Potencial bioindicador de cultivares de feijão (Phaseolus vulgaris L.) para o monitoramento do ozônio troposférico

Abstract

O ozônio troposférico (O3) é um dos poluentes mais importantes da atualidade, sendo formado pela interação de óxidos de nitrogênio, hidrocarbonetos e radiação ultravioleta. Ele ou seus radicais livres estão associados ao aumento da incidência de doenças pulmonares em seres humanos, além de causar danos à vegetação e à produtividade agrícola em diversas regiões do mundo. Portanto, é de fundamental importância que sejam pesquisadas e padronizadas espécies e/ou cultivares sensíveis a este poluente, para que se possa fazer a bioindicação da qualidade do ar, uma vez que esta apresenta custo baixo e fácil implementação. Desta forma, o objetivo do presente trabalho foi avaliar o potencial bioindicador de 4 cultivares de feijão (Phaseolus vulgaris L.), desenvolvidas pela FEPAGRO (Fundação de Pesquisa Agropecuária) Litoral Norte do Rio Grande do Sul, através de sua comparação com a cultivar reconhecidamente sensível ao ozônio, a US Pinto 111. Para tanto, foram empregados parâmetros fotossintéticos, vazamento relativo de eletrólitos, abscisão foliar e medidas de biomassa. Plântulas de 8 dias (contados a partir da semeadura) das cultivares Fepagro 26, Guapo Brilhante, Iraí, Macotaço e US pinto 111 foram submetidas, em câmaras de topo-aberto, aos tratamentos sem e com adição de ozônio ao ar ambiente. Ao todo, foram realizados 7 eventos de fumigação, com duração de uma semana cada, e fumigação diária das 10:00 às 16:00 horas. Em cada um desses 7 eventos de fumigação, foram utilizadas 5 plântulas/tratamento/cultivar, totalizando 25 plântulas por câmara. A exposição ao ozônio causou, em algum momento, decréscimos significativos na assimilação líquida de todas as cultivares, exceto na Iraí. Esses decréscimos na assimilação líquida foram associados principalmente à atividade da Rubisco in vivo e, secundariamente, à capacidade de transporte de elétrons. A exposição ao ozônio causou também um aumento significativo no vazamento relativo de eletrólitos da cultivar Pinto, mas apenas quando a soma das concentrações horárias acima 40 ppb (AOT40) foi a mais elevada. Além disso, o tratamento com ozônio causou uma antecipação significativa no tempo de abscisão foliar apenas nas cultivares Pinto, Fepagro e Guapo, sendo que isto ocorreu em pelo menos um dos dois experimentos realizados para avaliação desse parâmetro. Quanto às medidas de biomassa da raiz, parte aérea e total da planta, pode-se dizer que períodos mais longos de exposição ao ozônio são necessários para ocorrerem modificações significativas e confiáveis nesse parâmetro. Embora tenha havido bastante instabilidade nos resultados, devido, provavelmente, a fatores ambientais não mensurados, pôde-se, com este estudo, confirmar a sensibilidade da cultivar US Pinto 111 ao ozônio e mostrar que a cultivar Fepagro 26 tem um ótimo potencial para ser empregada em estudos futuros como um bioindicador sensível ao ozônio, enquanto a cultivar Iraí poderia ser considerada resistente. Além disso, entre os parâmetros avaliados, a assimilação líquida e a abscisão foliar mostraram ser os mais eficientes para fazer a classificação das cultivares em níveis de sensibilidade.

Today, tropospheric ozone (O3) is one of the most important pollutants. It is formed by the interaction of oxides of nitrogen, hydrocarbons and ultraviolet radiation. It or its free radicals are associated with the increased incidence of lung diseases in humans, in addition to damage to vegetation and crop yield in different regions of the world. It is essential, therefore, to research and standardize species and/or cultivars sensitive to this pollutant, in order to be able to perform the bioindicator air quality, since this is low cost and easy to implement. The present study, thus, deal to evaluate the bioindicator potential of 4 bean (Phaseolus vulgaris L.) cultivars, developed by FEPAGRO (Fundação Estadual de Pesquisa Agropecuária) North Coast from Rio Grande do Sul, by comparing it with the cultivar that is known to be sensitive to ozone, US Pinto 111, using some parameters such as photosynthesis, relative leakage of electrolytes, foliar abscission and biomass measures. For this 8-day seedlings, counting from the date of sowing, of Fepagro 26, Guapo Brilhante, Iraí, were used for treatments with and without addition of ozone to the ambient air. In all, 7 fumigation events were performed, lasting one week each, and daily fumigation from 10 am to 4 pm. In each of these 7 fumigation events, 5 seedlings/treatment/cultivar were used, a total of 25 seedlings per chamber. Exposure to ozone at some point caused significant reductions in the net assimilation of all cultivars except Iraí. These reductions in net assimilation were associated mainly with the in vivo activity of Rubisco, and secondarily with the electron transport capacity. Exposure to ozone also caused a significant increase in the relative leakage of electrolytes from Pinto cultivar, but only when sum of daily concentrations above 40 ppb (AOT40) was highest. In addition, treatment with ozone caused a significant anticipation in foliar abscission time only in the Pinto, Fepagro and Guapo cultivars. This occurred in a least one of the two experiments performed to evaluate this parameter. As to the measures of root biomass, aerial part and total plant, it might be said that longer periods of exposure to the pollutant are necessary for significant, reliable changes to occur in this parameter. Although the results were quite unstable, probably due to unmeasured environmental factors, with this study one can confirm the sensitivity of US Pinto 111 cultivar to ozone and show that the Fepagro 25 cultivar has an excellent potential for future use as an ozonesensitive bioindicator, while the Iraí cultivar could be considered resistant. In addition, among the parameters evaluated in this study, net assimilation and leaf abscission proved to be most efficient to classify the cultivars as to levels of sensitivity.