Carotenoides em grãos de milho verde após a aplicação de herbicidas pós-emergentes

Carotenoids in green corn grains after post-emergence herbicide application

NOTAS CIENTÍFICAS

Carotenoides em grãos de milho verde após a aplicação de herbicidas pós-emergentes

Carotenoids in green corn grains after post-emergence herbicide application

Sara de Almeida Rios^I; Maria Cristina Dias Paes^II; Décio Karam^II; Aluízio Borém^I; Wilton Soares Cardoso^I

^IUniversidade Federal de Viçosa, Avenida Peter Henry Rolfs, s/nº, CEP 36570-000 Viçosa, MG. E-mail: [e-mail], [e-mail], [e-mail]

IIEmbrapa Milho e Sorgo, Caixa Postal 285, CEP 35701-970 Sete Lagoas, MG. E-mail: [e-mail], [e-mail]

RESUMO

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da aplicação de herbicidas pós-emergentes no teor de carotenoides em grãos de milho verde. Utilizou-se o delineamento inteiramente casualizado com cinco tratamentos – sem aplicação; foramsulfuron + iodosulfuron-methyl-sodium (40 g ha^-1); nicosulfuron (20 g ha^-1); mesotrione (120 g ha^-1) e tembotrione (100 g ha^-1) – e duas repetições. Os grãos foram avaliados para teores de luteína, zeaxantina, betacriptoxantina, alfacaroteno e betacaroteno, carotenoides pró-vitamina A, carotenoides totais e percentuais de luteína, zeaxantina e carotenoides pró-vitamina A. Os herbicidas tembotrione e o nicosulfuron não causaram efeitos deletérios nos teores de carotenoides totais ou nas frações com atividade pró-vitamina A.

Termos para indexação:Zea mays, planta daninha, vitamina A, xantofila.

ABSTRACT

The objective of this work was to evaluate the efect of post-emergence herbicide application on carotenoid content in green corn grains. A completely randomized design was used, with five treatments – no application; foramsulfuron + iodosulfuron-methyl-sodium (40 g ha^-1); nicosulfuron (20 g ha^-1); mesotrione (120 g ha^-1) and tembotrione (100 g ha^-1) –, and two replicates. The grains were evaluated in terms of lutein, zeaxanthin, beta-cryptoxanthin, alpha-carotene and beta-carotene, pro-vitamin A carotenoids, total carotenoid contents, and percentage of lutein, zeaxanthin and pro-vitamin A carotenoids. Tembotrione and nicosulfuron herbicides did not cause deleterious effects on total carotenoids or fractions with pro-vitamin A activity.

Index terms: Zea mays, weed, vitamin A, xanthophyll.

O controle de plantas daninhas é uma prática importante para a obtenção de altos rendimentos em qualquer exploração agrícola, uma vez que a busca por produtividade e rentabilidade de grandes culturas esbarra na interferência das plantas daninhas, as quais tendem a aumentar o custo de produção, reduzir as margens de lucro e diminuir a qualidade do produto (Constantin & Oliveira, 2005).

A cultura do milho, apesar de ser considerada de boa capacidade competitiva e enquadrar-se entre o grupo de culturas que mais sombreiam o solo, sofre intensa interferência das plantas daninhas, com sérios prejuízos no crescimento, na produtividade e na operação de colheita (López-Ovejero et al., 2003; Nicolai et al., 2006). Portanto, o uso de herbicidas apresenta-se como uma necessidade de ordem econômica, que garante rapidez e eficiência no controle das plantas daninhas.

Alguns grupos químicos, recomendados para o controle de invasoras na cultura do milho, a exemplo das tricetonas, atuam na inibição da biossíntese de carotenoides (Karam & Cruz, 2004). A inibição é indireta, causada pela depleção do cofator da enzima fitoeno desidrogenase, catalizadora da reação de conversão do fitoeno em fitoflueno, necessária à produção do licopeno, que é precursor dos carotenoides presentes no milho (Schulz et al., 1993). Isso pode trazer preocupações para programas de melhoramento de milho que visem o aumento ou a manutenção de carotenoides nos grãos, a exemplo da biofortificação, alternativa complementar às ações nutricionais existentes para o combate às deficiências nutricionais, principalmente a hipovitaminose A (Handelman et al., 1999; Qaim et al., 2007).

Os carotenoides presentes nos grãos de milho dividem-se em carotenos (betacaroteno e alfacaroteno) e xantofilas (luteína, betacriptoxantina e zeaxantina) e a atividade pró-vitamina A é resultante do betacaroteno e, em menor grau, do alfacaroteno e da betacryptoxantina (Kurilich & Juvik, 1999). Existem poucas informações sobre o efeito dos herbicidas no teor e no perfil desses compostos de reconhecida importância para a saúde humana em grãos de milho verde.

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da aplicação de herbicidas pós-emergentes no teor de carotenoides em grãos de milho verde.

O plantio foi realizado em 2007, na fazenda experimental da Embrapa Milho e Sorgo, em Sete Lagoas, MG (19º28'00"S, 44º15'00"W e altitude de 732 m). Utilizou-se o híbrido simples comercial BRS 1030. A adubação utilizada no plantio foi de 400 kg ha^-1 de NPK (8–28–16) + Zn e 80 kg ha^-1 de N, em cobertura, no estágio de quatro a cinco folhas do milho.

O delineamento experimental foi inteiramente casualizado com cinco tratamentos – testemunha, sem aplicação de herbicidas (capina manual na ocasião da aplicação das formulações químicas); foramsulfuron + iodosulfuron-methyl-sodium (40 g ha^-1); nicosulfuron (20 g ha^-1); mesotrione (120 g ha^-1); e tembotrione (100 g ha^-1) – e duas repetições. Todas as aplicações químicas continham mistura com atrazine a 1.000 g ha^-1, e foram feitas 28 dias após-germinação, quando as plantas de milho estavam no estádio V3 a V4 (Magalhães et al., 1995), utilizando-se um pulverizador costal pressurizado a CO₂ (2,15 kgf cm^-2), equipado com bico tipo XR-Teejet 110.02 VS, aplicando-se o equivalente a 150 L ha^-1 de calda.

Foram colhidas dez espigas, aleatoriamente, em cada parcela experimental no estádio reprodutivo R3 (Magalhães et al., 1995) e acondicionadas em sacos de papel. No laboratório, as espigas foram despalhadas e os grãos foram retirados com auxílio de uma faca com lâmina de aço inoxidável. A amostra composta de grãos das dez espigas de cada repetição do tratamento foi quarteirizada, e a alíquota final triturada em liquidificador. As amostras moídas foram transferidas para frascos de vidro, lacrados com filme parafinado e cobertos com papel alumínio, e armazenadas em freezer a -20ºC, até posterior análise química, realizada em duplicata.

As extrações foram realizadas segundo Kurilich & Juvik (1999). Os carotenoides totais (CT) foram quantificados em espectrofotômetro Cary 50 Conc UV-Visible (Varian, Austrália). Os carotenos (alfa e betacaroteno), as xantofilas (luteína e zeaxantina) e o monohidroxilado (betacriptoxantina) foram quantificados por cromatografia líquida de alta eficiência em cromatógrafo líquido Shimadzu, modelo LC-10, equipado com coluna polimérica YMC C 30 5 µm, 4,6x250 mm, (Waters, Milford, MA, USA), acoplado a detector de arranjo de diiodo. O gradiente de eluição foi conduzido a 0,8 mL min^-1 em condições de gradiente linear 80:20 a 15:85 de metanol: éter metil tert-butil por 25 min, seguido de 80:20 por 5 min, e finalizado com 6 min de equilíbrio. A temperatura do laboratório foi mantida a 22ºC durante todo o processo. Para identificação dos compostos foram utilizados padrões purificados a partir de cenoura e milho verde (Rodriguez-Amaya & Kimura, 2004).

O somatório dos teores de luteína, zeaxantina, betacriptoxantina, alfacaroteno e betacaroteno resultou nos valores de carotenoides totais (CT), e o total de carotenoides com atividade pró-vitamínica A (Pro VA) foi obtido por meio do somatório entre o total de betacaroteno + ½ total de alfacaroteno + ½ do total de betacriptoxantina (µg g^-1 massa fresca), considerando 100% de atividade provitamínica A para betacaroteno e 50% para as outras duas variáveis (Rodriguez-Amaya & Kimura, 2004). Foram determinados os percentuais de contribuição individual das frações e total de Pro VA, em relação ao teor de CT.

Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias foram comparadas pelo teste Tukey, a 5% de probabilidade, utilizando-se o Sisvar 5.0 (Ferreira, 2000).

A aplicação dos herbicidas pós-emergentes não influenciou negativamente a composição de carotenoides nos grãos de milho verde, comparados à testemunha sem aplicação (p>0,05) (Tabela 1). O uso de nicosulfuron e tembotrione resultou em médias significantemente superiores de betacaroteno nos grãos de milho verde, comparadas à testemunha sem aplicação. A média dos teores de luteína, em grãos do tratamento com nicosulfuron, foi também significantemente superior em relação à testemunha, e foi significativamente igual aos demais tratamentos. Schulte & Köcher (2009), ao avaliar o mecanismo de ação do tembotrione, relataram que a degradação metabólica desse herbicida é mais rápida para o milho que para outras espécies, o que poderia influenciar positivamente a resposta na biossíntese de carotenoides, após aplicação desse herbicida, em relação ao uso de outros produtos.

As médias de betacaroteno foram significativamente iguais com aplicação de foramsulfuron + iodosulfuron-methyl-sodium e mesotrione, em relação à testemunha sem aplicação (Tabela 1). Os menores teores de betacaroteno, em relação a esses herbicidas, não parece ser efeito tóxico do produto e sim, resultado do efeito positivo da aplicação de nicosulfuron e tembotrione na biossíntese do betacaroteno (Schulte & Köcher, 2009).

A aplicação de mesotrione promoveu aumento no percentual de luteína, em relação à testemunha sem aplicação química. Kopsell et al. (2009) também relatam aumento nos teores de luteína e zeaxantina em milho, pós-aplicação de mesotrione e atrazina. Esses autores relatam possível aumento do grupo de carotenoides, uma vez que os genótipos de milho verde apresentam danos moderados pós-aplicação com o mesotrione, e supera o estresse oxidativo inicial causado por esse herbicida.

O percentual de luteína foi igual para os tratamentos tembotrione, nicosulfuron e testemunha sem aplicação. Em relação aos demais herbicidas, foram observadas médias superiores para essa característica (Tabela 1). Os percentuais de Pro VA foram significativamente inferiores no tratamento foramsulfuron + iodosulfuron-methyl-sodium, em comparação aos demais herbicidas, porém, foram iguais aos da testemunha sem aplicação.

Ambos herbicidas tembotrione – que inibe a enzima 4-hidroxifenil piruvato dioxigenase, precursora da biossíntese de carotenoides na planta (Schulte & Köcher, 2009) – e o nicosulfuron – que atua na inibição da enzima acetolactato sintase (ALS) (Williams & Pataky, 2008), nas dosagens avaliadas de 100 e 20 g ha^-1, respectivamente – não causaram efeitos deletérios aos teores de carotenoides totais e frações com atividade pró-vitamínica A, em grãos do híbrido BRS 1030, e podem ser utilizados sem restrições no manejo da cultura com essa cultivar para a produção de milho verde destinado à alimentação humana.

Porém, a aplicação do herbicida foramsulfuron + iodosulfuron-methyl-sodium reduziu os percentuais de Pro-VA de grãos do milho verde BRS 1030, em comparação aos demais herbicidas, e, portanto, são necessários estudos complementares para melhor entendimento da relação entre herbicidas desse grupo químico e os teores de carotenoides em grãos de milho verde.

Agradecimentos

Ao Programa Harvest Plus e à Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais pelo apoio financeiro.

Recebido em 2 de julho de 2009 e aprovado em 9 de dezembro de 2009

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Datas de Publicação

• Publicação nesta coleção
  23 Abr 2010
• Data do Fascículo
  Jan 2010

Histórico

• Recebido
  02 Jul 2009
• Aceito
  09 Dez 2009