ALLELOPATHY OF THE AQUEOUS EXTRACT OF FRESH PLANTS OF GOOSEGRASS ON THE INITIAL GROWTH OF SESAME SEEDLINGS
REGISTRO DOI: 10.5281/zenodo.10819629
Larissa Iasmin Sousa Morais; Ingrid Rosa Lima Melo; Janiele Araujo Ribeiro; Larissa Teixeira Da Silva; Aurilene Silva Galvão; Ana Karoline Pereira Maia; Júlia Nascimento Guimarães; Olivia Domingues Ribeiro; Vanessa Mayara Souza Pamplona; Barbara Rodrigues de Quadros
Resumo
A alelopatia é um fenômeno que ocorre na interação entre plantas, onde compostos químicos liberados por uma espécie afetam o crescimento e desenvolvimento de outras plantas. O gergelim é uma cultura de importância econômica, enquanto o capim pé-de-galinha é considerada invasora. O presente trabalho teve como objetivo investigar os efeitos do extrato aquoso do capim pé-de-galinha sobre o crescimento inicial de plântulas de gergelim. Foram realizados experimentos em laboratório utilizando diferentes concentrações do extrato aquoso de capim pé-de-galinha. As variáveis analisadas foram germinação.
Palavras-chave: “Eleusine indica (L.) Gaertn”, “Sesamum indicum L.”, “germinação”.
Abstract
Allelopathy is a phenomenon that occurs in the interaction between plants, where chemical compounds released by one species affect the growth and development of other plants. In this study, we investigated the allelopathy of goosegrass (Eleusine indica) on the initial growth of sesame seedlings (Sesamum indicum). Sesame is a crop of economic importance, while goosegrass is considered an invasive species. The objective of this study was to investigate the effects of the aqueous extract of the goosegrass (Eleusine indica) on the initial growth of sesame seedlings (Sesamum indicum). Allelopathy, a phenomenon in which plants release chemical compounds that affect the growth of other plant species, was the main focus of this research. Laboratory experiments were carried out using different concentrations of the aqueous extract of goosegrass. The variables analyzed were germination, growth and root development, as well as physiological characteristics of sesame seedlings. The results showed that the fresh matter of the sesame seedlings showed a positive response to the goosegrass extract, with a significant increase in higher concentrations of the extract. However, no significant effects were observed on germination and germination speed variables. These results indicate that the presence of goosegrass can promote the growth of sesame seedlings, but not affect the germination rate. These results can be influenced by the chemical composition of the extract, as well as the conditions of the soil and the environment in which the experiments were conducted.
Keywords: “Eleusine indica (L.) Gaertn”, “Sesamum indicum L.”, “germination”.
1 INTRODUÇÃO
A alelopatia, um fenômeno complexo na ecologia vegetal, é definida como a influência direta ou indireta de compostos químicos liberados por uma planta sobre o crescimento, desenvolvimento e sobrevivência de outras espécies vegetais (Reigosa et al., 1999). Este mecanismo natural tem implicações significativas na interação entre plantas, afetando a estrutura e a dinâmica de comunidades vegetais em diversos ecossistemas (Inderjit; Callaway, 2003).
O capim pé-de-galinha (Eleusine indica (L.) Gaertn/Poaceae) é uma espécie de planta considerada invasora em muitas regiões do mundo e é conhecida por sua capacidade competitiva e habilidade de suprimir o crescimento de outras plantas (Holm et al., 1977). Por outro lado, o gergelim (Sesamum indicum L.) é uma cultura de importância econômica crescente, cultivada por suas sementes ricas em óleo e proteína (Ashri, 2006). A coexistência dessas duas espécies pode resultar em competição significativa, e a alelopatia pode ser um dos mecanismos subjacentes a essa interação (Miao et al., 2021).
Este trabalho tem como objetivo investigar a alelopatia do extrato aquoso das plantas de capim pé-de-galinha sobre o crescimento inicial de plântulas de gergelim. A pesquisa busca contribuir para um entendimento mais profundo dos efeitos da alelopatia em sistemas agrícolas, com implicações para o manejo de plantas daninhas e o aumento da produtividade das culturas.
A compreensão das interações alelopáticas entre o capim pé-de-galinha e o gergelim é fundamental para o desenvolvimento de estratégias de manejo sustentável em sistemas agrícolas (Silva et al., 2019). Além disso, essa pesquisa pode fornecer informações valiosas sobre a importância da alelopatia na regulação das comunidades vegetais em ecossistemas naturais (Sousa et al., 2014).
Ao longo deste trabalho, serão apresentados os resultados de experimentos que avaliam o impacto do extrato aquoso de capim pé-de-galinha nas plântulas de gergelim em termos de germinação, crescimento, desenvolvimento radicular e características fisiológicas. Espera-se que essa pesquisa contribua não apenas para a compreensão dos mecanismos de alelopatia, mas também para a promoção de práticas agrícolas mais sustentáveis e a conservação da biodiversidade.
2 REVISÃO DA LITERATURA
2.1. Aspectos gerais da cultura do gergelim
O gergelim (Sesamum indicum L.), uma das culturas mais antigas cultivadas pelo ser humano, destaca-se por sua robustez e capacidade de adaptação a variadas condições edafoclimáticas, especialmente em regiões de clima quente e úmido. Este cultivo, originário do subcontinente indiano e da África, é valorizado por sua resistência à seca e por sua flexibilidade em termos de requisitos de solo, preferindo solos bem drenados, ricos em matéria orgânica e com fertilidade equilibrada. A planta é herbácea anual, com uma estrutura ereta que pode alcançar alturas de 60 a 150 centímetros, dependendo das condições de cultivo e da variedade, apresentando folhas que variam de opostas na base a alternadas na parte superior, com formatos que vão de ovais a lanceoladas (Wu; Ling; Xu, 2014; Silva et al., 2019).
As inflorescências axilares solitárias do gergelim dão origem a flores de cores variadas, que por sua vez produzem cápsulas contendo de 50 a 100 sementes cada. Estas sementes são conhecidas por suas qualidades nutritivas, sendo utilizadas tanto na culinária quanto na indústria de alimentos devido à sua composição rica em lipídios, proteínas, carboidratos, e compostos bioativos (Miao et al., 2021; Paiva et al., 2021). A cultivar BRS Anahi, por exemplo, se destaca pela sua alta produtividade, capacidade de retenção de sementes nas cápsulas (semi-deiscência) e teor de óleo que chega a 52%, características que a tornam preferencial para cultivo em diversas regiões do Brasil (Wu; Ling; Xu, 2014; Kapoor et al., 2015).
O ciclo de vida do gergelim é marcado por uma germinação rápida, entre 3 e 5 dias após a semeadura, seguida de um desenvolvimento inicial focado no estabelecimento foliar e do sistema radicular. Posteriormente, a planta inicia sua fase reprodutiva, com a floração ocorrendo aproximadamente entre 30 e 50 dias, dependendo das condições climáticas. A floração e a subsequente formação de frutos são diretamente influenciadas pelas condições de luz, com a planta necessitando de um mínimo de seis horas diárias de luz direta para um crescimento eficaz, enquanto a temperatura ideal para seu desenvolvimento varia entre 25 e 30 °C (Lima et al., 2013; Kapoor et al., 2015).
Nutricionalmente, o gergelim exige uma variedade de macro e micronutrientes, com o nitrogênio, fósforo, e potássio sendo essenciais para o desenvolvimento inicial e reprodutivo. Outros elementos como cálcio, magnésio, enxofre, e micronutrientes como ferro, manganês, zinco e cobre são cruciais para funções bioquímicas específicas e a saúde geral da planta (Sousa et al., 2017; Paiva et al., 2021).
A eficiência na polinização, predominantemente autopolinizada, mas também capaz de polinização cruzada, é vital para a produção de sementes. A presença de polinizadores pode aumentar a eficiência da polinização e, por consequência, o rendimento da colheita. Por fim, a colheita representa um estágio crítico, com a escolha do momento ideal sendo crucial para maximizar o rendimento e a qualidade da semente, considerando a deiscência natural das cápsulas maduras e a dispersão das sementes (Cruz et al., 2019; Sousa et al., 2014).
Este resumo enfatiza as características botânicas e edafoclimáticas do gergelim, destacando a sua adaptabilidade, requisitos nutricionais específicos, e a importância da gestão de polinização e colheita, fundamentais para otimizar a produção e maximizar o potencial dessa cultura.
2.2. Importância econômica
O cultivo da Sesamum indicum L. se estabeleceu historicamente em diversas civilizações antigas, devido à sua capacidade de se adaptar a diferentes condições edafoclimáticas e ao aproveitamento versátil de suas sementes em diversos segmentos, principalmente na produção de óleo (Paiva et al., 2021). O mercado global de óleo de gergelim, caracterizado por suas propriedades nutricionais e terapêuticas, tem crescido continuamente, impulsionado pela crescente demanda em setores alimentícios, cosméticos e farmacêuticos (Silva et al., 2019).
O gergelim desempenha um papel fundamental em várias economias nacionais, especialmente nos países em desenvolvimento, onde a agricultura ainda ocupa uma porção significativa do produto interno bruto (PIB) (Yifter et al., 2013). Nos países da África e da Ásia, a cultura do gergelim não é apenas uma fonte de alimento e renda, mas também uma moeda de troca tradicional em mercados locais e regionais (Wu; Ling; Xu, 2014). A exportação de sementes de gergelim e de produtos derivados, como óleos e pastas, representa uma significativa entrada de divisas para essas nações, fortalecendo balanças comerciais e estimulando a economia local (Mesquita et al., 2013).
Ademais, a diversificação de produtos derivados do gergelim amplia o alcance econômico desta cultura (Cruz et al., 2019). Além do tradicional óleo de gergelim, a indústria alimentícia emprega sementes de gergelim em uma variedade de produtos, desde condimentos, panificações até produtos gourmet (Lima et al., 2013). Esta diversidade de aplicações garante uma demanda constante, resultando em estabilidade para os agricultores e investidores que optam por essa cultura (Sousa et al., 2014). Adicionalmente, os benefícios nutricionais e medicinais associados ao gergelim têm favorecido a sua integração em segmentos de mercado de alto valor, como o de alimentos funcionais e suplementos nutricionais (Yifter et al., 2013).
2.3. Características gerais do capim pé-de-galinha
O capim pé-de-galinha (Eleusine indica L. Gaertn), uma gramínea originária do continente africano, é reconhecido por sua notável adaptabilidade a diversos ambientes, estendendo-se globalmente devido à sua capacidade de se ajustar a várias condições edafoclimáticas. Esta espécie pertencente à família Poaceae é conhecida por sua rápida germinação e ciclo de vida acelerado, permitindo-lhe colonizar rapidamente áreas, especialmente em solos perturbados. Sua tolerância a condições adversas como solos pobres, seca e variações de temperatura destaca sua predominância em muitos habitats (Ikhajiagbe; Chukwujama; Ogwu, 2022; Zhang et al., 2019).
Biologicamente, o capim pé-de-galinha exibe caules robustos e folhas longas e estreitas, com um sistema radicular fibroso que se espalha eficientemente pelo solo para absorção de água e nutrientes. A planta é capaz de produzir uma grande quantidade de sementes dispersas pelo vento, contribuindo para sua rápida propagação. Além disso, as sementes possuem a habilidade de permanecer dormentes no solo por vários anos, o que facilita a sobrevivência da planta em condições adversas e promove sua disseminação em novas áreas (De Conti; Franco, 2017; Takano et al., 2018).
Do ponto de vista químico, Eleusine indica produz compostos secundários com propriedades herbicidas, conferindo-lhe uma vantagem competitiva ao inibir o crescimento de outras plantas na mesma área. Essa característica é de particular interesse para a pesquisa, uma vez que tais compostos podem inspirar o desenvolvimento de novos herbicidas. Contudo, a produção destes compostos varia conforme as condições ambientais, influenciando a dinâmica ecológica e as interações com outras espécies vegetais (Ikhajiagbe; Chukwujama; Ogwu, 2022; Takano et al., 2018).
Além de sua importância ecológica como espécie invasora, o capim pé-de-galinha é frequentemente considerado uma praga em campos agrícolas e jardins devido à sua capacidade de competir por recursos com culturas de interesse econômico. Apesar disso, suas características, como a tolerância a condições adversas e a produção de compostos herbicidas, são áreas de interesse para a pesquisa agronômica, visando o desenvolvimento de estratégias de manejo de ervas daninhas e a recuperação de solos degradados (Wu et al., 2015; Saidi; Kadir; Hong, 2016).
Portanto, Eleusine indica não apenas representa um desafio para o manejo de ervas daninhas em sistemas agrícolas, mas também oferece um modelo valioso para o estudo de adaptações vegetais a estresses ambientais e interações alelopáticas. A compreensão de suas características botânicas e aspectos bioquímicos é crucial para o desenvolvimento de métodos de controle mais eficazes e sustentáveis, além de proporcionar insights sobre a resistência das plantas a herbicidas e a recuperação de áreas degradadas (Ikhajiagbe; Chukwujama; Ogwu, 2022; Takano et al., 2018).
2.4 Alelopatia no crescimento inicial de plântulas
A alelopatia representa um fenômeno ecológico fascinante onde as plantas influenciam o crescimento e desenvolvimento das vizinhas através da liberação de compostos químicos, os aleloquímicos, no ambiente. Esses compostos podem tanto inibir quanto promover o crescimento de outras plantas, afetando processos vitais como a germinação de sementes, o desenvolvimento de plântulas e a absorção de nutrientes. A complexidade dessa interação destaca a importância da alelopatia no manejo agrícola, especialmente na regulação de ervas daninhas e na promoção da saúde das culturas (Miao et al., 2021; Paiva et al., 2021).
No contexto do cultivo de gergelim, uma planta de significativa relevância econômica global, a presença de ervas daninhas alelopáticas como o capim pé-de-galinha pode representar um desafio, inibindo o crescimento das plântulas de gergelim. Estudos sugerem que o capim pé-de-galinha libera compostos que podem afetar negativamente o gergelim, destacando a necessidade de estratégias específicas para mitigar esses efeitos alelopáticos no manejo da cultura (Patel et al., 2023; Sousa et al., 2017). Por outro lado, evidências indicam que o gergelim também pode possuir potencial alelopático contra determinadas ervas daninhas, sugerindo uma via para o controle natural de invasoras e a melhoria da produtividade da colheita (Silva et al., 2019; Zhang et al., 2019).
Os efeitos dos aleloquímicos variam amplamente, dependendo das espécies envolvidas e das condições ambientais. No caso do gergelim, estudos apontam para a presença de compostos que estimulam o crescimento de plântulas, potencialmente melhorando a germinação e o desenvolvimento de culturas vizinhas. Este aspecto sugere que os aleloquímicos do gergelim podem ser explorados para fins agronômicos, como a promoção da saúde do solo e o aumento da biodiversidade benéfica (Fioresi et al., 2021; Silva et al., 2019).
A investigação contínua sobre os mecanismos pelos quais os aleloquímicos operam é crucial para entender suas implicações práticas na agricultura. A capacidade do gergelim de produzir compostos que afetam outras plantas reforça a ideia de que a alelopatia pode ser um instrumento valioso para o manejo sustentável de culturas e ervas daninhas. Além disso, a pesquisa focada na identificação e aplicação desses compostos bioativos pode levar ao desenvolvimento de novas estratégias para o controle de ervas daninhas, reduzindo a dependência de herbicidas químicos e promovendo práticas agrícolas mais ecológicas (Costa; Freire, 2018; Garcia; Pastorini; Souza, 2022).
Em suma, a alelopatia oferece uma janela para compreender as complexas interações entre plantas e seu ambiente, com implicações significativas para a agricultura. O estudo detalhado dos efeitos alelopáticos, particularmente entre o gergelim e o capim pé-de-galinha, pode revelar novas oportunidades para o manejo de culturas e a promoção de sistemas agrícolas sustentáveis, marcando um caminho promissor para o futuro da produção agrícola (Rocha et al., 2018; Santos et al., 2019).
3 METODOLOGIA
3.1 Local do experimento
O trabalho foi conduzido no Laboratório multifuncional da Universidade Federal Rural da Amazônia, Campus Paragominas, com sementes de gergelim, cultivar BRS Anahi da Agrícola Ferrari LTDA.
3.2 Tratamentos e delineamento experimental
Os tratamentos constaram de soluções aquosas de extratos vegetais de capim pé-de-galinha diluídos em diferentes concentrações: 0 (controle), 25, 50, 75 e 100%, em delineamento inteiramente casualizado com quatro repetições de 50 sementes. Com o tratamento controle, foi utilizada apenas água destilada.
3.3 Coleta e preparo do extrato aquoso
Realizou-se a coleta das plantas de capim pé de galinha na área agrícola do Sítio Fartura Paragominas localizada na estrada 20, km 12, Colônia Oriente. As figuras a seguir retratam o processo de coleta e preparo. A Figura 1.a, 1.b, 1.c, 1.d, mostra a coleta de uma quantidade especificada de capim pé de galinha fresco, o qual é posteriormente triturado e inserido em um recipiente contendo água. Esse extrato é então refrigerado por um período de 7 dias, com o propósito de possibilitar a liberação das substâncias ativas presentes na planta. Após o tempo determinado de armazenamento, o extrato estará devidamente preparado para ser empregado no teste de germinação.
A Figura 1.b e 1.c retrata o procedimento de pesagem da matéria fresca após o teste de germinação utilizando o extrato aquoso, assim como a pesagem para secagem do material. Este estágio desempenha um papel crucial na determinação da quantidade de material germinado e na avaliação da eficácia do extrato aquoso na promoção do crescimento das plantas. A medição da matéria fresca fornece dados quantitativos precisos sobre o desempenho das sementes, enquanto a pesagem para secagem é essencial para estabelecer a biomassa seca, constituindo um aspecto importante para a análise dos componentes químicos e metabólicos das plantas em estudo.
Figura 1 – Coleta do Capim Pé de Galinha e processo de preparação do extrato aquoso.
Esta etapa é de importância crucial na análise dos compostos presentes no extrato, pois cada concentração aplicada nos papéis possibilitará a avaliação dos efeitos do extrato em diversos níveis de concentração. A pesagem dos papéis desempenha um papel fundamental para garantir a aplicação uniforme do extrato, enquanto o umedecimento assegura a absorção adequada pelo papel, viabilizando a realização do teste e a observação dos resultados.
No processo de obtenção do extrato utilizado no teste, após um período de repouso de sete dias. Este é filtrado, passando por um filtro para eliminar qualquer resíduo sólido ou impureza presente. Esse procedimento de filtragem é de extrema importância para assegurar a pureza do extrato, viabilizando sua utilização apropriada no teste. Assim, a relevância da meticulosidade e da atenção aos detalhes ao longo de todo o processo de obtenção do extrato, visando garantir resultados precisos e confiáveis no teste em questão.
Na Figura 2.a, é visível a configuração da bancada destinada à montagem dos testes. O papel germineste é cuidadosamente disposto sobre a superfície da bancada para prevenir qualquer forma de contaminação durante o processo de montagem. As Figura 2.b e 2c retratam respectivamente a segmentação do extrato em diferentes concentrações, que comparam os seguintes tratamentos, onde é realizado o processo de pesagem dos papéis seguido pelo umedecimento com o extrato para a montagem do teste.
Figura 2 – Preparação dos materiais para a montagem.
A solução na Figura 2.c, é filtrada duas vezes utilizando papel filtro para separar o extrato de outras partículas presentes no líquido. Os testes são montados em diferentes concentrações, a saber: 0 (controle), 25% de extrato, 50% de extrato, 75% de extrato e 100% de extrato.
Fase fundamental no estudo e pesquisa de sementes, A Figura 3.a, 3.b, 3.c mostram a obtenção de resultados fidedignos e representativos. Este processo é essencial para a análise criteriosa do desenvolvimento das sementes, promovendo um ambiente controlado que permite uma observação precisa de seu crescimento e germinação.
Figura 3 – Preparação do experimento e teste
Com base nos resultados obtidos, é possível avaliar a eficácia do extrato no estímulo ao crescimento das plantas investigadas. Além disso, a pesagem para secagem do material revela a biomassa seca das plantas, viabilizando a análise de seus componentes químicos e metabólicos. Este estágio é crucial para uma compreensão mais aprofundada dos efeitos do extrato aquoso no desenvolvimento das plantas, contribuindo, assim, para o enriquecimento do conhecimento sobre a interação entre as sementes e o meio utilizado.
3.4 Instalação e realização do experimento
As sementes foram distribuídas sobre duas folhas de papel tipo germiteste e colocados em caixas gerboxs . O papel germiteste foi umedecido na proporção de 3,0 vezes o peso do papel não hidratado com as soluções aquosas dos extratos vegetais diluídos nas diferentes concentrações sem adição posterior da solução. As caixas foram lacradas com fitas com a finalidade de evitar a perda de água por evaporação.
3.5 Avaliação da qualidade fisiológica das sementes e plântulas
3.5.1 Teste de germinação
O teste de germinação teve duração de seis dias e foi realizado em germinador tipo Biochemical Oxigen Demand (B.O.D.) regulado para o regime de temperatura constante de 25°C, baseado nas recomendações da regra para análise de sementes (Brasil, 2009). O fotoperíodo foi de 12 horas utilizando lâmpadas fluorescentes tipo luz do dia. Foram consideradas germinadas as sementes que apresentaram extensão radicular igual ou maior a 2mm (Sousa et al., 2014). As avaliações foram realizadas no terceiro dia e no sexto dia, sempre no mesmo horário.
Os cálculos da porcentagem de germinação serão realizados conforme Labouriau e Valadares (1976) (equação 1):
G = (N/A) x 100(1)
Em que:
G= porcentagem de germinação;
N= número de sementes germinadas;
A= número total de sementes colocadas para germinar.
3.5.2 Primeira contagem
A primeira contagem (três dias após a semeadura) das sementes, conforme Brasil (2009). Foi considerado como teste de vigor em que as amostras que germinam mais rapidamente, com maior porcentagem de plântulas normais nessa data são consideradas como mais vigorosas (Mesquita et al., 2013).
3.5.3 Índice de velocidade de germinação
A obtenção do índice de velocidade de germinação (IVG) foi realizada durante o teste de germinação através da somatória do número de sementes germinadas (equação 2), dividida pelo número de dias em que se realizou as contagens da germinação (Nobre et al., 2013)
Onde:
IVG = índice de velocidade de germinação.
G1, G2, …, Gn = número de sementes germinadas a cada dia
N1, N2, …, Nn = número de dias decorridos da semeadura a primeira, segunda e última contagem.
3.5.4 Comprimento da parte aérea e raiz principal
Após a contagem final do teste de germinação, foram retiradas aleatoriamente 10 amostras de plântulas normais de cada tratamento e repetição para medições de comprimento do hipocótilo e da raiz principal, com auxílio de uma régua graduada em centímetros, sendo os resultados expressos em cm/plântula.
3.5.5 Massa fresca e massa seca de plântulas
Utilizando as mesmas amostras de dez plântulas, também foi quantificada a massa fresca e a massa seca de plântulas. Para a massa fresca, foi feita a pesagem das partes aéreas normais com balança analítica de 0,001 g de precisão. Para a realização da massa seca, as amostras da massa fresca foram acondicionadas em embalagens adequadas, identificadas e levadas à estufa de ventilação forçada, regulada a 65ºC por 48 h, após estas foram pesadas até a estabilidade do peso e realizada a média por repetição para ambas as variáveis (Amaral; Oliveira; Almeida, 2021).
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os resultados da análise de variância para estudo da regressão polinomial, mostram que não houve tendência significativa para as variáveis de primeira contagem, germinação e índice de velocidade de germinação, indicando que não houve diferença significativa entre os tratamentos com o aumento da concentração do extrato aquoso do capim pé de galinha (Tabela 1). Enquanto para a variável de massa fresca apresentou comportamento cúbico (Figura 4). Para as demais variáveis avaliadas como a massa seca, comprimento da parte aérea, radicular e total, obtiveram comportamento polinomial quadrático (Figuras 5, 6, 7 e 8).
Tabela 1 – Equações de regressão polinomial para a estimativa das variáveis em estudo, em função da concentração de extrato aquoso de plantas de pé de galinha sobre o crescimento inicial de plântulas de gergelim (Paragominas, 2023).
A massa fresca das plântulas de gergelim sofreu oscilações de 0,75 e 0,81 com a aplicação de 25 e 100% do extrato, respectivamente (Figura 4). Este resultado de oscilação entre incrementos e reduções das plântulas sob a ação do extrato, podem ser atribuídos os efeitos diretos ou indiretos, benéficos ou maléficos de uma planta sobre a outra através da produção de compostos químicos que são liberados ao ambiente (Santos et al., 2019).
Em outras palavras, os compostos alelopáticos podem afetar o crescimento e prejudicar o desenvolvimento das plântulas, no entanto, também podem contribuir de maneira sinérgica com metabólitos secundários através de interações com hormônios vegetais como o grupo das auxinas (Lamego; Silva, 2017). Sendo assim, os resultados obtidos nesta pesquisa, corroboram com a literatura, que os compostos alelopáticos podem contribuir negativamente ou positivamente à massa fresca.
Corroborando com os resultados deste estudo De Conti e Franco (2011), relataram que o extrato aquoso de Casearia sylvestris Sw. N.A favoreceu a massa fresca de plântulas de Lactuca sativa L., os autores atribuíram os resultados as contribuições diretas ao metabolismo vegetal à nível celular, o que favorece a massa fresca. Em contrapartida, Garcia, Pastorini e Souza (2022) observou reduções na massa fresca de plântulas de milho (Zea mays) e trigo (Triticum aestivum) sobre os efeitos alelopáticos de capim pé de galinha, neste resultado confirma as oscilações observadas neste estudo.
Figura 4 – Diagrama de dispersão e ajuste da equação de regressão cúbica da massa fresca (g), em função da concentração de extrato aquoso de plantas de pé de galinha (Paragominas, 2023).
Paralelamente, este estudo demonstrou os efeitos alelopáticos benéficos do capim pé-de-galinha sobre a massa seca. Conforme modelo quadrático, também mostra tendência para aumento no peso de matéria seca das plântulas de gergelim, atingindo seu máximo na concentração de 100% do extrato aquoso do capim pé-de-galinha (Figura 5).
Estes resultados acompanham os argumentos supracitados referentes ao ocorrido com a massa fresca das plântulas. A forma de atuação das moléculas com potenciais alelopáticos não são específicas, ou seja, cada composto atua de forma diferente dentro dos organismos vegetais o que faz com que o potencial alelopático possa apresentar níveis diferentes na intensidade do seu efeito e sua facilidade de translocação e da rapidez de sua degradação pela plântula atingida (Lima et al., 2022).
Dessa forma, os dados demonstrados mostram contribuições benéficas para a massa seca e fresca, o que se difere de outras variáveis como a germinação, índice de velocidade de germinação e comprimento, haja vista que as estas moléculas alelopáticas podem tem efeitos negativos e/ou positivos sobre o metabolismo vegetal.
Figura 5 – Diagrama de dispersão e ajuste da equação de regressão quadrática da massa seca (g), em função da concentração de extrato aquoso de plantas de pé de galinha sobre o crescimento inicial de plântulas de gergelim (Paragominas, 2023).
O comprimento das partes aéreas, radicular e total das plântulas de gergelim sob a concentração até 50% do extrato aquoso de capim pé-de-galinha demonstrou um comportamento de aumento, seguindo para um decréscimo nessas variáveis (Figura 6, 7 e 8). Este padrão de crescimento até um ponto ótimo e subsequente declínio é típico de respostas a estímulos ambientais que se tornam excessivos ou tóxicos.
O aumento no crescimento das plântulas de gergelim pode ser explicado pela ação moderada dos aleloquímicos, que em concentrações baixas a moderadas, podem não ser suficientemente fortes para exercer um efeito inibitório completo. No entanto, com o aumento da concentração do extrato para 50% e além, os efeitos inibitórios dos aleloquímicos se tornam mais pronunciados. Estudos como os de Rocha et al., (2018) e Santos et al., (2019) indicam que aleloquímicos podem interferir no crescimento inicial das plântulas, causando atrofiamento de suas partes, especialmente quando presentes em altas concentrações.
Além disso, a presença de metabolitos secundários no capim pé-de-galinha, conforme discutido por Costa e Freire (2018), pode desempenhar um papel crucial como inibidores do crescimento das plântulas de gergelim. Esses compostos, em concentrações elevadas, são conhecidos por sua capacidade de interferir em processos biológicos fundamentais, como a divisão celular e a absorção de nutrientes, explicando o decréscimo no crescimento observado nas variáveis estudadas (Takano et al., 2018).
Está tendência acompanhada o mesmo raciocínio dos argumentos supracitados referentes ao ocorrido com a massa fresca das plântulas, ou seja, como extrato aquoso do capim pé de galinha foi obtido a partir de plantas coletas área agrícola próxima a um chiqueiro de porcos, a alta concentração de matéria orgânica no solo provavelmente também influenciou o aumento da matéria seca nas maiores concentrações do extrato.
Figura 6 – Diagrama de dispersão e ajuste da equação de regressão quadrática do comprimento da parte áerea (cm) (Paragominas, 2023).
A redução na velocidade de desdobramento e translocação dos componentes nutritivos para as plântulas de gergelim, em concentrações acima de 50% do extrato, também pode ser uma consequência direta da ação dos aleloquímicos. Como sugerido por Fiorese et al., (2021) e Ikajiagbe, Chukwujama e Ogwu (2022), os extratos aquosos de plantas alelopáticas podem afetar adversamente a eficiência na mobilização e utilização de nutrientes pelas plântulas.
Figura 7 – Diagrama de dispersão e ajuste da equação de regressão quadrática do comprimento da parte radicular (cm) (Paragominas, 2023).
A inibição do crescimento, desenvolvimento do sistema radicular das plântulas de gergelim, especialmente em altas concentrações do extrato, podem ser atribuídas à interferência dos aleloquímicos na divisão celular, os compostos fenólicos, são geralmente moléculas de potencial alelopático, sendo assim esses ácidos podem comprometer as regiões meristemáticas das raízes e reduzir o alongamento radicular (Takano et al., 2018). Um fenômeno bem documentado em pesquisas como as de Takano et al., (2018) e Amaral, Oliveira e Almeida (2021). Essa interferência pode resultar em uma diminuição significativa da taxa de crescimento das plântulas e desenvolvimento da arquitetura da radícula, como observado no estudo.
A análise dos resultados quantitativos em conjunto com as teorias e estudos existentes na literatura científica permite uma compreensão mais aprofundada dos efeitos do extrato aquoso de capim pé-de-galinha no crescimento e no desenvolvimento radicular das plântulas de gergelim. Essa compreensão é crucial para o manejo eficaz de ervas daninhas e para a promoção de práticas agrícolas sustentáveis.
Figura 8 – Diagrama de dispersão e ajuste da equação de regressão quadrática do comprimento total (cm) (Paragominas, 2023).
Com base nos resultados obtidos no estudo sobre os efeitos do extrato aquoso de capim pé-de-galinha, observa-se que, embora este extrato não tenha demonstrado um efeito alelopático significativo sobre a germinação e o vigor das sementes de gergelim, conforme indicado por estudos similares como o de Costa e Freire (2018), ele exerce um efeito negativo na diminuição do comprimento das plântulas em concentrações acima de 50%. Esta observação é consistente com as descobertas de Rocha et al., (2018), que também destacaram os efeitos inibitórios de aleloquímicos em estágios posteriores do desenvolvimento das plantas.
Nesse contexto, a ausência de resultados significativos para as variáveis de germinação e índice de velocidade de germinação, podem ser atribuídos ao fato de que a germinação é menos sensível aos danos oriundos dos aleloquímicos, diferentemente do comprimento das plântulas, isso porque as moléculas com potencial alelopáticas podem favorecer o aparecimento de plântulas anormais, causando a necrose na raízes das plântulas, devido ao aumento dos danos oxidativos ocasionados pelos compostos fenólicos, frequentemente associados aos aleloquímicos (Fioresi et al., 2021).
Portanto, é recomendável que os produtores de gergelim adotem estratégias de manejo eficazes para controlar a presença do capim pé-de-galinha nas áreas de cultivo, especialmente antes e durante as fases de pós-emergência das plântulas. Estas estratégias podem incluir práticas mencionadas por Amaral, Oliveira e Almeida (2021) e Fioresi et al., (2021), como a remoção manual, o uso de coberturas de solo, ou a aplicação de herbicidas seletivos, sempre alinhados com práticas agrícolas sustentáveis.
A necessidade de um manejo cuidadoso do capim pé-de-galinha em áreas de cultivo de gergelim é crucial para prevenir os prejuízos no crescimento desta cultura, como sugerido por Ikhajiagbe, Chukwujama e Ogwu (2022). Assim, a adoção de tais práticas de manejo é essencial para garantir o desenvolvimento saudável e o crescimento ótimo da cultura de gergelim, uma planta de grande importância agrícola. Essas recomendações são fundamentadas nos resultados do estudo e reforçadas pelas contribuições de pesquisadores como Takano et al., (2018) e Wu et al., (2015), que destacam a importância de considerar os efeitos alelopáticos nas diferentes fases de crescimento das culturas agrícolas.
5 CONSIDERAÇÕES FINAIS
O extrato aquoso de capim pé de galinha não apresenta efeito alelopático sobre a germinação e vigor de sementes de gergelim. Observou-se que o extrato aquoso de capim pé de galinha apresenta efeito alelopático negativo sobre o crescimento inicial de plântulas de gergelim em concentrações acima de 50%.
A ação dos aleloquímicos apresenta uma ligação direta com as variáveis de massa fresca, seca e comprimento total da plântula, apresentando na variável massa fresca um efeito positivo. No entanto nos parâmetros de primeira contagem, germinação e velocidade de germinação não se obteve resultados conclusivos.
Por este motivo, devem ser realizados novos trabalhos em outras condições de campo, para verificar o comportamento desse extrato no sol e preparo de extrato em laboratório com outra metodologia e o capim sendo retirado de área agrícola, para que dessa maneira possa ser comparado com os resultados desse trabalho. Também são necessárias outras pesquisas sobre a composição química do extrato para que assim seja mais confiável a pureza e grau de interferência dessa daninha em laboratório e campo.
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