Dissertação/Tese USO DE Urochloa brizantha E Megathyrsus maximus EM SOLOS DO CERRADO CONTAMINADOS POR NÍQUEL - PPGPV

O níquel (Ni), embora seja um micronutriente essencial para algumas funções metabólicas nas plantas, pode apresentar elevada fitotoxicidade quando presente em concentrações excessivas no solo, afetando negativamente diversos processos fisiológicos e bioquímicos. Este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos da contaminação por Ni sobre a fluorescência da clorofila, os conteúdos de pigmentos fotossintéticos, produção de biomassa e fitoextração de Ni de duas gramíneas forrageiras amplamente utilizadas em pastagens tropicais: Urochloa brizantha e Megathyrsus maximus. As espécies foram cultivadas em dois solos de diferentes classes e texturas, o NEOSSOLO QUARTZARÊNICO Órtico típico (RQo), de textura arenosa, e o LATOSSOLO VERMELHO Distrófico típico (LVd), de textura argilosa contaminados com cinco níveis de Ni (0, 15, 30, 70 e 130 mg kg-1). O delineamento experimental foi em blocos casualizados, com esquema fatorial 2 x 5 com seis repetições. Os resultados indicaram que a presença de Ni nos solos promoveu alterações significativas nos parâmetros fisiológicos e de crescimento das gramíneas avaliadas. A fluorescência da clorofila foi afetada negativamente pelos níveis mais elevados de Ni, especialmente no solo RQo, sugerindo comprometimento da eficiência do fotossistema II e ativação de mecanismos de tolerância ao estresse. Da mesma forma, os teores de pigmentos fotossintéticos, como clorofila a, clorofila b e carotenoides apresentaram redução em função da elevação dos níveis de contaminação de Ni, o que reflete diretamente na capacidade fotossintética das plantas. A produção de massa seca foi reduzida com o aumento da contaminação, sendo que a parte aérea foi mais impactada do que o sistema radicular, com diferenças mais expressivas observadas no solo RQo, de menor capacidade de retenção de Ni. Ambas as gramíneas apresentaram elevada capacidade de translocação e acúmulo de Ni na parte aérea, com concentrações superiores a 25 mg kg-1, o que as caracteriza como plantas acumuladoras. A análise do fator de bioconcentração reforça essa capacidade fitoextratora, evidenciando o potencial dessas espécies para aplicação em estratégias de fitorremediação, particularmente por fitoextração, em áreas contaminadas por Ni. Apesar da redução na biomassa, U. brizantha e M. maximus demonstraram respostas fisiológicas que indicam mecanismos de tolerância ao estresse induzido por Ni. Dessa forma, os dados obtidos apontam que a fluorescência da clorofila, os conteúdos de pigmentos fotossintéticos e a produção de biomassa são parâmetros sensíveis e eficientes na detecção de estresse por Ni. As duas espécies avaliadas apresentam potencial para o uso em programas de recuperação de áreas degradadas por contaminação com Ni, sobretudo em solos arenosos, onde os efeitos fitotóxicos são mais intensos, mas a disponibilidade do Ni favorece a fitoextração.

Nickel (Ni), although an essential micronutrient for certain metabolic functions in plants, can exhibit high phytotoxicity when present in excessive concentrations in the soil, negatively affecting various physiological and biochemical processes. This study aimed to evaluate the effects of Ni contamination on chlorophyll fluorescence, photosynthetic pigment contents,biomass production, and Ni phytoextraction of two forage grasses widely used in tropical pastures: Urochloa brizantha and Megathyrsus maximus. The species were cultivated in two soils with distinct classes and textures: a Typic Quartzipsamment (TQ), with sandy texture, and a and a Rhodic Hapludox (RH), with medium to clayey texture, both contaminated with five Ni levels (0, 15, 30, 70, and 130 mg kg-1). The experimental design was a randomized block design in a 2 × 5 factorial scheme with six repetitions. The results indicated that the presence of Ni in the soils caused significant changes in physiological and growth parameters of the evaluated grasses. Chlorophyll fluorescence was negatively affected by higher Ni levels, especially in the TQ soil, suggesting impairment of photosystem II efficiency and activation of stress tolerance mechanisms. Similarly, the contents of photosynthetic pigments,such as chlorophyll a, chlorophyll b, and carotenoids, were reduced as Ni contamination levels increased, directly reflecting a decline in the photosynthetic capacity of the plants. Dry matter production decreased with increasing contamination, with shoot biomass being more impacted than root biomass, and more pronounced differences observed in the TQ soil, which has a lower capacity for Ni retention. Both grasses exhibited a high capacity for Ni translocation and accumulation in the shoots, with concentrations exceeding 25 mg kg-1, characterizing them as accumulator plants. The analysis of the bioconcentration factor further supports their phytoextractive capacity, highlighting the potential of these species for application in phytoremediation strategies, particularly phytoextraction, in Ni- ontaminated areas. Despite biomass reduction, U. brizantha and M. maximus demonstrated physiological responses indicative of tolerance mechanisms to Ni-induced stress. Therefore, the data obtained indicate that chlorophyll fluorescence, photosynthetic pigment content, and biomass production are sensitive and efficient parameters for detecting Ni stress. The two evaluated species show potential for use in the restoration of areas degraded by Ni contamination, especially in sandy soils, where phytotoxic effects are more intense, but Ni availability favors phytoextraction.