Respostas ecofisiológicas de mudas de espécies arbóreas a estresses abióticos e a doadores de óxido nítrico
Data
2023-12-11
Autores
Guariz, Hugo Roldi
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Resumo
Diante dos crescentes desmatamentos nos biomas brasileiros, os plantios florestais emergem como uma estratégia essencial para mitigar os impactos adversos e promover um equilíbrio ambiental. Face a este cenário, a implementação de técnicas inovadoras de plantios florestais surge como uma necessidade premente para mitigar os efeitos adversos dos ambientes degradados, como o excesso de luz incidente, reserva hídrica incipiente no solo, redução da capacidade nutricional do solo e da alteração microclimática gerados por esses danos ambientais. Dentre as técnicas utilizadas a rustificação de plantas, que visa favorecer seu estabelecimento e desenvolvimento após o plantio, associada com a utilização de óxido nítrico, propicia o desenvolvimento de características e mecanismos de proteção pelas plantas, sendo essa uma molécula sinalizadora importante sob condições de estresses. Diversos trabalhos demonstram a eficiência do NO na indução de resposta nas plantas contra estresses abióticos como seca, salinidade, luminosidade e temperaturas extremas. No entanto, pelo fato do NO ser gasoso, sua aplicação direta envolve limitações, principalmente de instabilidade desse composto, assim, a entrega de NO é principalmente mediada por moléculas doadoras. Nesse cenário, uma estratégia promissora é o aprisionamento de doadores de NO em nanomateriais, formando as nanopartículas, evitando assim a degradação desses doadores pelos efeitos abióticos, favorecendo uma liberação controlada de NO, ampliando seu período de ação e viabilizando sua aplicação em condições de campo. Assim, com o intuito de melhorar a qualidade de mudas usadas em reflorestamentos e plantios comerciais, os objetivos deste trabalho foram: i) analisar as respostas de mudas de Amburana cearensis, Hymenaea courbaril e Hymenaea stigonocarpa sob o regime de diferentes regimes de luz; ii) analisar as respostas de mudas de Amburana cearensis, Hymenaea courbaril e Hymenaea stigonocarpa submetidas ao processo de rustificação sob sol pleno sob a adição de S-nitrosoglutationa (GSNO) na forma livre e nanoencapsulada; iii) avaliar o comportamento de Amburana cearensis e Hymenaea courbaril numa simulação de reflorestamento, com plantio em campo sob tratamento de GSNO na forma nanoencapsulada, livre e a nanocápsula sem o ativo e verificar o efeito desses tratamentos na aclimatação destas mudas aos diversos estresses pós-plantio; iiii) avaliar os efeitos de diferentes concentrações de ácido mercaptosuccínico (MSNO) no desenvolvimento inicial de Khaya grandifoliola sob estresse hídrico. Os objetivos foram investigados por meio da avaliação de parâmetros morfológicos e fisiológicos e das mudas. Com a rustificação, as mudas de H. courbaril, H. stigonocarpa e A. cearensis apresentaram melhor qualidade e maiores condições de estabelecimento em campo quando produzidas em condições de sol pleno pelo fato de mostrarem habilidade para conciliar o crescimento e o investimento em atributos adaptativos sob condições de alta radiação conforme o índice de qualidade de Dickson, como também maiores valores de densidade estomática, espessura foliar, eficiência no uso da água, taxa assimilatória líquida, taxa de crescimento relativo, massa seca, área foliar e crescimento em diâmetro. O sombreamento intenso foi a condição que mais limitou o crescimento das mudas respondendo com o maior percentual de mortalidade para as três espécies. H. courbaril e H. stigonocarpa tiveram crescimento em altura e diâmetro favorecidos para os ambientes mais ensolarados, A. cearensis sofreu estiolamento, formando maior altura e menor diâmetro para o ambiente mais sombreado. Na tomada de decisão sobre o ambiente a utilizar cada espécie, devem ser considerados os parâmetros que refletem um crescimento em parte aérea e raiz consolidado com o incremento das variáveis fisiológicas. Ao analisar o efeito da utilização de doador de NO, na forma livre e encapsulada em nanocápsulas poliméricas de quitosana, na aclimatação destas mesmas espécies, verificamos que para H. stigonocarpa, os tratamentos com GSNO livre ou nanoencapsulado não diferiram entre si, diferindo apenas do tratamento testemunha ao analisar as variáveis fisiológicas e de crescimento. Hymenaea courbaril teve comportamento semelhante em relação às variáveis de crescimento, porém em análise das variáveis fisiológicas, somente os tratamentos NP-CS-GSNO 0,1 e 0,2 mM diferiram dos demais tratamentos. Amburana cearensis manteve comportamento semelhante aos jatobás, tendo praticamente diferença apenas no tratamento testemunha em relação aos demais. Para as variáveis fisiológicas a concentração 0,2 mM NP-CS-GSNO apresentou melhor desempenho para condutância estomática e para a fotossíntese, diferindo-se apenas da testemunha. Assim, o GSNO, doador de NO utilizado na forma livre e nanoencapsulada apresenta efeitos fisiológicos benéficos quando disponibilizado para espécies florestais nativas brasileiras, como H. stigonocarpa, H. courbaril e A. cearensis, desencadeando atividades de proteção e incremento no que tange a fotossíntese, condutância estomática e formação de biomassa. Dessa forma, sabendo do comportamento em viveiro com a suplementação de NO, analisamos o desenvolvimento inicial de H. courbaril e A. cearensis em campo, numa simulação de reflorestamento ambiental. Testamos a aplicação de GSNO-CS-NPs, com as nanopartículas de quitosana sem o ativo e GSNO livre, todos na concentração de 200 µM. Os melhores resultados foram observados para o tratamento com GSNO-CS-NPs, que resultou em melhor desempenho fisiológico das mudas, observado através de avaliações de fotossíntese, condutância estomática e atividade do fotossistema II. O tratamento com GSNO ocasionou menor mortalidade das mudas, apesar de os parâmetros de crescimento não terem sido afetados. Dessa forma, os resultados sugerem que a aplicação de GSNO-CS-NPs é uma estratégia promissora para proporcionar maior tolerância de mudas ao estresse pós-plantio. Por fim, testamos o efeito de dosagens do doador de NO ácido S-nitroso-mercaptosuccínico (MSNO) nas dosagens de 0; 0,1; 0,2 e 0,4 mM em plantas de Khaya grandifoliola sob estresse hídrico severo. Ao final, concluímos que a dosagem de 0,2 mM de MSNO foi capaz de promover maior tolerância às plantas de K. grandifoliola ao déficit hídrico severo, promovendo também a maior sobrevivência das plantas, desempenho fisiológico adequado, com maiores valores de transpiração, eficiência no uso da água, conteúdo relativo de água e condutância de água. De forma geral, os resultados desta tese indicam que o processo de aclimatação estimulou diferentes respostas entre as espécies estudadas, mostrando as limitações de cada espécie de se aclimatar às novas condições de luminosidade. Além disso, a suplementação de NO com seus respectivos doadores, seja na forma livre ou nanoencapsulada, favoreceu o desenvolvimento de características de tolerância ao processo de rustificação à alta irradiância, aos estresses pós-plantio e ao estresse hídrico severo.
Descrição
Palavras-chave
Nanotecnologia,, Amburana cearensis, Hymenaea courbaril, Hymenaea stigonocarpa, Khaya grandifoliola, Khaya grandifoliola - Estresse hídrico