Autores

Borges, F. (UFRGS) ; Jahnke, S.M. (UFRGS)

Resumo

Este texto relata a experiência de uma pesquisa científica desenvolvida por alunos do 8º e 9º anos do Ensino Fundamental do Colégio Dom Feliciano de Gravataí, como atividade extracurricular. Partiu-se da problemática do extensivo uso de agrotóxicos em sistemas agrícolas e mapeamento de possíveis alternativas sustentáveis. Objetivou-se avaliar o efeito do óleo essencial de citronela aplicado em dieta artificial, na mortalidade da lagarta-do- cartucho-do-milho. A mortalidade de lagartas foi de 77% para condição de dieta com citronela e 38% para o controle, sugerindo que o óleo apresenta potencial para controle desta praga. Os alunos mostraram-se motivados a realizar a pesquisa científica, utilizando conhecimentos trazidos do ensino e agregando os novos adquiridos ao longo do trabalho.

Palavras chaves

Iniciação científica; Spodoptera frugiperda; Óleos essenciais

Introdução

A Base Nacional Comum Curricular (BNCC), publicada pelo Ministério da Educação (MEC), define as diretrizes a serem adotadas em todo território na educação de alunos do Ensino Fundamental. Sua redação, quando se refere à área de ciências da natureza, expressa a intenção de que os estudantes possam, ao logo de sua formação, não apenas apropriar-se do conhecimento científico, mas também utilizá-lo para criar mudanças na sociedade (BRASIL, p. 319, 2017). A fim de desenvolver as habilidades necessárias que a atuação crítica desses jovens, a BNCC propõe a pesquisa científica como um pilar essencial das atividades escolares (BRASIL, p. 320, 2017): “Para tanto, é imprescindível que eles sejam progressivamente estimulados e apoiados no planejamento e na realização cooperativa de atividades investigativas, bem como no compartilhamento dos resultados dessas investigações.” O método científico permite a abordagem de uma vasta quantidade de assuntos em sala de aula. Um tema que chama a tenção dos estudantes é o massivo uso de agrotóxicos na agricultura extensiva brasileira. A Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) publicou um relatório em 2016 com resultados de análises químicas feitas para identificação de resíduos de pesticidas em alimentos entre os anos de 2013 e 2015. Neste foi identificado que 3,0 % de todas as amostras avaliadas excediam o limite da concentração máxima permitida e 18,3 % apresentavam resíduos de produtos químico não autorizados para a cultura. Tais dados embasam a necessidade de desenvolvimento de tecnologias alternativas permitam a redução ou até mesmo a eliminação do uso de produtos químicos sintéticos prejudiciais à saúde humana e do ambiente. Uma alternativa para o controle de pragas agrícolas, com menos impactos sobre o ambiente e a saúde humana, é a aplicação de óleos essenciais em plantações. O efeito dos seus constituintes pode apresentar repelência ou inviabilizar o desenvolvimento de insetos que se alimentem da planta. Cymbopogon winterianus (citronela) é uma planta bastante cultivada por suas características aromáticas. Seu óleo essencial apresenta compostos voláteis como, neral e citroneral, que apresentam repelência à diferentes artrópodes (ROCHA; MING; MARQUES, 2000). Spodoptera frugiperda (lagarta-do-cartucho-do-milho) é uma das principais pragas do milho, podendo reduzir a produtividade da lavoura (FIGUEIREDO, MARTINS-DIAS, CRUZ, 2006). O controle da população desse inseto em cultivos tradicionais é feito principalmente com aplicação de inseticidas (SOUZA et al., 2013). Entretanto, com o passar do tempo, pode ocorrer resistência aos princípios ativos, além de causar efeitos adversos ao meio ambiente. Por isso, a busca por substâncias naturais, como óleos essenciais, que possam substituir os defensivos agrícolas, é fundamental para a sustentabilidade da agricultura (LIMA et al., 2009). Dessa forma, o objetivo desta pesquisa foi planejar e executar com uma turma formada por alunos do 8º e 9º anos do ensino fundamental uma pesquisa científica, avaliando o efeito no desenvolvimento da lagarta-do-cartucho quando exposta a alimentação com óleo essencial de citronela.

Material e métodos

A pesquisa científica ocorreu em 2018/2 com um grupo de alunos do 8º e 9º anos do Ensino Fundamental do Colégio Dom Feliciano de Gravataí, Rio Grande do Sul. Os encontros ocorreram semanalmente em turno inverso às aulas. a)Abordagem Pedagógica A problemática que norteou a pesquisa foi o impacto negativo de agrotóxicos nos insetos polinizadores. A partir de notícias na mídia nacional a respeito de colapso de colmeias, surgiu a discussão sobre os danos que podem ser causados devido ao uso indiscriminado de agrotóxicos. Neste cenário foi questionado por que os pesticidas são utilizados na agricultura. A principal resposta foi a necessidade de controle de pragas, que afetam a produtividade das culturas. Buscou-se, através de pesquisa bibliográfica, definir uma cultura e conhecer os principais insetos praga relacionados. Foi escolhido o cultivo do milho e a etapa seguinte foi pesquisar a respeito de métodos alternativos de controle de insetos. Identificou-se que a aplicação de óleos essenciais vem sendo testada em várias culturas. Foi realizado um seminário, no qual cada aluno apresentou os resultados de um artigo científico sobre o tema. A partir disto, os alunos optaram por avaliar o efeito de óleo essencial no controle da lagarta-do-cartucho do milho. Numa primeira atividade prática de obtenção de óleo essencial, a turma foi dividida em três equipes. Cada uma montou um conjunto de destiladores por arraste a vapor e elegeu um material vegetal para executar o processo de extração. Após essa observação empírica os alunos definiram a planta a ser utilizada nos bioensaios. Foi realizada uma visita técnica à Faculdade de Agronomia da UFRGS. Nesse dia as rotinas de manutenção da criação de S. frugiperda foram executadas pelos alunos. Na mesma oportunidade conheceram o funcionamento de um hidrodestilador. b)Abordagem experimental de teste de hipótese Os experimentos utilizaram insetos da criação de S. frugiperda, mantida no Laboratório de Entomologia da UFRGS. Nesta, as lagartas, após a saírem dos ovos, são mantidas em potes com dieta a base de feijão até a fase de pupa, ou crisálida. As pupas são transferidas para gaiolas feitas com canos de PVC até a emergência das mariposas, que após copularem, colocam novos ovos, reiniciando o ciclo. O óleo essencial de citronela foi obtido por hidrodestilação de folhas em equipamento do tipo Clevenger por 3 horas. O rendimento do óleo foi calculado pela razão do volume (mL) em relação a biomassa (g) utilizada. Para o bioensaio foram utilizadas lagartas com 10 dias de vida individualizadas em 80 potes, metade deles contendo dieta a base de feijão (20 g/pote) acrescida de 1000 ppm de óleo essencial, dissolvido previamente em 10 mL de propanona e a outra metade somente a dieta e propanona (controle). Foi avaliada a mortalidade, o tempo de desenvolvimento de cada fase e a razão sexual dos indivíduos emergidos. Os dados foram tabulados pelos estudantes e analisados por testes estatísticos com auxílio de professores.

Resultado e discussão

a)Abordagem pedagógica Os alunos demonstraram compreensão da estrutura de um artigo científico: introdução, materiais e métodos, resultados e discussões e conclusões. Esse fato foi evidenciado pela desenvoltura que tiveram ao relatar oralmente no seminário os experimentos e resultados lidos nesse tipo de literatura científica. Os vegetais elegidos por cada grupo de trabalho na primeira etapa experimental foram: eucalipto, alecrim e alfazema. Nesse experimento, nenhum grupo obteve quantidade significativa de óleo essencial. Atribui-se esse resultado à pequena quantidade de material utilizada na extração. Tal observação empírica levou os alunos a buscarem um vegetal conhecido pelo elevado rendimento na produção de óleo essencial. Por isso, a planta escolhida para os próximos experimentos foi a citronela, que, além disso, é conhecida por seu odor característico e capacidade de repelir a insetos. O problema: “Algum óleo essencial causa mortalidade em lagartas-do- cartucho?”; e a hipótese: “O óleo essencial de citronela quando adicionado à dieta é capaz de aumentar a mortalidade da S. frugiperda”; foram elaborados pelos alunos ao longo das aulas, demostrando a assimilação do método científico. Observou-se grande entusiasmo e envolvimento por parte dos alunos durante todos os desafios propostos ao longo do processo, além do desenvolvimento da autonomia no laboratório. Atribui-se o último aspecto a dinâmica adotada na etapa experimental, já que no início de cada aula eram explicadas as atividades a serem executadas e cada aluno escolhia, em comum acordo com o grupo, as tarefas que iria executar. b)Abordagem experimental de teste de hipótese O rendimento do óleo essencial de citronela, extraído por hidrodestilação e utilizado no bioensaio, foi igual a 0,65 ± 0,27%. A mortalidade total das lagartas foi de 77% para condição de dieta com citronela, significativamente superior a de38% para o controle (sem óleo) (χ2 = 14,59; gl=1; p<0,001). A razão sexual foi 0,53 para ambos os tratamentos, o que sugere que o óleo de citronela afeta machos e fêmeas da mesma forma. Com relação a duração média (dias) da fase imatura (lagarta) e da metamorfose (pupa), não foi identificada diferença significativa entre o tempo de desenvolvimento dos indivíduos expostos a dieta com óleo de citronela e ao controle, Figura 1. A divulgação da pesquisa para a comunidade escolar foi feita através da elaboração de uma Nota Científica postada na página do Facebook do Colégio Dom Feliciano no dia 13 de dezembro de 2018 (https://www.facebook.com/ColegioDomFeliciano), Figura 2. O material foi construído colaborativamente utilizando a ferramenta de escrita de texto em documento online compartilhado no Google Drive.

Tempo de desenvolvimento em dias da fase imatura e da fase de pupa de Spodoptera frugiperda.


Nota Científica postada na página do Facebook do Colégio Dom Feliciano no dia 13 de dezembro de 2018 (https://www.facebook.com/ColegioDomFeliciano).

Conclusões

A sequência pedagógica adotada possibilitou a real vivência de uma pesquisa científica priorizando o protagonismo do aluno e o permitiu desenvolver a habilidade de propor soluções para problemas complexos. Os resultados mostram que os alunos são capazes de desenvolver os passos de uma pesquisa científica, tornando-se agentes de seu próprio aprendizado. Salienta-se ainda que a transferência de conhecimento sobre tecnologias desenvolvidas na universidade amplia a visão global dos estudantes da educação básica. Neste tipo de projeto, a função da universidade extrapola o ensino técnico-científico formal, e passa a oferecer oportunidades para aplicar tais conhecimentos na prática, o que foi alcançado no presente estudo. O óleo essencial de citronela apresenta efeito sobre o desenvolvimento da lagarta-do-cartucho do milho, reduzindo o índice de viabilidade desse inseto. Esse resultado justifica o aprofundamento das pesquisas pelo potencial de se produzir um defensivo natural capaz de controlar a população desse inseto- praga na cultura do milho. Por isso, estudos de dispersão direta do óleo essencial de citronela sob folhas da planta a nível de campo precisam ser realizados para validação do uso dessa substância como inseticida biodegradável.

Agradecimentos

Ao Colégio Dom Feliciano pela oportunidade de desenvolver a prática de pesquisa na educação básica, ao Departamento de Entomologia da UFRGS pelo apoio técnico ao longo das atividades.

Referências

BRASIL. Ministério da Educação. Base Nacional Comum Curricular: educação é a base. Brasília, [2018]. Conteúdo em discussão no CNE, 2017. Texto em revisão. Disponível em: http://portal.mec.gov.br/index.php?option=com_docman&view=download&alias=79601-anexo-texto-bncc-reexportado-pdf-2&category_slug=dezembro-2017-pdf&Itemid=30192 . Acesso em: 29 abr. 2019.
FIGUEIREDO, M. L. C.; MARTINS-DIAS, A. M. P.; CRUZ, I. Relação entre a lagarta do cartucho e seus agentes de controle biológico natural na produção de milho. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 41, n. 12, 1693-1698, 2006.
LIMA, K. R.; CARDOSO, M. G.; MORAES, J. C.; MELO, B. A.; RODRIGUES, V. G.; GUIMARÃES, P. L. Atividade inseticida do óleo essencial de pimenta longa (Piper hispidinervum C. DC.) sobre lagarta-do-cartucho do milho Spodoptera frugiperda (J. E. Smith, 1797) (Lepidoptera: Noctuidae). Rev. Acta Amazônica, v. 39, n. 2, 377-382, 2009.
ROCHA, S. F. R.; MING, L. C.; MARQUES, M. O. M. Influência de cinco temperaturas de secagem no rendimento e composição do óleo essencial de citronela (Cymbopogon winterianus Jowitt). Rev. Brasi. Pl. Med., v. 3, n.1, 73-78, 2000.
SOUZA, J. R.;CARVALHO, G. A.; MOURA, A. P.; COUTO, M. H. G.; MAIA, J. B. Impact of insecticides used to control Spodoptera frugiperda (J.E. Smith) in corn on survival, sex ratio, and reproduction of Trichogramma pretiosum Riley offspring. Chilean J. Agric. Res. [online]. vol.73, n.2, 122-127, 2013.