Efeito de extratos de cascas de café e de arroz na emergência e no crescimento do caruru-de-mancha

Effect of extracts of coffee and rice husks upon emergence and growth of the slender amaranth

Efeito de extratos de cascas de café e de arroz na emergência e no crescimento do caruru-de-mancha(¹)

Julio Cesar Freitas Santos(²), Itamar Ferreira de Souza(³), Antônio Nazareno Guimarães Mendes(³), Augusto Ramalho de Morais(⁴), Heráclito Eugenio Oliveira da Conceição(⁵) e José Tadeu Souza Marinho(⁶)

Resumo ¾ Este trabalho objetivou determinar influências dos extratos aquosos de cascas de café e de arroz na emergência e no crescimento inicial do caruru-de-mancha (Amaranthus viridis L.). O delineamento experimental foi em blocos casualizados, com quatro repetições, em esquema fatorial (2x2x5), sendo dois tipos de casca, em dois solos (lavoura de café e terra de barranco) e cinco concentrações dos extratos (0, 5, 10, 15 e 20%). Extratos aquosos de cascas de café e de arroz, nas concentrações entre 10 e 20%, proporcionaram, respectivamente, maior estímulo e inibição na emergência. O extrato de casca de café proporcionou maior crescimento inicial e massa da matéria seca do caruru-de-mancha, enquanto a velocidade e a porcentagem de emergência foram mais inibidas por extrato de casca de arroz.

Termos para indexação: Coffea arabica, Oryza sativa, Amaranthus viridis, alelopatia, resíduos.

Effect of extracts of coffee and rice husks upon emergence and growth of the slender amaranth

Abstract ¾ This work aimed to determine the effects of aqueous extracts of coffee and rice husks on emergence and initial growth of slender amaranth (Amaranthus viridis L.). The experimental design was a randomized block with four replications in a (2x2x5) factorial scheme, being two types of husks, in two soils (coffee crop and steep bank), and five extracts concentrations (0, 5, 10, 15 and 20%). Coffee and rice husks aqueous extracts between 10 and 20% concentrations provided respectively greater seed emergence stimulation and inhibition. Coffee husk extract caused greater initial growth and dry matter weight of slender amaranth, while emergence velocity and percentage were more inhibited by rice husk extract.

Index terms: Coffea arabica, Oryza sativa, Amaranthus viridis, allelopathy, residues.

Introdução

Tradicionalmente, para determinação do potencial alelopático de uma planta, tem-se recorrido inicialmente à técnica dos extratos aquosos e orgânicos. Realizada em laboratório e casa de vegetação, esta técnica é considerada a mais simples e usual, fundamentada na capacidade de melhor isolar o efeito alelopático de outras interferências (Gomide, 1993).

Exemplo comum de determinação do potencial alelopático de uma planta sobre outra é o estudo dos efeitos dos extratos de resíduos de plantas infestantes sobre sementes ou plântulas de espécies cultivadas, geralmente de ciclo anual, devido à interferência das plantas infestantes na produção e rentabilidade dessas culturas. A alelopatia pode ocorrer entre espécies cultivadas, de espécies cultivadas sobre plantas infestantes e vice-versa, e entre as próprias plantas infestantes (Rice, 1984).

A técnica da extração dos aleloquímicos consiste em mergulhar o material fresco ou seco em um solvente por um determinado período de tempo e, após filtração, obtém-se o extrato. Esses extratos podem ser feitos com toda planta ou órgãos, inteiros ou triturados. O solvente mais utilizado nas extrações é a água destilada (Fischer & Kummer, 1993) seguido por solventes orgânicos de vários graus de polaridade.

O emprego de extrato aquoso em testes alelopáticos tem como objetivo procurar simular o que acontece na natureza. Muitas substâncias químicas ou aleloquímicos, que se encontram em plantas vivas ou resíduos, geralmente são lixiviadas em quantidades significativas pela chuva e orvalho para o solo (Medeiros, 1989).

Na lavoura cafeeira, por exemplo, é freqüente o uso de resíduos vegetais como restos de cultivos intercalares, massa vegetal da própria flora infestante e coberturas mortas de cascas de café e de arroz (Souza et al., 1985), tendo os dois últimos comprovados efeitos alelopáticos sobre algumas espécies infestantes (Medeiros, 1989; Almeida, 1991a; Araújo et al., 1993; Kito et al., 1995).

O caruru-de-mancha (Amaranthus viridis L.) é uma planta infestante que se encontra presente na maioria das lavouras cafeeiras do Brasil (Souza et al., 1985; Matiello, 1991), possui a capacidade de mobilizar grandes quantidades de nutrientes (Gallo et al., 1963) e ainda apresenta efeito alelopático inibitório sobre cultura (Marques, 1992).

O objetivo deste trabalho foi determinar a influência dos extratos aquosos de cascas de café e de arroz sobre a emergência e o crescimento inicial do caruru-de-mancha.

Material e Métodos

O experimento foi realizado no período de abril a junho de 1998, em casa de vegetação do Departamento de Agricultura da Universidade Federal de Lavras (Ufla), Lavras, MG.

O delineamento experimental adotado foi em blocos casualizados com quatro repetições. Vinte tratamentos foram dispostos num esquema fatorial (2x2x5), com os fatores principais correspondendo a dois tipos de casca (café e arroz), dois solos (lavoura de café e terra de barranco) e cinco concentrações (0, 5, 10, 15 e 20%) dos extratos aquosos. Cada parcela foi representada por um vaso de plástico com capacidade de um litro.

Na preparação dos extratos aquosos, os resíduos de casca de café e casca de arroz foram imersos em água destilada durante seis horas na proporção de 400 g/2.000 mL, resultando na solução inicial ou solução estoque a 20% de concentração. Após a filtragem desta solução estoque, foram extraídas alíquotas que, juntamente com as respectivas proporções de água destilada, possibilitaram a obtenção das demais soluções de menores concentrações: 5, 10 e 15%. A solução a 0%, constituída apenas de água destilada, foi a testemunha.

Foi medido o pH dos extratos de cascas de café e de arroz nas concentrações de 5, 10, 15 e 20%, cujas médias gerais foram 5,48±0,34 e 6,41±0,17 respectivamente, com a testemunha apresentando pH 7,23.

Dois tipos de solos foram utilizados como substratos, sendo um coletado da camada arável (0-20 cm) de uma lavoura de café em produção e o outro de um perfil de barranco de terra num local afastado da citada lavoura. As análises química e granulométrica de uma amostra composta de cada um destes solos foram realizadas no Departamento de Ciência do Solo da Ufla, Lavras, MG (Tabela 1). Estes substratos foram peneirados e acondicionados nos vasos, num total de 40 para cada tipo de solo.

Foram semeadas vinte sementes de caruru-de-mancha por vaso, e em seguida, aplicados 50 mL de cada solução (concentração do extrato) na superfície de cada vaso.

A irrigação foi realizada em intervalos de dois dias, aplicando-se, em média, 150 mL de água destilada na bandeja suporte de cada vaso. Constituiu-se, assim, uma irrigação por capilaridade, objetivando evitar a percolação total do extrato. As plantas infestantes foram arrancadas manualmente.

Durante o experimento foram realizadas leituras diárias de temperatura e umidade relativa do ar, por nove semanas, cujas médias gerais foram 17,29ºC±2,43ºC e 67,00%±3,64%, respectivamente.

No 37^o dia após a semeadura, foi efetuado o desbaste das plantas, com o corte rente ao solo, deixando apenas cinco plantas por vaso.

O índice de velocidade de emergência (IVE) foi obtido por meio de contagem diária do número de plantas de caruru, emergidas até o 43^o dia da semeadura, e de cálculo segundo o critério de Maguire (1962).

Quando ocorreu a estabilização da emergência do caruru (43^o dia após a semeadura), a porcentagem de emergência foi calculada pela relação do número de plântulas obtidas com o número de sementes semeadas por vaso.

A altura da planta foi medida com régua nas cinco plantas de cada vaso, a partir do 37^o dia após a semeadura, em intervalos de sete dias, totalizando cinco avaliações até a data de encerramento do experimento, no 65^o dia após a semeadura.

Nos mesmos períodos de avaliações da altura foi procedida a contagem do número de folhas, de cada planta. A partir dos dados do número de folhas, foi calculada a taxa de emissão foliar, que correspondeu à diferença em número de folhas entre duas datas de avaliações consecutivas, dividida pelo período, em dias, entre tais avaliações.

Através de observações visuais, foram descritos os sintomas de danos ocorridos nas plantas de caruru e calculada a porcentagem de plantas afetadas em relação à testemunha.

Após 28 dias do desbaste (65 dias após a semeadura), foi efetuado o corte rente ao solo da parte aérea das plantas, separando-se as folhas dos caules, ramos, pecíolos e inflorescências. Em seguida, os vasos foram imersos em água para lavagem do substrato e retirada do sistema radicular. Após, o material foi acondicionado separadamente, em sacos de papel Kraft, e colocado para secar por sete dias, em estufa elétrica com circulação forçada de ar a 40ºC. A massa da matéria seca foi obtida pela pesagem separada da parte aérea e do sistema radicular em balança eletrônica digital, sendo o resultado expresso em g/100 plantas.

A área foliar foi calculada, no final do experimento, pela aplicação do método do disco foliar, adaptado por Benincasa (1988). Foi utilizado o alicate de extração de disco foliar com diâmetro padrão de 1 cm, para coleta de quatro amostras, contendo cada uma cinco discos foliares com áreas e massas da matéria seca conhecidas, possibilitando, conforme a obtenção das respectivas massas da matéria seca da folha, a execução do cálculo de sua área foliar.

A análise de variância foi realizada conforme adaptação de Pimentel-Gomes (1990). Os dados referentes à porcentagem de plantas germinadas foram transformados para arc sen (x/100)^0,5, e os referentes à contagem de folhas, convertidos para (x+1)^0,5. Quando houve efeito significativo das concentrações e de suas interações, estas foram estudadas pela análise de regressão.

Resultados e Discussão

O índice de velocidade e a porcentagem de emergência do caruru-de-mancha não foram influenciados pelo tipo de solo utilizado.

Os teores de argila nos solos de lavoura de café e terra de barranco foram praticamente iguais, 60% e 66%, respectivamente (Tabela 1). Isto pode ter contribuído para a falta de significância nas interações alelopáticas, pois em relação à casca de café, a cafeína é o alcalóide que deve estar presente em seu extrato, podendo ser fortemente retido pelas argilas (Lailach et al., 1968 citados por Mazzafera et al., 1996), em proporções semelhantes, o que acarretou resultados sem muita diferença. Os valores de pH foram semelhantes e o teor de matéria orgânica do solo de barranco foi 10% maior do que o do solo de lavoura de café.

O valor da saturação de base do solo de lavoura de café foi 30% mais elevado do que o do solo de barranco.

A casca de arroz possui maior predominância de substâncias fenólicas, cujos compostos, citados em Almeida (1988), apresentam grande solubilidade em água, menor capacidade de degradação e maior poder de acumulação no solo. O fato de o solo, em relação à casca de arroz, também não ter influenciado nas interações, pode ser atribuído aos teores quase semelhantes de argila e de matéria orgânica nos dois solos.

Os efeitos dos extratos aquosos das cascas apresentaram comportamentos diferenciados sobre o índice de velocidade de emergência do caruru, tendo a casca de café proporcionado um aumento linear e a casca de arroz um comportamento quadrático (Figura 1).

A velocidade de emergência das plantas aumentou à medida que a concentração do extrato de casca de café aumentou, ou seja, houve um acréscimo médio de 0,03508 no IVE para cada unidade de aumento na concentração do extrato. O extrato da casca de arroz promoveu estímulo deste índice até a concentração de 10%, e a partir daí, ocorreu inibição.

A relação entre a porcentagem de emergência do caruru e os extratos das cascas de arroz foi linear e inversa, isto é, houve um decréscimo de 0,40% na emergência do caruru para cada incremento de 1% na concentração do extrato (Figura 1). A casca de café resultou em comportamento quadrático, com uma emergência mínima de 40,7%, ocorrendo na concentração de 7,7% do extrato e aumentando com maiores concentrações, tendo um efeito estimulador.

No entanto, Almeida (1991b) observou que a aplicação de extrato aquoso da casca de café causou inibição da germinação de várias espécies de plantas silvestres, inclusive o caruru-gigante (Amaranthus retroflexus L.). Fetene & Habtemariam (1995) constataram que extratos de folhas e frutos de café inibiram a germinação da alface, e atribuíram esse efeito à presença da cafeína, alcalóide, que ocorre em maior quantidade no fruto do café (Mazzafera et al., 1991).

Resultados divergentes de efeitos entre os extratos de casca de café e casca de arroz sobre o caruru podem ser resultantes da concentração de seus aleloquímicos no meio. Conforme McCalla & Haskins (1964), citados por Marques (1992), substâncias consideradas inibitórias à germinação possuem efeito estimulante sobre esse processo em baixas concentrações, com os inibidores parecendo agir sobre a atividade enzimática e outras atividades fisiológicas da planta. Isto, provavelmente, deve ocorrer com a casca de arroz, pois conforme Tamak et al. (1994), à medida que aumentava a concentração de extrato aquoso de resíduos de arroz, aumentava a inibição na germinação de determinadas espécies.

Segundo Lorenzi (1983), citado por Gomide (1993), a ação alelopática de extratos aquosos não tem sido só inibitória, pois tem ocorrido também casos de ação estimuladora de uma planta sobre a germinação ou crescimento de outra.

Quanto à altura das plantas, em todos os períodos de avaliações, o extrato da casca de café causou aumento quadrático, enquanto o de casca de arroz mostrou-se com resultado constante , ou seja, o coeficiente angular da reta (b) foi zero (Figura 2). O extrato de casca de café, ao longo do período de avaliação, promoveu maior incremento da altura da planta de caruru, principalmente a partir da concentração 10%, quando comparado ao efeito da casca de arroz. Este estímulo ao crescimento do caruru pode estar relacionado em parte, ao efeito provocado pela substância alelopática cafeína. O N contido em sua composição pode ter favorecido esse estímulo.

Kitou & Yoshida (1997), estudando efeitos de resíduos de café no crescimento de diversas plantas, verificaram aumento significativo da taxa de crescimento das plantas de feijão, soja e alface, e decréscimo da taxa nas plantas de trigo, milho e algumas espécies infestantes. Esses autores constataram que os resíduos de café provocaram estímulo maior no crescimento de plantas latifoliadas ou dicotiledôneas, enquanto nas monocotiledôneas registrou-se efeito inverso.

A casca de café proporcionou um aumento linear no número de folhas emitidas, e a casca de arroz, por sua vez, apresentou resultados constantes e com valores inferiores ao da casca de café (Figura 3).

A casca de café causou, no geral, efeito linear crescente na produção de matéria seca do caruru em solo de lavoura e aumento quadrático em solo de barranco (negativo nas concentrações até 10%) (Figura 4). A casca de arroz proporcionou resultado linear constante, independentemente de concentração e solo, tendo menor influência na massa da matéria seca do que a casca de café (exceção nas concentrações de 5 a 10% em solo de barranco).

Resíduos de cereais de espécies monocotiledôneas podem apresentar ou não, maior ou menor influência alelopática sobre plantas dicotiledôneas de folhas largas (Almeida & Rodrigues, 1985). Exemplo comum é a susceptibilidade de Amaranthus sob influência alelopática de extratos aquosos de resíduos de trigo (Rambakudzibga, 1991; Li et al. 1996; Narwal&Sarmah, 1996).

No geral, observou-se que a massa da matéria seca da parte aérea foi superior à das raízes, indicando maior sensibilidade das raízes à influência alelopática de extratos (Figura 4). Maior sensibilidade das raízes comparada à da parte aérea das plantas, mesmo sob concentrações muito baixas, foram citadas em Miró et al. (1998). Almeida & Rodrigues (1985) também observaram que extratos aquosos da parte aérea de trigo, triticale, aveia e centeio, induziram maior redução no comprimento da raiz do amendoim-bravo, em comparação ao comprimento de suas folhas.

O efeito do extrato de casca de café na área foliar foi linear em solo de lavoura de café e quadrático em solo de barranco (Figura 5). Por sua vez, a casca de arroz apresentou resultados lineares constantes. Além dos índices de área foliar da casca de café serem superiores aos da casca de arroz, os valores em solo de lavoura foram maiores do que em solo de barranco.

Quanto aos sintomas de danos apresentado pelo caruru, houve maior porcentagem em solo de barranco. Curvamento da planta na metade superior do caule, queda de folhas primárias, clorose e necrose das pontas das folhas novas foram causados pela casca de café de maneira uniforme. O número de plantas afetadas em relação à testemunha sob extrato de casca de café a 15% e 20% correspondeu em 15% e 35% em solo de barranco e 10% e 20% em solo de lavoura de café, respectivamente. A casca de arroz com extrato a 20% de concentração provocou sintomas de clorose foliar, seguida de necrose. O número de plantas afetadas por esse extrato em relação à testemunha foi de 40% em solo de barranco, e 20% em solo de lavoura.

Conclusões

1. Extrato aquoso de casca de arroz propicia maior inibição na velocidade e porcentagem de emergência do caruru-de-mancha do que extrato de casca de café.

2. Extrato aquoso de casca de café exerce maior estímulo no crescimento da planta e na produção de matéria seca do caruru-de-mancha do que extrato de casca de arroz.

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  12 Ago 2002
• Data do Fascículo
  Jun 2002

Histórico

• Aceito
  11 Out 2001