Plantas ornamentais no combate à contaminação por enrofloxacino : do belo ao útil

Orientador(a): Prof. Dr. Marcelo Pedrosa Gomes

Coorientadores : Profª. Drª. Daniella Carneiro Moraes Nogueira, Profª. Drª. Michele Valquiria dos Reis

Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo. Defesa : Curitiba, 29/04/2022

Inclui referências

Resumo: As plantas ornamentais são espécies de expressiva importância econômica e com crescente demanda para o setor hortícola, pois geram renda para produtores em áreas relativamente pequenas. No entanto, muitos fatores estão envolvidos na produtividade e qualidade dos produtos comercializados. Entre as principais formas de manejo que garantem a alta produção está a adubação com esterco animal, que apesar de ser fonte de nutrientes pode atuar como veículo de contaminantes emergentes, como o Enrofloxacino (Enro). Esse antimicrobiano é usado em larga escala na pecuária e por isso, constantemente, são encontrados resíduos em áreas agrícolas. Nesse trabalho, foi investigado se a contaminação de diferentes matrizes (água ou solo) com enrofloxacino pode afetar a produtividade e qualidade de três importantes espécies ornamentais (Zantedeschia rehmannii, Sapthiphyllum walisii e Z. aethiopica). Observou-se que a contaminação da água de irrigação por Enro em concentrações crescentes (0, 5, 10, 100 e 1000 µg l-1) não afetou a produção de flores e a biomassa de Z. rehmannii e S. walisii. Para essas duas espécies houve acúmulo de Enro majoritariamente nas raízes, enquanto uma quantidade insignificante do antimicrobiano foi observada na parte aérea das plantas (<120 ng g massa seca-1) e, dado o baixo conteúdo total de Enro transportado por planta (<111 µg planta-1), pode-se considerar que a comercialização dessas plantas é segura, tanto de flores de corte como plantas envasadas. Similarmente, quando concentrações de Enro,já encontradas no ambiente, foram adicionadas ao solo (1,9 mg kg-1) e/ou esterco (50,4 mg kg-1), não foram observados efeitos no crescimento, produção de flores e em parâmetros fisiológicos (concentração de pigmentos fotossintéticos e marcadores de estresse oxidativo) em plantas de Z. aethiopica. Assim como para Z. rehmannii e S. walisii, as plantas de Z. aethiopica acumularam mais Enro em suas raízes (até 10255 µg g massa seca-1), com baixa translocação do antimicrobiano para a parte aérea (fator de translocação < 0,004), o que torna segura a venda das hastes florais de plantas produzidas em substrato contaminado por Enro. Entretanto, devido ao elevado acúmulo do antimicrobiano nas raízes (até 3.52 mg planta-1) e dada a representatividade da biomassa radicular das plantas (~30%), a comercialização em vaso (como acontece na venda de flores destinadas a projetos paisagísticos e jardins) deve ser observada com cautela. Além de determinar se a produção é viável e a segurança da comercialização dos produtos advindos de plantas cultivadas sob condições de contaminação por Enro, a determinação dos parâmetros de produção de biomassa e de acúmulo de contaminantes (neste caso, Enro), permite avaliar o potencial fitorremediador de plantas ornamentais. Neste estudo, as três espécies avaliadas apresentaram tolerância e potencial bioacumulador de Enro, o que as tornam indicadas para programas de fitorremediação em diferentes matrizes ambientais na presença desse antimicrobiano. Dessa forma, o cultivo de Z. rehmannii, S. walisii e Z. aethiopica em áreas contaminadas por Enro pode atrelar ganhos econômicos (com a comercialização de seus produtos) à ganhos ambientais (descontaminação de Enro), fazendo do belo, um instrumento ambientalmente útil.

Abstract: The ornamental plants are species of extreme importance and with increasing demand for the horticultural sector, it generates income for farmes in relatively small areas. However, many factors are involved in the productivity and quality of marketed products. Among the main forms of management that guarantee high production is fertilization with the animal manure, which despite an excellent source of nutrients may act as a vehicle for emerging contaminants, such as Enrofloxacin (Enro). This antimicrobial is used on a large scale in livestock and therefore constantly waste is found in agricultural areas. In this work, it was investigated whether contamination of different matrices (water or soil) with enrofloxacin can affect the production chain of three ornamental species (Zantedeschia rehmannii, Sapthiphyllum walisii and Z. aethiopica). It was observed that the contamination of the irrigation water by Enro in environmentally relevant contractions (0, 5, 10, 100 and 1000 µg l-1) did not significantly reduce biomass and the quality flowers of Z.rehmannii and S. walisii. The plants absorbed and accumulated Enro in their tissues, most of which were found in the roots. Since an insignificant amount of antimicrobial was observed in the shoots (<120 ng g dry mass-1) and, given the low total content of Enro transported per plant (<111 µ g plant-1), it is safe to commercialize in pots as well as of cutting flowers of Z plants. rehmannii and S. walisii produced under irrigation with water contaminated by Enro. Similarly, when environmentally relevant concentrations of Enro were added to the soil (1.9 mg kg-1) and/or manure (50.4 mg kg-1), no effects on growth, flower production and physiological parameters (concentration of photosynthetic pigments and oxidative stress markers) were observed in Z aethiopica. As well as Z. rehmannii and S. walisii, plants of Z. aethiopica accumulated more Enro in its roots (up to 102.55 µg g dry mass-1), with low translocation of the antimicrobial to the aerial part (translocation factor < 0.004), which makes safe the sale of floral stems of plants produced in substrate contaminated by Enro. However, due to the high accumulation of antimicrobial in the roots (up to 3.52 mg plant-1) and given the representativeness of root biomass in the body of plants (~30%), the commercialization of pot plants is not indicated. In addition to determining whether the production is feasible and the safety of the commercialization of products from plants grown under conditions of contamination by Enro, the determination of the parameters of biomass production and accumulation of contaminants (in this case, Enro), allows the evaluating potential phytomediator of ornamental plants. In this study, the three evaluated species presented tolerance and bioaccumulator potential of Enro, which make them indicated for phytoremediation programs of environmental matrices contaminated by this antimicrobial. Thus, the cultivation of Z. rehmannii, S. walisii and Z. aethiopica in areas contaminated by Enro may tow economic gains (with the commercialization of its products) to environmental gains (decontamination of Enro), making the beautiful, an environmentally useful instrument