Iron toxic effects: physiological and morphological changes in cultivated and restinga plants

• Ano de defesa: 2009
• Autor(a) principal: Pereira, Eduardo Gusmão
• Orientador(a): Cano, Marco Antonio Oliva
• Banca de defesa: Silva, Luzimar Campos da , Ribas, Rogério Ferreira
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Programa de Pós-Graduação: Doutorado em Fisiologia Vegetal
• Departamento: Controle da maturação e senescência em órgãos perecíveis; Fisiologia molecular de plantas superiores
• País: BR
• Palavras-chave em Português: Fotossíntese; Fluorescência da clorofila a; Oryza sativa; Clusia spiritu-sanctensis; Aspidosperma parvifolium
• Palavras-chave em Inglês: Photosynthesis; Chlorophyll a fluorescence; Oryza sativa; Clusia spiritu-sanctensis; Aspidosperma parvifolium
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS::BOTANICA::FISIOLOGIA VEGETAL
• Link de acesso: http://locus.ufv.br/handle/123456789/979

O ferro (Fe) é um micronutriente essencial envolvido em vários processos do metabolismo vegetal como fotossíntese, respiração, fixação de nitrogênio, entre outros. Entretanto, em altas concentrações torna-se tóxico. O aumento exagerado da disponibilidade de Fe para as plantas pode ser observado naturalmente em solos ácidos constantemente alagados ou em eventos antrópicos como a mineração e beneficiamento de minério de ferro. A toxidez por ferro é o principal fator abiótico que limita a produtividade de arroz em cultivo alagado. Por outro lado, o crescente número de usinas do setor de mineração e beneficiamento de Fe pode constituir um risco ambiental para espécies vegetais em fragmentos de restinga próximos a fontes poluidoras, lançando nessas áreas considerável quantidade de Fe na forma de material sólido particulado de Fe (MSPFe) juntamente com precipitações ácidas caracterizadas por alta concentração de SO2. Desta forma, o objetivo do presente estudo foi caracterizar fisiologicamente o processo de toxidez por ferro em plantas, abrangendo causas antrópicas, como em regiões sujeitas à poluição por MSPFe e SO2, e causas naturais, como no caso dos solos ácidos inundados onde o arroz é cultivado. Em condições de cultivo hidropônico, os efeitos do Fe-EDTA em genótipos de arroz foram examinados utilizando parâmetros fisiológicos não invasivos. O aumento no teor foliar de Fe levou a alterações nos diversos parâmetros avaliados, podendo ser empregados na prévia detecção dos efeitos tóxicos do ferro, antes do aparecimento de sintomas visuais. A redução na taxa fotossintética nos genótipos de arroz pode ser atribuída a componentes estomáticos e a componentes não-estomáticos em resposta ao aparecimento de estresse oxidativo. Reduções nos teores de clorofila e distúrbios nos processos de captura e utilização da energia luminosa foram constantemente verificados nos genótipos mais sensíveis. Os efeitos prejudiciais do ferro em excesso também ocorreram com a formação de uma placa de ferro na superfície radicular, alterando processos nutricionais em plantas. Tais efeitos foram investigados em genotipos tropicais de arroz provenientes de cultivo alagado e de terras altas. A aplicação de FeSO4 na solução nutritiva levou ao aparecimento da placa de ferro, com coloração alaranjada, em todos os genótipos estudados, porém em maior intensidade nos genótipos de várzea. Observou-se redução significativa no teor de P, Mg e Mn na parte aérea em decorrência da formação da placa de ferro nas raízes. Frequentemente foram observadas rupturas das células epidérmicas da raiz. Quanto aos aspectos da toxidez por ferro e outros elementos imposta por fontes de mineração, observou-se que a deposição de MSPFe e SO2 causou reduções em diversos parâmetros fotossintéticos em duas espécies de restinga: Clusia spiritusanctensis e Aspidosperma parvifolium, sob condições de campo e em casa de vegetação. As plantas expostas aos poluentes apresentaram acúmulo significativo de ferro nos tecidos. Os maiores teores desse elemento foram observados em A. parvifolium que também apresentou incremento nos teores de enxofre sob condições de campo, sendo observados sintomas mais severos nessa espécie. Desta forma, pode-se concluir que a toxidez por Fe pode limitar o desempenho fotossintético e nutricional de genótipos de arroz sensíveis ao excesso de Fe e que as emissões de MSPFe e outros poluentes por fontes mineradoras podem causar desequilíbrio na dinâmica sucessional da restinga e comprometer o desenvolvimento das espécies vegetais.