Dissertação/Tese FITOREMEDIAÇÃO DE CÁDMIO POR GRAMÍNEAS TROPICAIS CULTIVADAS EM DIFERENTES SOLOS - PPGPV

O cádmio (Cd) é um metal pesado altamente tóxico, cuja biodisponibilidade e fitotoxicidade no solo são fortemente influenciadas por suas propriedades físico-químicas, representando riscos ambientais e agronômicos significativos. Nesse contexto, gramíneas tropicais destacam-se como espécies promissoras para estratégias de fitorremediação, em razão de sua elevada produção de biomassa, eficiência fisiológica e capacidade de tolerar estresses ambientais. Assim, esta tese teve como objetivo avaliar as respostas fisiológicas, nutricionais e o acúmulo de Cd em Urochloa brizantha e Megathyrsus maximus cultivadas em solos diferentes, visando compreender os mecanismos de tolerância ao Cd e seu potencial de uso em áreas contaminadas. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, utilizando um NEOSSOLO QUARTZARÊNICO Órtico típico (RQo) e LATOSSOLO VERMELHO-AMARELO distrófico típico (LVAd), submetidos a cinco níveis de contaminação de Cd (0; 1,5; 3,0; 8,0 e 20,0 mg kg⁻¹). Foram avaliados a produção de biomassa, a nutrição mineral, o desempenho fotossintético, parâmetros de fluorescência da clorofila, bem como a concentração, o acúmulo, a bioconcentração e a translocação de Cd nos tecidos vegetais. De modo geral, o aumento da contaminação por Cd reduziu a produção de biomassa das gramíneas, com efeitos mais pronunciados no solo RQo, evidenciando a influência do solo na disponibilidade e toxicidade do Cd. Urochloa brizantha apresentou maior tolerância ao Cd, associada à maior produção de biomassa e maior retenção do Cd nas raízes, especialmente no LVAd. Por outro lado, Megathyrsus maximus demonstrou maior sensibilidade ao estresse por Cd, porém manteve maior estabilidade do aparato fotossintético, com melhores índices de assimilação de CO2 e eficiência fotoquímica do fotossistema II. A contaminação por Cd promoveu alterações na homeostase nutricional das gramíneas, refletindo ajustes fisiológicos associados à tolerância ao estresse por Cd. Os resultados evidenciam que as respostas das gramíneas ao Cd dependem da interação entre planta e solo, sendo o LVAd mais eficiente na atenuação da biodisponibilidade do Cd. Conclui-se que ambas as gramíneas apresentam potencial para fitorremediação, sendo essencial considerar as características do solo no planejamento de estratégias de descontaminação de Cd.

Cadmium (Cd) is a highly toxic heavy metal whose bioavailability and phytotoxicity in soil are strongly influenced by its physicochemical properties, posing significant environmental and agronomic risks. In this context, tropical grasses stand out as promising species for phytoremediation strategies due to their high biomass production, physiological efficiency, and ability to tolerate environmental stresses. Therefore, this thesis aimed to evaluate the physiological and nutritional responses and Cd accumulation in Urochloa brizantha and Megathyrsus maximus grown in different soils, aiming to understand the mechanisms of Cd tolerance and their potential use in contaminated areas. The experiment was conducted under greenhouse conditions using a Typic Quartzipsamment (RQo) and a Xantic Hapludox (LVAd), subjected to five Cd contamination levels (0; 1,5,; 3,0; 8,0 and 20,0 mg kg⁻¹). Biomass production, mineral nutrition, photosynthetic performance, chlorophyll fluorescence parameters, as well as Cd concentration, accumulation, bioconcentration, and translocation in plant tissues were evaluated. Overall, increasing Cd contamination reduced grass biomass production, with more pronounced effects in the RQo soil, highlighting the influence of soil on metal availability and toxicity. Urochloa brizantha showed greater tolerance to Cd, associated with higher biomass production and greater Cd retention in the roots, especially in the LVAd. On the other hand, Megathyrsus maximus demonstrated greater sensitivity to Cd stress, but maintained greater stability of the photosynthetic apparatus, with better CO2 assimilation rates and photochemical efficiency of photosystem II. Cd contamination promoted alterations in the nutritional homeostasis of the grasses, reflecting physiological adjustments associated with tolerance to Cd stress. The results show that the responses of grasses to Cd depend on the interaction between plant and soil, with LVAd being more efficient in attenuating Cd bioavailability. It is concluded that both grasses have potential for phytoremediation, and it is essential to consider soil characteristics when planning Cd decontamination strategies.