ABSORÇÃO DE CÁDMIO E CRESCIMENTO DE FEIJOEIRO (Phaseolus vulgaris, L. cv carioca)

NOTA

ABSORÇÃO DE CÁDMIO E CRESCIMENTO DE FEIJOEIRO (Phaseolus vulgaris, L. CV CARIOCA)¹

C. ROSSI²; P.M. PADILHA²;C.C.F. PADILHA³

²Depto. de Química-IB/UNESP, C.P. 510, CEP:18618-000 - Botucatu, SP.

³Depto. de Física e Biofísica-IB/UNESP, C.P. 510, CEP: 18618-000 - Botucatu, SP.

RESUMO: A absorção de cádmio e seus efeitos no crescimento de feijoeiro (Phaseolus vulgaris, L. cv carioca) foi estudada em solução nutritiva completa de Hoagland & Arnon acrescida de doses de cádmio com concentrações entre 10 e 200 mmol L^-1. Os teores de cádmio em folhas e raízes aumentaram à medida que aumentou a concentração de cádmio na solução nutritiva. Os teores de cádmio nas raízes foram maiores que nas folhas. Os resultados mostraram que a inibição do crescimento de folhas e raízes provocadas pela presença de cádmio são reversíveis.

Descritores: feijoeiro, cádmio

CADMIUM UPTAKE AND GROWTH OF BEANS

(Phaseolus vulgaris, L. CV CARIOCA)

ABSTRACT: Cadmium uptake and its effects on the growth of beans (Phaseolus vulgaris, L. cv carioca) was studied in a complete Hoagland &Arnon nutritive solution, containing cadmium levels ranging from 10 to 200 mmol L^-1. The concentration of cadmium in leaves and roots increased as the concentration of cadmium in the solution increased. The cadmium level in roots was greater than in leaves. The inhibition of leave and root growths by cadmium was reversible.

Key Words: bean, cadmium

INTRODUÇÃO

A partir de determinados níveis de metais pesados no solo, tem sido observada uma redução tanto na biomassa como na qualidade nutritiva das plantas cultivadas. No primeiro caso, a redução de biomassa deve-se a inibição de processos fisiológicos importantes, tais como a fotossíntese, translocação de floema e transpiração (Carlson et al., 1975; Samarakoon & Rauser, 1979; Clijsters & Van Assche, 1985). A cinética de algumas reações enzimáticas já estudadas, também mostraram-se sensivelmente afetadas pela presença de metais pesados. Algumas enzimas como peroxidase, glicose-6-fosfato desidrogenase e glutamato desidrogenase tem sua atividade aumentada (Mathys, 1977; Lee et al., 1976; Weigel & Jager, 1980; Van Assche et al., 1984). Em feijoeiro Phaseolus vulgaris, segundo Van Assche et al. (1988) no que se refere à atividade de isocitrato desidrogenase, enzima málica, glutamato-oxaloacetato transaminase, glicose-6-P desidrogenase, peroxidase e glutamato desidrogenase, ocorre o mesmo quando as plantas são cultivadas em presença de cádmio na solução nutritiva. No que concerne a qualidade nutritiva das plantas, deve-se levar em conta a questão do consumo de alimentos preparados ou consumidos "IN NATURA" provenientes de plantas que assimilaram o metal. Em recente revisão, Wagner (1993) estudou diversos trabalhos que mostram a associação do cádmio com várias lesões patológicas no homem, tais como a disfunção dos túbulos renais e enfisema pulmonar; outras como gastroenterite, câncer, hipertensão e osteoporose também são citadas. O presente trabalho teve por objetivo estudar os efeitos da absorção do cádmio no desenvolvimento de feijoeiro.

MATERIAL E MÉTODOS

Sementes selecionadas de feijoeiro foram previamente esterilizadas com solução de hipoclorito de sódio a 0,5% e lavadas em seguida com água destilada. A semeadura foi efetuada em recipientes de plástico contendo sílica moída. As plântulas foram regadas primeiramente com água destilada e depois com solução nutritiva completa de Hoagland & Arnon (1950) a 10%. Em seguida foram mantidas em casa de vegetação até crescerem o suficiente para a experimentação (aproximadamente 8 cm de altura). O cádmio foi fornecido às plântulas juntamente com a solução nutritiva completa de Hoagland & Arnon (1950). O grupo controle (Cd00) recebeu apenas solução nutritiva completa. Os resultados denominados Cd00ini correspondem ao grupo de plântulas cuja massa verde foi determinada no momento da transferência para a solução nutritiva completa. Nos tratamentos Cd10, Cd20, Cd30, Cd40, Cd100 e Cd200, as plântulas receberam solução nutritiva completa de Hoagland & Arnon acrescida de doses de cádmio, na forma de CdCl₂.H₂0, nas concentrações de 10, 20, 30, 40, 100 e 200 mmol L^-1. As coletas (10 plântulas/vaso) foram efetuadas com 3, 5 ou 7 dias após o início do experimento, dependendo do ensaio. No tratamento Cd40Rec, plântulas inicialmente submetidas ao tratamento Cd40 durante 7 dias foram em seguida transferidas para o tratamento controle por um período de mais três dias quando foi feita a coleta. Os ensaios foram realizados em casa de vegetação com três repetições. Para as análises do teor de cádmio em folhas e raízes, as amostras foram previamente submetidas a secagem em estufa a 70ºC até peso constante. Amostras secas e finamente moídas de 100 mg de folhas e raízes foram transferidas para bequer contendo 10 ml de ácido nítrico concentrado e digeridas à temperatura de 90-100ºC, durante aproximadamente duas horas, adicionando-se água quando necessário. No final da digestão foi adicionado 0,5 ml de peróxido de hidrogênio, completando-se a digestão até obtenção de transparência nas amostras, as quais foram diluídas a 50 ml e as concentrações de cádmio foram determinadas por espectrometria de absorção atômica sob as condições recomendadas pelo fabricante (l=228,8 nm, fenda 0,5 nm, chama oxidante ar/acetileno e amperagem da lâmpada=3 mA).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os resultados apresentados na Figura 1 mostram os valores de massa verde em função do tempo de permanência da planta na solução de cultivo. Como se pode observar, foi significativa a diferença desses valores nas três coletas, realizadas depois de três, cinco e sete dias após a transferência das plantas para os tratamentos. Pode-se observar também, que as plantas não mostraram os efeitos nocivos do cádmio quando cultivadas nos tratamentos Cd10 e Cd20. Os efeitos do cádmio foram visíveis a partir do tratamento Cd40. Os tratamentos Cd100 e Cd200, como pode-se concluir, pelos dados da Figura 1, inviabilizaram a sobrevivência de plântulas de feijoeiro depois de 5 dias de tratamento. Segundo Page et al. (1972) o feijoeiro apresenta até 50% de redução no crescimento quando cádmio está presente na concentração de 0,2 mg ml^-1 de solução nutritiva. Como pode-se verificar, os tratamentos Cd100 e Cd200, apresentaram nas coletas 1 e 2 valores de massa verde menores que os apresentados pelas plantas no início do experimento, indicando uma interrupção do crescimento da planta.

Figura 1
- Massa de matéria verde em função do tempo de cultivo. Barras verticais indicam ± SE.

Pode-se verificar na Figura 2, que ocorreu desenvolvimento das raízes das plântulas cultivadas nos tratamentos Cd10, Cd20 e Cd40. Em plântulas de arroz, o aumento dos níveis de cádmio de 0,1 a 0,3 mmol L^-1, provocou decréscimo progressivo no crescimento das raízes (Chen & Kao, 1995). Nos tratamentos Cd100 e Cd200, como já foi observado na massa verde de folhas, também ocorreu redução de massa. Alguns estudos mostraram que os níveis de cádmio necessários para causar redução no crescimento da planta variam com a espécie e genótipo (Page et al., 1972; Kuboi et al., 1987; Florijn & van Beusichem, 1993; Jalil et al., 1994). Em face dos danos causados pela presença de cádmio não foi possível analisar as raízes nos tratamentos Cd200 na segunda coleta e nos tratamentos Cd100 e Cd200 na terceira coleta. Os resultados apresentados nas Figuras 1 e 2 indicam também que os efeitos do cádmio na solução de cultivo variam em função do tempo de exposição da planta.

Figura 2
- Massa de matéria verde de raízes em função do tempo de cultivo. Barras verticais indicam ± SE.

Apenas nos tratamentos Cd10 e Cd20 o crescimento do feijoeiro não foi afetado. Visualmente não se constatou nesses tratamentos, até sete dias de exposição, qualquer anormalidade. Os dados apresentados na Figura 3 mostram diferenças significativas na massa de matéria verde de cotilédones após uma semana de tratamento. Com base nesses dados, foi verificado que a presença de cádmio provocou um aceleramento no consumo das reservas cotiledonares. Mesmo na concentração de 10 mmol L^-1 de cádmio (tratamento Cd10), já ocorreu uma redução significativa nas reservas. Nos tratamentos Cd20, Cd40, Cd100 e Cd200, os resultados foram semelhantes. Como se pode verificar na Figura 4, tanto as raízes como as folhas absorveram o cádmio presente nos tratamentos Cd10, Cd20, Cd30 e Cd40. Os teores máximos de cádmio determinados nas raízes foram aproximadamente duas vezes maiores que os das folhas. Segundo Haghiri (1973) a absorção de cádmio é muito eficiente nas raízes. Segundo Jarvis et al.(1976) o cádmio acumula-se mais nas raízes que nas folhas. Esta tendência também foi observada em trigo (Malik et al., 1992) e em soja (Oliveira et al.,1994). O grupo de plantas submetido à recuperação (tratamento Cd40Rec) mostrou uma queda dos níveis de cádmio nas folhas o que demonstra a possibilidade da reversibilidade dos efeitos nocivos do cádmio. Essa tendência também foi observada em plantas de arroz (Chen & Kao, 1995). A manutenção de níveis altos de cádmio nas raízes, resultou provavelmente numa recuperação mais lenta das mesmas. Os dados apresentados na Figura 4 também evidenciam que existe um limite na planta para a absorção do cádmio. Em folhas, o teor de cádmio estabilizou-se em aproximadamente 250 mg de cádmio Kg^-1 de matéria seca , enquanto que nas raízes este teor foi de 450 mg decádmio Kg^-1 de matéria seca. Os dados mostrados na Figura 5 confirmam os resultados expressos na Figura 4, em relação ao tratamento Cd40Rec.

Figura 3
- Massa de matéria verde de cotilédones depois de sete dias de cultivo. Barras verticais indicam ± SE.

Figura 4
- Teor de cádmio em folhas e raízes depois de sete dias de cultivo. Barras verticais indicam ± SE.

Figura 5
- Massa de matéria verde de folhas e raízes após sete dias de cultivo. Barras verticais indicam ± SE.

CONCLUSÕES

Com cádmio presente na solução de cultivo em concentrações superiores a 20 mmol L^-1 ocorre redução no crescimento de folhas e raízes de feijoeiro. Os resultados mostraram ainda que esse processo não é irreversível.

AGRADECIMENTO

Os autores agradecem à secretária do Departamento de Química, Senhora Claudete Ezias Grassi, pelos serviços prestados na execução deste trabalho.

Recebido para publicação em 02.09.97

Aceito para publicação em 03.03.98

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¹

Trabalho realizado com auxílio do CNPq.

Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  04 Fev 1999
• Data do Fascículo
  Maio 1998

Histórico

• Aceito
  03 Mar 1998
• Recebido
  02 Set 1997