Chlorophyll a fluorescence and ultrastructural changes in chloroplast of water hyacinth as indicators of environmental stress

Chlorophyll a fluorescence parameters and transmission electron microscopy (TEM) were used to assess the stress conditions in water hyacinth along the Paraiba do Sul River (PSR), an important River in southeastern Brazil. The data were obtained at the end of the dry season of 2005 and at the end of the wet season of 2006. Changes in F-o and F-m parameters were observed as differentiated responses, depending on the season. Non-photochemical dissipation (qN and NPQ) from plants was greater in the most industrialized region of the PSR in both seasons. However, F-v/F-m for all samples ranged between 0.77 and 0.81, showing that high maximum quantum yield was maintained. Although the F-v/F-m suggests that the plants were exhibiting normal photochemical activities, ultrastructural changes in chloroplasts showed thylakoids disorganization. Plants from the most industrialized region showed non-stacking grana thylakoids disposition. In spite of these alterations, the membrane integrity was maintained, suggesting an adaptation to adjustment to adverse environmental conditions. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Remoção de compostos fenólicos de soluções aquosas utilizando carvão ativado preparado a partir do aguapé (Eichhornia crassipes): estudo cinético e de equilíbrio termodinâmico

Activated carbon was produced from the water hyacinth (CAA) by impregnation with ZnCl2 (1:2), followed by pyrolysis at 700 ºC, under N2. CAA was used for the adsorption of phenol, m-cresol and o-cresol from aqueous solutions, using batch adsorption. The effects of contact time, pH, temperature and concentration on sorption were investigated. Adsorption capacity, calculated using the Langmuir model proved to be dependent on temperature, reaching values of 163.7, 130.2 and 142.3 mg g-1 for phenol, m-cresol and o-cresol, respectively, at 45 ºC. Thermodynamic data at the solid-liquid interface suggests an endothermic, spontaneous and environmentally-friendly process.

Effect of Urucu oil (Brazilian Amazon) on the biomass of the aquatic macrophyte Eichhornia crassipes (Mart.) Solms (Pontederiaceae)

Os rios e lagos de várzea da província petrolífera de Urucu, na Amazônia Central, são amplamente colonizados por macrófitas aquáticas, que podem ser afetadas por acidentes durante a exploração e o transporte de petróleo. Entre as macrófitas, a espécie flutuante Eichhornia crassipes (aguapé) ocorre abundantemente na região; OBJETIVO: O objetivo desse estudo foi verificar o efeito de diferentes dosagens do petróleo de Urucu (0; 0,5; 1,5 e 3,0 L.m-2) na biomassa viva e morta de E. crassipes e em algumas características físicas e químicas da água; MÉTODOS: O experimento teve oitenta e quatro dias de duração. A cada sete dias foi determinada a biomassa (viva e morta) de E. crassipes e os valores de temperatura, pH, condutividade elétrica e oxigênio dissolvido da água; RESULTADOS: A dosagem de 0,5 L.m-2 foi suficiente para causar mortalidade parcial (48%) em E. crassipes após trinta e cinco dias de exposição ao petróleo. A dosagem de 3,0 L.m-2 causou mortalidade total (100%) em E. crassipes em oitenta e quatro dias de exposição. A decomposição do petróleo e da biomassa morta de E. crassipes provocam a redução do oxigênio dissolvido e do pH, e aumento da condutividade elétrica e de fósforo total na água; CONCLUSÕES: Nós concluímos que um derramamento de petróleo pode provocar mortalidade total em uma população de uma espécie de macrófita, mas não em uma outra. Isto pode alterar a diversidade de espécies de macrófitas na região impactada. No caso de Eichhornia crassipes e Pistia stratiotes, um derramamento de petróleo de Urucu pode favorecer E. crassipes, a espécie menos sensível ao petróleo.

Influência da chuva na eficiência de diquat no controle de Salvinia auriculata, Pistia stratiotes e Eichhornia crassipes

O objetivo deste estudo foi avaliar a influência da ocorrência de chuva em diferentes períodos de tempo após a aplicação do herbicida diquat, em sua eficiência de controle sobre plantas de Salvinia auriculata, Pistia stratiotes e Eichhornia crassipes. Foram estudadas chuvas de 10 mm, aplicadas durante 5min, em diferentes períodos de tempo (0h, 0,25h, 0,5h, 1h, 2h, 4h, 6h, 12h e não simulação de chuva) após a aplicação de diquat, na formulação Reward, a 600 g i.a. ha-1 (2,5 L p.c. ha-1). O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, com quatro repetições. As plantas foram avaliadas visualmente aos 3, 5, 7 e 12 dias após a aplicação (DAA), sendo os resultados submetidos à análise de variância pelo teste F, e as médias dos tratamentos, comparadas pelo teste de Tukey (p<0,05). O herbicida diquat proporcionou excelente controle de todas as espécies estudadas, independentemente do período de tempo para ocorrência de chuva depois de sua aplicação, até mesmo com ocorrência de chuva imediatamente após sua aplicação.

Avaliações fisiológicas e bioquímicas de plantas de aguapé (Eichhornia crassipes) cultivadas com níveis excessivos de nutrientes

Plantas de aguapé foram cultivadas em solução nutritiva de Hoagland & Arnon n.2, cujo aumento dos níveis de N, P e Cu estabeleceu as diferenças entre os tratamentos. Utilizou-se o delineamento experimental inteiramente casualizado, com quatro repetições. As variáveis fisiológicas avaliadas foram área foliar, peso de matéria seca e taxa de crescimento absoluto, taxa de crescimento relativo, taxa assimilatória líquida, razão de área foliar, peso específico de folha, área foliar específica. Foram determinados também os teores de açúcares totais e redutores e de aminoácidos totais e a atividade das enzimas glutationa S-transferase e superóxido dismutase. Os extratos enzimáticos foram obtidos da matéria fresca da parte aérea das plantas. Após a coleta, foram determinados os pesos de material seco de raízes, pecíolos e folhas, que foram utilizados para a determinação de açúcares solúveis totais e redutores e de aminoácidos. O excesso de nitrogênio causou aumento de açúcares nas folhas e de aminoácidos nas raízes. Já o tratamento com excesso de fósforo levou ao aumento de açúcares nas raízes. Os resultados apresentados sugerem que, entre os nutrientes em excesso avaliados, o cobre (0,12 mg L-1) foi o maior indutor da atividade da GST e SOD, sugerindo que este elemento induziu estresse nas plantas de aguapé.

Depósitos de calda de pulverização nas faces adaxial e abaxial de folhas de Eichhornia crassipes dispostas em diferentes ângulos

Estudos foram conduzidos com o objetivo de avaliar os depósitos de gotas pulverizadas através de dois tipos de pontas sobre as faces adaxial e abaxial de folhas de Eichhornia crassipes dispostas em diferentes ângulos. No primeiro estudo, os tratamentos foram dispostos no esquema fatorial 2x4x7: dois tipos de pontas (TX12 e XR11002VS), quatro ângulos verticais (0º, 30º, 60º e 90º) e sete ângulos horizontais (0º, 15º, 30º, 45º, 60º, 75º e 90º). No ângulo vertical de 90º a lâmina foliar foi posicionada paralelamente ao sentido de deslocamento do jato de pulverização; e no ângulo horizontal de 90º a folha foi posicionada perpendicularmente ao plano do solo. Como traçadores, foram utilizadas soluções de 1.000 ppm do corante Azul FDC-1 e 3.500 ppm do corante Amarelo Tartrasina para as pontas tipo leque e cone, respectivamente. No segundo estudo, os tratamentos foram dispostos no esquema fatorial 2x2x3: dois tipos de pontas (TX12 e XR11002VS), dois tipos de calda (com e sem Aterbane BR a 0,5%) e três ângulos horizontais (0º, 45º e 90º). Adotou-se o ângulo vertical de 90º como padrão para todos os tratamentos. Soluções de 1.000 ppm do corante Azul FDC-1 e 3.500 ppm do corante Amarelo Tartrasina foram utilizadas como traçadores para a calda com e sem surfatante, respectivamente. Os resultados do primeiro estudo revelaram que os depósitos observados em toda a folha e na face adaxial das lâminas foliares de aguapé diminuíram à medida que se aumentou a angulação vertical, independentemente da ponta utilizada. Os menores depósitos sempre estiveram relacionados ao ângulo vertical de 90º, independentemente do ângulo horizontal utilizado. Não foi detectado nenhum depósito na face abaxial das folhas de aguapé em todas as combinações dos fatores estudados. No segundo estudo também foram observados os mesmos decréscimos no volume de calda depositado em toda a folha e na face adaxial à medida que se aumentou a angulação vertical das lâminas foliares. As duas pontas proporcionaram depósitos nulos na face abaxial quando o surfatante não foi utilizado; entretanto, a adição do surfatante à calda incrementou significativamente os depósitos nesta face da folha do aguapé.

Ação da chuva sobre a eficiência de Glyphosate no controle de Eichhornia crassipes e Pistia stratiotes

Com o objetivo de avaliar o efeito da chuva ocorrida em diferentes períodos de tempo após a aplicação do herbicida glyphosate, foram conduzidos dois estudos, sendo um com Eichhornia crassipes e outro com Pistia stratiotes. Ambos os experimentos foram instalados no delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições. Foi simulada uma chuva de 12 mm durante cinco minutos em diferentes períodos de tempo (0h, 2h, 4h, 6h, 12h, 24h e não simulação de chuva) após a aplicação de glyphosate, na dose de 2.160 g e.a. ha-1 (4,5 L p.c. ha-1 da formulação Rodeo) + 0,5% v/v de Aterbane. Foram realizadas avaliações visuais de controle das plantas daninhas aos 7, 14, 21 e 28 dias após a aplicação (DAA). O aumento do tempo sem a ocorrência de precipitações após a aplicação de glyphosate proporcionou maior eficiência no controle das duas espécies; o tratamento sem ocorrência de chuva e os com ocorrência a partir de duas horas da aplicação de glyphosate controlaram de forma visual as plantas de E. crassipes após 14 DAA e de P. stratiotes somente a partir de 21 DAA. O tratamento com ocorrência de chuva imediatamente após a aplicação do herbicida mostrou controle satisfatório das duas espécies de plantas daninhas aquáticas somente aos 28 DAA.

Effect of Urucu oil (Brazilian Amazon) on the biomass of the aquatic macrophyte Eichhornia crassipes (Mart.) Solms (Pontederiaceae)

Os rios e lagos de várzea da província petrolífera de Urucu, na Amazônia Central, são amplamente colonizados por macrófitas aquáticas, que podem ser afetadas por acidentes durante a exploração e o transporte de petróleo. Entre as macrófitas, a espécie flutuante Eichhornia crassipes (aguapé) ocorre abundantemente na região; OBJETIVO: O objetivo desse estudo foi verificar o efeito de diferentes dosagens do petróleo de Urucu (0; 0,5; 1,5 e 3,0 L.m-2) na biomassa viva e morta de E. crassipes e em algumas características físicas e químicas da água; MÉTODOS: O experimento teve oitenta e quatro dias de duração. A cada sete dias foi determinada a biomassa (viva e morta) de E. crassipes e os valores de temperatura, pH, condutividade elétrica e oxigênio dissolvido da água; RESULTADOS: A dosagem de 0,5 L.m-2 foi suficiente para causar mortalidade parcial (48%) em E. crassipes após trinta e cinco dias de exposição ao petróleo. A dosagem de 3,0 L.m-2 causou mortalidade total (100%) em E. crassipes em oitenta e quatro dias de exposição. A decomposição do petróleo e da biomassa morta de E. crassipes provocam a redução do oxigênio dissolvido e do pH, e aumento da condutividade elétrica e de fósforo total na água; CONCLUSÕES: Nós concluímos que um derramamento de petróleo pode provocar mortalidade total em uma população de uma espécie de macrófita, mas não em uma outra. Isto pode alterar a diversidade de espécies de macrófitas na região impactada. No caso de Eichhornia crassipes e Pistia stratiotes, um derramamento de petróleo de Urucu pode favorecer E. crassipes, a espécie menos sensível ao petróleo.

Efeitos do manejo de Eichhornia crassipes sobre a qualidade da água em condições de mesocosmos

As macrófitas, apesar da enorme importância na dinâmica do ambiente aquático, quando formam extensas e densas colonizações, promovem uma série de prejuízos ao ambiente e aos usos múltiplos dos reservatórios. Nessas situações, há necessidade de redução de seu tamanho populacional, seja reduzindo as condições favoráveis ao crescimento, seja por meio do controle direto das plantas. Dentre as macrófitas aquáticas que promovem esses tipos de problema, o aguapé (Eichhornia crassipes) é considerada a mais importante. Seu controle é praticado em todo o mundo. O diquat tem sido bastante utilizado para o controle desta planta, em razão de seu baixo custo, eficácia, rapidez de controle e baixa toxicidade no ambiente aquático. O objetivo do presente trabalho foi avaliar os possíveis impactos causados pelo controle de Eichhornia crassipes sobre algumas características de qualidade da água em mesocosmos. Para isso, cinco situações experimentais foram estudadas: CPCH - mesocosmo colonizado por aguapé, o qual foi controlado pela aplicação do herbicida diquat; CPCG - mesocosmo colonizado por aguapé, o qual foi morto por congelamento; CPSH - mesocosmo colonizado com aguapé, sem controle; SPCH - mesocosmo sem macrófitas e com aplicação de diquat na superfície da água; e SPSH - mesocosmo sem macrófitas aquáticas e sem aplicação. O herbicida diquat foi utilizado na dose de 7,0 L da formulação comercial Reward/ha. A temperatura foi mais elevada nos mesocosmos sem plantas, devido à maior incidência de raios solares na coluna d'água. As concentrações de oxigênio dissolvido foram menores nos mesocosmos colonizados pelo aguapé e também tiveram rápida queda após o controle das plantas tanto com diquat como por congelamento. O pH da água foi maior nos mesocosmos sem a cobertura da macrófita. Os valores de sólidos totais dissolvidos (STD) e de condutividade elétrica foram maiores nos tratamentos com morte por congelamento e pelo diquat e em mesocosmos colonizados sem controle da macrófita. Esse efeito pode ser devido à presença de material orgânico em suspensão e à maior concentração de nutrientes presentes na água. Comparando os mesocosmos sem plantas, sem e com a aplicação de diquat na superfície da água, os valores das características avaliadas foram estatisticamente similares, levando à conclusão de que as alterações observadas nos fatores analisados decorrem principalmente da decomposição das plantas.

Manejo químico de Eichhornia crassipes e Brachiaria subquadripara com Diquat em condições de reservatório

Este trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência do herbicida diquat no controle de plantas de Eichhornia crassipes e Brachiaria subquadripara em condições de reservatório. As parcelas experimentais apresentavam 650 m² e foram delimitadas e posicionadas por redes de pesca nas margens do reservatório de Salto Grande, Americana-SP. Os tratamentos testados foram: herbicida diquat aplicado na formulação Reward, nas doses de 960 g i.a. ha-1 (duas aplicações de 480 g, com intervalo de 15 dias), 960 g i.a. ha-1 (aplicação única), 1.920 g i.a. ha-1 (duas aplicações de 960 g, com intervalo de 15 dias), além de uma testemunha sem aplicação do herbicida. Para monitoramento das concentrações de diquat, foram coletadas amostras de água antes da aplicação do herbicida e 1, 2, 4, 7, 14 e 28 dias após aplicação (DAA) na área experimental e na montante e jusante da barragem. A análise da eficiência do diquat foi realizada através de avaliações visuais de controle no período (1, 2, 4, 7, 14, 21 e 28 DAA do herbicida) e aos dois dias após a segunda aplicação. O herbicida diquat mostrou-se eficiente no controle das plantas de E. crassipes, independentemente da dose e do manejo de aplicação, e seu efeito sobre as plantas de B. subquadripara foi temporário.

Estudo integrado do potencial fitorremediador da Eichhornia crassipes em ambientes naturais e sua utilização para obtenção de extratos proteicos

This study aimed to analyze the phytoremediation potential of Eichhornia crassipes in natural environments, optimize the extraction process of crude protein from plant tissue and, obtain and characterize this process in order to determine its viability of use instead of the protein sources of animal and/or human feed. For this, it has been determined in Apodi/Mossoró river water the concentration of ammonium ions, nitrite, nitrate, calcium, magnesium, potassium, iron, copper, manganese, zinc, nickel, cobalt, sodium, aluminum, cádmium, lead, and total chromium; It was determined in plant tissue of aquatic macrophytes of Eichhornia crassipes species present in Apodi/Mossoró River the moisture content, ash, calcium, magnesium, potassium, iron, copper, manganese, zinc, nickel, cobalt, sodium, aluminum, cadmium, lead, total chromium, total nitrogen and crude protein. It was also determined the translocation factor and bioaccumulation of all the quantified elements; It was developed and optimized the extraction procedure of crude protein based on the isoelectric method and a factorial design 24 with repetition; It was extracted and characterized the extract obtained by determining the moisture content, ash, magnesium, potassium, iron, copper, manganese, zinc, nickel, cobalt, sodium, cadmium, total nitrogen and crude protein. And finally, it was also characterized the protein extract using Thermogravimetric Analysis (TG), Derived Thermogravimetric (DTG), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Infrared Spectroscopy (FT-IR) and jelly-like electrophoresis of polyacrylamide (SDS -PAGE) to assess the their molecular weights/mass. Thus, from the results obtained for the translocation and bioaccumulation factors was found that the same can be used as phytoremediation agent in natural environments of all quantified elements. It was also found that the developed method of extraction and protein precipitation was satisfactory for the purpose of the work, which gave the best conditions of extraction and precipitation of proteins as: pH extraction equal to 13.0, extraction temperature equals 60 ° C, reaction time equals to 30 minutes, and pH precipitation equals to 4.0. As for the extract obtained, the total nitrogen and crude protein were quantified higher than those found in the plant, increasing the crude protein content approximately 116.88% in relation to the quantified contente in the vegetal tissue of macrophyte. The levels of nickel and cadmium were the unique that were found below the detection limit of used the equipment. The electrophoretic analysis allowed us to observe that the protein extract obtained is composed of low polypeptide chains by the molecular and phytochelatins, with 6 and 15 kDa bands. Analysis of TG, DTG, DSC and FT-IR showed similarities in protein content of the obtained extracts based on different collection points and 9 parts of the plant under study, as well as commercial soy protein and casein. Finally, based on all these findings, it was concluded that the obtained extract in this work can be used instead of the protein sources of animal feed should, before that, test its digestibility. As human supplementation, it is necessary to conduct more tests associated with the optimization process in the sense of removing undesirable components and constant monitoring of the water body and the raw material used

Alterações anatômicas foliares em Eichhornia crassipes submetidas à aplicação de herbicidas

O presente trabalho teve por objetivo avaliar a eficiência do controle dos herbicidas 2,4-D, diquat e glyphosate e as alterações anatômicas do limbo foliar provocadas pelos produtos em plantas de Eichhornia crassipes, coletadas nos reservatórios do complexo CESP. As plantas foram cultivadas em caixas-d'água sob condições de campo e, quando atingiram estádio de pleno desenvolvimento vegetativo, foram pulverizadas com soluções de diquat a 400 g i.a.ha-1, 2,4-D a 1.340 g e.a. ha-1 e glyphosate a 4.320 g e.a. ha-1 em associação com o adjuvante Silwet L-77 a 0,01% v v-1. Foi utilizada uma testemunha sem aplicação de herbicida. A seguir, foram realizadas avaliações de controle e das seguintes características anatômicas quantitativas das regiões da nervura central e da internervural do limbo foliar: porcentagem da epiderme adaxial e abaxial, porcentagem da endoderme, porcentagem do feixe vascular, porcentagem de lacunas do aerênquima, porcentagem de parênquima e espessura foliar (µm). Com base nos resultados, os principais caracteres anatômicos quantitativos das regiões da nervura central e internervural do limbo foliar que sofreram alterações após a aplicação dos herbicidas foram a porcentagem da epiderme adaxial, a porcentagem da endoderme e a espessura foliar. Os herbicidas diquat e 2,4-D foram os que mais promoveram alterações nos caracteres anatômicos quantitativos das regiões da nervura central e internervural do limbo foliar das plantas de E. crassipes. Apenas o glyphosate apresentou controle de 100% das plantas aos 22 dias após a aplicação, quando comparado com o observado na testemunha sem herbicida.

Diquat no manejo de aguapé Eichhornia crassipes (Mart.) Solms e seu impacto sobre fatores limnológicos

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Crescimento das macrófitas aquáticas flutuantes Eichhornia crassipes (Mart.) Solms, Pistia stratiotes L. e Salvinia molesta (Mitchell) em diferentes concentrações de nutrientes

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Densidade de oviposição, e quantificação de Larvas e Pupas de Mansonia Blanchard, 1901 (Diptera: Culicidae), em Eichhornia crassipes Solms. e Pistia stratiotes Linn. Na ilha da Marchantaria, Amazônia Central

A população de imaturos de Mansonia em águas brancas da várzea da ilha da Marchantaria, na Amazônia Central se constituiu de 74% de Mansonia (M.) humeralis Dyar & Knab, 1916, 14% de Mansonia (M.) titillans (Walker, 1848) e 12% de Mansonia (M.) amazonensis Theobald, 1901, como foi indicado pela frequência, medida por oviposição (posturas). O número de posturas de M. humeralis e M. titillans foi maior em Pistia stratiotes Linn. enquanto que M. amazonensis foi mais abundante em Eichhornia crassipes Solms. O número total de larvas e pupas de Mansonia spp. foi de 6997 e 570 respectivamente, sendo maior em E. crassipes (4372 e 328) que em P. stratiotes (2625 e 242). Ao longo do ano, o maior número de larvas e pupas foi encontrado nos meses da vazante (agosto-outubro), tendo um pico no mês de agosto, que não foi correlacionado significativamente com os fatores abióticos.