Biomassa e cumarina em acessos de guaco submetidos à redução da radiação ultravioleta e adubação nitrogenada

Orientador : Prof. Dr. Cícero Deschamps

Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agronomia. Defesa: Curitiba, 09/06/2017

Inclui referências ao final de cada capítulo

Área de concentração: Produção vegetal

Resumo: O Guaco (Mikania glomerata Spreng.) é uma espécie medicinal, originária das Américas central e do sul e utilizada popularmente com função broncodilatadora e expectorante por apresentar em sua composição a cumarina (1,2-benzopirona), uma classe de metabólito secundário que pode sofrer a influência de uma série de fatores em seus processos de síntese e acúmulo, a exemplo das radiações ultravioleta e disponibilidade de nutrientes. Com o objetivo de verificar o efeito de níveis de bloqueio de radiação UV-A e UV-B, fontes e doses de nitrogênio sobre parâmetros morfológicos, bioquímicos e o teor de cumarina em Mikania glomerata Spreng, foram realizados três experimentos com dois acessos de guaco denominados de G1 e G2 na fazenda experimental do Instituto Federal Catarinense, localizada no município de Araquari, região norte do Estado de Santa Catarina. Os experimentos foram realizados em esquema fatorial, em condições de campo e em casa de vegetação, durante os anos de 2014 a 2016. No primeiro experimento, realizado a campo com o uso de filmes plásticos com capacidade de bloquear diferentes níveis de radiação UV-A e UV-B incidentes e em um delineamento completamente casualizado em esquema fatorial 2 x 3, observou-se efeito positivo da alta indicência das radiações UV sobre o dossel das plantas em relação à síntese de cumarina, sendo os maiores teores do princípio ativo, 6,19 mg g-1, obtidos em folhas jovens e com o acesso G1. Isto está relacionado ao fato de a síntese de cumarina ter como provável sítio a região meristemática, visto que a mesma apresenta-se relacionada a processos de crescimento e desenvolvimento vegetal. No segundo experimento, realizado em casa de vegetação em um delineamento completamente casualizado em esquema fatorial 2 x 4, verificou-se efeito das fontes de nitrogênio sobre os valores dos parâmetros de crescimento, com exceção da altura de planta, não havendo efeito em relação aos teores de cumarina, com valores variando entre 3,03 mg g-1, no tratamento com uréia e 2,28 mg g-1 no tratamento testemunha, tendo como provável causa a baixa influência das fontes avaliadas sobre a atividade da enzima fenilalanina amônia-liase (F.A.L.), chave no processo de síntese do metabólito. No terceiro experimento, realizado em condições de campo em um delineamento em blocos ao acaso em esquema fatorial 2 X 5 com plantas analisadas aos seis e aos dezoito meses após o plantio, em que avaliou-se o efeito de doses de nitrogênio sobre parâmetros de crescimento e o teor de cumarina em guaco, observou-se que em todos os parâmetros analisados houve efeito quadrático em função das doses de nitrogênio com variações entre as doses de máxima eficiência técnica. No cultivo realizado por seis meses, os acessos de Mikania glomerata Spreng apresentaram valores superiores de cumarina em kg ha-1 além de apresentarem teores de cumarina dentro dos padrões exigidos pela Agência Nacional de Vigilância Sanitária quando cultivados nas doses de 130g N planta-1 para o acesso G1 e de 106g N planta-1 para o acesso G2, recomendando-se, desta forma, o cultivo das plantas por um período de seis meses com a indicação de plantio para o mês de Outubro. PALAVRAS-CHAVE: Mikania glomerata Spreng., 1,2-benzopirona, metabolismo secundário, compostos fenólicos, fertilizers, plasticultura.

Abstract: Guaco (Mikania glomerata Spreng) is a medicinal species, originating in Central and South America and popularly used as bronchodilator and expectorant because it contains coumarin (1,2-benzopyrone), a secondary metabolite class that can suffer the influence of a number of factors in their processes of synthesis and accumulation, such as ultraviolet radiation and nutrient availability. In order to verify the effect of UV-A and UV-B blocking levels, nitrogen sources and doses on morphological, biochemical parameters and coumarin content in Mikania glomerata Spreng, three experiments were performed with two guaco accesses denominated G1 and G2 in the experimental farm of the Catarinense Federal Institute, located in the municipality of Araquari, northern region of the State of Santa Catarina. The experiments were carried out in a factorial scheme, under field and greenhouse conditions, during the years 2014 to 2016. In the first experiment, carried out in the field with the use of plastic films with the capacity to block different levels of UV-A radiation and UV-B and in a completely randomized design in a 2 x 3 factorial scheme, there was a positive effect of the high UV radiation on the canopy of the plants in relation to the coumarin synthesis, with the highest levels of the active principle being 6,19 mg g-1, obtained in young leaves and with G1 access. This is related to the fact that the coumarin synthesis has as probable site the meristematic region, since it is related to processes of plant growth and development. In the second experiment, conducted in a greenhouse in a completely randomized design in a 2 x 4 factorial scheme, nitrogen sources were observed on the values of growth parameters, except for plant height, with no effect in relation to the values of coumarin, with values ranging from 3,03 mg g-1, in the urea treatment and 2.28 mg g-1 in the control treatment, with probable cause being the low influence of the sources evaluated on the activity of the enzyme phenylalanine ammonia-lyase (FAL), key in the process of metabolite synthesis. In the third experiment, conducted under field conditions in a randomized block design in a 2 x 5 factorial scheme with plants analyzed at six and eighteen months after planting, in which the effect of nitrogen doses on growth parameters and the content of coumarin in guaco, it was observed that in all the analyzed parameters there was quadratic effect as a function of the nitrogen doses with variations between the doses of maximum technical efficiency. In the cultivation carried out for six months, the Mikania glomerata Spreng accesses had higher values of coumarin in kg ha-1 and also had coumarin levels within the standards required by the National Sanitary Surveillance Agency when cultivated at 130g N plant-1 for the G1 access and 106g N plant-1 for the G2 access, thus recommending the cultivation of the plants for a period of six months with the indication of planting for the month of October. KEYWORDS: Mikania glomerata Spreng., 1,2-benzopyrone, Secondary metabolism, Phenolic compounds, fertilizers, plasticulture