Teor e rendimento de óleo essencial no peso fresco de arnica, em função de calagem e adubação

Content and yield of essential oil in arnica fresh weight, influenced by liming and fertilization

PESQUISA

Teor e rendimento de óleo essencial no peso fresco de arnica, em função de calagem e adubação¹

Content and yield of essential oil in arnica fresh weight, influenced by liming and fertilization

Antônio C. Oliveira Júnior; Valdemar Faquin; José Eduardo B.P. Pinto; Rodrigo R. Lima Sobrinho; Suzan K.V. Bertolucci

UFLA, C. Postal 3037, 37200-000 Lavras-MG; E-mail: [e-mail]

RESUMO

Avaliou-se a produção do peso fresco da parte aérea de arnica e a concentração e rendimento de óleo essencial em arnica, em função da calagem e das adubações orgânica e mineral. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, em um Cambissolo álico. Os tratamentos foram constituídos pelo uso ou não de calagem (V=50%), três tipos de adubação (mineral, orgânica e mista, 50% de cada) e um tratamento adicional usando um Neossolo Litólico, proveniente de uma região endêmica da arnica. Os tratamentos foram arranjados em esquema fatorial 2x3+1, no delineamento experimental inteiramente casualizado. Foram utilizadas seis repetições por tratamento, sendo uma planta por vaso com 2,6 L de solo. Após 150 dias de cultivo, determinaram-se a produção do peso fresco da parte aérea (PFPA), a concentração e o rendimento de óleo essencial no PFPA. A produção de PFPA decresceu na seguinte ordem: tratamento mineral > misto > orgânico, sendo influenciado pela calagem somente neste último. As maiores concentrações de óleo essencial foram encontradas nos tratamentos orgânicos, com e sem calagem, e misto sem calagem. O tratamento orgânico sem calagem apresentou o menor rendimento de óleo essencial, enquanto os maiores foram obtidos nos tratamentos mineral e misto sem calagem. Dentre todos os tratamentos, recomenda-se a adubação mista sem calagem, pois aliou alta concentração e alto rendimento de óleo essencial, igualando-se ao controle, ou seja, o mais próximo das condições naturais da arnica.

Palavras-chave:Lychnophora pimaster, nutrição mineral, nutrição orgânica, planta medicinal.

ABSTRACT

We evaluated the production aboveground fresh weight of arnica and essential oil content and yield in arnica, influenced by liming, mineral nutrition, and organic fertilization. The experiment was carried out in a greenhouse, using allic Cambisol. Three soil fertilization treatments (mineral, organic, and half mineral and half organic) were employed, with or without liming, and an additional treatment, with Litholic Neosol, coming from an area where arnica is endemic. These treatments were arranged in a 2x3+1 factorial scheme, in completely randomized design, with six replications, and one plant per pot (2.6 L of soil). After 150 days of cultivation the aboveground fresh weight (AFW) production, the content and yield of essential oil in AFW, were measured. The AFW decreased in this order: mineral > mixed > organic treatments, being only the last treatment influenced by liming. Higher essential oil contents were observed in organic treatments with and without liming, and mixed treatment without liming. The organic treatments presented smaller essential oil yields, while higher oil yields were measured in mineral and mixed treatments, without liming. Among all treatments, the best results were observed in the treatment using both organic and mineral fertilization without liming.

Keywords:Lychnophora pimaster, mineral nutrition, organic nutrition, medicinal plant.

O gênero Lychnophora é abundante nos campos rupestres do Brasil, apresentando dezenas de espécies conhecidas popularmente como arnica, todas com microendemismo bastante pronunciado (SEMIR, 1991). Dentre todas as espécies medicinais desse gênero, a Lychonophora ericoides é a mais utilizada (BORSATO et al., 2000), devido às suas propriedades antiinflamatórias e anestésicas (CERQUEIRA et al., 1987). Essa planta, ao lado das demais espécies endêmicas dos campos rupestres, compõe uma flora muito especializada, de distribuição geográfica bastante restrita (OLIVEIRA-FILHO; FLUMINHAN-FILHO, 1999).

Devido ao seu amplo uso na medicina popular, a arnica, junto às outras espécies do gênero, sofre grande pressão de extrativismo. Por isso, atualmente, encontra-se na categoria de plantas vulneráveis à extinção (SOCIEDADE BOTÂNICA DO BRASIL, 1992). Com o intuito de reverter essa situação, ou seja, assegurar sua sobrevivência definitiva, muitos esforços vêm sendo despendidos. Silva (1994) estudou os aspectos fenológicos e reprodutivos de arnica, enquanto os fitoquímicos foram abordados por Pinheiro (2002). Souza (2003) definiu um protocolo de propagação in vitro para essa espécie, sugerindo, inclusive, que formas de cultivo fossem pesquisadas. Segundo o mesmo autor, o cultivo em nível comercial poderia proporcionar diversificação de renda a pequenos produtores, além da produção de uma planta medicinal de qualidade.

O termo qualidade para uma planta medicinal transcende os limites da aparência e abundância da massa vegetal obtida. É preciso ir além, focando este conceito com base na concentração dos princípios ativos presentes na massa vegetal. Isso porque a síntese desses princípios ativos pode ser alterada conforme as técnicas de cultivo (MADUEÑO-BOX, 1973). Dentre as práticas agronômicas de manejo da fertilidade do solo, a calagem e a adubação destacam-se como as mais tradicionais. Atualmente, além da adubação mineral, preconiza-se o uso da adubação orgânica, não apenas como parte essencial dos chamados cultivos orgânicos, mas pelos inúmeros benefícios decorrentes da aplicação de resíduos orgânicos ao solo.

O efeito da aplicação de adubos orgânicos sobre a produção de plantas medicinais é amplamente discutido na literatura (PRAKASA RAO et al., 1989; CORRÊA JÚNIOR, 1994 e CHAVES et al., 2002), sendo que, praticamente, todos os autores têm sido unânimes quanto aos benefícios do seu emprego. Com relação à adubação mineral, essa situação não é diferente, principalmente para os macronutrientes N, P e K (YADAV et al., 1984; SINGH et al., 1992; RODRIGUES et al., 2004). Contudo, para as espécies medicinais nativas do Cerrado, poucas informações têm sido encontradas na literatura. O estudo do comportamento da arnica (L. pinaster) em condições de cultivo forneceria subsídios para um manejo racional dos recursos naturais, visando minimizar o problema de extrativismo.

Corrêa Júnior (1994) cita que, como quantidades crescentes de plantas medicinais são requeridas pelo mercado, há necessidade de complementação da adubação orgânica, via fertilizantes minerais, para se obter uma melhor concentração de princípios ativos. Relatos da influência de adubações mistas sobre plantas medicinais podem ser encontrados em Corrêa Júnior (1994), Tiwari et al. (1995) e Silva et al. (2001).

Várias plantas medicinais, quando submetidas à calagem, apresentaram respostas positivas. Para a maioria delas há relatos dos efeitos benéficos do calcário, como, por exemplo, sobre o crescimento de Cymbopogon martini (CHOUDHURY; BORDOLOI, 1993) e Cordia verbenacea L. (ARRIGONI-BLANK et al., 1999). Becker et al. (2000) demonstraram a importância da calagem para a produção de alcalóides em quebra-pedra (Phyllanthus niruri L.).

Por outro lado, baixas concentrações de Al podem ter efeitos benéficos sobre o crescimento de plantas, notadamente as tolerantes a esse elemento (MARSCHNER, 1995). Pegtel (1987) observou que concentrações de 2,5 a 10 mg L^-1 de Al iônico, em solução nutritiva, estimularam o crescimento de Arnica montana e que a adição de Ca e Mg não afetou a magnitude da toxidez por Al em concentrações maiores que 10 mg L^-1 de Al.

Goodland e Ferri (1979) afirmam que, de modo geral, as espécies nativas do Cerrado são tolerantes à toxidez por Al, uma vez que, nos solos desse ambiente, a disponibilidade média desse elemento é de 75 mg kg^-1. Esses autores afirmam ainda que o xeromorfismo observado nessas áreas estaria mais ligado à saturação por Al e suas conseqüências nutricionais, que à própria escassez de água. Dessa forma, o xeromorfismo evoluiria do cerradão para os campos, onde a vegetação se torna mais esparsa e adaptada ao déficit hídrico.

O presente trabalho teve como objetivo avaliar o efeito das aplicações de calcário e adubações mineral e orgânica sobre a concentração e rendimento de óleo essencial em mudas de arnica, além do peso fresco de parte aérea.

MATERIAL E MÉTODOS

O experimento foi conduzido em casa de vegetação da UFLA, com amostras coletadas na camada de 0-20 cm de um Cambissolo álico. Após o peneiramento, em malha de 4 mm, foram tomadas subamostras para caracterizações físicas e químicas, conforme Embrapa (1997) (Tabela 1).

Os tratamentos foram constituídos pelo uso ou não de calagem (V=50%), três tipos de adubação [mineral, orgânica e mista (50% de cada um dos tipos anteriores)] e um tratamento adicional como controle. Os tratamentos foram arranjados em esquema fatorial 2x3+1, no delineamento experimental inteiramente casualizado, com seis repetições.

Utilizou-se calcário dolomítico calcinado, micropulverizado, com 35% de CaO, 14% de MgO e PRNT=100%. A adubação mineral integral constituiu-se de N=150; P=200; K=150; S=40; B=0,5; Cu=0,8 e, Zn=3,00 (mg dm^-3). As doses de N e K foram parceladas em três vezes (plantio, 30 e 60 dias). Como adubo orgânico foi utilizado o esterco de curral curtido, seco a 65ºC, moído e passado em peneira de 1 mm², aplicando-se dose equivalente a 32 t ha^-1 (10% do volume do vaso). Os tratamentos com adubação mista receberam metade das doses dos tratamentos individuais. Após a aplicação dos tratamentos, o solo foi incubado por um período de 40 dias, com umidade de 50% do volume total de poros (VTP).

O grupo controle foi instalado usando amostras da camada de 0-20 cm de profundidade de um Neossolo Litólico, coletado em Lavras, na Serra da Bocaina (área endêmica da arnica), com o intuito de simular as condições naturais. Esse material também foi peneirado, incubado pelo mesmo período, porém sem aplicação de qualquer tratamento de melhoria da fertilidade. Sua composição física e química está apresentada na Tabela1.

Após a incubação, o material dos solos foi colocado em vasos plásticos de 3 L, retirando-se uma amostra para análises químicas (Tabela 1). Os tratamentos que receberam somente adubação mineral e aquele pertencente ao grupo controle tiveram vasos preenchidos com 2,6 L de solo. Os demais vasos foram preenchidos com 2,86 L (2,6 L de solo + 10% de esterco) para adubação orgânica e 2,73 L (2,6 L + 5%) para adubação mista.

As mudas de arnica foram produzidas em laboratório da UFLA, utilizando segmentos nodais, obtidos por meio de germinação de embriões in vitro, com indução de multiplicação em meio de cultura, conforme descrito em Souza et al. (2003). Ao saírem da câmara de crescimento, foram aclimatadas durante 30 dias, em casa de vegetação, em potes plásticos preenchidos com um Neossolo Litólico, como descrito em Souza (2003). Após a aclimatação uma única muda foi transplantada, com torrão, para os vasos contendo os tratamentos, onde foram cultivadas por 150 dias. A umidade no solo foi mantida em 50% do VTP, por meio de irrigações periódicas com água deionizada.

A colheita foi realizada pela manhã, quando as plantas possuem mais óleo essencial, conforme sugerido por Simões e Spitzer (2003). Determinou-se o peso fresco da parte aérea (PFPA), exceto da parte lignificada do caule de cada planta. Em seguida, todo PFPA de cada tratamento foi utilizado para extração do óleo essencial, por hidrodestilação por 1,5 hora, em aparelho de Clevenger modificado, conforme detalhado em Rodrigues et al. (2004). As características avaliadas para produção de óleo essencial foram a concentração e o rendimento no PFPA. A concentração de óleo foi obtida diretamente como percentagem da PFPA. Já o rendimento de óleo foi calculado através da concentração multiplicada pelo valor de PFPA.

Todas as características estudadas foram submetidas à análise de variância e os tratamentos comparados pelo teste de Scott-Knott (5% de significância). Para comparação dos efeitos do tratamento adicional (controle), foram efetuados contrastes de médias envolvendo este tratamento versus todos os outros, individualmente, com a significância testada pelo teste de Scheffé (1 e 5%). Adicionalmente, foram aplicadas análises de correlações lineares entre as características de produção de óleo essencial e as características de fertilidade dos solos (Tabela 1) e elementos no tecido vegetal, encontrados em Oliveira Júnior (2004). A significância dos valores de correlação linear foi comparada pelo teste de t_student (1 e 5%).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

O PFPA, a concentração e o rendimento de óleo essencial foram influenciados pela interação entre calagem e adubação. Não houve diferença entre o controle e os demais tratamentos para o PFPA. Provavelmente, o efeito da adubação no PFPA (Tabela 2) tenha sido devido a uma pronta disponibilidade de nutrientes, fornecidos via adubos minerais. Para os tratamentos orgânicos, a aplicação de calcário promoveu maior PFPA, provavelmente devido à elevação do pH (Tabela 1) e conseqüente aumento na atividade microbiológica e mineralização do esterco. Pode ter sido disponibilizado mais S, uma vez que houve correlação (r=0,89**) entre o teor deste nutriente no solo com o PFPA. O teor de S no solo do tratamento orgânico com calagem foi cerca de 16% maior que no seu homólogo sem calagem e mais próximo do controle (Tabela 1).

Os tratamentos de adubações mineral e mista com calagem e mineral sem calagem foram os que apresentaram menores concentrações de óleo (Tabela 2). Estes tratamentos, à exceção do tratamento sem calagem e adubação mista, foram aqueles que promoveram maiores valores de PFPA. Desse modo, atribui-se a menor concentração a um efeito de diluição do óleo no PFPA. Resultados semelhantes, quanto ao efeito de diluição de óleo essencial de Mentha piperita, são relatados por Rodrigues et al. (2004). Apesar dos tratamentos orgânico e misto na ausência de calagem terem concentrações iguais de óleo, o tratamento misto apresentou um PFPA maior (Tabela 2), ou seja, sua concentração de óleo não foi diluída por esse crescimento, igualando-se, por contraste de médias, ao tratamento controle.

O rendimento de óleo essencial é função de sua concentração no tecido e da produção de material vegetal. Como os tratamentos influenciaram significativamente o PFPA, os teores de óleo também foram influenciados, por efeito de diluição, em igual proporção, em praticamente todos os tratamentos (Tabela 2). Com isso, poucas diferenças no rendimento foram observadas entre os tratamentos de adubação, à exceção da adubação orgânica sem calagem, que foi inferior aos demais. Este tratamento, apesar de apresentar alta concentração de óleo, apresentou o mais baixo PFPA, fazendo com que seu rendimento de óleo apresentasse o menor valor. Os tratamentos com adubações mineral e mista sem calagem apresentaram rendimento igual, por contrastes de médias, ao controle. Isto se explica pelas concentrações de óleo encontradas, aliadas ao PFPA, sobretudo no tratamento misto sem calagem, que apresentou PFPA semelhante ao controle (Tabela 2). Isto está em consonância com Corrêa Júnior (1994), que afirma que a complementação da adubação orgânica com fertilizantes minerais é capaz de garantir uma melhor concentração de princípios ativos nas plantas.

Houve correlações inversas entre os teores e acúmulos de N (r=-0,72* e r= -0,67*, respectivamente) e S (r=-0,93** e r=-0,83*, respectivamente) e acúmulo de P (r=-0,77*) no tecido vegetal com as concentrações de óleo, ou seja, quanto maior o teor destes nutrientes na parte aérea, menores as concentrações de óleo essencial. Isto está de acordo com Rodrigues e Carvalho (2001) que afirmam que estresses nutricionais podem induzir as plantas à maior produção de óleo essencial.

Pelos resultados obtidos, deduz-se que a quantidade de óleo essencial produzida na parte aérea da arnica é influenciada negativamente pela calagem, pois esta característica se correlacionou positivamente com os índices de acidez dos solos (Al, r=0,70*; m%, r=0,73* e; H+Al, r=0,70*). Goodland e Ferri (1979) relatam que o xeromorfismo é função da saturação por Al dos solos e Santos (2003) afirma que uma das funções ecológicas dos óleos essenciais é a proteção da planta contra perda d'água. Aliando estas afirmações, pode-se explicar o fato de o rendimento de óleo se correlacionar positivamente com o Al do solo (trocável, m% e H+Al). Corroborando com isso apresenta-se a correlação positiva (r=0,73*) do rendimento de óleo com o Al acumulado na parte aérea. Provavelmente, a complexação do Al pela matéria orgânica adicionada na forma de esterco de curral (ANDRADE et al., 2002), aos tratamentos exclusivamente orgânicos, possa explicar o porquê de, na ausência de calcário, o rendimento de óleo essencial ter sido menor.

Durante a biossíntese de compostos presentes nos óleos essenciais há o consumo de moléculas de pirofosfato inorgânico (PPi) (SANTOS, 2003). Segundo Marschner (1995), a presença de Mg é essencial para a formação do substrato (Mg-PPi) que é hidrolisado durante o processo de bombeamento de H⁺, do citoplasma para o vacúolo das células. Provavelmente, quanto maior a presença de Mg na célula maior será a quantidade de Mg-PPi formada, prejudicando a produção de óleo essencial. Assim, explica-se a relação inversa entre os teores de Mg no solo (r=-0,82*) e na planta (r=-0,80*) com o rendimento de óleo essencial. Da mesma forma, explica-se o porquê das correlações positivas entre o Al do solo e o rendimento de óleo essencial, pois a presença de Al pode inibir, por competição, a absorção de Mg pelas plantas (MARSCHNER, 1995).

Uma maneira de minorar os efeitos do Mg sobre a produção de óleo essencial de arnica seria a manutenção de uma relação entre Ca e Mg mais alta no solo. As correlações entre o rendimento de óleo e os valores da relação Ca:Mg no solo (r=0,83*) sugerem uma relação direta entre esses fatores. Assim, verificou-se que foram nas relações Ca:Mg da ordem de 2:1 a 3:1 que houve os maiores rendimentos de óleo, inclusive no tratamento controle.

Analisando de forma generalizada os resultados apresentados, pode-se inferir que a produção de óleo essencial da arnica foi dependente do uso de adubação e calagem. O PFPA decresceu na seguinte ordem: adubação mineral > mista > orgânica, sendo influenciado pela calagem somente nessa última. As maiores concentrações de óleo essencial foram encontradas nos tratamentos orgânicos, com e sem calagem, e misto sem calagem. O tratamento orgânico sem calagem apresentou menor rendimento de óleo essencial, enquanto os maiores foram obtidos nos tratamentos mineral e misto sem calagem. Dentre todos os tratamentos, recomenda-se a adubação mista sem calagem, pois aliou alta concentração e alto rendimento de óleo essencial, igualando-se ao controle, ou seja, o mais próximo das condições naturais da arnica.

LITERATURA CITADA

Recebido para publicação em 11 de maio de 2004 e aceito em 13 abril de 2005

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1

Parte da dissertação do primeiro autor, apresentada à Universidade Federal de Lavras, para obtenção do título de Mestre em Solos e Nutrição de Plantas.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  24 Out 2005
• Data do Fascículo
  Jul 2005

Histórico

• Recebido
  11 Maio 2004
• Aceito
  13 Abr 2005