próximas pela liberação de

substâncias químicas no ambiente a partir de folhas, raízes e resíduos em decomposição, isto

pode aumentar seu acesso à luz, à água e aos nutrientes. Embora o fenômeno seja de difícil

comprovação nas interações planta-planta, suas potenciais aplicações na agricultura têm

atraído grande interesse, uma vez que reduções na produção vegetal, causadas por plantas

invasoras ou resíduos de culturas anteriores podem, em alguns casos, ser atribuídas à

alelopatia (TAIZ; ZEIGER, 2013).

O uso de plantas de cobertura pode suprimir plantas invasoras mais rapidamente que

em solos com pousio natural (CHIKOYE et al., 2008). A possibilidade de utilizar a atividade

alelopática como alternativa à utilização do controle químico para supressão de plantas

invasoras em agroecossistemas foi destacada por Weih et al. (2008). O conhecimento desses

prováveis efeitos permite seu aproveitamento em sistemas de rotação ou consorciação de

culturas, no contexto do manejo integrado de plantas invasoras.

Logo, recomenda-se a utilização de crambe no sistema de rotação de culturas como

alternativa para redução da emergência das plantas invasoras leiteiro e picão-preto. A partir

disso, também é importante que se desenvolvam estudos no campo para complementar os

resultados encontrados.

4 CONCLUSÕES

O incremento da biomassa do crambe (C. abyssinica) até 28 t ha-1 resulta no aumento

do tempo necessário para a emergência das sementes e na redução gradativa da

porcentagem de emergência de leiteiro (E. heterophylla) e picão-preto (B. pilosa).

Essa distribuição de diferentes quantidades de biomassa sobre as plântulas do leiteiro

não exerce influência sobre o seu crescimento, ao passo que aumentar a quantidade de

biomassa do crambe sobre o solo reduz o crescimento de picão-preto.

30

REFERÊNCIAS

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33

ARTIGO 3 SCREENING FITOQUÍMICO E GRAU DE TOXICIDADE DE EXTRATOS DE

Crambe abyssinica Hochst SOBRE Solanum lycopersicum L., Euphorbia heterophylla

L., Bidens pilosa L. E Glycine max (L.) Merril

RESUMO

O objetivo deste trabalho foi identificar grupos de compostos do metabolismo secundário de Crambe abyssinica e avaliar a bioatividade dos extratos hexânico, acetato etílico e metanólico sobre a germinação de sementes e o crescimento de plântulas de tomate, leiteiro, picão-preto e soja. O screening fitoquímico considerou a presença ou ausência de saponinas totais, triterpenoides, esteroides, flavonoides, cumarinas, taninos, fenóis e alcaloides. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com cinco tratamentos compostos por: água destilada (controle negativo); herbicida comercial (controle positivo); extrato hexânico 1%; extrato acetato etílico 1% e extrato metanólico 1%. Estes foram aplicados sobre tomate (bio-indicadora), leiteiro, picão-preto (plantas invasoras) e soja (planta cultivada), em quatro repetições por tratamento. As variáveis analisadas foram porcentagem de germinação, índice de velocidade de germinação, tempo médio de germinação, índice de resposta do efeito alelopático, comprimento de parte aérea e raiz e massa seca das plântulas. No screening fitoquímico observou-se que cada solvente extraiu compostos diferentes. Flavonoides foram encontrados somente no extrato acetato etílico e saponina apenas no extrato metanólico. Verificou-se elevado efeito alelopático dos extratos hexânico, acetato de etila e metanólico de crambe sobre a espécie bio-indicadora tomate. Os extratos hexânico e acetato etílico também apresentaram efeito inibitório sobre a planta invasora picão-preto e não tiveram efeitos negativos sobre a soja. Existe a possibilidade de isolamento de compostos bioativos de crambe para utilização como possível bio-herbicida para controle alternativo da planta invasora picão-preto. Estudos mais aprofundados são indicados para isolar e identificar possíveis moléculas ativas presentes nesses extratos. Palavras-chave: bio-herbicida, controle, extratos de crambe, picão-preto.

34

PHYTOCHEMICAL SCREENING AND DEGREE OF TOXICITY OF Crambe abyssinica EXTRACTS OF Solanum lycopersicum L., Euphorbia heterophylla L., Bidens pilosa L.

AND Glycine max (L.) Merrill

ABSTRACT

The aim of this study was to identify the main groups of secondary compounds of Crambe abyssinica and evaluate the ability of hexane extracts, ethyl acetate and methanol to inhibit the germination of tomato seeds, wild poinsettia, hairy beggarticks and soybeans. The phytochemical screening considered the presence or absence of saponins, triterpenoids, flavonoids, coumarins, tannins, phenols and alkaloids. The experimental design was completely randomized with five treatments, which were composed of: distilled water (negative control); commercial herbicide (positive control); hexane extract 1%; ethyl acetate extract 1% and methanol extract 1%. These were applied to tomato seeds (bio-indicator), wild poinsettia, hairy beggarticks (invasive plants) and soybeans (cultivated plant). Each treatment had four replications. The variables were germination percentage, germination speed index, average time of germination, index of allelopathic effects, shoot length and root and weight dry. In phytochemical screening each solvent extracted different compounds. Flavonoids were found only in the ethyl acetate extract and saponin only the methanol extract. There was high allelopathic effect of hexane extracts, ethyl acetate and methanolic of crambe on bio-indicator species tomato. The hexane extracts and ethyl acetate also showed inhibitory effect on the weed hairy beggarticks and did not have negative effects on soybeans. There is the possibility of isolating crambe of bioactive compounds for use as a possible bio-herbicide for control of alternative hairy beggartick invasive plant. Further studies are indicated to isolate and identify possible active molecules present in these extracts. Keywords: bioherbicide, control hairy beggarticks, crambe extracts.

35

1 INTRODUÇÃO

Os vegetais têm capacidade de produzir substâncias químicas que podem contribuir

para sua sobrevivência e desenvolvimento de mecanismos de defesa no ambiente que se

encontram. Essas substâncias são metabólitos bioativos, chamados aleloquímicos, oriundos

do metabolismo secundário. Certos aleloquímicos são específicos e restritos a uma espécie

ou a um grupo de espécies relacionadas e são divididos em três grupos principais: terpenos,

compostos fenólicos e compostos nitrogenados (TAIZ; ZEIGER, 2013).

Essas substâncias alelopáticas causam efeitos positivos e negativos sobre outras

plantas. Os efeitos incluem: atraso ou inibição da germinação de sementes, crescimento

paralisado, injúria no sistema radicular, clorose, murcha e morte das plantas (EINHELLIG,

1986; CORREIA; SOUZA; KLINK, 2005; TAIZ; ZEIGER, 2013). Geralmente, são substâncias

solúveis em água, destacando-se as saponinas, os taninos, os alcaloides, os terpenoides e

os flavonoides, liberadas diretamente no ambiente por meio de lixiviação, exsudação das

raízes, volatilização e decomposição de resíduos vegetais (ALVES et al., 2004).

De acordo com Matos (2009), os solventes pouco polares (éter de petróleo ou hexano)

extraem da planta mistura de compostos de baixa polaridade e compostos polares, porém,

pouco hidrófilos. Compostos mais polares e hidrófilos são extraídos com etanol ou metanol

com mais facilidade

O reconhecimento das propriedades biológicas de metabólitos secundários tem

alimentado a busca por novos fármacos, antibióticos, inseticidas e herbicidas (MACEDO

JUNIOR, 2007). O ponto de partida da obtenção desses compostos alternativos é a

abordagem preliminar, pois além de facilitar a escolha do material a ser estudado, permite a

possibilidade de adaptar as técnicas de fracionamento e isolamento, e caracterização de

substâncias puras, de acordo com a natureza dos constituintes previamente detectados,

facilitando o subsequente trabalho dos constituintes mais interessantes (MATOS, 2009).

Outro aspecto a ser mencionado é que as plantas da família Brassicaceae produzem

metabólitos secundários que podem ser relevantes na agricultura, pois podem ser utilizadas

no controle alternativo de plantas invasoras. De acordo com Weih et al. (2008), ressalta-se a

possibilidade de utilizar a atividade alelopática como alternativa ao uso de controle químico

para supressão de plantas invasoras. Nesse sentido, Khawar et al. (2015) evidenciam que a

mesma pode ser uma ferramenta importante para combater os desafios da poluição ambiental

e desenvolvimento de resistência a herbicidas.

Como relatado por Borges et al. (2012), em nabo forrageiro (Raphanus sativus L.),

planta pertencente à mesma família do crambe (Crambe abyssinica), já foram encontrados

36

flavonoides e triterpenos. O crambe é uma oleaginosa da família Brassicaceae, cultivada com

finalidade de extração de óleo para a produção de biodiesel. Apresenta produtividade entre

1.000 e 1.500 kg ha-1 e rendimento de óleo de 25 litros para 100 quilos de grãos, os quais

possuem teor de óleo de aproximadamente 38% (FALASCA et al., 2010; PITOL; BROCH;

ROSCOE, 2010). É boa alternativa como cultura de outono/inverno, produzindo cobertura

para o solo e estabelecimento do sistema de semeadura direta no sul e centro-oeste do Brasil,

pois se caracteriza por resistir às condições de deficiência hídrica, baixas temperaturas e

possibilita a rotação e sucessão a outras culturas, destacando-se a cultura da soja nas regiões

Sul e Central do Brasil (PITOL; BROCH; ROSCOE, 2010; CONCENÇO et al., 2012).

São vários os estudos sobre a importância da alelopatia para manejo de plantas

invasoras. Algumas espécies cultivadas como centeio, sorgo, arroz, girassol, colza e trigo

foram documentadas como culturas com potencial alelopático importante, para eliminar

plantas invasoras em condições de campo. Além disso, o uso de plantas de rotação de

culturas pode suprimir plantas invasoras em culturas (KHAWAR et al., 2015).

Considerando a hipótese que extratos oriundos de plantas usadas no sistema de

rotação de culturas inibem a germinação e o crescimento de espécies invasoras, devido à

presença de compostos alelopáticos, quando avaliados em condições de laboratório, o

objetivo estabelecido para este trabalho foi identificar os principais grupos de compostos

secundários ativos presentes em crambe (Crambe abyssinica) e avaliar o efeito dos extratos

hexânico, acetato etílico e metanólico sobre a germinação de sementes e crescimento de

plântulas da bio-indicadora tomate (Solanum lycopersicum), das plantas invasoras leiteiro

(Euphorbia heterophylla) e picão-preto (Bidens pilosa) e da planta cultivada soja

(Glycine max).

2 MATERIAL E MÉTODOS

2.1 Cultivo e processamento do material vegetal

O crambe (cultivar FMS Brilhante) foi cultivado no período de maio a julho de 2014,

em área agrícola do município de Cascavel - PR, com altitude de 700 m, situada entre as

latitudes 24°56’25.39”S; 24°56’45.39”S e longitudes 53°30'9.89"O; 53°31'17.01"O. O clima é

considerado Cfa (clima subtropical), segundo Koeppen (1948), com precipitação média anual

37

superior a 1800 mm, sem estação seca definida, com possibilidade de geadas durante o

inverno. O solo é classificado como LATOSSOLO VERMELHO Eutroférrico (EMBRAPA,

2013). A precipitação pluviométrica diária (mm) e temperatura média diária (ºC), do plantio até

a floração, são apresentadas na Figura 1. As condições climáticas foram favoráveis para o

bom desenvolvimento da cultura, de acordo com recomendações de Pitol, Broch e Roscoe

(2010). A temperatura média foi 22 ºC e não ocorreram temperaturas negativas nem período

crítico de déficit hídrico.

Figura 1 Precipitação diária (mm) e temperatura média diária (ºC), durante o cultivo do crambe, de maio a julho de 2014.

Fonte: Estação Meteorológica do SIMEPAR, Cascavel – PR (2015).

A parte aérea do crambe foi coletada na fase de floração e foi seco em estufa com

circulação forçada de ar a 40 °C por 72 h. Após esse procedimento, o material colhido foi

triturado em moinho tipo Willey, Modelo STAR FT-50, utilizando peneira de 30 mesh,

acondicionada em sacos plásticos ao abrigo da luz e umidade e armazenada em temperatura

ambiente. A biomassa foi utilizada para extração exaustiva, visando à obtenção dos extratos

para posterior análise fitoquímica e também nos bioensaios de germinação e crescimento de

plântulas.

2.2 Extrações exaustivas e obtenção dos extratos

O crambe seco e triturado foi submetido à extração exaustiva e sucessiva com

solventes de polaridade crescente no Laboratório de Fisiologia Vegetal da Universidade

Estadual do Oeste do Paraná - UNIOESTE. Iniciou-se com hexano, passou-se para acetato

0

5

10

15

20

25

0

20

40

60

80

100

120

140

Maio Junho Julho

Tem

pe

ratu

ra (

°C)

Pre

cip

itação

(m

m)

Precipitação diária (mm) Temperatura média diária (°C)

38

de etila e terminou com metanol, obtendo-se respectivamente os extratos hexânico, acetato

etílico e metanólico. Cada solução foi filtrada e concentrada sob pressão reduzida,

utilizando-se evaporador rotativo Tecnal, modelo TE 211, obtendo-se os respectivos extratos

brutos. A extração foi realizada durante seis dias, de acordo com o proposto por Souza Filho,

Pereira e Bayma (2005) e Ripardo Filho et al. (2012).

As quantidades do material vegetal, solventes utilizados, quantidades do extrato obtido

e rendimento estão descritos na Tabela 1. O solvente acetato de etila proporcionou maior

quantidade de extrato (24,56 g) e, consequentemente, maior rendimento (1,23 %).

Tabela 1 Quantidade de material vegetal triturado, quantidade de solvente utilizado, extrato obtido e rendimento para os três extratos de crambe

Solvente extrator

Hexano Acetato de etila Metanol

Quantidade de crambe triturado (Kg) 2 2 2 Quantidade de solvente (L) 15 13 13 Extrato obtido (g) 11,19 24,52 10,95 Rendimento (%) 0,56 1,23 0,55

2.3 Screening fitoquímico

O screening fitoquímico ou pesquisa fitoquímica identifica os principais grupos de

substâncias que compõem um extrato vegetal. É um teste qualitativo que através de

reagentes de coloração ou precipitação revela a presença ou ausência de metabólitos

secundários na amostra (DE BESSA et al., 2013).

A pesquisa nos extratos hexânico, acetato etílico e metanólico de crambe, obtidos na

extração exaustiva, foi realizada seguindo metodologia de Matos (2009) e Paracampo (2011),

para os compostos saponinas, triterpenoides pentacíclicos, esteroides livres, flavonoides

(flavonas/xantonas), cumarinas, taninos, fenóis e alcaloides.

2.4 Bioensaio de germinação

Os extratos obtidos na extração exaustiva foram submetidos à avaliação quanto à

capacidade de inibir a germinação das sementes. O bioensaio foi desenvolvido em câmaras

de germinação, em condições controladas de 25 °C de temperatura constante e fotoperíodo

de 12 horas. As sementes das plantas invasoras foram coletadas em área agrícola no

39

município de Cascavel - PR, entre os meses de janeiro e março de 2015. As sementes de

tomate e soja foram adquiridas no comércio local.

Os extratos foram utilizados na concentração 1%, relação massa/volume (g/mL), em

todas as espécies testadas. Cada extrato bruto (hexânico, acetato etílico e metanólico) foi

dissolvido em seu respectivo solvente, seguindo metodologia adaptada de Souza Filho;

Guilhon e Santos (2010).

Para as sementes de tomate, leiteiro e picão-preto utilizou-se a metodologia de Souza

Filho; Guilhon e Santos (2010) e Ripardo Filho et al. (2012), por serem consideradas

pequenas. Em placas de Petri, 3 mL do extrato foram aplicados sobre duas folhas de papel

filtro qualitativo. Foi aguardada a evaporação completa do solvente (após 24 h) e após o papel

filtro foi umedecido com água destilada (3 mL). Para as sementes de soja utilizou-se rolo de

papel como substrato para germinação, umedecido na proporção de duas vezes e meia a

massa do papel, seguindo metodologia de BRASIL (2009).

Foram semeadas 25 sementes de cada espécie: tomate (bio-indicadora), leiteiro e

picão-preto (invasoras) e soja (cultivada). Para todas as espécies, utilizou-se um controle

negativo (contendo apenas água destilada) e um positivo (contendo herbicida comercial

atrazina), cada tratamento e controles tiveram quatro repetições.

O controle positivo foi realizado com o herbicida comercial Atrazina 500 g L-1

(50% m/v). A solução foi preparada a partir da recomendação de uso (4 kg.i.a.ha-1),

considerando a área das placas de Petri utilizadas. Segundo o Ministério da Agricultura,

Pecuária e Abastecimento este herbicida é apresentado sob a forma de suspensão

concentrada, eficiente no controle da maioria das plantas invasoras anuais, tanto em

aplicação para controle em pré-emergência e pós-emergência.

A germinação foi monitorada durante oito dias. Foram consideradas sementes

germinadas aquelas que apresentaram raiz primária igual ou superior a 2,00 mm para todas

as espécies (JUNTILA, 1976; DURAM; TORTOSA, 1985). A contagem de sementes

germinadas foi realizada a partir do primeiro dia após a primeira semente germinada, até a

estabilização do número de plântulas, seguindo metodologia descrita em Nakagawa (1999).

Foram calculadas a porcentagem de germinação (BRASIL, 2009), o índice de

velocidade de germinação (IVG) (MAGUIRE, 1962) e o tempo médio de germinação (TMG)

(EDMOND; DRAPALLA, 1958; LABOURIAU 1983).

A partir dos dados de germinação também foi calculado o índice de efeito alelopático

(𝑅𝐼), de acordo com Gao et al. (2009), pela seguinte equação:

{𝑅𝐼 = 1 − 𝐶

𝑇⁄ , 𝑠𝑒 𝑇 ≥ 𝐶

𝑅𝐼 = 𝑇𝐶⁄ − 1, 𝑠𝑒 𝑇 < 𝐶

. (1)

40

Em que:

C = velocidade de germinação da testemunha;

T = velocidade de germinação do tratamento.

𝑅𝐼 é um índice qualitativo, sendo que valores negativos indicam atividade inibitória, e

valores positivos atividade estimulante. Para esse cálculo, a velocidade de germinação foi

calculada de acordo com Gao et al. (2009):

Velocidade de germinação (%) = 100 ∑ 𝐷𝑖=1 (𝐺𝑡𝑖 𝐺𝑐𝑖⁄ ). (2)

Em que:

Gt = número de sementes germinadas diariamente do tratamento;

Gc= número de sementes germinadas diariamente do controle;

D = número de dias correspondente.

2.5 Bioensaio de crescimento das plântulas

O bioensaio de crescimento das plântulas foi realizado nas mesmas condições que a

germinação. Entretanto, foram utilizadas 10 plântulas pré-germinadas de cada espécie. As

sementes de tomate, leiteiro e picão-preto foram colocadas em placas de Petri forradas com

duas folhas de papel filtro qualitativo umedecidas com 3 mL água destilada. Após dois dias

foram transferidas para placas de Petri contendo cada tratamento: água destilada (controle

negativo); herbicida comercial (controle positivo); extrato hexânico 1%; extrato acetato etílico

1% e extrato metanólico 1%, utilizando metodologia proposta por Souza Filho et al. (2010) e

Ripardo Filho et al. (2012). Para a soja utilizou-se rolo de papel como substrato (BRASIL,

2009).

Após oito dias avaliou-se o comprimento de raiz e parte aérea (cm). Em seguida, foram

levadas à estufa a 65 °C, até peso constante, para determinação da massa seca (g).

2.6 Delineamento experimental e análise dos dados

O delineamento experimental foi inteiramente casualizado (DIC) com cinco

tratamentos, compostos por: água destilada (controle negativo); herbicida comercial (controle

41

positivo); extrato hexânico 1%; extrato acetato etílico 1% e extrato metanólico 1%. Esses

tratamentos foram aplicados sobre sementes de tomate (bio-indicadora), leiteiro, picão-preto

(plantas invasoras) e soja (planta cultivada). Cada tratamento teve quatro repetições.

Para cada variável foi realizada análise descritiva, avaliação das suposições

associadas ao modelo estatístico, considerando a normalidade dos dados (Teste Shapiro-

Wilk), e de homogeneidade de variância (teste Bartlett). Além disso, realizou-se a análise de

variância (ANOVA) e os tratamentos foram comparados com cada testemunha pelo teste

Dunnett.

Para as variáveis cujos dados não atenderam às suposições do modelo estatístico

(ausência de normalidade e/ou heterogeneidade das variâncias) utilizou-se o teste

Kruskal-Wallis (alternativa não paramétrica para a ANOVA com um fator). Esses tratamentos

foram comparados com cada testemunha pelo teste de Wilcoxon (teste similar para o

Dunnett).

As análises estatísticas foram realizadas pelo software livre R 3.2.1

(R DEVELOPMENT CORE TEAM, 2015). Em todos os testes de hipóteses realizados foi

considerado 5% de significância.

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO

3.1 Screening fitoquímico

A prospecção química ou screening fitoquímico indicou a presença de saponina,

triterpenoides pentacíclicos, esteroides livres, flavonoides e taninos. Não foram encontrados

cumarinas, fenóis e alcaloides (Tabela 2). Em nabo forrageiro (Raphanus sativus L.),

pertencente à mesma família do crambe (Brassicaceae), foram encontrados triterpenos e

flavonoides, como, também, relatado por Borges et al. (2012).

Segundo Matos (2009), a prospecção preliminar de produtos naturais tem como

objetivo imediato esclarecer e registrar os constituintes resultantes do metabolismo

secundário dos vegetais e, também, de encontrar substâncias de interesse econômico,

compostos que possam ser precursores da síntese da substância de interesse.

42

Tabela 2 Screening fitoquímico dos extratos de crambe obtidos por extração exaustiva e sucessiva

Composto

Solvente extrator

Hexano Acetato de etila Metanol

Saponina -- -- + Triterpenoides pentacíclicos + -- + Esteroides livres + + + Flavonoides (flavonas/xantonas) -- + -- Cumarinas -- -- -- Taninos -- + + Fenóis -- -- -- Alcaloides -- -- --

Notas: + presença do composto; -- ausência do composto.

A ausência de compostos fenólicos pode ser explicada devido ao fato de o crambe ser

cultivado no inverno, pois dias curtos com diminuição de insolação não induzem a planta a

produzir tal composto secundário. Rice (1984) observou que dias longos aumentam a

concentração de ácidos fenólicos e terpenos em muitas espécies de plantas.

No extrato hexânico elucidou-se a presença de triterpenoides pentacíclicos e

esteroides livres; no extrato acetato de etila verificou-se a presença de esteroides livres,

taninos e flavonoides (flavonas/xantonas). É importante ressaltar que flavonoides foram

encontrados apenas neste extrato. Já, no extrato metanólico verificou-se o maior número de

compostos: saponina, triterpenoides pentacíclicos, esteroides livres e taninos (Tabela 2).

Os terpenos, terpenoides ou isoprenoides constituem a maior classe de metabólitos

secundários. A maioria possui baixa solubilidade em água e geralmente são voláteis. Alguns

têm funções no crescimento ou desenvolvimento vegetal como as giberelinas, grupo

importante de hormônios vegetais, são os diterpenos (DUKE; ROMAGNI; DAYAN, 2000;

TAIZ; ZEIGER, 2013).

Os esteroides são derivados de triterpenos, componentes essenciais das membranas

celulares (TAIZ; ZEIGER, 2013; FAGAN et al., 2015). Uma das funções mais importantes dos

esteróis livres, provavelmente, é contribuir para a estabilidade da membrana. Além disso,

alguns possuem atividade aleloquímica (SALISBURY; ROSS, 2012).

As saponinas também são triterpenos, assim chamadas pelas propriedades

detergentes e emulsificantes. Acredita-se que sua toxicidade deve-se à capacidade de formar

compostos com esteroides (TAIZ; ZEIGER, 2013). Grisi et al. (2011) associaram os efeitos

inibitórios da germinação e crescimento de hortaliças e plantas invasoras com a presença de

compostos alelopáticos, especialmente das saponinas. Estas podem alterar as características

citológicas do vegetal, propriedades das membranas, germinação, respiração e atividade

enzimática.

Os taninos ocorrem em uma ampla variedade de plantas. Este composto é

considerado como meio de defesa da planta contra fungos patogênicos, bactérias, vírus

43

(TAKECHI et al., 1985) e contra ataques de insetos herbívoros (KATOH et al., 1989;

TEMMINK et al., 1989). Harris e Burns (1970) relatam que taninos condensados nos grãos de

certos híbridos de sorgo inibem a germinação de sementes na espiga e o ataque por fungos.

Segundo Cannas (2015), os taninos são encontrados principalmente no vacúolo das plantas,

onde não interferem no seu metabolismo, pois, somente após lesão ou morte das plantas eles

agem e tem metabolismo eficiente.

Os flavonoides constituem a maior classe de fenólicos vegetais. São classificados

primeiramente pelo grau de oxidação da cadeia de três carbonos. Apresentam diversas

funções, dentre elas a proteção dos vegetais contra a incidência de raios ultravioleta e visível,

fungos, insetos, vírus e bactérias, antioxidantes, inibidores de enzimas, agentes alelopáticos,

dentre outros (ZUANAZZI; MONTANHA, 2003; RAVEN; EVERT; EICHHORN, 2014). Alteram

a permeabilidade da membrana da mitocôndria e do cloroplasto (MORELAND; NOVITZKY,

1987). Esta classe pode ter variada e forte atividade biológica, as quais poderiam ser isoladas

para uso como herbicida (SOUZA FILHO; ALVES, 2002).

Apesar de não encontrarmos cumarinas neste experimento, elas ocorrem em todas as

partes da planta e estão largamente distribuídas no reino vegetal. Várias estão envolvidas em

atividades alelopáticas e são apontadas como inibidoras do crescimento de plantas e

germinação de sementes e bactérias nitrificantes (RICE; PANCHOLY, 1973; EVENARI, 1984).

Cumarina, esculina e psoraleno são potentes inibidores da germinação de sementes (RICE,

1984).

Embora grande número de produtos secundários vegetais já tenham sido identificados,

apenas 400 mil apresentam atividades alelopáticas. Alguns desses produtos ou seus

análogos poderão fornecer novas e importantes fontes de substâncias químicas para uso

futuro na agricultura e em outras áreas (SOUZA FILHO; ALVES, 2002; KHAWAR et al., 2015).

3.2 Efeitos dos extratos sobre a germinação das sementes

Os resultados referentes à germinação de S. lycopersicum, E. heterophylla, B. pilosa

e G. max submetidos a extratos de C. abyssinica, água destilada (controle negativo) e

herbicida (controle positivo) são apresentados na Tabela 3.

As sementes de S. lycopersicum apresentaram redução da porcentagem de

germinação (G%) e IVG, quando submetidas aos extratos hexânico, acetato etílico e

metanólico e comparadas com o controle negativo (água). Observou-se também aumento do

TMG, isto é, as sementes demoraram mais dias para germinar. Na comparação com o

controle positivo (herbicida) também foi verificada diferença estatística significativa, com 5%

44

de significância, nos tratamentos para as variáveis analisadas, contudo o extrato metanólico

aumentou a porcentagem de germinação e IVG. Logo, os extratos testados promoveram

efeitos na germinação das sementes de S. lycopersicum, destacando-se que o hexânico e

acetato etílico afetaram negativamente a porcentagem de germinação.

Tabela 3 Porcentagem de germinação (G%), índice de velocidade de germinação (IVG) e tempo médio de germinação (TMG) de Solanum lycopersicum, Euphorbia heterophylla, Bidens pilosa e Glycine max, submetidos a extratos de Crambe abyssinica, água destilada (controle negativo) e herbicida (controle positivo)

Tratamentos

S. lycopersicum E. heterophylla

G% (1) IVG (1) TMG (1) G% (1) IVG (1) TMG (1)

Água (-) 92,00 A 7,41 A 3,35 A 94,00 A 14,77 A 1,78 A Herbicida (+) 34,00 a 1,36 a 6,67 a 44,00 a 3,52 a 3,21 a Hexânico 10,00 B b 0,33 B b 7,69 B b 97,00 A b 11,64 B b 2,17 B b Acetato etílico 0,00 B b 0,00 B b 0,00 B b 96,00 A b 11,58 B b 2,12 B b Metanólico 61,00 B b 2,16 B b 7,17 B a 92,00 A b 11,25 B b 2,08 B b

p-valor < 0,001* 0,001* < 0,001* < 0,001* < 0,001* < 0,001* CV (%) 11,35 12,46 5,83 6,43 10,15 5,72

B. pilosa G. max

G% (1) IVG (1) TMG (2) G% (1) IVG (1) TMG (1)

Água (-) 90,00 A 7,00 A 3,89 A 93,00 A 22,75 A 2,07 A Herbicida (+) 94,00 a 4,38 a 5,58 a 94,00 a 23,33 a 2,02 a Hexânico 5,00 B b 0,19 B b 6,50 B b 90,00 A a 20,17 B b 2,36 B b Acetato etílico 6,00 B b 0,25 B b 6,75 B b 93,50 A a 22,98 A a 2,06 B a Metanólico 90,00 A a 6,49 A b 4,39 A b 88,50 A b 20,61 B b 2,25 B b

p-valor < 0,001* < 0,001* 0,003* 0,023* < 0,001* < 0,001* CV (%) 8,25 9,76 14,88 2,67 3,02 2,32

Notas: Letras maiúsculas diferentes na coluna apresentam significância entre os tratamentos e o controle negativo (água) e letras minúsculas na coluna apresentam significância entre os tratamentos e o controle positivo (herbicida); 1Teste F (ANOVA) e teste Dunnett (dados atendem às suposições do modelo estatístico: normalidade e homogeneidade de variâncias); 2Teste Kruskal-Wallis e teste Wilcoxon (dados não atendem às suposições do modelo estatístico: heterogeneidade de variâncias); *Significativo (p-valor <0,05). CV%: Coeficiente de variação.

Os resultados aqui apresentados sugerem que os extratos de C. abyssinica possuem

compostos com efeitos tóxicos, pois interferem negativamente sobre a germinação (Tabela 3)

da espécie bio-indicadora S. lycopersicum, quando comparados com o controle negativo

(água), a 5% de significância. Tais efeitos podem ter sido causados pelos compostos

encontrados no screening fitoquímico dos extratos (Tabela 2), pois, com a metodologia de

extração utilizada nesse trabalho os compostos de polaridade intermediária como terpenoides

e flavonoides estão presentes nestes extratos. Substâncias fitotóxicas pertencem,

principalmente, a esses grupos (KIM; JOHNSON; LEE, 2005). E são considerados inibidores

de germinação e podem bloquear o metabolismo preparatório para a germinação ou impedir

as trocas gasosas, como também podem inibir a atividade de fitormônios e o alongamento

celular (MARCOS FILHO, 2005).

45

As sementes de E. heterophylla quando submetidas aos extratos hexânico, acetato

etílico e metanólico não apresentaram diferença significativa na porcentagem de germinação

se comparado ao controle negativo (água), a 5% de significância. Porém, ocorreu redução do

IVG e aumento do TMG e, quando comparados com o controle positivo (herbicida), todos os

extratos diferiram, estatisticamente, a 5% de significância, ou seja, não reduziram a

porcentagem de germinação e o IVG e aumentaram o TMG. Observa-se ainda que, apesar

de reduzir a porcentagem de germinação, o herbicida não inibiu completamente a espécie

invasora, que apresentou 44% de germinação.

Os trabalhos realizados por Agostinetto e Vargas (2009) com essa espécie indicaram

resistência aos herbicidas inibidores da enzima acetolactato sintase (ALS), sendo que os

biótipos resistentes sobreviveram a tratamentos com doses superiores a dez vezes a dose

recomendada em campo e que a taxa de crescimento e a produção de biomassa são

semelhantes entre os biótipos resistentes e sensíveis.

A germinação das sementes de B. pilosa submetidas aos extratos hexânico e acetato

etílico apresentaram redução acentuada dos valores da porcentagem de germinação e IVG,

bem como aumento do TMG quando comparadas com o controle negativo (água).

Considerando o controle positivo (herbicida) verifica-se que os extratos hexânico e acetato

etílico também reduziram a porcentagem de germinação, acompanhada de redução do IVG e

aumento do TMG, enquanto que o extrato metanólico aumentou o IVG e reduziu o TMG, logo,

beneficiou a germinação da espécie invasora.

Observa-se ainda, que o controle positivo (herbicida) apresentou alta porcentagem de

germinação de B. pilosa. Esse resultado indica resistência dessa espécie ao herbicida em

questão, como já descrito por Guerra et al. (2011), os quais testaram o efeito da modalidade

de aplicação de diferentes herbicidas sobre esta invasora. Por sua alta resistência buscam-se

alternativas de controle desta planta invasora e os extratos estudados neste trabalho podem

ser importantes. Como já verificado no screening fitoquímico (Tabela 2), o extrato acetato

etílico apresentou o composto flavonoide que, de acordo com Marcos Filho (2005), é

considerado inibidor da germinação e pode bloquear o metabolismo preparatório para a

germinação ou impedir as trocas gasosas. Então, este composto pode ser isolado e testado

para controle alternativo de B. pilosa.

A importância de testar o efeito dos tratamentos sobre G. max foi descobrir se os

extratos obtidos de C. abyssinica podem causar prejuízos ao desenvolvimento da cultura,

quando são aplicados para o controle das invasoras. Assim, observou-se que a porcentagem

de germinação das sementes não diferiu estatisticamente, a 5% de significância, quando os

tratamentos com os extratos foram comparados com o controle negativo (água), porém, houve

redução do IVG ao submetê-las aos extratos hexânico e metanólico e aumento do TMG, para

46

todos os tratamentos. Quando os extratos foram comparados com o controle positivo

(herbicida), verificou-se que o metanólico reduziu os parâmetros relativos à germinação.

O índice de resposta do efeito alelopático (𝑅𝐼) (Figura 2) é um importante indicador

dos efeitos alelopáticos, que varia de -1 a +1. Valores negativos indicam efeitos inibitórios e

valores positivos indicam efeitos estimulantes. De acordo com esse índice, a espécie

bio-indicadora S. lycopersicum mostrou-se sensível a todos os extratos, indicando efeito

alelopático inibitório dos compostos de C. abyssinica extraídos com os solventes hexano,

acetato de atila e metanol. Este efeito foi inibitório, apresentando baixa ou alta intensidade,

para todas as espécies e em todos os extratos, com exceção da soja, sobre a qual o herbicida

e o extrato acetato etílico proporcionaram efeito levemente estimulante.

Figura 2 Índice de resposta do efeito alelopático (𝑅𝐼) para Solanum lycopersicum, Euphorbia heterophylla, Bidens pilosa e Glycine max submetidos a herbicida comercial (atrazina) e extratos 1% (hexânico acetato etílico e metanólico) de Crambe abyssinica.

Ressalta-se ainda que o efeito dos extratos hexânico e acetato etílico sobre S.

lycopersicum (tomate) e B. pilosa (picão-preto) foi próximo de -1, ou seja, foi altamente

inibitório. Para B. pilosa os extratos hexânico e acetato etílico apresentaram efeito maior que

o herbicida comercial. Ao passo que o efeito sobre E. heterophylla foi ligeiramente alto apenas

quando se utilizou o herbicida comercial, fato observado também sobre a germinação das

sementes e desenvolvimento das plântulas (Tabelas 3 e 4).

Para G. max observou-se leve efeito inibitório dos extratos hexânico e metanólico e

efeitos estimulantes para o extrato acetato etílico e herbicida. Assim, os extratos não tiveram

efeito negativo acentuado sobre esta espécie. Estes resultados indicam a possibilidade de

isolamento de compostos bioativos de crambe para utilização futura como bio-herbicida,

47

visando controle principalmente da planta invasora B. pilosa sem prejuízos para a cultura de

G. max.

O efeito alelopático positivo, causado pelo extrato acetato etílico, sobre a soja, pode

estar relacionado com a presença do composto flavonoide, verificado no screening fitoquímico

(Tabela 2), pois, de acordo com Moreira e Siqueira (2006), os efeitos dos aleloquímicos variam

de acordo com a concentração da substância. Pode haver ausência de efeitos em

concentrações baixas ou efeitos positivos na medida em que se eleve a concentração.

Contudo, em estudo realizado por RIZZARDI et al. (2008) com a espécie canola,

pertencente à família Brassicaceae, os autores observaram efeito inibitório de extratos de

folhas, raízes e caule de canola na velocidade de emergência e na porcentagem de

germinação de picão-preto e soja.

É importante que os novos produtos a serem disponibilizados para o controle de

plantas invasoras apresentem a mesma eficiência que os atuais produtos sintéticos

disponíveis no mercado e não causem problemas ambientais e de saúde que os atuais

provocam (SOUZA FILHO; ALVES, 2002). Rizvi, Mukerji e Matheus (1980) e Khawar et al.

(2015) mencionam que os pesticidas originários de substâncias químicas produzidas por

plantas são mais sistêmicos e mais facilmente biodegradáveis que os pesticidas sintéticos.

3.3 Efeitos dos extratos sobre o desenvolvimento das plântulas

Os resultados referentes ao crescimento das plântulas de S. lycopersicum,

E. heterophylla, B. pilosa e G. max submetidos a extratos de C. abyssinica, água destilada

(controle negativo) e herbicida (controle positivo) são apresentados na Tabela 4.

Os parâmetros referentes ao crescimento de S. lycopersicum obtiveram diferença

significativa quando os tratamentos foram comparados com controle negativo (água),

evidenciando redução da parte aérea, raiz e massa seca nas plântulas expostas aos extratos

hexânico, acetato etílico e metanólico. Também, quando os extratos foram comparados com

o controle positivo (herbicida), houve diferença significativa apenas para o extrato metanólico,

sendo que este estimulou a parte aérea e massa seca. Assim como na germinação (Tabela 3),

o crescimento das plântulas foi inibido com os extratos hexânico e acetato etílico, quando

comparado com o controle negativo (água) e controle positivo (herbicida), a 5% de

significância.

48

Tabela 4 Comprimento da parte aérea (PA) e da raiz (R) e massa seca (MS) de Solanum lycopersicum, Euphorbia heterophylla, Bidens pilosa e Glycine max submetidos a extratos de Crambe abyssinica, água destilada (controle negativo) e herbicida (controle positivo)

Tratamentos

S. lycopersicum E. heterophylla

PA (cm) (1) R (cm) (1) MS (mg) (2) PA (cm) (1) R (cm) (1) MS (mg) (2)

Água (-) 2,22 A 6,66 A 32,48 A 4,14 A 7,10 A 147,25 A Herbicida (+) 0,73 a 1,75 a 10,20 a 5,88 a 2,99 a 37,55 a Hexânico 0,10 B a 0,32 B b 0,02 B b 3,32 A b 3,12 B a 147,73 A b Acetato etílico 0,00 B a 0,00 B b 0,00 B b 4,26 A b 2,04 B a 69,78 B b Metanólico 1,78 B b 2,43 B a 16,13 B b 2,77 B b 6,66 A b 89,05 B b

p-valor 0,002* < 0,001* < 0,001* < 0,001* < 0,001* 0,002* CV (%) 53,99 26,8 12,91 11,66 18,74 8,27

B. pilosa G. max

PA (cm) (1) R (cm) (1) MS (mg) (1) PA (cm) (1) R (cm) (1) MS (mg) (1)

Água (-) 2,32 A 3,42 A 28,27 A 9,27 A 7,85 A 470,83 A Herbicida (+) 2,02 a 2,19 a 6,05 a 10,37 a 11,27 a 462,57 a Hexânico 0,00 B b 0,00 B b 0,00 B b 7,75 B b 9,07 A b 520,82 B b Acetato etílico 0,16 B b 0,11 B b 0,01 B b 10,82 B a 12,12 B a 487,07 A a Metanólico 3,10 B b 2,90 B b 21,68 B b 8,97 A b 8,47 A b 472,05 A a

p-valor < 0,001* < 0,001* 0,001* < 0,001* < 0,001* 0,008* CV (%) 13,95 12,66 14,16 6,55 10,50 4,22

Notas: Letras maiúsculas diferentes na coluna apresentam significância entre os tratamentos e o controle negativo (água) e letras minúsculas na coluna apresentam significância entre os tratamentos e o controle positivo (herbicida); 1Teste F (ANOVA) e teste Dunnett (dados atendem às suposições do modelo estatístico: normalidade e homogeneidade de variâncias); 2Teste Kruskal-Wallis e teste Wilcoxon (dados não atendem às suposições do modelo estatístico: heterogeneidade de variâncias); *Significativo (p-valor <0,05). CV%: Coeficiente de variação.

Esse resultado corrobora os obtidos por Nunes et al (2014), que também verificaram

que extratos aquosos da parte aérea do Crambe abyssinica e Raphanus sativus, no período

de floração, interferiram no crescimento de alface e pepino (bio-indicadoras) e não

apresentaram efeitos negativos sobre as plântulas de soja.

O crescimento das plantas de E. heterophylla mostrou redução da parte aérea e massa

seca quando expostas ao extrato metanólico, se comparado com o controle negativo (água).

Considerando o controle positivo (herbicida) foi verificado que os extratos hexânico, acetato

etílico e metanólico reduziram o comprimento da parte aérea e massa seca da espécie

invasora. Apenas o extrato metanólico promoveu aumento no comprimento da raiz.

Assim como verificado para a espécie bio-indicadora S. lycopersicum, observou-se

estímulo da variável comprimento de raiz (Tabela 4), que pode ser decorrente do composto

saponina identificado na extração com o solvente metanol (Tabela 2), porquanto foi o único

composto diferente encontrado. Este fato pode ocorrer principalmente pelo contato direto e

prolongado das raízes com o extrato (ALIYU; MUSTAPHA, 2014) e pode ter causado este

estímulo.

49

Da mesma forma, Spiassi et al. (2015), visando encontrar alternativas de controle para

leiteiro, verificaram que o filtrado de cultura de Fusarium solani reduziu o comprimento da

parte aérea e massa fresca da parte aérea de leiteiro, sem afetar negativamente a soja,

podendo ser usado como alternativa de controle desta planta invasora, pois, neste estudo,

não houve inibição dessa invasora.

É possível verificar efeito inibitório no crescimento das plântulas de B. pilosa expostas

aos extratos hexânico e acetato etílico, se comparadas com o controle negativo (água), a 5%

de significância, com exceção do extrato metanólico que promoveu aumento no comprimento

da parte aérea. Porém, o efeito dos extratos hexânico e acetato etílico foram significativos e

reduziram o comprimento da parte aérea, raiz e a massa seca.

A diminuição do crescimento das plântulas de tomate, leiteiro e picão-preto pode ter

ocorrido devido à interação entre aleloquímicos e hormônios vegetais, pois estudos apontam

que compostos alelopáticos podem inibir a ação das giberelinas e a função do ácido indol

acético (AIA), impedindo etapas do ciclo e alongamento celular e, consequentemente,

alterando o crescimento da plântula (HABERMANN et al., 2015).

Quando os tratamentos foram comparados com o controle positivo (herbicida)

observa-se que os três extratos, hexânico, acetato etílico e metanólico diferiram do controle,

porém, enquanto que o hexânico e acetato etílico inibiram completamente os parâmetros de

crescimento, ou seja, não houve desenvolvimento das plântulas, o metanólico aumentou o

comprimento da parte aérea, raiz e massa seca.

Os extratos hexânico e acetato etílico de crambe testados neste trabalho foram

eficientes para inibir a germinação (Tabela 3) e o crescimento dessa invasora, com efeito,

mais acentuado que o herbicida comercial (Tabela 4). Corroborando os resultados de Cruz,

Nozaki e Batista (2000) e Ferreira, Souza e Faria (2007), que observaram que o extrato de

Eucalyptus citriodora reduziu significativamente a germinação das sementes de B. pilosa.

Devido à indesejabilidade de B. pilosa nas lavouras agrícolas e a resistência dessa

invasora ao herbicida utilizado, este resultado é de grande importância, pois, pode-se obter

novos e alternativos métodos de controle desta planta, visando maior rendimento da cultura e

diminuição do uso de herbicidas que contaminam os sistemas biológicos.

As plântulas de G. max tiveram redução da parte aérea, se comparadas com o controle

negativo (água), quando submetidas ao extrato hexânico e metanólico, e aumento quando

expostas ao extrato acetato etílico. Considerando os controles negativo (água) e positivo

(herbicida), observa-se que houve aumento da massa seca das plantas submetidas ao extrato

hexânico.

O extrato acetato etílico não interferiu negativamente sobre a germinação (Tabela 3,

Figura 1) e o crescimento da soja (Tabela 4). Assim, pode ser utilizado para controle do picão-

50

preto sem interferir negativamente sobre a cultura da soja, tornando-se uma alternativa de

controle dessa planta invasora.

O estímulo no crescimento, como observado para a G. max neste trabalho, é descrito

em trabalhos relacionados à alelopatia e, possivelmente, esse processo esteja relacionado à

influência do extrato sobre a produção fitormonal da espécie alvo ou o aumento na

sensibilidade de seus tecidos (Rice, 1984). Segundo Hong et al. (2004), o crescimento maior

das plântulas em baixas concentrações de extratos pode ser também um mecanismo de

proteção.

Indicamos, assim, a possibilidade de isolamento de compostos bioativos de C.

abyssinica para utilização futura, como possível bio-herbicida para controle alternativo da

planta invasora B. pilosa. Recomendamos realizar estudos mais aprofundados para isolar e

identificar as moléculas ativas presentes nos extratos de C. abyssinica, visando complementar

os resultados deste trabalho.

4 CONCLUSÕES

Os principais grupos de compostos identificados em crambe (C. abyssinica) foram:

saponina, triterpenoides pentacíclicos, esteroides livres, flavonoides e taninos. Houve

ausência de: cumarinas, fenóis e alcaloides.

Existe efeito alelopático inibitório dos extratos hexânico, acetato etílico e metanólico

de crambe sobre a espécie bioindicadora tomate (S. lycopersicum). Os extratos hexânico e

acetato etílico também possuem este efeito sobre a planta invasora picão-preto (B. pilosa),

sem afetar negativamente a soja (G. max). Sobre o leiteiro (E. heterophylla) os extratos não

apresentam efeito inibitório.

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