Práticas Laboratorias em Biologia Vegetal

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AULA 11 – EFEITOS FITOTÓXICOS DO CADMIO EM PLANTAS

Introdução

O cádmio (Cd) destaca-se entre os metais pesados mais tóxicos, por apresentar maior risco ambiental em razão do seu uso intensivo, e ampla distribuição no solo, através de fontes antropogênicas, como fertilizantes, lixo urbano, lodos de esgotos e outros resíduos. O cádmio é facilmente absorvido pelas raízes das plantas, particularmente em solos ácidos. A presença desse elemento nas plantas pode causar mudanças morfológicas e fisiológicas em virtude da sua fitotoxicidade. Os sintomas de fitotoxicidade do cádmio nas plantas podem variar de acordo com a espécie, podendo ser visuais, como a presença de manchas e necroses, clorose, nervura avermelhada, raízes marrons e redução do crescimento. Diante do exposto, essa aula prática propõe ao aluno avaliar os efeitos fisiológicos da presença de cádmio (Cd) sobre plantas jovens de tomateiro, através da observação e identificação dos sintomas da toxidez do metal pesado cádmio, causada por excesso desse nutriente na planta.


Objetivo específico desta prática

 Visualizar a sintomatologia associada à toxidez do cádmio na planta;

Avaliar o efeito fitotóxico do cádmio sobre o crescimento da planta;

Analisar o desenvolvimento da raiz em diferentes concentrações de cádmio na solução nutritiva.


Procedimentos

Mudas de tomate com 30 dias de germinadas serão transferidas para potes de garrafa PET contendo solução nutritiva de Hoagland e Arnon a 10% da sua concentração original (Tabela 1), as mudas devem permanecer por uma semana, como período de adaptação aos sais da solução nutritiva.

Tabela 1. Solução nutritiva de Hoagland & Arnon (1950), a 100%, 25% e 10%.

tabela_1_pratica_11

* Pesar 5 g de NaOH e dissolver em 800 mL de H2O; Dissolver em seguida, 32,2 g de EDTA; Adicionar 24 mL de solução de FeCl3 (60% m/v); Completar para 1 litro de água destilada.

 

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Figura 1: Montagem do sistema de hidroponia. Garrafa PET de dois litros (A), garrafa cortada (tamanho de 1 L), faixa vermelha onde deve ser colocado o isopor, e faixa azul nível máximo de solução nutritiva (B). PET envolto com papel alumínio (C). Placa de isopor com 1,5 ou 2,0 cm de espessura. Na região mediana da placa de isopor furo circular com aproximadamente 2 a 3 cm de diâmetro, preenchido com espuma (cor cinza) po onde será inserida a planta (D). plântula de tomate em sistema tipo hidropônico, em pote arejado por mangueira fina plática ligada a uma bomba de aquário adaptada (E).

Para este experimento serão utilizadas garrafas pet de 2 L. Deve-se cortar a garrafa deixando um tamanho que permita a adição de 1 L de solução nutritiva,solução esta que deve ficar a aproximadamente 3 cm da borda do PET. O PET deve ser envolto com papel alumínio para proteger as raízes da incidência de luz. Para tampar a parte superior das garrafas PET, será necessário recortar placas de isopor com 1,5 ou 2,0 cm de espessura. Na região mediana da placa de isopor deve-se fazer um furo circular com aproximadamente 2 a 3 cm de diâmetro, por onde será inserida a planta. Nesse momento, é preciso posicionar a raiz no pote de maneira que ela esteja completamente mergulhada na solução nutritiva. Deve-se inserir apenas uma muda por pote.

A solução colocada nos potes necessita ser arejada constantemente por tubulações de plástico ligadas a uma bomba de aquário adaptada ao sistema de mangueiras finas de plástico com diâmetro que permita seu encaixe na saída de arda bomba. O acompanhamento da condutividade elétrica (CE), pH e temperatura da solução nutritiva devem ser realizada diariamente, as soluções devem ser renovadas uma vez por semana.

Após o período de aclimatação da planta, inicia-se, então o experimento propriamente dito, inserindo-se no sistema doses crescentes do metal pesado (Cd). Nesse momento, deve-se realizar a troca de solução nutritiva de 10% para 25% de Hoagland e Arnon de sua concentração original (Tabela 1). Os tratamentos se constituirão de acrescentar na solução nutritiva, cinco doses crescentes de cádmio Cd (0, 25, 50, 75 e 100 µM de CdCl2) utilizando o cloreto de cádmio (CdCl2.H2O, CdCl2, PM=183.32 g/mol) como fonte do elemento contaminador de Cd (Tabela 2).

Tabela 2: Volume a ser retirada da solução estoque de 3000 µM de CdCl2 para preparo de um litro ou seis litros de solução dos tratamentos (solução nutritiva  25 % + Cd).

tabela_2_pratica_11

As avaliações dos sintomas de toxidez de Cd na parte aérea e raízes devem ser realizadas aos sete e aos 15 dias de exposição ao Cd, avaliando, entre outras características a altura da planta, diâmetro do coleto, número de folhas verdes, teor de clorofila, área foliar, comprimento da raiz, massa seca e alocação de biomassada folha, do caule e da raiz e total, além alocação.

Ao final organize os dados em gráficos e imagens e discuta os principais efeitos fitotóxicos das diferentes doses de Cd aos sete e 15 dias de tratamento em plantas de tomateiro.


Resultados esperados

figura-2-1

Figura 2: Massa seca da planta inteira em diferentes concentrações de cd (A), massa seca da raiz em três concentrações de cd (B).

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Figura 3: Efeito de Cadmio sobre plantas de tomateiro

A figura 3 mostra o efeito de Cd sobre plantas de tomateiro após 7 dias de exposição a doses de CdCL2 (A). Manchas necroticas ao longo da nervura central e secundárias do foliolo central de folha de tomateiro na concentração 100 mM (B). FONTE: PIOTTO (2012)


Leitura complementar

Piotto, F.A. (2012). Avaliação de tolerância ao Cádmio em tomateiro (Solanum lucopersicum L.). Tese de doutorado. Universidade de Sâo Paulo. Doutorado em Ciências. São Paulo, pp.144


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