Uso de enzimas como indicadores biológicos da qualidade de solos com cultivo de cana-de-açúcar

ISBN 978-85-85905-15-6

Área

Bioquímica e Biotecnologia

Autores

Mikaelly de Oliveira Moreira, L. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIAS) ; Kethlen Gonçalves Bombonatto, A. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIAS) ; Nelson de Paiva Melo, E. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIAS) ; Karlla Moreira de Oliveira, A. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIAS) ; Salomão Caramori, S. (UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIAS)

Resumo

O uso sustentável do solo torna-se cada vez mais relevante, diante do aumento das atividades antrópicas. Neste sentido, as análises de enzimas podem fornecer dados reprodutíveis de atividades de manejo sobre a comunidade microbiana e serem muito úteis na determinação da qualidade dos solos. O monitoramento da atividade enzimática do solo constitui indicadores sensíveis para detectar alterações ambientais decorrentes do uso agrícola. O objetivo desse estudo foi compreender a influência da atividade enzimática de peroxidases. O estudo foi realizado em áreas com o cultivo de cana-de- açúcar na usina Centroálcool, localizada em Inhumas/GO e na usina Anicuns S/A - Álcool e Derivados, localizada em Anicuns/GO. As diferentes formas de manejo afetam a fertilidade do solo.

Palavras chaves

cana-de-açucar; manejo; oxidorredutases

Introdução

As atividades agrícolas acompanhadas do preparo do solo para o cultivo provocam alterações nos atributos físicos, químicos e biológicos do solo no ambiente (SOUZA et al., 2005) e o manejo inadequado do mesmo causa perda de matéria orgânica, compactação e erosão, além de prejuízos a microbiota do solo interferindo em seus processos bioquímicos (ARAÚJO; MONTEIRO, 2007; CARNEIRO et al., 2009). Com o intuito de orientar o planejamento e a avaliação das práticas de manejo utilizadas, as propriedades biológicas e bioquímicas do solo, tais como: a atividade das enzimas do solo, a taxa de respiração, a diversidade e a biomassa microbiana (KENNEDY; PAPENDICK, 1995) podem funcionar como indicadores sensíveis de qualidade de solo, possibilitando ser utilizados no monitoramento de 5 alterações ambientais decorrentes do uso agrícola (CHAER; TÓTOLA, 2007; SAMPAIO et al., 2008). A atividade enzimática do solo é um indicador sensível que pode ser utilizado no monitoramento de alterações ambientais sob diferentes manejo (MATSUOKA, 2006; PASSOS et al., 2008). As Peroxidases (EC 1.11.1.7) catalisam as reações na presença de peróxido de hidrogênio (DURAN; EPOSITO, 2000). Sua atividade está relacionada ao estresse oxidativo, provocado pelas diferentes formas de manejo do solo, contribui para a oxidação de simples e complexos compostos fenólicos, degradam compostos recalcitrantes e atuam sobre o ciclo do carbono (RABINOVICH et al., 2004). Os fatores que influenciam as atividades de peroxidase em solos incluem a concentração de compostos fenólicos solúveis, o teor de lignina da serrapilheira, o pH do solo e disponibilidade de nitrogênio (SINSABAUGH, 2010).

Material e métodos

Com cultivo da cana-de-açúcar foram coletadas amostras de solo na usina Anicuns S/A - Álcool e Derivados, localizada na Rodovia Anicuns Americano do Brasil, Km 06 – Zona Rural - Anicuns/GO. Sistema de cultivo orgânico e convencional com adubação de torta de filtro e adubação química (Talhão 75), sistema de cultivo orgânico irrigado com vinhaça e com adubação de torta de filtro (Talhão 13), sistema de cultivo convencional com adubação química (Talhão 80).Também foram coletadas amostras em áreas de cultivo de cana-de-açúcar, na usina Centroálcool, localizada em Inhumas/GO, Rodovia GO 222, km 03 Zona Rural. As coletas foram feitas em dois talhões, com irrigação com vinhaça diluída (Talhão 1) e vinhaça concentrada (Talhão 8). Nos ensaios enzimáticos, foram testadas as atividades de peroxidase total no solo. Para a determinação da atividade de peroxidase foi adicionado 0,05 g de massa seca de solo, 1 mL de L-3,4-dihidroxifenilalanina (L-DOPA) (0,0197g ) em 10 mL tampão acetato de sódio 0,1 mol/L, pH 5,0 e 0,2 mL de peroxido de hidrogênio 0,3% (v/v). A mistura foi incubada por 60 min, a temperatura ambiente, e o aparecimento de produto foi monitorado a 460 nm (SINSABAUGH et al., 1999). Foram feitos tubos controle adicionando-se 0,05 g de massa seca de solo e 1,0 mL de tampão acetato de sódio 0,1 mol/L pH 5,0, sem a presença dos substratos. A atividade enzimática para a peroxidase foi calculada pela diferença entre a leitura da absorbância do ensaio e do controle, sendo assim expressa em μmol de 3-dihidroindol-5,6-quinona-2- carboxilato de metila (DIQC)/h/g de solo (massa seca) e foi calculada com base num coeficiente de extinção micromolar, de 1,29 μ/mol, determinado experimentalmente (SINSABAUGH et al., 1999).

Resultado e discussão

Na região de Anicuns, observou-se que o Talhão 80 (adubação química) diferiu entre os períodos do ano, apresentando maior valor de atividade enzimática na seca (Figura 1). A adubação química contém metais e o excesso de metais no solo induz à elevação de níveis de espécies reativas de oxigênio, aumentando o estresse oxidativo do solo, afetando negativamente o crescimento e a produtividade das plantas (ERCAL et al., 2001; CHO et al., 2005; LIN et al., 2007). A atividade da enzima peroxidase está relacionada ao estresse oxidativo, ou seja, um aumento na concentração de espécies reativas de oxigênio, que pode ser criado por várias combinações de oxigênio e disponibilidade de nutrientes (RABINOVICH et.al., 2004). No município de Inhumas, a adubação do cultivo de cultivo de cana-de-açúcar é feita com a adição de vinhaça, no Talhão 1 (vinhaça diluída) e no Talhão 8 (vinhaça concentrada). Observou-se que no Talhão 8 a atividade da enzima peroxidase foi maior em relação ao Talhão 1 (Figura 2). O uso da vinhaça em alta concentração contribui para a salinidade do solo (CHRISTOFOLETTI et al., 2013). De acordo com Araújo et al, (2008) a atividade da peroxidase, aumenta sob condições de diferentes situações de estresse, provocadas pelas formas de manejo, salinidade do solo, seca, baixo teor de umidade entre outros. Os níveis de atividade peroxidase indicativos da qualidade do solo ainda não foram estabelecidos em outras literaturas, visto que a quantidade de peroxidase é indicativo do estresse provocado no solo com plantio, quanto maior a quantidade de peroxidase maior e o estresse que foi causado no solo.

Atividade da enzima Peroxidase em diferentes classes de uso do solo de cana-de-açúcar na região de Anicuns-Go. A barra com coloração mais escura representa estações de chuva e barra mais clara representa a estações de seca.


Atividade da enzima Peroxidase em diferentes classes de uso do solo de cana-de-açúcar na região de Inhumas-Go no período de chuva.

Conclusões

O resultado deste trabalho demonstrou que a enzima peroxidase é uma indicadora sensível ao tipo de manejo do solo e pode contribuir para avaliar a fertilidade do solo. A atividade enzimática peroxidase está associada ao estresse do solo causado pela adubação química e condições de seca, sendo indicadora do grau de toxidade desse ambiente.

Agradecimentos

Universidade Estadual de Goiás

Referências

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