Desempenho de sementes e plântulas de espécies arbóreas no rejeito oriundo do rompimento da Barragem de Fundão (Mariana, MG)

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Fernanda Vieira da Silva Cruz
Data de Publicação: 2018
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUOS-B5PJKW
Resumo: O maior desastre ambiental do setor de mineração do mundo, tanto em termos de volume do resíduo despejado, quanto da magnitude do dano, ocorreu em Mariana, MG, Brasil. O acidente impactou a bacia do Rio Doce, que tem 98% da área inserida no bioma Mata Atlântica, considerado um dos hotspots de biodiversidade para conservação. O objetivo deste estudo foi investigar a germinação das sementes e o crescimento inicial das plântulas de Albizia polycephala, Bowdichia virgilioides, Mimosa bimucronata, Parapiptadenia rigida, Peltophorum dubium (Fabaceae), Cybistax antisyphilitica, Handroanthus heptaphyllus, Handroanthus impetiginosus (Bignoniaceae), Bixa orellana (Bixaceae) e Dictyoloma vandelianum (Rutaceae) no rejeito de minério oriundo do rompimento da barragem de Fundão. O experimento de crescimento foi baseado em quatro tratamentos (rejeito controle, solo controle, rejeito fertilizado e solo fertilizado). Foram realizadas análises físico-químicas dos substratos (rejeito e solos controles), testes de germinação, avaliação de parâmetros de crescimento: massa seca total e frações, comprimento da parte aérea e da raiz principal, diâmetro do colo, área foliar; teor de clorofila (Índice SPAD) e fluorescência da clorofila a. As análises mostraram que as concentrações de elementos potencialmente tóxicos estão abaixo do limite recomendado pelo Regulamento Brasileiro e, apesar da alta concentração de ferro e manganês no rejeito de minério de ferro, estes não estão totalmente disponíveis para as plantas. As sementes de todas as espécies estudadas foram capazes de germinar no rejeito de minério de ferro. O crescimento das plântulas das espécies testadas foi menor no rejeito e no solo (ambos sem fertilização) em comparação com os tratamentos fertilizados. Ressalta-se que as plântulas que cresceram no rejeito de minério de ferro acumularam menos biomassa em comparação ao solo controle. As plântulas (exceto as de Albizia polycephala) alocaram maior biomassa nas raízes quando crescidas no rejeito sem fertilização e, uma vez cultivadas no rejeito fertilizado, investiram na alocação de massa para a parte aérea. O rejeito não impediu a presença da microbiota uma vez que o processo de nodulação foi observado em Albizia polycephala. O comprimento da raiz principal foi um parâmetro com respostas variadas entre as espécies e parece não estar relacionado às características físicas do rejeito e sim às nutricionais. Todas as espécies tiveram uma menor área foliar total quando crescidas no rejeito, porém, a área foliar foi igual ou, para maioria das espécies, superior, à das plântulas crescidas no solo controle quando o rejeito foi fertilizado. Foi observado um menor teor de clorofila nas folhas das plântulas crescidas no rejeito de minério e um menor rendimento quântico do fotossistema II na maioria das espécies. Embora o crescimento das espécies tenha sido maior no rejeito fertilizado do que no solo controle, ao qual as plantas da região estão naturalmente expostas, a maioria das espécies teve melhor desempenho no solo fertilizado do que no rejeito fertilizado. As espécies Peltophorum dubium e Handroanthus impetiginosus mostraram o mesmo desempenho em ambos os substratos fertilizados, ou até melhor, como foi o caso de Peltophorum dubium, cujo desempenho no rejeito fertilizado foi melhor que no solo natural da região com fertilização. Estas espécies são fortemente indicadas para a revegetação das áreas contaminadas com o rejeito. Nossos resultados demonstraram que o principal componente que impede o crescimento inicial das espécies arbóreas no rejeito é o estresse nutricional, entretanto, estudos mais aprofundados ainda são necessários para investigar se ocorre alguma interferência em vias metabólicas das plantas crescidas no rejeito.
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O experimento de crescimento foi baseado em quatro tratamentos (rejeito controle, solo controle, rejeito fertilizado e solo fertilizado). Foram realizadas análises físico-químicas dos substratos (rejeito e solos controles), testes de germinação, avaliação de parâmetros de crescimento: massa seca total e frações, comprimento da parte aérea e da raiz principal, diâmetro do colo, área foliar; teor de clorofila (Índice SPAD) e fluorescência da clorofila a. As análises mostraram que as concentrações de elementos potencialmente tóxicos estão abaixo do limite recomendado pelo Regulamento Brasileiro e, apesar da alta concentração de ferro e manganês no rejeito de minério de ferro, estes não estão totalmente disponíveis para as plantas. As sementes de todas as espécies estudadas foram capazes de germinar no rejeito de minério de ferro. O crescimento das plântulas das espécies testadas foi menor no rejeito e no solo (ambos sem fertilização) em comparação com os tratamentos fertilizados. Ressalta-se que as plântulas que cresceram no rejeito de minério de ferro acumularam menos biomassa em comparação ao solo controle. As plântulas (exceto as de Albizia polycephala) alocaram maior biomassa nas raízes quando crescidas no rejeito sem fertilização e, uma vez cultivadas no rejeito fertilizado, investiram na alocação de massa para a parte aérea. O rejeito não impediu a presença da microbiota uma vez que o processo de nodulação foi observado em Albizia polycephala. O comprimento da raiz principal foi um parâmetro com respostas variadas entre as espécies e parece não estar relacionado às características físicas do rejeito e sim às nutricionais. Todas as espécies tiveram uma menor área foliar total quando crescidas no rejeito, porém, a área foliar foi igual ou, para maioria das espécies, superior, à das plântulas crescidas no solo controle quando o rejeito foi fertilizado. Foi observado um menor teor de clorofila nas folhas das plântulas crescidas no rejeito de minério e um menor rendimento quântico do fotossistema II na maioria das espécies. Embora o crescimento das espécies tenha sido maior no rejeito fertilizado do que no solo controle, ao qual as plantas da região estão naturalmente expostas, a maioria das espécies teve melhor desempenho no solo fertilizado do que no rejeito fertilizado. As espécies Peltophorum dubium e Handroanthus impetiginosus mostraram o mesmo desempenho em ambos os substratos fertilizados, ou até melhor, como foi o caso de Peltophorum dubium, cujo desempenho no rejeito fertilizado foi melhor que no solo natural da região com fertilização. Estas espécies são fortemente indicadas para a revegetação das áreas contaminadas com o rejeito. Nossos resultados demonstraram que o principal componente que impede o crescimento inicial das espécies arbóreas no rejeito é o estresse nutricional, entretanto, estudos mais aprofundados ainda são necessários para investigar se ocorre alguma interferência em vias metabólicas das plantas crescidas no rejeito.The worlds biggest environmental accident in the mining sector, both in terms of dumped tailing volume and magnitude of damage, occurred in the Mariana municipality, MG, Brazil. This accident impacted the Rio Doce basin, which occurs in the Atlantic Rainforest Biome, considered one of the worlds hotspots of biodiversity. The aim of this study was to investigate the performance of arboreal species native to the Rio Doces basin under influence of the iron ore tailing dumped. The initial stages of development such as germination and initial growth were studied. The species used were: Albizia polycephala, Bowdichia virgilioides, Mimosa bimucronata, Parapiptadenia rigida, Peltophorum dubium, Cybistax antisyphilitica, Handroanthus heptaphyllus, Handroanthus impetiginosus, Bixa orellana e Dictyoloma vandelianum. Physicochemical analysis were performed on substrates (tailing and control soil) and germination assays, growth measurements and photosynthesis or early growing plants were assessed. The analysis showed that the concentrations of the toxic elements were below the recommended Brazilian Regulation. Although iron and manganese were found in higher concentrations these elements were not totally available to the plants. All species were capable to germinate in the iron ore tailing. For seedling experiment, were used four treatments (tailing control, soil control, fertilized tailing and fertilized soil). The tailing control and the soil control restricted the growth of the plants, and the fertilization treatment was able to correct this effect and promote plant growth. Even though the seedlings still growing less in the tailing treatment compared to the soil treatment. All seedlings, except for A. polycephala, allocated more biomass in the roots when grown in the tailing treatment; when the tailing waste was fertilized, plants allocated more biomass in the shoots, especially in leaves. The tailing did not suppress the soil microbiota, allowing for nodulation. Root length was highly variable among species and could not be related to any physical characteristics of the treatments, but with nutritional ones. All species showed a reduction in total leaf area when grown in the tailing treatment, although fertilization inverted this trend. Less leaf chlorophyll content was observed in plants grown in the tailing treatment, as well as lower maximum PSII quantum efficiency, in most species. Despite the fact that the plants grew more in the fertilized tailing treatment compared to the non-fertilized soil treatment most species showed better performance in the fertilized soil compared to the fertilized tailing. The species P. dubium and H. impetiginosus showed the same performance in both fertilized treatments. These species could be strong candidates to revegetation management of the impacted area. This data highlight that the main component impeding the initial growth of arboreal plant species is nutritional stress, though more in-depth studies are needed to investigate any possible metabolic interference due to the tailing.Universidade Federal de Minas GeraisUFMGBotânicaÁrea FoliarCrescimentoRejeito de Minério de FerroClorofilaFluorescência da Clorofila ANutrição MineralDesempenho de sementes e plântulas de espécies arbóreas no rejeito oriundo do rompimento da Barragem de Fundão (Mariana, MG)info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisinfo:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALdissertacao_fernandacruz.pdfapplication/pdf1611781https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/BUOS-B5PJKW/1/dissertacao_fernandacruz.pdf5e4e5157f46b5308d4d09aafe09a4ecbMD51TEXTdissertacao_fernandacruz.pdf.txtdissertacao_fernandacruz.pdf.txtExtracted texttext/plain81833https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/BUOS-B5PJKW/2/dissertacao_fernandacruz.pdf.txt12de72577f5b2495f3abe6e4b61d9f8aMD521843/BUOS-B5PJKW2019-11-14 09:16:16.184oai:repositorio.ufmg.br:1843/BUOS-B5PJKWRepositório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2019-11-14T12:16:16Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false
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