Phytotoxicity associated to microcystins: a review

Microcystins (MC) are the most studied toxins of cyanobacteria since they are widely distributed and account for several cases of human and animal poisoning, being potent inhibitors of the serine/threonine protein phosphatases 1 (PP1) and 2A (PP2A). The phosphatases PP1 and PP2A are also present in plants, which may also suffer adverse effects due to the inhibition of these enzymes. In aquatic plants, biomass reduction is usually observed after absorption of cyanotoxins, which can bioaccumulate in its tissues. In terrestrial plants, the effects caused by microcystins vary from inhibition to stimulation as the individuals develop from seedling to adult, and include reduction of protein phosphatases 1 and 2A, oxidative stress, decreased photosynthetic activity and even cell apoptosis, as well as bioaccumulation in plant tissues. Thus, the irrigation of crop plants by water contaminated with microcystins is not only an economic problem but becomes a public health issue because of the possibility of food contamination, and this route of exposure requires careful monitoring by the responsible authorities.

Avaliação do potencial da macrófita Pistia stratiotes na exposição de íon cromo (VI): biossorção e tolerância

The environmental pollution caused by industries has increased the concentration of pollutants in the environment, especially in water. Among the most diverse contaminants, there is the metals, who may or may not to be heavy/toxic, causing effluent of difficult treatment when in low concentrations. The search for alternative measures of wastewater effluent treatment has led to studies using phytoremediation technique through the various matrices (plant, fungi, bacteria) as means of polishing treatment to remove contaminants by means of biosorption/bioaccumulation. In order to use the phytoremediation technique for removing metals of the environmental, it have been performed bioassay with the macrophyte Pistia stratiotes. The bioassays were realized with healthy plants of P. stratiotes acclimatized in a greenhouse, at room temperature and lighting conditions during 28 days of cultivate. The cultivations were performed in glass vessels containing 1 L of the hydroponic solution with chromium (VI) in the potassium dichromate form with concentration range 0.10 to 4.90 mg L-1. The experiments were performed by Outlining Central Composite Rotational (OCCR), where the kinetics of bioaccumulation and chlorophyll a fluorescence were monitored in plants of P. stratiotes during cultivation. The collections of the samples and cultive solution were performed according to the OCCR. The chromium levels were measured in samples of P. stratiotes and the remaining solutions by the methodology of atomic absorption spectrometry by flame. The tolerance of P. stratiotes in relation to exposure to chromium (VI) was analyzed by parameters of physiological activity by means of chlorophyll a fluorescence, using the portable fluorometer PAM (Pulse Amplitude Modulation). The development of P. stratiots and their biomass were related to the time factor, while bioaccumulation capacities were strongly influenced by factors of time and chromium concentration (VI). The chlorophyll fluorescence parameters were affected by chromium and the exposure time at the bioassays. It was obtained an higher metal removal from the root in relation to the sheet, reaching a high rate of metal removal in solution. The experimental data removal kinetics were represented by kinetic models Irreversibly Langmuir, Reversible Langmuir, Pseudo-first Order and Pseudo-second Order, and the best fit for the culture solution was the Reversible Langmuir model with R² 0.993 and for the plant the best model was Pseudo-second order with R² 0.760.

Utilization of macrophyte biofilter in effluent from aquaculture: I. Floating plant

O objetivo deste trabalho foi confeccionar um biofiltro de baixo custo constituído por macrófita flutuante (Eichhornia crassipes). Os estudos limnológicos foram realizados 7 dias depois de colocadas as macrófitas no biofiltro, durante um período de 30 dias consecutivos, com amostragens 3 vezes por semana nas épocas de chuva, seca e de alta produção de organismos cultivados. Quanto aos compostos nitrogenados, as menores concentrações foram observadas no período de jul./ago., correspondendo à época de baixa produção de peixes e baixa adição de alimento nos tanques e viveiros de cultivo. O pH manteve-se ligeiramente ácido a alcalino ao longo do período experimental, não apresentando oscilações com os maiores valores médios no período de abr./mai. Os valores de pH influenciaram diretamente a alcalinidade e a dominância de bicarbonato no meio. Quanto à microfauna associada, entre os fitoplanctônicos as Chlorophyta foram o grupo dominante e entre os zooplanctônicos foram os Rotifera. Recomenda-se, no período de alta produção, substituição das plantas aquáticas por brotos bem pequenos a cada 10 dias.

Análise percentual de metais pesados em inflorescências de Eriocaulon setaceum L. (Eriocaulaceae).

Muitas plantas possuem potencial genético para a remoção de metais tóxicos, o que permite que elas sejam empregadas na remediação de áreas contaminadas, por serem uma alternativa econômica e ecologicamente viável. O gênero Eriocaulon é composto 476 espécies de plantas aquáticas com distribuição especialmente pantropical, dentre elas E. setaceum é umaespécie com ampla distribuição geográfica, ocorrendo tanto nos paleotrópicos (Ásia e África) como nos neotrópicos da América Central até o sudeste do Brasil. O objetivo deste trabalho foi realizar uma análise semiquantitativa de metais pesados em inflorescências de E. setaceum com o intuito de verificar a presença e a influência desses metais sobre a morfologia da espécie, visando contribuir para os estudos sobre o manejo e a recuperação de áreas degradadas. As amostras de Eriocaulon setaceum,provenientes da Ilha do Marajó, foram encaminhadas para EDS (Energy Dispersive X-ray Detector) obtendo-se dados percentuais de metais pesados. Os metais apareceram distribuídos em várias regiões da inflorescênciadas plantas e em diferentes concentrações. Apesar dos altos valores encontrados, principalmente para mercúrio, a planta não apresentou sinais de intoxicação ou aparente modificação em tecidos da inflorescência, mostrando o seu potencial bioacumulador e potencial para ser utilizada na fitorremediação de áreas contaminadas.

Ocorrência e controle de lesmas do gênero Omalonyx (Gastropoda, Succineidae), pragas de capim-elefante Pennisetum purpureum (Poaceae) em Rio Preto da Eva, Amazonas.

Lesmas do gênero Omalonyx d'Orbigny, 1837 são hermafroditas, herbívoras, de distribuição neotropical e vivem em plantas aquáticas, nas demais vegetações adjacentes e em solo úmido próximo a ambientes de água doce. No presente trabalho reporta-se a ocorrência atípica de O. pattersonae Tillier, 1981 e de Omalonyx sp. em área de terra firme, distante de ambiente aquático.

Segurança das condições de aplicação de herbicidas com aerobarco em plantas daninhas aquáticas no lago da Hidrelétrica de Jupiá

Os objetivos deste trabalho foram quantificar as exposições dérmicas (EDs) e respiratórias (ERs) proporcionadas ao piloto e ao seu ajudante nas aplicações de herbicidas para o controle de plantas daninhas aquáticas com aerobarco; classificar essas condições de trabalho em seguras ou inseguras; e calcular a necessidade de controle das exposições (NCE) e o tempo de trabalho seguro (TTS). O aerobarco utilizado tinha casco de alumínio (4,85 x 2,42 m) e acionamento por hélice acoplada a motor a gasolina de 350 HP. O equipamento de pulverização era composto por bomba de diafragma com fluxo máximo de 49,69 L min-1, pressão máxima de 25 kg cm-2, acionada por motor a gasolina de 4 HP, e tanque de calda de 189 L. A barra de pulverização de alumínio era composta de duas seções laterais de 3 m, posicionadas na linha entre o encosto do banco do piloto e o início da estrutura protetora da hélice. Cada seção da barra tinha seis bicos com pontas de jato plano com indução de ar AI 100 03, espaçados de 0,5 m, e uma ponta OC 20 fixada em cada extremidade. O conjunto de pontas pulverizava faixas de 6 m de largura e aplicava o volume de calda de 200 L ha-1. O sistema tinha gerenciador de fluxo, controlado por central eletrônica acoplada a DGPS (com precisão submétrica), para corrigir automaticamente a vazão em função de alterações na velocidade real da embarcação. As EDs e ERs aos herbicidas foram calculadas com os dados substitutos das exposições às caldas, avaliadas com os traçadores cobre e manganês adicionados às caldas. As exposições foram extrapoladas para uma jornada de trabalho de seis horas. A segurança das condições de trabalho foi determinada com o cálculo da margem de segurança (MS), utilizando-se a fórmula MS = (NOEL x 70)/(QAE x 10), em que QAE = quantidade absorvível da exposição. As condições de trabalho foram classificadas em seguras, se MS>1, ou inseguras, se MS<1. As exposições proporcionadas pelas condições de trabalho foram de 10,65 mL de calda por dia para o piloto e de 16,80 mL por dia para o ajudante, que fica sentado em uma cadeira a 2,0 m à frente do piloto e da barra de pulverização. Classificaram-se como seguras as aplicações dos herbicidas glyphosate (Rodeo, 6 L ha-1), 2,4D (DMA 806 BR, 8 L ha-1) e fluridone (Sonar AQ, 0,4 L ha-1), para o piloto e o seu ajudante. Classificou-se como insegura a aplicação do herbicida diquat (Reward, 4,0 L ha-1) para as duas condições de trabalho, cujas necessidades de controle das exposições calculadas foram de 65% para o piloto e de 78% para o ajudante do piloto.

Controle químico de plantas daninhas aquáticas em condições controladas - caixa d'água

Durante o ano de 1998 foram conduzidos quatro experimentos em Botucatu, Estado de São Paulo, Brasil, em condições de caixas d'água, com o objetivo de estudar o efeito de alguns herbicidas sobre Eicchornia crassipes, Pistia stratiotes, Thypha subulata e Salvinia molesta. Os herbicidas e doses utilizadas foram: imazapyr a 125, 250, 500, 1.000, 1.500 e 2.000 g e.a./ha; 2,4 D a 1.200 g e.a./ha; glyphosate a 3.360 g e.a./ha. Houve, ainda, uma testemunha sem aplicação de herbicidas. Os experimentos foram instalados no delineamento experimental em blocos ao acaso, com quatro repetições. As parcelas experimentais foram constituídas pelas caixas d'água com dimensões de 60x60x60 cm e colocadas a pleno sol no campo. Utilizou-se 3, 12, 25 e 60 plantas/caixa de T. subulata, P. stratiotes, E. crassipes e S. molesta, respectivamente. Os herbicidas foram aplicados com pulverizador costal a pressão constante de CO2 de 1,75 Bar, munido de barra com bicos Teejet 110.02 VS e com um consumo de calda de 200 l/ha. Foram efetuadas avaliações visuais de controle de sete em sete dias por 35 a 49 dias, dependendo da espécie. Todos os herbicidas testados foram eficientes no controle de E. crassipes e o imazapyr foi o único herbicida a promover morte total das plantas, independente da dose utilizada. Os herbicidas 2,4 D e glyphosate não foram eficientes no controle de P. stratiotes. O herbicida imazapyr foi eficiente no controle de P. stratiotes, exceto na dose de 125 g e.a./ha. Todos os herbicidas foram eficientes no controle de T. subulata, exceção ao imazapyr na dose de125 g e.a./ha. Houve rebrota de T. subulata nas parcelas aplicadas com 2,4 D. Nenhum tratamento químico foi eficiente no controle de S. molesta.

Efeito da chuva sobre a ação do herbicida imazapyr no controle de plantas daninhas aquáticas

The aim of this study was to evaluate the influence of different periods of rainfall that occurred after the application of the imazapyr herbicide on the control efficiency of Pistia stratiotes and Eichhornia crassipes. We studied 10 mm rainfall, applied for 5' at different time periods (0h, 2h, 4h, 6h, 8h, 12h, 24h, not simulated rainfall) after the application of imazapyr formulation Arsenal NA, 250 g ai ha -1 (1.0 L cp ha -1). The experiment had completely randomized design with four replications. Plants were evaluated at 7, 14, 21, 28 and 35 days after application (DAA), and the results submitted to analysis of variance by F test and treatment means compared by Tukey's test (p <0. 05). The occurrence of rainfall up to 6 hours after herbicide application, plants of P. stratiotes, negatively affected its efficiency and control; rainfall intervals over 8 hours had no effect in control. The occurrence of rainfall at all time intervals did not affect the control of E. crassipes plants.

Características da anatomia foliar e da deposição de gotas de pulverização em plantas daninhas aquáticas

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Utilização de análise multivariada e redes neurais artificiais na determinação do comportamento de colonização de populações de macrófitas aquáticas no reservatório de Santana

As análises de agrupamento e de componentes principais e as redes neurais artificiais foram utilizadas na determinação de padrões de comportamento das populações de macrófitas aquáticas que colonizaram o reservatório de Santana, Piraí-RJ, durante o ano de 2004. As análises de agrupamento dividiram o comportamento das populações durante o ano em dois grupos distintos, apresentando um padrão no primeiro semestre que difere daquele observado no segundo semestre do ano. A análise de componentes principais demonstrou que esse comportamento da comunidade (grupo de populações) é influenciado principalmente pelas espécies S. montevidensis, Heteranthera reniformis, Ludwigia sp., Rhynchospora aurea, C. iria, C. ferax e Aeschynomene denticulata no primeiro grupo e por Echinochloa polystachya, Polygonum lapathifolium, Alternanthera phyloxeroides, Pistia stratiotes, Eichhornia azurea, Brachiaria arrecta e Oxyscarium cubense no segundo grupo. As redes neurais artificiais agruparam as populações de macrófitas aquáticas em nove grupos, conforme sua densidade nos diferentes meses do ano. A aplicação da análise de componentes principais (ACP) nos valores de frequência das populações presentes nos primeiros três grupos de Kohonen permitiu discriminar três grupos de meses, cujas populações apresentaram características diferentes de colonização. A aplicação das redes neurais artificiais permitiu melhor discriminação dos meses e das espécies que compõem as comunidades correspondentes, quando utilizada a análise de componentes principais.

Efeito do período de exposição a concentrações de diquat no controle de plantas de Egeria densa, Egeria najas e Ceratophyllum demersum

O período de permanência do herbicida na água pode ser influenciado pelo fluxo da água nos reservatórios e pela adsorção a partículas de argilas em suspensão, bem como pela degradação luminosa e por microrganismos. Objetivou-se com este trabalho avaliar diferentes períodos de exposição a concentrações do herbicida diquat no controle de Egeria densa, Egeria najas e Ceratophyllum demersum. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, com quatro repetições, em esquema fatorial 6 x 5, mais uma testemunha. Foram testados seis períodos de exposição das plantas (30, 60, 120, 240, 480 e 960 minutos) a cinco concentrações do herbicida diquat (0,075; 0,15; 0,3; 0,6; e 1,2 ppm produto comercial Reward 240 g L ¹). As avaliações de controle das plantas daninhas imersas foram visuais e, no final do experimento, foi avaliada a massa seca das plantas, para determinar a porcentagem de redução da biomassa. Observou-se que apenas 30 minutos de exposição das espécies imersas E. densa e C. demersum à concentração de 0,075 ppm foi suficiente para proporcionar redução da massa seca em ambas as espécies. Para controle de E. najas aos 7 DAA houve necessidade de um período maior que 120 minutos de exposição, considerando a mesma concentração do herbicida. Esses resultados evidenciam o potencial de uso do diquat no controle de plantas daninhas aquáticas imersas em locais que apresentam rápida renovação de água.

Sensoriamento remoto hidroacústico no mapeamento de macrófitas aquáticas submersas

Macrófitas são importantes produtoras primárias do ecossistema aquático, e o desequilíbrio do ambiente pode ocasionar seu crescimento acelerado. Portanto, levantamentos de dados relacionados a macrófitas submersas são importantes para contribuir na gestão de corpos de água. Contudo, a amostragem dessa vegetação requer um enorme esforço físico. Nesse sentido, a técnica hidroacústica é apropriada para o estudo de macrófitas submersas. Assim, os objetivos deste trabalho foram avaliar os tipos de dados gerados pelo ecobatímetro e analisar como esses dados caracterizam a vegetação. Utilizou-se o ecobatímetro BioSonics DT-X acoplado a um GPS. A área de estudo é um trecho do Rio Uberaba, MG. A amostragem foi feita por meio de transectos, navegando de uma margem à outra. Depois de processar os dados, obteve-se informação a respeito de ocorrência de macrófitas submersas, profundidade, altura média das plantas, porcentagem da cobertura vegetal e posição. A partir desse conjunto de dados, foi possível extrair outras duas métricas: biovolume e altura efetiva do dossel. Os dados foram importados de um Sistema de Informação Geográfica e geraram-se mapas ilustrativos das variáveis estudadas. Além disso, quatro perfis foram selecionados para analisar a diferença entre as grandezas de representação de macrófitas. O ecobatímetro mostrou-se uma ferramenta eficaz no mapeamento de macrófitas submersas. Cada uma das medidas - altura do dossel, ECH ou biovolume - caracteriza de forma diferente a vegetação submersa. Dessa forma, a escolha do tipo de representação depende da aplicação desejada.

Composição química de macrófitas aquáticas flutuantes utilizadas no tratamento de efluentes de aqüicultura

Os objetivos deste trabalho foram avaliar a composição química de duas espécies de macrófitas aquáticas flutuantes (Eichhornia crassipes e Pistia stratiotes), utilizadas no tratamento de efluentes de aqüicultura, e inferir as possibilidades de aproveitamento desses vegetais. E. crassipes apresentou os maiores conteúdos de cálcio (1,51%), magnésio (3.916,67 mg kg-1), manganês (1.233,33 mg kg-1), zinco (81,83 mg kg-1), ferro (5.425,00 mg kg¹) e cobre (25,83 mg kg-1). Na biomassa de P. stratiotes foram obtidos os maiores valores de matéria mineral (18,95%), fósforo (0,38%), nitrogênio (2,40%), proteína bruta (15,02%) e aminoácidos, à exceção de ácido aspártico e triptofano.

Anatomia de algumas espécies aquáticas de Eriocaulaceae brasileiras

Estudou-se a anatomia de raízes, caules, folhas e escapos de Eriocaulon elichrysoides, Leiothrix fluitans, Paepalanthus obtusifolius, Philodice hoffmannseggii, Syngonanthus caulescens e Tonina fluviatilis,espécies aquáticas de Eriocaulaceae que ocorrem em diferentes ecossistemas brasileiros, visando a caracterização anatômica das mesmas e também a interpretação das adaptações ao ambiente. Essas plantas caracterizam-se por apresentarem raízes com aspecto esponjoso e esbranquiçado; acúmulo de ar no córtex; epiderme unisseriada, de paredes finas; córtex externo, mediano e interno; endoderme unisseriada e periciclo unisseriado ou multisseriado. em L. fluitans, P. obtusifolius e T. fluviatilis foram observadas raízes absorventes com aerênquima e raízes fixadoras sem aerênquima. Caules aéreos ou rizomatosos, com ou sem espessamentos causados pelo periciclo. Folhas e escapos com células epidérmicas de paredes finas, estômatos somente na face abaxial, parênquima clorofiliano frouxo, tecido de sustentação pouco desenvolvido e feixes vasculares colaterais. Essas estruturas anatômicas são típicas de plantas de ambientes úmidos ou aquáticos, e ocorrem de forma convergente em diferentes gêneros de Eriocaulaceae.

Influência de herbicidas em macrófitas aquáticas

The effects of the herbicides atrazine, 2,4-D, glyphosate (direct and rodeo) and trifluralin were determined on the growth and death of fronds of the aquatic macrophytes Spirodela punctata (G.F.W. Meyer) Thompson and Salvinia minima Baker, through three series of concentrations of each herbicide in climatic chamber (3000 lux, 12/12 hours photoperiod, temperature 23 ± 1°C). After seven days, the concentrations of series 1 (0.025, 0.125, 0.625 and 3.125 mg.L -1) inhibited the growth of Salvinia minima. In Spirodela punctata, only the herbicides rodeo and trifluralin caused growth inhibition. These concentrations did not caused death of fronds in the species. The concentrations of series 2 (40, 60, 80 and 100 mg.L -1) of the herbicides 2,4-D, direct e trifluralin decreased growth of Salvinia minima; death of fronds was caused by 2,4-D and trifluralin to Salvinia minima, and by direct and trifluralin to Spirodela punctata. For the series 3 (200, 400, 600, 800 and 1000 mg.L -1), the herbicide 2,4-D caused growth decrease of both species. The herbicides rodeo and trifluralin showed to be the most lethal for both species. The herbicide atrazine caused death of fronds in Spirodela punctata.