Efeitos fotônicos e de antibióticos sobre o cultivo hidropônico de Lactuca sativa

• Ano de defesa: 2025
• Autor(a) principal: Souza, Mariana de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Lactuca sativa; Biofotônica ambiental; Contaminantes emergentes; Cultivo hidropônico; Emerging contaminants; Environmental biophotonics; Fluorescence; Fluorescência; Hydroponic cultivation
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/76/76133/tde-19092025-092247/

A crescente demanda por alimentos e a escassez hídrica têm impulsionado o uso de tecnologias sustentáveis, como a hidroponia e a suplementação com luz artificial, na agricultura. No entanto, o uso de águas de reuso ou efluentes com presença de contaminantes emergentes (CEs) podem introduzir antibióticos nos sistemas de cultivo. Este estudo avaliou os efeitos da exposição a amoxicilina (AMO) em diferentes concentrações (150 a 1000 μM) em mudas de Lactuca sativa cultivadas em sistema hidropônico sob luz artificial. A investigação teve como ponto principal a estabilidade da AMO na solução hidropônica exposta à luz, sua absorção, translocação nas mudas, impactos fisiológicos resultantes e sanidade microbiológica do sistema. A metodologia incluiu ensaios in vivo, espectroscopia de fluorescência (curva OJIP Matriz de Excitação e Emissão), quantificação de pigmentos, nutrientes, carbono total e análises de resíduos por LC-UV e LC-MS/MS; além do monitoramento microbiológico da solução nutritiva ao longo do período de exposição. Os resultados indicaram que a AMO (450 μM) foi degradada ao longo de 27 dias, com formação dos principais subprodutos (ácido penicilóico, 2,5-dicetopiperazina, ácido penilóico e fenol hidroxipirazina). Nas mudas de L. sativa, os dados in vivo da quantificação por LC-MS/MS demonstraram maior acúmulo de AMO nas raízes, com translocação para as folhas em concentrações acima do limite permitido pela legislação. No entanto, os parâmetros de fluorescência via curva OJIP indicaram que a atividade fotossintética não foi alterada com o tempo de exposição à AMO. Por outro lado, os resultados das matrizes de excitação e emissão, revelaram alterações significativas na intensidade de fluorescência nas regiões dos carotenoides (500−550 nm) e clorofila (680−730 nm), sugerindo aumento desses metabólitos no microambiente celular conforme a concentração e, o tempo de exposição à AMO. Os resultados in vitro indicaram aumento na produção de pigmentos e compostos fenólicos com o aumento da concentração de AMO, sugerindo ativação de mecanismos compensatórios. Além disso, aumento da massa fresca da parte aérea e das raízes nas concentrações mais elevadas de AMO. Entretanto, a massa seca não apresentou variações significativas, indicando que o aumento de peso observado está relacionado à maior retenção de água nos tecidos e não à produção de biomassa estrutural, que reflete o crescimento real. Nas análises de macro e micronutrientes, foram observadas alterações na absorção de nutrientes essenciais, com redução nos níveis de ferro e variações nos teores de fósforo, cálcio e zinco, indicando que a AMO pode impactar a dinâmica iônica e nutricional em L. sativa. Em paralelo, os testes microbiológicos indicaram que a presença da AMO foi eficaz na redução do crescimento de contaminantes bacterianos típicos na solução hidropônica, contribuindo para a sanidade microbiológica do sistema. Esses resultados sugerem que o antibiótico atua como um estressor moderado, induzindo respostas bioquímicas e morfológicas que favoreceram a adaptação fisiológica das mudas. A luz artificial, com espectros contínuos, pode ter contribuído para a fotoproteção e manutenção da atividade fotossintética, auxiliando na adaptação das plantas frente à presença de AMO. Esses achados contribuem para a compreensão dos riscos e da dinâmica dos contaminantes emergentes em sistemas de cultivo controlado.