Biodiversidade vegetal do Cerrado como fonte de óleos essenciais

Orientadora: Profa Dra. Raquel Rejane Bonato Negrelle

Coorientador: Prof. Dr. Ruy Inacio Neiva de Carvalho

Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de CIências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Agronomia - Produção Vegetal. Defesa : Curitiba, 01/03/2019

Inclui referências

Área de concentração: Produção Vegetal

Resumo: O Brasil possui a maior biodiversidade vegetal do mundo, com dois hotspot de biodiversidade, os biomas Mata Atlântica e Cerrado. Este último é a savana biologicamente mais rica do mundo com 4,4 mil espécies vegetais endêmicas. Apesar do potencial deste recurso natural, as atividades econômicas que avançam sobre o Cerrado consistem na retirada da vegetação para implantação de lavouras e pastagens exóticas. O desenvolvimento de tecnologia para cultivo das espécies nativas da região e para o manejo dos recursos florestais não madeireiros pode ser uma alternativa para aliar geração de renda e preservação ambiental. Dentre os imensuráveis recursos naturais do Cerrado, destacam-se os óleos essenciais presentes nas plantas aromáticas, substâncias de alto valor agregado, crescentemente utilizadas globalmente nos setores cosmético, higiene, alimentício, agropecuário e principalmente medicinal. Visando subsidiar o uso da biodiversidade do cerrado como fonte de compostos bioativos, apresenta-se: 1- resultados de revisão bibliográfica sistemática de 531 espécies reportadas no Parque Estadual do Cerrado de Jaguariaíva (PECJ), Paraná, com enfoque nos desafios e oportunidades na perspectiva do uso da biodiversidade do Cerrado como fonte de óleos essenciais; 2- trabalho de bibliometria abordando diagnóstico das pesquisas no setor, principais pontos fortes, lacunas e desafios da produção científica, a fim de contribuir para a expansão da qualidade dos artigos, seu impacto e inovação; 3- resultados de experimentos sobre fenologia e propagação de Elephantopus mollis Kunth., espécie aromática intensamente pesquisada para o desenvolvimento de fitoterápicos; e 4- pesquisa sobre propagação e nutrição de Solidago chilensis Meyen, espécie amplamente utilizada pela indústria farmacêutica para produção de fitoterápicos, todavia ainda sem informações acerca do seu cultivo e técnicas de obtenção da matéria prima. Pôde-se constatar ampla diversidade de espécies aromáticas no PECJ com potencial para uso medicinal, a despeito de raso conhecimento científico e tecnológico disponível. Apesar da evolução no número de artigos publicados nos últimos 20 anos, ainda são de baixo impacto e inovação. Desafios e oportunidades para assegurar a evolução da produção científica no país e a criação de bases para uso da flora aromática do Cerrado como fonte de óleos essenciais são discutidos. As fenofases de E. mollis concentram-se nos períodos de maiores temperatura e precipitação. Tais condições climáticas associadas a solos com pH acima de 5,5 e 70 % de saturação por bases proporcionam melhor desenvolvimento vegetativo e produção e qualidade das sementes. O ponto ideal de colheita das sementes se dá aos 49 dias após a antese, que pode ser identificado pela coloração marrom das brácteas interflorais, excetuando-se as periféricas que se mantém verdes. O beneficiamento das sementes em peneiras de 0,59 mm e soprador de sementes permite a obtenção de sementes com valor cultural acima de 80%. As sementes podem ser armazenadas a frio durante 12 meses sem redução do potencial germinativo. A germinação ocorre em temperaturas entre 20 e 35 °C, sendo os melhores resultados obtidos a 31 °C, com tempo médio para germinação de 3,6 dias. As sementes são sensíveis à salinidade, com significativa redução da germinação em potencial hídrico inferior a -0,125 MPa. Já as sementes de S. chilensis germinam entre as temperaturas de 15 e 35 °C, sendo 24,5 °C a temperatura ideal. O fornecimento de 5,1 g planta- 1 de nitrogênio e 1,5 g planta-1 de potássio e a elevação do nível de fósforo no solo para 30 mg dm-3 e do pH para 5,5 a 6,5 resulta em maior produção e qualidade de partes aéreas. Palavras-chave: plantas medicinais, fitoquímica, atividade biológica, produtos florestais não madeireiros, quimiotaxonomia, novos cultivos.

Abstract: Brazil has the largest biodiversity in the world, with two biodiversity hotspot, the Atlantic Forest and Cerrado biomes. Cerrado is the biologically richest savannah in the world with 4,400 endemic plant. Despite the potential for exploitation of these natural resources, the economic activities that advance on this biome consist of the withdrawal of the forest for implantation of exotic crops and pastures. The development of technology for the cultivation of native species in the region and for the management of non-timber forest resources can be an alternative to combine income generation and environmental conservation. Among the immeasurable natural resources of the Cerrado, we highlight the essential oils present in aromatic plants, substances of high added value increasingly used globally in the cosmetic, food, agricultural and especially medicinal sectors. In this context, we present 1- results of a systematic bibliographical review of 531 species reported in the State Park of Cerrado de Jaguariaíva (PEC), Paraná, focusing on the challenges and opportunities from the perspective of the use of the Cerrado's biodiversity as a source of essential oils; 2 - bibliometrics work addressing the diagnosis of researches in the sector, main strengths, gaps and challenges of scientific production, in order to contribute to the expansion of the quality of articles, their impact and innovation; 3- results of experiments about phenology and propagation of Elephantopus mollis Kunth.; and 4- research on propagation and nutrition of Solidago chilensis Meyen. There is a high diversity of aromatic species in PECJ with potential for medicinal use, although the lack of available scientific and technological knowledge. There was a evolution in the number of articles published in the last 20 years, but they are still of low impact and innovation. Challenges and opportunities to ensure the evolution of scientific production in the country and the creation of bases for the use of the aromatic flora of the Cerrado as a source of essential oils are discussed. The fenofases of E. mollis are concentrated during periods of higher temperature and precipitation. Such climatic conditions associated to soils with pH above 5.5 and 70% of base saturation provide better vegetative development and seed production and quality. The seeds ideal harvest point occurs at 49 days after anthesis and can be identified by the brown coloration of the interfloral bracts, except those at the edge of the capitulum, which remain greenish. The beneficiation of the seeds in 0.59 mm sieves and seed blower allows the obtaining of seeds with cultural value above 80%. The seeds can be stored cold for 12 months without reducing the germination potential. Germination occurs at temperatures between 20 and 35 ° C, with the best results obtained at 31 ° C, with an average germination time of 3.6 days. Seeds are sensitive to salinity, with significant reduction of germination at a water potential of less than -0,125 MPa. Seeds of S. chilensis germinate between 15 and 35 ° C, with 24.5 ° C being the ideal temperature. The supply of 5.1 g of plant-1 of nitrogen and 1.5 g of plant-1 of potassium and raising the level of phosphorus in the soil to 30 mg dm-3 and the pH for 5.5 to 6.5 results in higher production and quality of aerial parts. Key-words: medicinal plants, phytochemistry, biological activity, non-timber forest products, chemotaxonomy, new crops