Potencial de leguminosas colonizadas por micorrizas arbusculares para revegetação de áreas de mineração de manganês

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Garcia, Kaio Gráculo Vieira
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da Universidade Federal do Ceará (UFC)
Texto Completo: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/45885
Resumo: Excess manganese (Mn) in the soil can cause toxicity to plant species. Strategies that mitigate this type of impact are fundamental in a revegetation process. The objective of this study was to: i) test the efficiency of different arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) in promoting the development and tolerance of legume species in a soil with increasing levels of manganese and ii) use scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS) to investigate the capacity of AMF structures to accumulate Mn. For this, three experimental tests were conducted using the species: Mimosa caesalpiniaefolia, Leucaena leucocephala and Acacia mangium. The experimental design for each trial was completely randomized in a 4x4 factorial arrangement, considering: four doses of Mn (0; 100; 200 and 400 mg kg-1) and four inoculation treatments (Control – not inoculated; Claroideoglomus etunicatum; Acaulospora scrobiculata; Diversispora sp.). It was determined the shoot and root dry matter mass, content of phosphoru in the shoot and Mn in the shoot and root, soil pH after cultivation, leaf toxicity percentage by Mn, AMF spore density in soil, mycorrhizal colonization and Mn on the surface of AMF spores, through SEM and EDS. The assays showed different behavior of the leguminous species as a function of the increase of Mn doses and inoculation with AMF. From the results obtained, we can conclude that, excessive concentrations of Mn in the soil cause phytotoxicity and inhibit the development of legume species. AMF inoculation attenuates the Mn-induced toxicity and maximizes the development of legume species. The benefits provided by AMF depend on the host plant and the concentration of Mn in the soil. AMF spores accumulate Mn on its surface, acting as a biological barrier to decrease phytotoxicity and increase tolerance of leguminous species to Mn. The efficiency of this mechanism is dependent on the AMF species and the host plant. When considering the tolerance of legume species based on their biomass and the percentage of Mn toxicity, the A. mangium and M. caesalpiniaefolia species, associated to the AMF Diversispora sp. and C. etunicatum, respectively, present a higher tolerance to high concentrations of Mn in the soil, making them, in this study, the most suitable for future revegetation practices of mining areas with excess Mn.
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The experimental design for each trial was completely randomized in a 4x4 factorial arrangement, considering: four doses of Mn (0; 100; 200 and 400 mg kg-1) and four inoculation treatments (Control – not inoculated; Claroideoglomus etunicatum; Acaulospora scrobiculata; Diversispora sp.). It was determined the shoot and root dry matter mass, content of phosphoru in the shoot and Mn in the shoot and root, soil pH after cultivation, leaf toxicity percentage by Mn, AMF spore density in soil, mycorrhizal colonization and Mn on the surface of AMF spores, through SEM and EDS. The assays showed different behavior of the leguminous species as a function of the increase of Mn doses and inoculation with AMF. From the results obtained, we can conclude that, excessive concentrations of Mn in the soil cause phytotoxicity and inhibit the development of legume species. AMF inoculation attenuates the Mn-induced toxicity and maximizes the development of legume species. The benefits provided by AMF depend on the host plant and the concentration of Mn in the soil. AMF spores accumulate Mn on its surface, acting as a biological barrier to decrease phytotoxicity and increase tolerance of leguminous species to Mn. The efficiency of this mechanism is dependent on the AMF species and the host plant. When considering the tolerance of legume species based on their biomass and the percentage of Mn toxicity, the A. mangium and M. caesalpiniaefolia species, associated to the AMF Diversispora sp. and C. etunicatum, respectively, present a higher tolerance to high concentrations of Mn in the soil, making them, in this study, the most suitable for future revegetation practices of mining areas with excess Mn.O excesso de manganês (Mn) no solo pode provocar toxidez às espécies vegetais. Estratégias que mitiguem esse tipo de impacto são fundamentais em um processo de revegetação. Diante disso, objetivou-se: i) testar a eficiência de diferentes fungos micorrízicos arbusculares (FMA) na promoção do desenvolvimento e tolerância de espécies leguminosas em um solo com níveis crescentes de manganês e ii) utilizar a microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de energia dispersiva (EDS) para investigar a capacidade das estruturas dos FMA em acumular Mn. Para isso, foram conduzidos três ensaios experimentais utilizando-se as espécies: Mimosa caesalpiniaefolia, Leucaena leucocephala e Acacia mangium. O delineamento experimental para cada ensaio foi o inteiramente casualizado, em arranjo fatorial 4x4, considerando-se: quatro doses de Mn (0; 100; 200 e 400 mg kg-1) e quatro tratamentos de inoculação (controle - não inoculado; Claroideoglomus etunicatum; Acaulospora scrobiculata; Diversispora sp.). Determinou-se a massa da matéria seca da parte aérea e raiz, teor de P na parte aérea e Mn na parte aérea e raiz, pH do solo após cultivo, percentual foliar de toxidez por Mn, densidade de esporos de FMA no solo, colonização micorrízica e Mn na superfície dos esporos de FMA, através do MEV e EDS. Os ensaios mostraram comportamento diferenciado das espécies leguminosas em função do aumento das doses de Mn e inoculação com FMA. Pelos resultados obtidos, podemos concluir que, as concentrações excessivas de Mn no solo causam fitotoxidez e inibem o desenvolvimento das espécies leguminosas. A inoculação com FMA atenua a toxidez induzida por Mn e maximiza o desenvolvimento das espécies leguminosas. Os benefícios proporcionados pelos FMA dependem da planta hospedeira e da concentração de Mn no solo. Os esporos dos FMA acumulam Mn em sua superfície, funcionado como uma barreira biológica para diminuir a fitotoxidez e aumentar a tolerância das espécies leguminosas ao Mn. A eficiência desse mecanismo é dependente da espécie de FMA e da planta hospedeira. Ao se considerar a tolerância das espécies leguminosas com base em sua biomassa e no percentual foliar de toxidez por Mn, as espécies A. mangium e M. caesalpiniaefolia, associadas ao FMA Diversispora sp. e C. etunicatum, respectivamente, apresentam maior tolerância a concentrações elevadas de Mn no solo, tornando-as, nesse estudo, as mais indicadas para futuras práticas de revegetação de áreas de mineração com excesso de Mn.Mendes Filho, Paulo FurtadoGarcia, Kaio Gráculo Vieira2019-09-18T19:50:45Z2019-09-18T19:50:45Z2019info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfGARCIA, Kaio Gráculo Vieira. Potencial de leguminosas colonizadas por micorrizas arbusculares para revegetação de áreas de mineração de manganês, Fortaleza. 2019. 106 f. 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