Características da anatomia foliar de espécies de braquiária e sua relação com a sensibilidade a herbicidas

Characteristics of the leaf anatomy of Surinam grass and Alexandergrass related to sensitivity to herbicides

ARTIGOS

Características da anatomia foliar de espécies de braquiária e sua relação com a sensibilidade a herbicidas

Characteristics of the leaf anatomy of Surinam grass and Alexandergrass related to sensitivity to herbicides

Marques, R.P.^I; Rodella, R.A.^II; Martins, D.^III

^IDoutoranda em Agronomia, Dep. de Produção Vegetal, Faculdade de Ciências Agronômicas, Universidade Estadual Paulista - FCA/UNESP, Fazenda Lageado, Caixa Postal 237, 18603-970 Botucatu-SP, <[e-mail]>

^IIProfessor Assistente, Doutor, Dep. de Botânica, Instituto de Biociências de Botucatu, IBB/UNESP

^IIIProfessor Livre Docente, Departamento de Produção Vegetal, FCA/UNESP, Botucatu-SP

RESUMO

O objetivo deste trabalho foi relacionar as características da anatomia foliar de Brachiaria decumbens (capim-braquiária) e Brachiaria plantaginea (capim-marmelada), em três estádios de desenvolvimento da planta, com a sensibilidade a herbicidas. A semeadura foi feita em vasos plásticos, contendo solo, mantidos em casa de vegetação. Foi amostrada a porção mediana do limbo da terceira folha expandida, a partir da base do colmo, compreendendo três estádios de desenvolvimento da planta: estádio 1 (com 4-6 folhas), estádio 2 (com 3-4 perfilhos) e estádio 3 (plantas adultas no início do florescimento). Foram quantificados os seguintes descritores anatômicos das regiões da quilha (nervura central) e da asa (porção entre a nervura central e a margem do limbo): área da secção transversal; porcentagens de epiderme das faces adaxial e abaxial, esclerênquima, bainha do feixe vascular, feixe vascular e parênquima; espessura da folha; distância entre os feixes vasculares; comprimento do estômato; e número de estômatos e de tricomas (curtos e longos). Os valores obtidos foram submetidos aos testes estatísticos multivariados de Análise de Agrupamento e Análise dos Componentes Principais. Os descritores avaliados permitiram diferenciar o estádio 3 de desenvolvimento da planta em relação aos demais, o qual pode ser considerado o menos sensível à ação dos herbicidas aplicados em pós-emergência.

Palavras-chave:Brachiaria decumbens, Brachiaria plantaginea, análise multivariada, folha, gramíneas.

ABSTRACT

The aim of this study was to relate the leaf anatomical characteristics of Brachiaria decumbens ('Surinam grass') and Brachiaria plantaginea ('Alexandergrass') to herbicide sensitivity, at three developmental stages. The plants were sown in plastic pots filled with agricultural soil and kept in a greenhouse. The blade median portion of the third- expanded leaf, counted from the stem basis, was sampled, considering three developmental phases: stage 1 (plants presenting 4-6 leaves), stage 2 (plants presenting 3-4 tillers) and, stage 3 (adult plants in the beginning of flowering). The following leaf anatomy descriptors were quantified in the region of the keel (midrib) and wing (a portion between the midrib and the blade margin): transversal section area; percentages of epidermal cells in the adaxial and abaxial surfaces, sclerenchyma, vascular bundle sheath, vascular bundle, and parenchyma; leaf thickness; distance between vascular bundles; stomatal length; number of stomata and trichome (short and long). The values obtained were analyzed using multivariate statistical tests (Cluster Analysis and Principal Component Analysis). The leaf quantitative anatomical descriptors allowed differentiating stage 3 from the other stages as the least sensitive to the action of post-emergence herbicides.

Keywords:Brachiaria decumbens, Brachiaria plantaginea, multivariate analysis, leaf, grasses.

INTRODUÇÃO

O controle feito com herbicidas aplicados em pós-emergência está sujeito à influência de fatores relacionados com o tamanho das plantas no instante da aplicação. Muitos estudos indicam que os herbicidas em pós-emergência são mais eficientes quando aplicados sobre plantas daninhas que estão nas fases iniciais de desenvolvimento; espécies do mesmo gênero podem comportar-se de maneira diferente em relação aos tratamentos (Devlin et al., 1991).

Em aplicações de pós-emergência, as folhas representam a principal rota de entrada dos herbicidas nas plantas. O estudo da anatomia foliar de espécies infestantes destaca-se como uma técnica essencial na identificação e descrição de estruturas que podem influenciar na absorção e no efeito dos herbicidas, além de auxiliar na caracterização de estruturas foliares (Ferreira et al., 2002, 2007).

Assim, abordagens anatômicas foliares de plantas daninhas contribuem com informações sobre a estrutura foliar, que podem estar relacionadas com a penetração diferencial de produtos aplicados sobre as folhas das plantas. De acordo com Procópio et al. (2003), a morfologia das folhas influencia a quantidade de produto interceptado e retido, porém é a anatomia foliar que determina a facilidade com que serão absorvidos.

Além disso, os herbicidas podem apresentar diferentes níveis de controle de plantas daninhas, em função de espécies presentes na área, do estádio de desenvolvimento, da dose do herbicida e das condições de aplicação e de ambiente. O controle eficiente de plantas daninhas com o uso de herbicidas em pós-emergência depende, sobretudo, do estádio de desenvolvimento delas (Askew et al., 2000; Johnson & Hoverstad, 2002). À medida que a aplicação for atrasada, há menor eficiência de controle, pelo fato de as plantas daninhas apresentarem maior desenvolvimento vegetativo e tolerância aos herbicidas.

Alguns trabalhos sobre características anatômicas das folhas de plantas daninhas vêm sendo realizados no Brasil (Ferreira et al., 2002; Tuffi Santos et al., 2004). No entanto, deve-se ressaltar que trabalhos relacionando o efeito de herbicidas aplicados em pós-emergência com o estádio de desenvolvimento de espécies de gramíneas infestantes e suas características anatômicas foliares são escassos ou quase inexistentes na literatura.

O objetivo deste trabalho foi relacionar as características da anatomia foliar de Brachiaria decumbens e Brachiaria plantaginea, em três estádios de desenvolvimento da planta, com a sensibilidade a herbicidas.

MATERIAL E MÉTODOS

O experimento foi conduzido utilizando-se as espécies Brachiaria decumbens (capim-braquiária) e Brachiaria plantaginea (capim marmelada), ambas consideradas plantas daninhas. As sementes de B.decumbens e de B.plantaginea foram semeadas em vasos plásticos de 4 L de capacidade, com cinco repetições, contendo solo e mantidos em casa de vegetação. Após a emergência, efetuou-se um desbaste, deixando-se cinco plântulas por vaso.

As análises anatômicas foliares foram realizadas amostrando-se a porção mediana do limbo da terceira folha expandida, contada a partir da base do colmo, compreendendo três estádios de desenvolvimento da planta: estádio 1 (plantas com 4-6 folhas no colmo, aos 15 dias após a emergência), estádio 2 (plantas com 3-4 perfilhos, aos 23 dias após a emergência) e estádio 3 (plantas adultas no início do florescimento, aos 48 dias após a emergência). As amostras foliares, com cinco repetições, foram fixadas em FAA 50 (formaldeído+ ácido acético + álcool 50%) por 48 horas e conservadas em álcool 70% (Johansen, 1940).

Posteriormente, essas amostras foram infiltradas com historresina (resina glicol-metacrilato), de acordo com a técnica empregada por Gerrits (1991). Realizaram-se cortes transversais do material foliar em micrótomo rotatório com 8 a 10 ∝m de espessura, os quais foram corados com azul de toluidina 0,05% (O'Brien et al., 1964) e, em seguida, montados em lâminas histológicas de vidro com resina sintética.

Foram feitas observações microscópicas das estruturas anatômicas das regiões da quilha (nervura central) e da asa (porção compreendida entre a nervura central e a margem do limbo), sendo os limites e os contornos dos tecidos desenhados com auxílio de microscópio de projeção (Costa et al., 2010). A seguir, as estruturas anatômicas dessas regiões foram quantificadas com auxílio de mesa digitalizadora, acoplada a um computador equipado com programa computacional específico (Costa et al., 2010).

Os descritores anatômicos foliares avaliados nas regiões da quilha e da asa foram: área da secção transversal; porcentagens de epiderme das faces adaxial e abaxial, esclerênquima, bainha do feixe vascular, feixe vascular e parênquima; espessura da folha; distância entre os feixes vasculares; comprimento do estômato; e número de estômatos e de tricomas (curtos e longos). Para determinação do comprimento do estômato e contagem de estômatos e de tricomas da superfície foliar, foi usada a técnica de impressão epidérmica, utilizando-se cola de secagem instantânea.

Os valores médios dos 23 descritores anatômicos foliares quantitativos de B.decumbens e B.plantaginea, em três estádios de desenvolvimento da planta, foram submetidos aos testes estatísticos multivariados de Análise de Agrupamento e Análise de Componentes Principais, com a finalidade de agrupar as espécies e os respectivos estádios de desenvolvimento de acordo com o seu grau de similaridade, bem como verificar a capacidade discriminatória dos descritores no processo de formação dos agrupamentos.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os valores médios referentes aos 23 descritores anatômicos quantitativos do limbo foliar, considerando-se as regiões da nervura central (quilha) e da porção compreendida entre a nervura central e a margem do limbo (asa) de B.decumbens e B.plantaginea, em três estádios de desenvolvimento da planta, estão apresentados nas Tabelas 1, 2 e 3.

Na Tabela 4 são mostrados os coeficientes de correlação entre os 23 descritores anatômicos foliares quantitativos das duas espécies de Brachiaria estudadas, nos três estádios de desenvolvimento da planta, e os dois primeiros componentes principais (Y₁ e Y₂). Esses componentes, no conjunto, foram responsáveis por 92,43% da informação acumulada pelos descritores avaliados, podendo ser indicadores eficientes de dissimilaridade.

O dendrograma resultante da análise de agrupamento (Figura 1) e a dispersão gráfica referente à análise dos componentes principais (Figura 2) mostraram que os descritores anatômicos com maior poder de discriminação foram os responsáveis pelos agrupamentos formados entre as espécies e os estádios de desenvolvimento avaliados, constituindo quatro grupos principais, em nível de 0,24 na escala de distância de similaridade (Figura 2). O primeiro grupo foi formado pelo estádio 1 (planta com 4-6 folhas no colmo, 15 dias após a emergência) e pelo estádio 2 (planta com 3-4 perfilhos, 23 dias após a emergência) de B. decumbens; o segundo grupo constituiu-se dos estádios 1 e 2 de B.plantaginea; e o terceiro e o quarto grupo compreenderam apenas o estádio 3 (planta adulta no início do florescimento, 48 dias após a emergência), respectivamente, de B.decumbens e de B.plantaginea. Verifica-se também, pela Figura 2, que o primeiro e o segundo grupo, em nível de 0,30 na escala de distância, podem se agrupar, formando um grupo sem discriminação entre os estádios 1 e 2 de desenvolvimento, nas duas espécies de Brachiaria.

A análise dos coeficientes de correlação do componente principal Y₁ (Tabela 4), associados à dispersão gráfica (Figura 2), permite constatar que os estádios 1 e 2 de desenvolvimento apresentaram alto grau de dissimilaridade em relação ao estádio 3, para as duas espécies de Brachiaria estudadas. Assim, o estádio 3 pode ser diferenciado dos demais, por apresentar maior área da secção transversal da quilha, maior porcentagem (%) de esclerênquima da quilha e asa, maior porcentagem de parênquima da quilha, maior porcentagem de feixe vascular da asa, maior comprimento do estômato da face adaxial, maior número de estômatos das faces adaxial e abaxial, maior número de tricomas curtos das faces adaxial e abaxial, menor porcentagem de epiderme adaxial da quilha e abaxial da quilha e asa, menor porcentagem de bainha do feixe vascular da quilha e asa e menor distância entre feixes vasculares. Essas características, presentes nas folhas do estádio 3, demonstram que estas se encontram mais desenvolvidas que as folhas dos estádios 1 e 2 de desenvolvimento.

A maior porcentagem de esclerênquima foi constatada no estádio 3 de desenvolvimento, uma vez que plantas adultas apresentam maior lignificação das paredes celulares, influenciando na redução da penetração de herbicidas. Segundo Alves de Brito & Deschamps (2001), o incremento no teor de lignina pode estar associado ao espessamento da parede celular, principalmente da parede secundária. A presença da parede secundária pode limitar a translocação de herbicidas em plantas mais velhas, por ser menos permeável e mais espessa que a parede primária, necessitando da aplicação de maiores doses de herbicidas para seu controle. Isso reforça a necessidade de o controle em pós-emergência dessas espécies ser realizado nos estádios iniciais de desenvolvimento, conforme o trabalho de Marques et al. (2011), que estudaram o manejo das mesmas espécies ora avaliadas e nos mesmos estádios de desenvolvimento.

O estádio de planta adulta apresentou, em ambas as espécies, menor distância entre os feixes vasculares, o que pode facilitar a translocação de herbicidas através dos feixes, pela proximidade em que se encontram. Entretanto, a lignificação que ocorre nesse estádio de desenvolvimento reduz inclusive a absorção de herbicidas e, consequentemente, menor quantidade do produto alcança os feixes vasculares para posterior movimentação dentro da folha.

A análise dos coeficientes de correlação do componente principal Y₂ (Tabela 4), associados à dispersão gráfica (Figura 2), permite constatar que, nos três estádios de desenvolvimento, B.decumbens apresentou alta dissimilaridade em relação a B.plantaginea. Assim, B.decumbens pode ser diferenciada de B.plantaginea por apresentar menor porcentagem de epiderme adaxial da asa, maior porcentagem de feixe vascular da quilha e asa, maior porcentagem de parênquima da asa e maior número de tricomas longos das faces adaxial e abaxial.

Costa et al. (2006) diferenciaram espécies daninhas aquáticas com o emprego da análise multivariada, constatando que B.mutica, B.subquadripara e Panicum repens apresentaram maiores valores de feixe vascular, bainha do feixe, esclerênquima e número de tricomas, bem como menores valores para número de estômatos e espessura da folha, do que Eichhornia crassipes, Heteranthera reniformis, Typha subulata e Enhydra anagallis, o que as caracteriza como espécies com maior dificuldade de controle químico.

Dessa forma, no estádio 3 de desenvolvimento as espécies apresentaram maior porcentagem de esclerênquima, de feixes vasculares e de parênquima, dificultando a absorção e o transporte da calda herbicida na folha; portanto, esse estádio pode ser considerado menos sensível aos efeitos de herbicidas do que os estádios iniciais de desenvolvimento das espécies estudadas.

Em B.decumbens e B.plantaginea ocorrem camadas esclerenquimáticas subepidérmicas, localizadas nas porções adaxial e abaxial do mesofilo, as quais dificultam o rompimento da epiderme do restante da folha, conferindo, dessa forma, maior resistência aos danos mecânicos e químicos.

De acordo com Osmond & Smith (1976), como as células da bainha do feixe vascular são lignificadas e também podem apresentar suberina, o deslocamento das moléculas do herbicida das células do mesofilo para as células da bainha do feixe é prejudicado e mais lento nos estádios mais avançados de desenvolvimento do que em estádios iniciais de desenvolvimento da planta.

O maior número de estômatos e de tricomas nas faces adaxial e abaxial de B.decumbens e B.plantaginea, nos estádios mais avançados de desenvolvimento, pode não ser um fator relevante na eficiência do controle químico em pós-emergência, visto que a influência dessas estruturas sobre a absorção de herbicidas tem apresentado muitas controvérsias.

Procópio et al. (2003) identificaram, como principais barreiras à penetração de herbicidas, a baixa densidade estomática da face adaxial em folhas de Galinsoga parviflora e Ipomoea cairica, bem como a alta densidade de tricomas e a baixa densidade de estômatos na face adaxial foliar de Coniza bonariensis.

Greene & Bukovac (1974) e Stock & Holloway (1993) consideram que, em plantas daninhas com alta densidade estomática, o uso de surfatantes organossiliconados pode aumentar a penetração estomática e, assim, contribuir para o melhor controle de plantas daninhas. Ferreira et al. (2002) e Procópio et al. (2003) recomendaram, para o controle de plantas daninhas que apresentam estômatos com grande comprimento do ostíolo, o uso de organossiliconados adicionados à calda de pulverização de herbicidas, o que facilita a sua absorção, por quebrar a tensão superficial da calda do herbicida.

Ferreira et al. (2007) verificaram também que o clone de cana-de-açúcar, mais sensível à mistura de herbicidas, apresentou maior densidade de estômatos e de tricomas em ambas as faces, epiderme menos espessada na face adaxial e estômatos com maior comprimento de ostíolos nas duas faces do limbo foliar. Tuffi-Santos et al. (2009) consideraram os estômatos uma via improvável de absorção de glyphosate em três clones de eucalipto, uma vez que o maior número de estômatos encontra-se na face abaxial das folhas.

A eficiência da absorção de herbicidas pelos tricomas e a translocação destes para as células epidérmicas ainda são parcialmente desconhecidas (Hess & Falk, 1990). Todavia, são poucos os relatos de que os tricomas sejam um bom caminho para a entrada de herbicidas, havendo, portanto, uma relação negativa entre a aderência dos herbicidas nos tricomas e a eficácia desses produtos.

Segundo Costa et al. (2010), as estruturas anatômicas da folha relativas a epiderme, feixe vascular, bainha do feixe vascular, parênquima, esclerênquima, estômatos, tricomas e espessura da folha podem influenciar na deposição, retenção, absorção e translocação de soluções aplicadas sobre as folhas, funcionando como barreiras, e, dessa forma, estar associadas à maior ou menor resistência ou tolerância de determinada planta aos produtos fitossanitários.

Assim, as estruturas anatômicas foliares podem estar relacionadas com a maior ou menor sensibilidade da planta aos herbicidas, sendo decisivas para o manejo químico. Contudo, pouco se conhece sobre a contribuição de cada caráter estrutural do limbo foliar no processo de absorção e translocação de herbicidas.

A análise dos descritores anatômicos permitiu diferenciar os três estádios de desenvolvimento da planta, sendo o estádio 3 mais discriminante que os estádios 1 e 2, de modo que o estádio 3, em ambas as espécies, foi caracterizado como mais difícil de ser controlado por meio do uso de herbicidas aplicados em pós-emergência, ou seja, pode ser considerado menos sensível a herbicidas.

LITERATURA CITADA

Recebido para publicação em 4.11.2011 e aprovado em 11.5.2012.

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  09 Out 2012
• Data do Fascículo
  Dez 2012

Histórico

• Recebido
  04 Nov 2011
• Aceito
  11 Maio 2012