Composição elementar das folhas da erva-mate (Ilex paraguariensis A. ST. Hill) : contribuição dos fatores edafoclimáticos e das práticas de manejo

Orientador: Dr. Antônio Carlos Vargas Motta

Coorientadoras: Dra. Alice Teresa Valduga, Dr. Julierme Zimmer Barbosa

Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Ciência do Solo. Defesa : Curitiba, 23/04/2021

Inclui referências

Resumo: As folhas da erva-mate (Ilex paraguariensis A. St. Hil) são exploradas há centenas de anos para a produção de bebidas de infusão, tradicionalmente consumidas na região austral da América do Sul. Esta espécie é cultivada em uma extensa área, com diferentes manejos e propriedades edafoclimáticas. Adicionalmente, a legislação local estabelece limites máximos para a presença de Cd (0,40 mg kg-1) e Pb (0,60 mg kg-1) no produto comercial da erva-mate. Assim, buscou-se investigar a contribuição dos fatores edafoclimáticos e do manejo na composição elementar das folhas de erva-mate, especialmente dos elementos potencialmente tóxicos Cd e Pb. Desta forma, esta tese está seccionada em quatro capítulos, onde objetivou-se: (i) investigar a presença de Cd e Pb nos principais polos produtores de erva-mate na América do Sul, por meio de 115 amostras tomadas no Brasil, Argentina e no Paraguai. Verificou-se que o Cd e Pb ocorrem naturalmente nas folhas da erva-mate em teores de até três vezes maior que os limites estabelecidos na legislação, sugerindo que estes limites necessitam ser revisados; (ii) Nos mesmos sítios descritos acima, buscou-se identificar a contribuição dos fatores edafoclimáticos e do sistema de cultivo (agroflorestas e monocultivos) na composição elementar das folhas de erva-mate. Verificou-se diferença nos teores de P e Mn entre os sistemas de cultivo, apresentando maior teor de Mn e menor de P nas amostras de agroflorestas em relação aos monocultivos. Foi constatado correlação negativa entre o Mn foliar e o pH do solo. Já o teor de B e Ca foliar mostrou ser dependente da temperatura média anual, com valores mais elevados nas regiões mais quentes. Adicionalmente, o teor de N foliar foi correlacionado com o teor de matéria orgânica do solo e com a altitude. Foi possível concluir que as condições de crescimento em que a erva-mate é submetida tem implicações na composição elementar de suas folhas, bem como na qualidade do produto gerado a partir delas; (iii) Buscou-se investigar a relação entre o uso de glifosato e adubação fosfatada na composição elementar de dois clones de ervamate cultivados em dois solos com material de origem distintos (experimento com vasos), especialmente com relação aos elementos potencialmente tóxicos Cd e Pb. O uso de glifosato no controle de plantas indesejáveis prejudicou o desenvolvimento inicial da erva-mate, sendo potencializado na carência de P. A composição elementar das folhas da erva-mate também foi alterada com o uso de glifosato, dado o acréscimo nos teores de alguns elementos, incluindo pequenos acréscimos de Cd e Pb. No entanto, os efeitos observados no crescimento e na composição elementar foram distintos entre os cultivares e o tipo do solo. (iv) Foi avaliado a capacidade de acumulação de Mn nas folhas de erva-mate submetida a doses crescentes de Mn em dois solos com e sem correção da acidez (experimento em vasos). A erva-mate mostrou-se uma planta hiperacumuladora de Mn, atingindo teor de 13,452 mg kg-1 sem prejudicar o crescimento da planta. Foi constatado diferença no teor foliar de Mn de acordo com o material de origem do solo (basalto>arenito); e com a correção da acidez do solo (sem calagem>com calagem).

Abstract: The leaves of yerba mate (Ilex paraguariensis A. St. Hil) have been exploited for hundreds of years in the production of infusion drinks, traditionally consumed in the southern region of South America. This species is grown extensively in areas with differing crop systems and edaphoclimatic properties. In addition, local legislation establishes maximum limits on the presence of Cd (0.40 mg kg-1) and Pb (0.60 mg kg-1) in the commercial production of yerba mate. This study investigated the contribution of edaphoclimatic factors and management on the elemental composition of yerba mate, with special consideration given to the potentially toxic elements, Cd and Pb. The thesis is divided into four chapters: (i) Investigating the presence of Cd and Pb in the main yerba mate production regions of South America. 115 samples were taken from Brazil, Argentina and Paraguay. Results showed that Cd and Pb occur naturally in the leaves of yerba mate at levels up to three times higher than the limit established in the legislation, suggesting that these limits need to be revised; (ii) Analyzing the contribution of edaphoclimatic factors and the cultivation system (agroforestry and plantations) to the elementary composition of yerba mate leaves, in the same geographical regions as described above. A difference in the concentrations of P and Mn was identified between the cultivation systems, with a higher content of Mn and a lower of P in the samples of agroforestry relative to monocultures. A negative correlation was found between leaf Mn and soil pH. The leaf B content was shown to be dependent on the average annual temperature, with higher values in the warmer regions. In addition, the leaf N content was correlated with the soil organic matter content and with altitude. It was concluded that the growing conditions in which the yerba mate are subjected have implications for the elemental composition of its leaves, as well as for the quality of the product generated from them; (iii) Investigating the relationship between the use of glyphosate and phosphate fertilization in the elemental composition of two yerba mate clones. During a potting experiment, these were grown in two types of soil of differing parent material, with special emphasis on the potentially toxic elements, Cd and Pb. The use of glyphosate in the control of undesirable plants can impair the initial development of yerba mate, which is potentiated by the lack of P. The elemental composition of the leaves can also be changed with the use of glyphosate, the addition of which can result in an increase in certain elements, including Cd and Pb. The effects observed on growth and elemental composition differed between yerba mate clones and the type of soil; (iv) evaluating the capacity for Mn accumulation in yerba mate leaves subjected to increasing doses of Mn in two types of soil with and without liming (pot experiment). Yerba mate proved to be an Mn hyperaccumulating plant, reaching a concentration of 13.452 mg kg-1 without impairing plant growth. There was a difference in the leaf content of Mn according to the parent material of the soil (basalt>sandstone); and with the correction of soil acidity (without liming>with liming).