Dissertação/Tese Photosynthetic metabolism modulation of tropical grasses in Pb-phytoremediation of Oxisol and Entisol - PPGPV

A ação antrópica oriunda do avanço tecnológico e industrial tem agido como principal fonte de deposição de metais pesados (HMs) no globo terrestre. O chumbo (Pb) é uma grande preocupação para o meio ambiente visto sua nocividade a saúde humana e sua permanência no ambiente ao longo dos anos. Técnicas que remediem o status de contaminação por Pb e outros HMs do solo são necessidades eminentes. A fitorremediação é uma dessas técnicas, que diferente de técnicas químicas e físicas, são menos onerosas e mais sustentáveis ao remediar uma área com solo contaminado. Esse estudo propõem a investigação de duas gramíneas C4, Megathysus maximus e Urochloa brizantha desenvolvida em fitorremediação de solos contaminados com Pb conforme normativas do CONAMA que prevê valores orientadores para o uso do solo em atividade de investigação, agrícola, residencial e industrial, concentrações Pb no solo de 72, 180, 300 e 900 mg kg-1 solo. Usamos dois solos um argiloso (oxisol – XH) e um arenoso (entisol – TQ), texturas contrastantes com físico químicas especificas. Foi mensurado variáveis relacionadas fotoquímica e referente a fixação de CO2, além da biomassa do crescimento em si. O conjunto de dados foi analisado por componentes principais, evidenciando a ação do solo nas variáveis fotossintéticas. Modelos lineares foram feitos para cada variável, e os tratamentos testado entre sim, fazendo também a interação dos fatores. Solo arenoso permitiu uma toxidade maior nas gramíneas, enquanto que o solo argiloso propiciou o crescimento mesmo em concentração de Pb como 72 e 180 mg kg-1 ficado de modo geral superior até mesmo ao tratamento com 0 mg kg-1 Pb. Os pigmentos fotossintéticos e a florescência, assim como variáveis direta e indiretamente ligadas a assimilação de CO2, tiveram maiores reduções apenas em 900 mg kg-1. Alguns parâmetros de fotossíntese e de biomassa em oxisol foram maiores em 72 e 180 mg kg-1. Essas espécies, M. maximus e U. brizantha, frente as condições de estresse abiótico Pb aqui expostas, apresentaram tolerância a níveis baixo e moderados de Pb, comparando apenas ao controle valores altos como 300 mg kg-1, apresentaram crescimento satisfatório e modulação de algumas variáveis fotossintética. As espécies de gramíneas tropicais em questão podem ser recomendadas e utilizadas em campos de fitorremediação de Pb com ampla possibilidade de uso e manejo.

Anthropogenic action resulting from technological and industrial advances has acted as the main source of heavy metal (HM) deposition on the globe. Lead (Pb) is a major concern for the environment given its harmfulness to human health and its permanence in the environment over the years. Techniques to remedy the contamination status of Pb and other HMs in the soil are a pressing need. Phytoremediation is one of these techniques, which, unlike chemical and physical techniques, is less expensive and more sustainable when remediating an area of contaminated soil. This study proposes the investigation of two C4 grasses, Megathysus maximus and Urochloa brizantha, developed for the phytoremediation of soil contaminated with Pb, in accordance with CONAMA regulations, which provide guidelines for the use of soil in research, agricultural, residential and industrial activities, with Pb concentrations in the soil of 72, 180, 300 and 900 mg kg-1 soil. We used two soils, one clayey (oxisol - XH) and one sandy (entisol - TQ), contrasting textures with specific physical and chemical characteristics. Variables related to photochemistry and CO2 fixation were measured, as well as the biomass of the growth itself. The data set was analyzed by principal components, showing the action of the soil on the photosynthetic variables. Linear models were made for each variable, and the treatments were tested against each other, as well as the interaction of factors. The sandy soil allowed the grasses to become more toxic, while the clay soil allowed them to grow even at Pb concentrations of 72 and 180 mg kg-1, generally outperforming even the treatment with 0 mg kg-1 Pb. Photosynthetic pigments and flowering, as well as variables directly and indirectly linked to CO2 assimilation, showed greater reductions only at 900 mg kg-1. Some photosynthesis and biomass parameters in oxisols were higher at 72 and 180 mg kg-1. These species, M. maximus and U. brizantha, showed tolerance to low and moderate levels of Pb when faced with the abiotic Pb stress conditions exposed here. Compared to the control, high values, such as 300 mg kg-1, showed satisfactory growth and modulation of some photosynthetic variables. The tropical grass species in question can be recommended and used in Pb phytoremediation fields with wide-ranging possibilities of use and management.