Silício na amenização da fitotoxicidade de cádmio e arsênio avaliada por fluorescência da clorofila

Abstract

Cádmio e arsênio são elementos que estão comumente associados à contaminação e/ou poluição ambiental, além de oferecer risco à saúde humana. O silício tem se destacado na amenização de estresse causado por elementos tóxicos em plantas. A técnica de análise da fitotoxidez por fluorescência da clorofila é um ferramenta que tem demonstrado ser bastante promissora no monitoramento e na detecção de estresse. O objetivo deste trabalho foi investigar os efeitos do silício na amenização do estresse causado por cádmio e arsênio em plantas de milho cultivadas em solução nutritiva e avaliar o potencial dos parâmetros de emissão espectral e da razão Fr/FFr, além da determinação da dose tóxica de cádmio e arsênio em plantas de milho cultivadas em solução nutritiva. Para isso foram montados quatro experimentos em solução nutritiva com doses crescentes de cádmio e arsênio, e em solução nutritiva contaminada com doses tóxicas de cádmio (30 μmol L-1) e arsênio (68 μmol L-1) e seis doses crescentes de Si (0; 0,25; 0,5; 1; 1,5 e 2 mmol L-1), sendo avaliados a produção de matéria seca, teores de cádmio, arsénio, silício e pigmentos fotossintéticos. Medidas de fluorescência da clorofila foram tomadas ao longo do cultivo. O silício promove efeitos positivos na amenização do estresse causado por cádmio e arsênio em plantas de milho, comprovado pelo incremento de pigmentos fotossintéticos, e pela redução na translocação deste elemento para a parte aérea das plantas, cada cádmio e arsênio, respectivamente. A aplicação de silício proporcionou maiores teores de As no tecido vegetal e a sua utilização em estudos de técnicas de fitorremediação de solos contaminados pode ser promissora. A análise de fluorescência da clorofila demonstrou ser uma ferramenta sensível na detecção precoce da toxidez causada por cádmio e arsênio em plantas de milho e pode ser empregada também com sucesso no estudo dos efeitos amenizantes do silício na proteção de plantas, sendo a razão Fr/FFr a variável recomendada na identificação de alterações temporais em plantas.

Cadmium and arsenic are elements that are commonly associated with contamination and / or environmental pollution, besides offering risk to human health. Silicon has excelled in alleviating stress caused by toxic elements in plants. The technical analysis of phytotoxicity by chlorophyll fluorescence is a tool that has proven to be very promising in monitoring and detection of stress. The aim of this study was to investigate the effects of silicon in alleviating the stress caused by cadmium and arsenic in maize plants grown in nutrient solution and evaluate the potential of emission spectral parameters and the ratio Fr/FFr, besides determining the toxic dose of cadmium and arsenic in maize plants grown in nutrient solution. For that were mounted four experiments in nutrient solution with increasing doses of cadmium and arsenic, and nutrient solution contaminated with toxic doses of cadmium (30 mmol L-1) and arsenic (68 mmol L-1) and six increasing doses of Si ( 0; 0,25; 0,5; 1; 1;5 and 2 mmol L- 1 ), were evaluated for the production of dry matter levels of cadmium, arsenic, silicon and photosynthetic pigments. Chlorophyll fluorescence measurements were made during the cultivation. Silicon promotes positive effects in alleviating the stress caused by cadmium and arsenic in maize plants as evidenced by the increase of photosynthetic pigments, and the reduction in the translocation of this element to the shoot, each cadmium and arsenic, respectively. The application of silicon resulted in higher levels of As in plant tissue and its use in studies of techniques for phytoremediation of contaminated soils may be promising. The analysis of chlorophyll fluorescence proved to be a sensitive tool to detect early toxicity caused by cadmium and arsenic in maize plants and can also be used successfully in the study of the effects amenizantes silicon in plant protection, the ratio Fr/FFr recommended in the variable identifying temporal changes in plants.