Propagação vegetativa e respostas ao estresse hídrico de Arundo donax L.

Abstract

Arundo donax L. (Poaceae), popularmente conhecida como Cana-do-Reino, é uma planta alienígena invasora no Cerrado do Distrito federal (DF) com um alto potencial de dano ao ambiente físico e à biodiversidade local, em especial a locais de áreas úmidas, consequentemente o manejo populacional da espécie é prioritário segundo o Instituto Brasília Ambiental (IBRAM). A fim, de mitigar a invasão da espécie, estudamos a reprodução, o desenvolvimento e a fisiologia e a regeneração após a poda do vegetal nas condições ambientais do Cerrado. Sobre a reprodução, investigamos se: (a) A. donax se reproduz por meio de sementes; (b) quais são os menores propágulos viáveis; (c) se a planta se reproduz assexuadamente no alagamento e em que taxa e (d) por quanto tempo os propágulos (pedaços de colmo) permanecem viáveis após o corte da planta. Após triagem de 1000 inflorescências de distintas áreas com auxílio de lupa, concluímos que a planta não se reproduz por sementes, somente por meio da fragmentação de colmos e rizomas na região do DF. Nos testes de determinação dos menores propágulos, foram cortados diferentes propágulos para que se encaixassem em uma das 10 classes distintas pelo comprimento (0,5 – 10 cm) e pela massa (0,1 – 5,0 g). Na sequência, foram embebidos três propágulos de cada classe para estimular a propagação vegetativa. Como resultado, foi observado que os menores propágulos capazes de originar novas plantas tiveram entre 2,1 – 3,0 cm de comprimento e entre 2,1 – 2,5 g de massa. O resultado demostra que a poda é ineficiente no controle populacional, afinal essa técnica origina propágulos diminutos e intensifica a invasão de A. donax. No experimento de alagamento, foram usados três tratamentos: o controle no qual os propágulos eram mantidos úmidos, e três tratamentos de alagamento distinguíveis pelas lâminas d’água (5 cm, 10 cm e 15 cm) nas condições controladas de 25o C, fotoperíodo de 12h, cada tratamento com 10 unidades amostrais. Todos os tratamentos resultaram em novas plantas, o que demonstrou a capacidade de A. donax em se reproduzir assexuadamente até mesmo no alagamento. As taxas de Propagação Vegetativa (PV%) foram de 65% no Controle; 75 % no Alagamento (5 cm); 60% no Alagamento (10 cm) e 70% no Alagamento (15 cm), não estaticamente diferentes F (3, 80) = 0,15; p<0,92) segundo teste ANOVA. Por outro lado, o Tempo Médio de Propagação Efetiva (TMPV) elevou-se ao longo do tempo, sendo de 48h (Controle e Alagamento 5 cm), 72 h (Alagamento 10 cm), e 144 h (Alagamento 15 cm), resultado estatisticamente diferentes para o Alagamento (15 cm) em relação aos demais de acordo com o teste ANOVA, F (3, 80) = 4,42; P<0,007). Por fim, no experimento de viabilidade, foram embebidos 10 diferentes propágulos a cada semana, durante 6 semanas. Concomitantemente, foi estimada a perda de água a partir da variação da massa dos propágulos ao longo das semanas. Como resultado notou-se que a viabilidade é decrescente ao longo do tempo, sendo as taxas de PV% de 100%, na 1a semana, de 70% na 2a semana, de 20% na 3a semana e inexistente nas semanas seguintes, e da mesma forma é a perda de água, sendo de 26,64% na 1a semana, 77,80% na 2a semana, de 97,22% na 3a semana, de 97,74% na 4a semana e absoluta nas semanas seguintes. Sobre ao desenvolvimento investigamos: (a) a taxa de crescimento; (b) a área foliar; (c) a mortalidade foliar e perfilhamento e (e) o incremento de biomassa. Já relação a fisiologia investigamos: (a) as taxas fotossintéticas; (b) a eficiência de uso de água (EUA); (c) as taxas de pigmentos fotossintéticos e (d) as taxas de açúcares solúveis e de amido. Para isso, submetemos 21 mudas de A. donax, com cerca de dois meses de vida, aos dois tipos de estresse hídrico. De forma aleatória, as mudas foram divididas nos tratamentos controle (com rega a cada dois dias na capacidade de campo), alagamento (lâmina de água de 5 cm) e seca (regas semanais com 25% do volume). Em relação a área foliar, não foram encontradas diferenças estatísticas (F (2, 9) = 0,39; p<0,68) por meio de teste ANOVA, contudo, a mortalidade foliar e perfilhamento foi diferente em função do estresse hídrico. Logo, provavelmente para evitar a perda de água, A. donax elimina folhas ao invés de limitar a área foliar dessas. Em relação a biomassa, houve diferenças estaticamente significativas tanto para a Biomassa da parte aérea (Bpa) - (F (2, 9) = 0,13; p<0,87) quanto para a biomassa da parte subterrânea (Bps) - (F (2, 9) = 6,96; p<0,027) segundo teste ANOVA, em ambos a biomassa aumentou no alagamento e diminuiu no déficit hídrico. O resultado indica o sucesso de A. donax na invasão de áreas úmidas, porém o menor sucesso em zonas secas. O ponto de saturação de luz foi de 1500 μmol.m-2 .s-1 . Não observamos diferenças estatísticas significativas na Fotossíntese máxima (A) - (F (2, 21) = 14,09; p<0,0001) em função do estresse hídrico, porém sim na Condutância estomática (gs) - (F (2, 21) = 22,25; p<0,0001) e na Transpiração (E) - (F (5, 21) = 34,69; p<0,0001) de acordo com teste ANOVAmr sendo que duas últimas aumentaram em função do maior aporte de água. Os resultados sugerem que A. donax é tolerante ao alagamento, mas não suscetível a seca. Além disso, as variações em gs e E, resultantes do fechamento estomático, correspondem a principal estratégia de A. donax em resposta ao estresse hídrico. Corroborando o resultado anterior a Eficiência no Uso da Água (EUA) foi significativamente diferente (F (2, 21) = 1,68; p<0,021) segundo teste ANOVA, sendo novamente maior no Alagamento e menor na Seca. Os pigmentos fotossintéticos clorofila-a, clorofila-b e carotenoides não apresentaram diferenças significativas (F (2, 9) = 4,07; p<0,07), (F (2, 9) = 0,42; p<0,67) e (F (2, 9) = 1,81; p<0,24 (respectivamente), provavelmente devido ao curto tempo de estresse. Por outro lado, os açúcares solúveis apresentaram diferenças significativas nas folhas (F (2, 9) = 16,41; p<0,023) e rizomas (F (2, 9) =14,38; p<0,01) sendo maiores no alagamento e menores na seca, porém não observamos diferenças significativas nos colmos (F (2, 9) =0,71; p<0,63). Concomitantemente, o conteúdo de amido diferiu em folhas (F (2, 9) = 17,23; p<0,001), colmos (F (2, 9) = 9,44; p<0,002) e rizomas (F (2, 9) = 3,92; p<0,04), sendo maior no alagamento e menor no déficit hídrico. Os valores das reservas de açúcares indicam a depleção metabólica de A. donax na seca e a resistência no alagamento. Além disso, também investigamos a taxa de regeneração de uma população de A. donax durante o período de chuvas, período de estresse hídrico de alagamento, após a podas, usamos 10 unidades amostrais. No experimento de poda então que regeneração é rápida, afinal 1 mês após o corte, todos os indivíduos podados estavam regenerados. Em relação ao crescimento, não foram encontradas diferenças estatísticas para o comprimento aéreo médio (F (8, 15) = 1,53; p<0,255) nem para o número de folhas (F (2, 15) = 2,87; p<0,095), mas sim para o diâmetro de colmos (F (2, 15) = 5,62; p<0,019) de acordo com teste ANOVAmr, tais resultados indicam a estratégia quiescente (LOQS) de A. donax no estresse hídrico. Diante dos resultados apresentados, concluímos que a reprodução de A. donax é fortemente dependente da disponibilidade água, sendo o potencial invasivo da espécie maior em áreas úmidas do Cerrado como veredas e murundus em comparação com áreas secas do Cerrado. Além disso, concluímos que o período ideal de concentração dos esforços de manejo populacional será entre os meses de abril a setembro, isto é, os meses de seca no Cerrado porque justamente nesse período a reprodução assexuada da planta é menos eficiente e encontramos a planta em estado de depleção metabólica.