Associação de Rhizobium sp. a duas leguminosas na tolerância à atrazina

Association of Rhizobium sp. with two legumes on atrazine tolerance

Resumos

A associação de bactérias a plantas tem sido estudada como uma possível tecnologia emergente, para fitorremediação de contaminantes, entre eles os herbicidas, que, por sua recalcitrância, ameaçam a qualidade do ambiente. O objetivo deste trabalho foi verificar a tolerância de mucuna-anã (Stizolobium deeringianum Bort) e mucuna-preta (Stizolobium aterrimum Piper & Tracy), inoculadas e não inoculadas com Rhizobium sp., ao herbicida atrazina. Os tratamentos foram: plantas com inoculante + 0,1 g/m², 0,2 g/m² atrazina e sem atrazina (T1, T2 e T3, respectivamente), sem inoculante + 0,1 g/m², 0,2 g/m² atrazina e sem atrazina (T4, T5 e T6, respectivamente). O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, com três repetições. Foram avaliados germinação, sobrevivência, número de nódulos, altura, biomassa verde, biomassa seca da parte aérea, após o crescimento das plantas por 50 dias em casa de vegetação. Nos tratamentos com inoculante, avaliou-se a porcentagem de germinação de plantas bioindicadoras (Bidens pilosa L.). Mucuna-preta e mucuna-anã demonstraram maior tolerância ao herbicida quando associadas ao Rhizobium. Os valores de sobrevivência de mucuna-preta, nas doses 0,1 e 0,2 g/m² de atrazina (T1 e T2), foram de 34 a 24% superiores aos observados nas mesmas doses, mas sem o inoculante (T4 e T5). Para mucuna-anã, T1 e T2 foram de 17 e 8% superiores a T4 e T5, respectivamente. As alturas médias de mucuna-anã em T1, T2 e T3 foram mais elevadas que em T4, T5 e T6, reforçando a importância do simbionte à resistência ao herbicida. Os resultados encontrados para as variáveis altura, biomassa verde e seca para mucuna-preta não apresentaram diferença estatística entre os tratamentos com e sem inoculante, mostrando uma resistência natural à atrazina e a possibilidade de atuar como planta remediadora. A germinação de B. pilosa indica uma possível degradação da atrazina no solo com ambas as espécies de mucunas inoculadas com Rhizobium sp.

Mucuna-preta; mucuna-anã; degradação; herbicida; bactéria endossimbionte

The association of bacteria with plants has been studied as a possible emerging technology for phytoremediation of contaminants, including herbicides, which pose as a threatening to environmental quality due to their recalcitrance. The aim of this study was to assess the tolerance of dwarf mucuna (Stizolobium deeringianum Bort) and black mucuna (Stizolobium aterrimum Piper & Tracy) inoculated and uninoculated with Rhizobium to the herbicide atrazine. The treatments were: plants with inoculant + 0.1 g/m², 0.2 g/m² atrazine, and without atrazine (T1, T2 and T3, respectively), plants without inoculant + 0.1 g/m², 0.2 g/m² atrazine and without atrazine (T4, T5 and T6, respectively). The experiment was arranged in a completely randomized design, with three replications. Plants were grown in a greenhouse for 50 days and the variables germination, survival, number of nodules, height, green/dry biomass of the aerial part were evaluated. In the treatments with inoculants, the germination percentage of bioindicator plants (Bidens pilosa L.) was also evaluated. Black mucuna and dwarf mucuna showed greater tolerance to the herbicide when associated with Rhizobium. The survival rates of black mucuna at the doses 0.1 and 0.2 g/m² atrazine (T1 and T2) were 34 and 24% higher than those observed at the same doses, but without the inoculant (T4 and T5). For dwarf mucuna, T1 and T2 were 17 and 8% higher than T4 and T5, respectively. The average heights of dwarf mucuna in T1, T2 and T3 were higher than in T4, T5 and T6, reinforcing the importance of the symbiont to the herbicide resistance. The results found for the variables height, green and dry biomass for black mucuna were not significantly different among the treatments with and without inoculant, showing a natural resistance to atrazine and the possibility of acting as a remediation plant. The germination of B. pilosa indicates a possible degradation of atrazine in the soil by both mucuna species inoculated with Rhizobium sp.

Black mucuna; dwarf mucuna; degradation; herbicide; endosymbiont bacteria

FITOSSANIDADE

Associação de Rhizobium sp. a duas leguminosas na tolerância à atrazina

Association of Rhizobium sp. with two legumes on atrazine tolerance

Danielle Camargo^I; Kelly Lopes Bispo^II; Luciane Sene^III

^IBióloga. Mestranda do Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu em Engenharia Agrícola, Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas, Universidade Estadual do Oeste do Paraná (PGEAGRI/CCET/UNIOESTE), Rua Universitária, 2069, 85819-110, Cascavel, Paraná, Brasil. [e-mail]

^IIBióloga. Especialista em Biotecnologia pelo Centro de Ciência Médicas e Farmacêuticas, Universidade Estadual do Oeste do Paraná (CCMF/UNIOESTE), Rua Universitária, 2069, 85819-110, Cascavel, Paraná, Brasil. [e-mail]

^IIIFamacêutica-Bioquímica, Doutora. Centro de Ciências Exatas e Tecnológicas, Universidade Estadual do Oeste do Paraná, Rua Universitária, 2069, 85819-110, Cascavel, Paraná, Brasil. [e-mail]

RESUMO

A associação de bactérias a plantas tem sido estudada como uma possível tecnologia emergente, para fitorremediação de contaminantes, entre eles os herbicidas, que, por sua recalcitrância, ameaçam a qualidade do ambiente. O objetivo deste trabalho foi verificar a tolerância de mucuna-anã (Stizolobium deeringianum Bort) e mucuna-preta (Stizolobium aterrimum Piper & Tracy), inoculadas e não inoculadas com Rhizobium sp., ao herbicida atrazina. Os tratamentos foram: plantas com inoculante + 0,1 g/m², 0,2 g/m² atrazina e sem atrazina (T1, T2 e T3, respectivamente), sem inoculante + 0,1 g/m², 0,2 g/m² atrazina e sem atrazina (T4, T5 e T6, respectivamente). O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, com três repetições. Foram avaliados germinação, sobrevivência, número de nódulos, altura, biomassa verde, biomassa seca da parte aérea, após o crescimento das plantas por 50 dias em casa de vegetação. Nos tratamentos com inoculante, avaliou-se a porcentagem de germinação de plantas bioindicadoras (Bidens pilosa L.). Mucuna-preta e mucuna-anã demonstraram maior tolerância ao herbicida quando associadas ao Rhizobium. Os valores de sobrevivência de mucuna-preta, nas doses 0,1 e 0,2 g/m² de atrazina (T1 e T2), foram de 34 a 24% superiores aos observados nas mesmas doses, mas sem o inoculante (T4 e T5). Para mucuna-anã, T1 e T2 foram de 17 e 8% superiores a T4 e T5, respectivamente. As alturas médias de mucuna-anã em T1, T2 e T3 foram mais elevadas que em T4, T5 e T6, reforçando a importância do simbionte à resistência ao herbicida. Os resultados encontrados para as variáveis altura, biomassa verde e seca para mucuna-preta não apresentaram diferença estatística entre os tratamentos com e sem inoculante, mostrando uma resistência natural à atrazina e a possibilidade de atuar como planta remediadora. A germinação de B. pilosa indica uma possível degradação da atrazina no solo com ambas as espécies de mucunas inoculadas com Rhizobium sp.

Palavras-chave: Mucuna-preta, mucuna-anã, degradação, herbicida, bactéria endossimbionte.

ABSTRACT

The association of bacteria with plants has been studied as a possible emerging technology for phytoremediation of contaminants, including herbicides, which pose as a threatening to environmental quality due to their recalcitrance. The aim of this study was to assess the tolerance of dwarf mucuna (Stizolobium deeringianum Bort) and black mucuna (Stizolobium aterrimum Piper & Tracy) inoculated and uninoculated with Rhizobium to the herbicide atrazine. The treatments were: plants with inoculant + 0.1 g/m², 0.2 g/m² atrazine, and without atrazine (T1, T2 and T3, respectively), plants without inoculant + 0.1 g/m², 0.2 g/m² atrazine and without atrazine (T4, T5 and T6, respectively). The experiment was arranged in a completely randomized design, with three replications. Plants were grown in a greenhouse for 50 days and the variables germination, survival, number of nodules, height, green/dry biomass of the aerial part were evaluated. In the treatments with inoculants, the germination percentage of bioindicator plants (Bidens pilosa L.) was also evaluated. Black mucuna and dwarf mucuna showed greater tolerance to the herbicide when associated with Rhizobium. The survival rates of black mucuna at the doses 0.1 and 0.2 g/m² atrazine (T1 and T2) were 34 and 24% higher than those observed at the same doses, but without the inoculant (T4 and T5). For dwarf mucuna, T1 and T2 were 17 and 8% higher than T4 and T5, respectively. The average heights of dwarf mucuna in T1, T2 and T3 were higher than in T4, T5 and T6, reinforcing the importance of the symbiont to the herbicide resistance. The results found for the variables height, green and dry biomass for black mucuna were not significantly different among the treatments with and without inoculant, showing a natural resistance to atrazine and the possibility of acting as a remediation plant. The germination of B. pilosa indicates a possible degradation of atrazine in the soil by both mucuna species inoculated with Rhizobium sp.

Key words: Black mucuna, dwarf mucuna, degradation, herbicide, endosymbiont bacteria.

INTRODUÇÃO

A atrazina (2-cloro-4-etilamino-6-isoproprilamino-s -triazina) é um herbicida seletivo, pertencente à família das s-triazinas, cuja estrutura química contém um anel aromático hexamérico e simétrico, constituído por três átomos de carbono e três de nitrogênio em posições alternadas. Age sobre as espécies susceptíveis por meio da ligação à proteína quinona no fotossistema II, inibindo o transporte de elétrons na fotossíntese.

A atrazina tem sido utilizada no controle de plantas daninhas nas culturas de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.), milho (Zea mays L.), sorgo (Sorghum bicolor (L.) Moench), abacate (Persea americana Mill.), abacaxi (Ananas comosus (L.) Merr.), banana (Musa spp.), cacau (Theobroma cacao L.), café (Coffea arabica L.), citros (Citrus sp.), manga (Mangifera indica L.), pêssego (Prunus persica (L.) Batsch), maçã (Malus communis Desf.), coníferas (Pinaceae), seringueira (Hevea brasiliensis (Willd. ex A. Juss.) Müll. Arg.), pimenta-do -reino (Piper nigrum L.) e de roseira (Rosa spp.). Este herbicida permanece na camada superficial do solo e atua no combate às espécies caruru (Amaranthus viridis L.), picão-preto (Bidens pilosa L.), capim-marmelada (Cenchrus echinatus L.), capim-carrapicho (Digitaria sp.), trapoeraba (Commelina erecta L.), capim-colchão (Echinochloa sp.), beldroega (Portulaca oleracea L.), entre outras, durante um período de até cinco meses (Hertwig, 1977; Gelmini, 1991; Khouri, 2007; Colla et al., 2008). Os impactos da sua presença na água e seus efeitos ecotoxicológicos já são bastante conhecidos (Hayes et al., 2002; Christin et al., 2004; Weiner et al., 2004; Ma et al., 2006; Murphy et al., 2006).

Os micro-organismos são os principais responsáveis pela sua dissipação no solo, onde alguns podem, enzimaticamente, levar à completa mineralização do herbicida, por meio de reações de N-desalquilação ou Ndesaminação das cadeias laterais, produzindo subprodutos como o desetilatrazina (DEA) e desisopropilatrazina (DIA) (Struthers et al., 1998). Entre as bactérias, há relatos sobre a degradação de atrazina por linhagens individuais, tais como Pseudomonas sp. (Mandelbaum et al., 1995; Katz et al., 2001), Rhodococcus rhodochrous Zopf (Jones et al., 1998), Acinetobacter spp. (Singh et al., 2004), Aerobacterium sp., Microbacterium sp., Bacillus sp., Micrococcus sp., Deinococcus sp. e Delftia acidovorans den Dooren de Jong (Vargha et al., 2005), bem como por consórcio de espécies, tais como Agrobacterium tumefaciens Smith & Townsend, Caulobacter crescentus Poindexter, Pseudomonas putida Trevisan, Nocardia sp., Rhizobium sp. e Variovorax paradoxus Davis (Smith et al., 2005).

A degradação cooperativa desse herbicida deve-se ao fato de os genes envolvidos no seu metabolismo estarem distribuídos entre as diferentes espécies nestas comunidades (Smith & Crowley, 2006). Rhizobium sp. foi identificada como capaz de promover a hidroxilação da atrazina por meio de uma enzima constitutiva, com um fragmento de 24 aminoácidos, com 92% de identidade com a sequência da cloro-hidrolase (AtzA), produzida por Pseudomonas sp. ADP (Bouquard et al., 1997). Os genes atzB e atzC, responsáveis pelas reações de desalquilação, também foram identificados numa linhagem de Rhizobium sp. (Smith et al., 2005; Smith & Crowley, 2006).

Embora a fitorremediação apresente resultados promissores em áreas contaminadas com metais pesados, hidrocarbonetos de petróleo, pesticidas, explosivos, solventes clorados e resíduos industriais tóxicos (Cunningham & Ow, 1996), o emprego desta técnica em solos contaminados com herbicidas apresenta várias limitações. No entanto, a fitorremediação de atrazina, seja pela ação direta das plantas, seja pela degradação na região rizosférica, foi comprovada com várias espécies vegetais resistentes (Burken & Schnoor, 1996; Garcinunoa et al., 2003; Sulmon et al., 2007).

Pesquisas recentes demonstram que a utilização de bactérias endofíticas pode acentuar o processo de fitorremediação de substratos contaminados com herbicidas, pois reduzem os níveis de resíduos tóxicos dos herbicidas nas plantas cultivadas e aumentam a tolerância a compostos normalmente fitotóxicos (Germaine et al., 2006; Doty, 2008). Ryan et al. (2008) confirmaram que essas bactérias têm potencial para retirar contaminantes do solo, aumentando a fitorremediação, além de contribuir para a fertilidade do solo por meio da solubilização de fosfato e fixação de nitrogênio.

A associação de bactérias endofíticas a plantas mostrou-se eficaz na fitorremediação de outros compostos orgânicos, além dos herbicidas. Burkholderia cepacia Palleroni & Holmes, uma endofítica natural do lupino amarelo, após ser geneticamente modificada com o plasmídeo pTOM, promoveu uma melhoria na degradação de tolueno (Barac et al., 2004). Moore et al. (2006) demonstraram que várias estirpes endofíticas, isoladas de dois cultivares de choupo, usados na remediação in situ de BTEX, apresentaram potencial para incrementar a fitorremediação, por sua capacidade de degradar compostos BTEX ou de crescer na presença do TCE. Dashti et al. (2009) comprovaram que as leguminosas Vicia faba L. e Lupinus albus L., que apresentavam nódulos radiculares colonizados com bactérias, apresentaram maior potencial de fitorremediação de solos pobres contaminados com óleo.

Num estudo utilizando sementes de Trifolium repens L. inoculadas com Rhizobium leguminosarum Frank, foi verificada a possibilidade de rizorremediação, com base nos bons resultados desta associação para biodegradação de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (PAHs), uma vez que o crescimento radicular e o da parte aérea foram maiores nos tratamentos que receberam o inóculo, confirmando, assim, seu impacto positivo sobre o vigor das plantas (Johnson et al. 2005).

Diante do exposto, objetivou-se avaliar o efeito da associação da bactéria endossimbionte Rhizobium sp. às culturas de Stizolobium deeringianum (mucuna-anã) e S. aterrimum (mucuna-preta) na tolerância à atrazina.

MATERIAL E MÉTODOS

O experimento constituiu-se da utilização das espécies mucuna-anã e mucuna-preta, submetidas aos seguintes tratamentos: T1: com inoculante + 0,1g/m² atrazina; T2: com inoculante + 0,2g/m² atrazina; T3: com inoculante e sem atrazina; T4: sem inoculante + 0,1g/m² atrazina; T5: sem inoculante + 0,2 g/m² atrazina; T6: sem inoculante e sem atrazina.

As sementes passaram por desinfecção, lavagem, secagem e inoculação com a bactéria Rhizobium sp., específica para cada espécie vegetal, conforme o método descrito pelo fabricante (Embrapa Agrobiologia), nos tratamentos previstos. O plantio das espécies foi realizado em vasos de polietileno com capacidade de 2,5 L, preenchidos com solo classificado como latossolo Vermelho, coletado em área florestal, sem atividade antrópica, no município de Cascavel, Paraná, cujas características físico-químicas estão descritas na Tabela 1.

A contaminação do solo com o herbicida procedeu-se de forma direta e manual e, após 24 horas, efetuou-se o plantio das espécies. Os vasos foram levados à casa de vegetação, com temperatura de 25 ± 5 ºC, irrigação automática e umidade controlada, onde permaneceram por 50 dias, com acompanhamento constante para avaliação do desenvolvimento das plantas.

Após este período, as plantas foram colhidas para avaliação da porcentagem de germinação e sobrevivência, altura, biomassa verde e seca da parte aérea e número de nódulos. Posteriormente à retirada das plantas, nos vasos cujos tratamentos receberam o inoculante (T1, T2 e T3), semeou-se picão-preto (Bidens pilosa), como planta bioindicadora. Os vasos foram mantidos em casa de vegetação e após uma semana realizou-se a contagem das sementes germinadas.

O delineamento adotado em ambos os ensaios foi inteiramente casualizado, com três repetições e cinco sementes por vaso. Os dados foram submetidos à análise de variância pelo teste F e as médias comparadas pelo teste de Tukey, a 5% de probabilidade, com utilização do programa estatístico SISVAR.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

A emergência das plântulas no solo, para ambas as espécies de leguminosas, não diferiu estatisticamente dos tratamentos sem herbicida (Tabelas 2 e 3). Isso indica que as sementes não sofreram a interferência do produto durante seu desenvolvimento inicial, mesmo nas doses mais elevadas. A utilização do Rhizobium também não alterou a germinação das sementes, em comparação com aquelas que não receberam o inoculante. Isso provavelmente se explica pelo fato de que, durante o estágio inicial da germinação, a planta utiliza as reservas cotiledonares disponíveis na semente, não realizando a fotossíntese (Belo, 2006). Visto que a atrazina é um herbicida que pertence ao grupo de inibidores do fotossistema II, atua posteriormente, no decorrer do desenvolvimento dos vegetais, ou seja, age na membrana do cloroplasto durante a fase luminosa da fotossíntese, não interferindo na germinação, ou enquanto a planta não estiver realizando fotossíntese.

Posteriormente, no decorrer do crescimento das plantas, constatou-se que ambas as espécies apresentavam sintomas de intoxicação severos, conforme a concentração do herbicida aplicado, afetando, inclusive, a sobrevivência. Comparando-se as plantas de mucuna-preta nos tratamentos T1 e T2, percebeu-se que a porcentagem de sobrevivência permaneceu em 71 e 57%, respectivamente; já nos tratamentos T4 e T5, que não receberam o inoculante, a taxa de sobrevivência foi de 37 e 33%, respectivamente. Ressalta-se que a tolerância da mucunapreta ao herbicida foi ainda maior quando estabelecida relação simbiótica com Rhizobium, visto que a porcentagem de plantas que conseguiram sobreviver foi superior aos tratamentos sem o inoculante (Tabela 2).

Segundo Rodrigues & Almeida (1995), quando a atrazina é utilizada em pré-emergência, as plantas sensíveis emergem naturalmente, sem sintomas de toxicidade, porém, quando iniciam o processo de fotossíntese, tornam-se cloróticas, com necrose, culminando com sua morte, sintomas também observados neste experimento.

Quando analisados os resultados da mucuna-anã, nas mesmas condições, observou-se que a sobrevivência das plantas inoculadas na dose menor (T1) e na maior (T2) da atrazina foi de 33 e 8%; no entanto, com as não inoculadas (T4 e T5), os valores foram 16% e nenhuma planta sobrevivente, respectivamente. Isso indica uma considerável contribuição da inoculação para a sobrevivência dos vegetais, na presença do herbicida (Tabela 3). As plantas de mucuna-anã mostraram-se mais sensíveis à ação do herbicida, com redução da sobrevivência, em relação à mucuna-preta, com a qual foi registrado o maior número de plantas sobreviventes.

Procópio et al. (2005) consideraram a mucuna-preta eficiente na remediação do herbicida Trifloxysulfuronsodium, com base no cultivo da espécie com quatro densidades populacionais (0, 10, 25 ou 40 plantas/m²) e duas doses do Trifloxysulfuron-sodium (0 e 15 g/ha) como prétratamentos. O plantio posterior de feijão, como bioindicador, mostrou que o rendimento de grãos nos tratamentos com cultivo prévio de mucuna-preta + Trifloxysulfuronsodium foi semelhante ao obtido na área não tratada com o herbicida.

Neste trabalho, as variáveis altura das plantas e biomassa verde e seca não apresentaram diferença estatística significativa para a espécie mucuna-preta não inoculada, o que mostra certa resistência natural e levanta a possibilidade de atuar como planta remediadora em solos contaminados com baixas doses de atrazina (Tabela 2). Resultados semelhantes foram encontrados em trabalhos com mucuna-preta e o Tebuthiuron, tendo sido verificada fitotoxicidade menos acentuada e menor redução na altura das plantas, da biomassa seca da parte aérea, de raízes e do total da planta, em comparação com outras culturas (Pires et al., 2003).

Ao analisar o efeito da associação entre Rhizobium e mucuna-preta sobre os valores médios das mesmas variáveis, não foi verificado efeito significativo em relação aos tratamentos não inoculados. Rodrigues et al. (1994), ao realizarem um experimento com mucuna-preta e feijão de porco para uma comparação entre inoculação, calagem e adubação, também não observaram diferença para a produção de biomassa seca, nas parcelas que receberam inoculação com bactérias do gênero Rhizobium.

Os resultados encontrados para altura da mucuna-anã evidenciam a colaboração da bactéria para o crescimento da planta, provavelmente pelo seu papel na fixação do nitrogênio, visto que este é elemento constituinte de macromoléculas essenciais ao crescimento do vegetal. Isto pode ser averiguado, nos tratamentos dessa cultura, nos solos sem herbicida, por meio do aumento da altura das plantas de 56,7% em T3, em que havia a associação com Rhizobium sp., em relação a T6 (Tabela 3).

Ainda para esta mesma variável, observou-se que o tratamento T1 da mucuna-anã apresentou diferença estatística em relação aos demais tratamentos. Neste tratamento, comparado com aqueles isentos de atrazina, verificou-se que a altura das plantas foi de 59 e 35% inferior à verificada em T3 e T6, respectivamente. Já, quando comparados os tratamentos com a mesma dose de atrazina (0,1 g/m²), verificou-se que a altura média foi 25,3 cm mais elevada no tratamento com inoculante (T1), em relação à do sem inoculante (T4). Corrobora-se que a inoculação pode ter auxiliado no crescimento da leguminosa em doses baixas de atrazina (Tabela 3).

Confrontadas as médias da altura das plantas de mucuna-anã, cultivadas na concentração mais alta do herbicida e na ausência do Rhizobium (T5), verificou-se que todas as plantas foram susceptíveis e morreram, enquanto, com o inoculante (T2), os valores médios foram de 4,03 cm, confirmando novamente a possibilidade da associação para uma maior resistência e possível degradação do herbicida. Segundo Johnson et al. (2004), a inoculação simbiótica de rizóbios pode desempenhar um papel importante na rizorremediação, pelo aumento da parte aérea da planta e do crescimento radicular.

A biomassa da parte aérea verde da mucuna-anã em T1 não diferiu daquelas crescidas em solo sem herbicida. As plantas conseguiram alta produção de biomassa verde mesmo no solo contaminado, porém, com menor dose do herbicida. Ainda para biomassa verde, o tratamento com inoculante, na maior dose de atrazina (T2), apresentou peso médio estatisticamente igual ao dos tratamentos com o herbicida e sem inoculante (T4 e T5). Já as médias da biomassa seca desta mesma cultura foram estatisticamente iguais nos tratamentos sem o herbicida (T3 e T6), sendo superiores e estatisticamente diferentes das dos tratamentos com e sem inoculante, independentemente da concentração de atrazina (T1, T2, T4 e T5) (Tabela 3).

Os resultados encontrados por Pires et al. (2003), com a espécie de S. aterrimum, assemelham-se aos deste trabalho, uma vez que, ao utilizar o herbicida Tebuthiuron até a dose 1,0 kg/ha, foram observados menores sintomas de toxicidade e redução da altura e da biomassa, em relação aos da testemunha, com potencial para uso da espécie na fitorremediação de solos contaminados com aquele herbicida.

Ao analisar a simbiose para ambas as espécies (Tabelas 2 e 3), verificou-se que, nos três tratamentos, cujas sementes haviam recebido o inoculante, a quantidade de nódulos foi maior que nas plantas sem inoculante. Isso indica que as bactérias estavam viáveis e foram capazes de realizar a adesão e formar os nódulos. Segundo Siqueira et al. (1994), esta associação é benéfica pela relação de fornecimento de fotossintatos à bactéria e recebimento, em troca, de produtos nitrogenados como aminoácidos e ureídos. Geralmente, os nódulos são visíveis de cinco a dez dias após a semeadura, enquanto a atividade da nitrogenase só é detectada após seu aparecimento. Em algumas espécies, os sinais de beneficiamento da simbiose demonstram-se evidentes depois de 10 a 15 dias da germinação. Além disso, em todas as leguminosas, a fixação do nitrogênio não começa até que a planta possa dispor de parte dos produtos da fotossíntese para esta atividade, ou até que haja um excesso de carbono em relação ao nitrogênio da planta.

A maior quantidade de nódulos encontrados em mucuna-preta (Tabela 2) verificou-se em T1, no qual havia a menor concentração da atrazina, inclusive sendo este valor superior ao do tratamento com solo sem atrazina (T3), demonstrando sua resistência ao herbicida e a possibilidade de o Rhizobium ter contribuído para o crescimento da planta e para a degradação da molécula da atrazina, minimizando seu efeito nocivo ao vegetal. Nos vasos que continham a maior dose de atrazina (T2), o número de nódulos foi significativamente menor em comparação com o dos tratamentos T1 e T3. A bactéria associada à mucuna-anã demonstrou ser sensível à atrazina, fato evidenciado pela progressiva redução dos nódulos com o aumento da concentração do herbicida em relação ao tratamento sem atrazina (Tabela 3).

Produtos como herbicidas, aplicados antes do plantio, podem matar o rizóbio, diminuir a nodulação e a fixação biológica do nitrogênio, ou ter efeito indireto através da planta ou demais organismos do solo (Siqueira et al., 1994). Segundo Santos et al. (2006), a aplicação de herbicidas sobre culturas que realizam simbiose com bactérias fixadoras de nitrogênio pode prejudicar a eficiência na assimilação deste nutriente, sendo que a maior interferência desses compostos ocorre quando eles agem sobre a biossíntese de aminoácidos, ou sobre as rotas metabólicas comuns entre micro-organismos e plantas.

Jacques et al. (2010) ao realizarem experimento para avaliar a sensibilidade de três estirpes de Bradyrhizobium à aplicação do glifosato sobre a soja resistente a este herbicida, verificaram que as estirpes apresentaram sensibilidade diferenciada somente nas concentrações mais baixas do glifosato, com prejuízo à simbiose. Além disso, consideraram que essa sensibilidade foi dependente da concentração do herbicida, pois nas doses mais elevadas todas as estirpes tiveram o crescimento severamente reduzido.

No presente trabalho, ao confrontar a quantidade de plantas germinadas de picão-preto para ambas as espécies em todos os tratamentos (Tabela 4), observou-se que não houve diferença para o solo sem atrazina (T3), em relação aos daqueles que continham o herbicida (T1 e T2). Estes valores, juntamente com os demais resultados, podem representar um indicativo de descontaminação por utilização de Rhizobium em associação com as leguminosas. É importante salientar que outros estudos devem ser realizados a fim de verificar a mineralização do herbicida no solo.

CONCLUSÕES

A bactéria endossimbionte Rhizobium sp. proporciona maior tolerância às plantas de Stizolobium deeringianum (mucuna-anã) e S. aterrimum (mucuna-preta), não somente por sua capacidade de fixar nitrogênio, mas, provavelmente, pelo potencial de degradar a molécula da atrazina.

É possível considerar que mucuna-preta, por sua maior resistência à atrazina, possa ser utilizada num processo biológico de descontaminação do solo, em áreas afetadas com doses baixas do herbicida, oferecendo perspectivas para uma metodologia alternativa de fitorremediação, ou seja, a rizorremediação.

Recebido para publicação em 26/08/2010 e aprovado em 24/05/2011

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  16 Set 2011
• Data do Fascículo
  Ago 2011

Histórico

• Recebido
  26 Ago 2010
• Aceito
  24 Maio 2011