117 RBCIAMB | n.53 | set 2019 | 117-133 - ISSN 2176-9478 Leonardo da Silva Hamacher Discente no Programa de Pós-Graduação em Ciência, Tecnologia e Inovação em Agropecuária na Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ) – Seropédica (RJ), Brasil. Cristina Moll Hüther Pós-doutoranda no Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Biossistemas da Universidade Federal Fluminense (UFF) – Niterói (RJ), Brasil. Leonardo Duarte Batista da Silva Docente no Programa de Pós-Graduação em Ciência, Tecnologia e Inovação em Agropecuária na Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ) – Seropédica (RJ), Brasil. Dirlane de Fátima do Carmo Docente no Departamento de Engenharia Agrícola e Meio Ambiente do PGEB, Universidade Federal Fluminense – Niterói (RJ), Brasil. Joana Mayer Coutada Iniciação Científica no Departamento de Engenharia Agrícola e Meio Ambiente da Universidade Federal Fluminense (UFF) – Niterói (RJ), Brasil. Thais Gandelman Schtruk Iniciação Científica no Departamento de Engenharia Agrícola e Meio Ambiente da Universidade Federal Fluminense (UFF) – Niterói (RJ), Brasil. Carlos Rodrigues Pereira Docente no Departamento de Engenharia Agrícola e Meio Ambiente do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Biossistemas da Universidade Federal Fluminense (UFF) – Niterói (RJ), Brasil. Daiane Cecchin Docente no Departamento de Engenharia Agrícola e Meio Ambiente do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Biossistemas da Universidade Federal Fluminense (UFF) – Niterói (RJ), Brasil. Thelma de Barros Machado Docente no Departamento de Tecnologia Farmacêutica do Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Biossistemas da Universidade Federal Fluminense (UFF) – Niterói (RJ), Brasil. Camila Ferreira de Pinho Docente no Departamento de Fitotecnia do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola e Ambiental da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ) – Seropédica (RJ), Brasil. Endereço para correspondência: Cristina Moll Hüther – Rua Passo da Pátria, 156, bloco D, sala 236 – São Domingos – CEP 24210-240 – Niterói (RJ), Brasil – E-mail: cristinahuther@yahoo.com.br Recebido em: 06/08/2019 Aceito em: 11/11/2019 RESUMO Águas residuárias de bovinocultura (ARB) leiteira são alternativas para fornecer os nutrientes minerais, reduzindo o uso de fertilizantes. Assim, avaliaram-se a resposta da atividade fotoquímica e o ganho de biomassa em citronela sob diferentes doses de nitrogênio aplicadas via lâminas de ARB. O nitrogênio foi o elemento de referência com base no qual se calculou a quantidade de ARB equivalente a ser aplicada. Assim, as doses de nitrogênio aplicadas via ARB foram de 100, 200, 300 e 400% em relação à adubação mineral utilizada no controle. Fluorescência da clorofila a, pigmentos e massa seca foram analisados. Verificou-se que a resposta da citronela às doses de ARB aplicadas foi tempo-dependente, e a energia absorvida pelos fotossistemas foi utilizada para redução dos aceptores finais na cadeia de transporte de elétrons, promovendo, em todas as doses, melhor eficiência fotoquímica, mas isso não refletiu no ganho de biomassa, principalmente das folhas. Palavras-chave: Cymbopogon nardus L.; fluorescência clorofila a; nitrogênio; fertirrigação. ABSTRACT Dairy cattle wastewater (DCW) is an alternative to provide mineral nutrients, reducing the use of fertilizers. Thus, the response of photochemical activity and biomass gain in citronella under different nitrogen doses applied via DCW slides were evaluated. Nitrogen was the reference element from which the equivalent amount of DCW to be applied was calculated. Thus, nitrogen rates applied via DCW were 100, 200, 300 and 400% in relation to mineral fertilization used in the control. Chlorophyll a fluorescence, pigments and dry mass were analyzed. The response of the citronella to the doses of DCW was time-dependent and the energy that was absorbed by the phosphossites was used to reduce the final acceptors in the electron transport chain, promoting better photochemical efficiency at all doses, but, this did not reflect in the biomass gain, mainly of the leaves. Keywords: Cymbopogon nardus L.; chlorophyll a fluorescence; nitrogen; fertigation. DOI: 10.5327/Z2176-947820190482 APROVEITAMENTO DE ÁGUA RESIDUÁRIA DE BOVINOCULTURA LEITEIRA NO CULTIVO DE CITRONELA: EFEITOS NA ATIVIDADE FOTOQUÍMICA E NA BIOMASSA WASTEWATER FROM DAIRY CATTLE IN CITRONELLA CULTIVATION: EFFECTS ON PHOTOCHEMICAL ACTIVITY AND BIOMASS https://orcid.org/0000-0001-9082-7965 https://orcid.org/0000-0003-0655-5966 https://orcid.org/0000-0001-9082-7965 https://orcid.org/0000-0002-6483-8158 https://orcid.org/0000-0003-4085-6906 https://orcid.org/0000-0002-0909-0941 https://orcid.org/0000-0003-4000-4324 https://orcid.org/0000-0002-6098-1846 https://orcid.org/0000-0001-9449-8695 https://orcid.org/0000-0003-2861-2212 mailto:cristinahuther@yahoo.com.br Hamacher, L.S. et al. 118 RBCIAMB | n.53 | set 2019 | 117-133 - ISSN 2176-9478 INTRODUÇÃO A citronela (Cymbopogon nardus), pertencente à fa- mília Poaceae, é originária do continente asiático, particularmente do Sri Lanka (antigo Ceilão) e sul da Índia. É amplamente utilizada como planta aromática, em usos terapêuticos, perfumarias e atividade biocida (TRONGTOKIT et al., 2005; CASTRO et al., 2007; VE- LOSO et al., 2012; GUPTA et al., 2018). Vários autores apontam que as principais substâncias presentes no óleo essencial da citronela são citronelal, geraniol e ci- tronelol (AGNOLIN et al., 2010; ANDRADE et al., 2012; VELOSO et al., 2012; VENTER et al., 2014). Óleos essenciais são produtos aromáticos de metabo- lismo secundário de plantas, normalmente produzi- dos por células secretoras ou grupos de células, sendo encontrados em diversas partes do vegetal, como fo- lhas e talos (SCHERER et al., 2009; GUPTA et al., 2018; FEISTHER et al., 2019). As plantas em geral respondem às variações ambien- tais, apresentando modificações no seu metabolismo tanto primário quanto secundário. As plantas medici- nais, mais especificamente, podem alterar a compo- sição de seus princípios ativos, que são importantes substâncias que desempenham inúmeras funções, entre elas a defesa do vegetal (ALMEIDA; RODRIGUES, 2016; ARNAO; HERNÁNDEZ-RUIZ, 2019; COELHO et al., 2019; FARHANGI-ABRIZ; GHASSEMI-GOLEZANI, 2019). Muitas dessas substâncias apresentam elevado valor comercial, como os óleos essenciais produzidos pela citronela (DAFLON et al., 2019; GUPTA et al., 2018; FEISTHER et al., 2019). Dessa forma, diversos trabalhos demonstram como as plantas medicinais, sob diferentes tratamentos, podem ser responsivas aos fatores abióticos e bióti- cos (MALEKI; GHORBANPOUR; KARIMAN, 2017; NET- SHILUVHI; ELOFF, 2019; TAKSHAK; AGRAWAL, 2019), estressantes ou com efeito benéfico ao metabolismo das plantas (MA et al., 2019; REZAEI et al., 2019). No entanto, o metabolismo primário, como, por exemplo, a atividade fotossintética, requer vários fatores essen- ciais, em concentrações adequadas e taxas constan- tes, para que ocorra de maneira satisfatória e produza melhores resultados (FARZADFAR; ZARINKAMAR; HO- JATI, 2017; LU et al., 2019; LUO; ZHOU et al., 2019; WU et al., 2019). Entre esses recursos fundamentais para o desenvolvi- mento adequado do vegetal, está a nutrição mineral. Quando o cultivo é feito em solo, a nutrição é depen- dente dele, contudo, de acordo com a região, os so- los são geralmente lixiviados e ácidos, o que resulta em baixa fertilidade (CHEN et al., 2019; HONG; GAN; CHEN, 2019; LI et al., 2019). A busca de informações sobre o efeito de nutrientes no desenvolvimento das plantas vem desde a época em que se observou que a adição de esterco e restos de animais promovia o au- mento na produtividade das culturas (FONTES, 2014). Dejetos de bovinos contêm quantidades significativas de nitrogênio e fósforo. Por isso, seu manejo inade- quado pode causar eutrofização dos corpos de água e poluição do solo. Em contrapartida, o correto manejo desses resíduos estabilizados traz benefícios ao solo e à cultura, possibilitando a redução do uso de fertilizantes químicos convencionais (MACIEL et al., 2019), além de fornecer destinação adequada. Tradicionalmente, a adubação do solo é realizada via fonte mineral e tem como principais elementos o ni- trogênio (N), o fósforo (P) e o potássio (K). Estes são os nutrientes mais exigidos para as culturas, com gran- de significado para a produtividade e consequente retorno econômico (HAFEEZ et al., 2018). A nutrição vegetal também pode ser realizada via fonte orgâni- ca, sendo as águas residuárias de bovinocultura (ARB) uma alternativa. O referencial para a definição das ta- xas de aplicação de águas residuárias na nutrição ve- getal deve ser calculado em função da capacidade do sistema solo-planta em absorver o resíduo aplicado sem comprometer a qualidade do solo, da planta nem das águas subterrâneas (ERTHAL et al., 2010; MACIEL et al., 2019). As ARB possuem potencial poluidor quando são mal descartadas. Dessa forma, sua aplicação para a fertirri- gação em diferentes culturas tem se tornado objeto de estudo e, quando bem planejada, apresenta benefícios como a redução do uso de fertilizantes e dos custos de tratamento, além de ser fonte de nutrientes e água para as plantas (ERTHAL et al., 2010). Diferentemente dos limites estabelecidos em legisla- ção para os teores de nitrogênio que podem ser lan- çados via efluente em corpos hídricos (BRASIL, 2011), Água residuária de bovinocultura leiteira no cultivo de citronela 119 RBCIAMB | n.53 | set 2019 | 117-133 - ISSN 2176-9478 não há uma legislação específica para o descarte no solo (MATOS, 2006). Ainda, segundo o mesmo autor, as pesquisas têm apontado que, apesar do poten- cial poluidor relacionado ao lançamento de efluen- tes com altas concentrações de material orgânico no solo, o desenvolvimento de tecnologias para a libe- ração do nitrogênio no ambiente pode tornar o uso desses resíduos/nutrientes fundamental na agricultu- ra moderna. Como exemplo, Silva (2012) demonstrou que as ARB podem substituir em parte o uso de torta de mamona como fonte de N na cultura da figueira sem prejudicar o solo. Já Jorge (2018), avaliando do- ses de ARB de até 300% da dose de referência de N recomendada, obteve resultados positivos e acima da média de produção nacional tanto para alface quan- to para cenoura. Paralelamente, a redução da ofer- ta hídrica para os mais diversos fins tem estimulado a busca por técnicas mais racionais de uso da água, bem como a identificação de fontes alternativas (AL- VES et al., 2018). Sendo assim, é importante verificar como diferentes níveis de nutrição mineral, a exemplo daqueles oriun- dos da utilização de ARB, podem contribuir para a produção vegetal e como a cultura responde a esse fator. Diante disso, objetivou-se com o presente tra- balho avaliar a resposta da atividade fotoquímica em citronela sob diferentes doses de nitrogênio aplicadas via lâminas de ARB, bem como o ganho em biomas- sa vegetal. MATERIAIS E MÉTODOS O experimento foi conduzido entre os meses de mar- ço e novembro de 2017, na área experimental Banco Ativo de Germoplasma, no Campus Gragoatá, da Uni- versidade Federal Fluminense, cujas coordenadas são latitude 22º54’00”S, longitude 43º08’00”W e altitude 8 m. Climaticamente, a região possui clima Aw, segun- do a classificação de Köppen, ou seja, clima tropical com inverno seco e verão chuvoso, com temperatura média anual de 23ºC e precipitação média anual de 1.200 mm. As mudas de capim citronela, Cymbopogon nardus (L.) Rendle, pertencente à família Poaceae, foram adquiri- das no Centro de Abastecimento do Estado da Guana- bara (Cadeg), na cidade do Rio de Janeiro, com apro- ximadamente 20 cm de altura. Permaneceram por um mês na casa de vegetação para aclimatação às condi- ções de iluminação, umidade relativa e temperatura local. Antes do transplantio para vasos de polietileno de 18 L, foi realizada uma poda na parte aérea para uniformização das plantas. As mudas foram transplan- tadas para os vasos no dia 11 de março de 2017, e os vasos, dispostos na casa de vegetação, em uma área de 112 m2 e com cobertura de plástico agrícola de 150 µm, além de sombrite com nível de 50% de sombrea- mento nas laterais e na cobertura. Os vasos foram dis- postos com espaçamento entre linhas de 1 m e entre vasos de 0,50 m. Para garantir boa drenagem, colocou-se de 2 a 3 cm de brita 0 no fundo dos vasos, e essa brita foi coberta por uma manta geotêxtil. O solo utilizado foi classificado como de textura arenosa, conforme análise físico-quí- mica realizada pelo Departamento de Ciência do Solo da Universidade Federal de Lavras, segundo métodos descritos pela Empresa Brasileira de Pesquisa Agrope- cuária (EMBRAPA, 1997). Foi aplicado calcário agrícola dolomítico com poder relativo de neutralização total (PRNT) de 85%, na proporção de 210 g.m-2, para a cor- reção de acidez após análise de solo. A homogeneiza- ção foi realizada manualmente em recipiente conten- do o solo, e os vasos tiveram 45 dias de repouso antes do plantio. No dia em que as mudas foram transplantadas para os vasos, realizou-se a adubação de fósforo e potássio com a aplicação de óxido de potássio (K 2 O), teor 60% - 10 g.planta-1 e superfosfato simples (P 2 O 5 ), teor 18% - 37 g.planta-1, respectivamente, seguindo os resultados da análise de solo e as recomendações da Sociedade Brasileira de Ciência do Solo (SBCS, 2004) para a adu- bação mineral da citronela. A primeira aplicação de ARB foi realizada no dia 29 de maio de 2017 e, a partir de então, uma vez por semana. As ARB utilizadas nesse experimento foram preparadas com material in natura (fezes e urina de bovinos), co- letado após a raspagem de um curral de propriedade particular localizado no bairro de Monjolos, município de São Gonçalo (RJ). Para manter as condições apre- sentadas por Erthal et al. (2010) e com a preocupação de se ter um volume final compatível a ser aplicado, Hamacher, L.S. et al. 120 RBCIAMB | n.53 | set 2019 | 117-133 - ISSN 2176-9478 misturou-se 70% de água sem cloro com 30% de ester- co fresco para o preparo das ARB empregadas no ex- perimento. A caracterização da água residuária envol- veu os parâmetros PH, condutividade elétrica, sólidos totais, demanda química de oxigênio (DQO), demanda bioquímica de oxigênio (DBO), nitrogênio orgânico, nitrogênio total, fósforo total, potássio, sódio, cálcio, magnésio, ferro, zinco e cobre, e o pH da água encon- trado foi de 6,51 de acordo com o método da Norma Brasileira (NBR) da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT) de 1986. O cálculo para a determinação da lâmina de ARB equivalente à dose de nitrogênio recomendada para o cultivo da citronela foi feito de acordo com Matos (2006), além da referência da dose de nitrogênio ne- cessária para o cultivo da citronela (SBCS, 2004), con- forme Equação 1: TA AR = 1000 [N abs - (T m1 MO ρ S p 107 0,05 )] [T m2 N org +(N amonical +N nitrato )TR] n 12 (1) Em que: TA AR = taxa anual de aplicação (m3.ha-1); N abs = absorção de nitrogênio pela cultura para a obten- ção da produtividade desejada (kg.ha-1); T m1 = taxa anual de mineralização da matéria orgânica anteriormente existente no solo (kg.kg-1); MO = conteúdo de matéria orgânica do solo (kg.kg-1); p= massa específica do solo (t.m-3); n = número de meses de cultivo da cultura; T m2 = taxa anual de mineralização do nitrogênio orgâni- co (kg.kg-1.ano-1); N org = nitrogênio orgânico disponibilizado pelo resíduo aplicado (mg.L-1); N amoniacal = nitrogênio amoniacal disponibilizado pelo re- síduo aplicado (mg.L-1); N nitrato = nitrogênio nítrico disponibilizado pelo resíduo aplicado (mg .L-1); TR = taxa de recuperação do nitrogênio mineral pela cultura (kg.kg-1.ano-1). Os tratamentos aplicados estão apresentados no Quadro 1. Os percentuais de aplicação da lâmina de ARB fo- ram definidos com base na lâmina calculada (T2). Para todos os tratamentos, foi aplicada a adubação mineral complementar de fósforo e potássio. A dose de N aplicada foi de 80 kg.ha-1, ou aproximadamente 5 g.planta-1. Como o PRNT da ureia (fonte de nitro- gênio utilizada) era de 45%, o total final foi de 11 g. planta-1, divididos em duas aplicações: a primeira, 30 dias após o transplantio; e a segunda, 90 dias após o transplantio. A aplicação das diferentes dosagens da ARB no solo foi feita de forma manual, utilizando-se recipientes com diferentes graduações de volume para a diferenciação dos tratamentos. Ou seja, não se usou o sistema de ir- rigação para a aplicação do efluente, pois, além do po- tencial entupimento dos emissores, o sistema foi mon- tado de maneira que a aplicação de água fosse idêntica para todas as plantas. A irrigação da cultura foi realizada por um siste- ma de irrigação localizada, por meio de gotejadores (Figura 1). Nos dias em que ocorriam as aplicações de ARB nos diferentes tratamentos, a irrigação era feita manualmente, com o auxílio de recipientes graduados para que se aplicasse somente a quantidade de água necessária para suprir o volume já fornecido via ARB, de modo a não alterar as lâminas de água aplicadas nos diferentes tratamentos. Para a obtenção dos dados de fluorescência da cloro- fila a, foram efetuadas três análises ao longo do expe- Quadro 1 – Tratamentos avaliados no experimento com águas residuárias de bovinocultura (ARB). T1 100% da dose de N recomendada fornecida via adubação mineral T2 100% da dose de N recomendada fornecida via fertirrigação com ARB T3 200% da dose de N recomendada fornecida via fertirrigação com ARB T4 300% da dose de N recomendada fornecida via fertirrigação com ARB T5 400% da dose de N recomendada fornecida via fertirrigação com ARB T: testemunha; N: nitrogênio. http://m3.ha http://kg.ha http://kg.kg http://kg.kg http://kg.kg http://kg.kg http://kg.ha Água residuária de bovinocultura leiteira no cultivo de citronela 121 RBCIAMB | n.53 | set 2019 | 117-133 - ISSN 2176-9478 rimento: a primeira, leitura com 38 dias; a segunda, leitura com 140 dias; e a terceira, leitura com 182 dias após o início da aplicação da ARB. A análise da fluorescência transiente da clorofila a foi realizada por tratamento em 15 folhas jovens com- pletamente expandidas e não destacadas. As folhas foram previamente adaptadas ao escuro por 30 mi- nutos utilizando-se um fluorômetro portátil modelo Handy PEA (Hansatech Instruments, King’s Lynn, Reino Unido). A seguir, um pulso saturante de 3.400 μmol fótons m-2.s-1 foi aplicado para a indução da fluores- cência transiente. As intensidades de fluorescência transiente foram medidas entre 50 µs (fluorescência inicial — F0) e 1 s. Obtidos os valores da fluorescência transiente, calcularam-se os parâmetros do teste JIP proposto por Strasser e Strasser (1995) e Tsimilli-Mi- chael e Strasser (2008). A determinação do teor de pigmentos fotossintéticos foi realizada espectrofotometricamente, de acordo com Arnon (1949), e ao final do experimento em todos os tratamentos. Amostras de 0,15 g de massa fresca foliar foram maceradas na presença de acetona 80%, e foi calculado o resultado da extração de pigmentos pe- las equações de Hendry e Grime (1993), representado em µmol g MF-1. Foram amostradas cinco plantas por tratamento para a obtenção dos dados de acúmulo de maté- ria seca, partição de fotoassimilados entre folhas, caule e raízes, considerando-se a unidade amostral T1 - TEST T2 - 100% T3 - 200% T4 - 300% T5 - 400% Moto Bomba Caixa d’água T1 T2 T3 T4 T5 Borda T1: nitrogênio mineral; T2: 100%; T3: 200%; T4: 300%; T5: 400% da dose de nitrogênio recomendada para a citronela fornecida via águas residuárias da bovinocultura. Figura 1 – Disposição das parcelas experimentais e parcelas de bordadura do cultivo realizado. Hamacher, L.S. et al. 122 RBCIAMB | n.53 | set 2019 | 117-133 - ISSN 2176-9478 uma planta por vaso. Para isso, mantiveram-se as amostras da massa fresca em estufa com circulação forçada de ar a 65ºC por 72h, até atingir peso cons- tante. Em seguida, elas foram pesadas em balança analítica, e os valores encontrados foram represen- tados em gramas. A análise estatística de variância (ANOVA) para os teores de pigmentos e massa seca foi realizada para os cinco tratamentos — quatro repetições para cada tratamento — , ao nível de 5% de significância. Quan- do observada diferença significativa pelo teste F, foi aplicado o teste de Tukey. RESULTADOS E DISCUSSÃO As plantas de citronela, nos cinco tratamentos a que foram submetidas, exibiram alterações fisiológicas de acordo com cada dose de nitrogênio fornecida. De modo geral, para todos os tratamentos, o forneci- mento de ARB leiteira proporcionou melhor eficiência na atividade fotoquímica dessas plantas, no entanto a resposta foi tempo-dependente. Parâmetros biofísicos derivados das curvas de fluo- rescência transiente e alguns parâmetros do teste JIP (STRASSER; STRASSER, 1995) estão representados na Figura 2. Todos os dados dos parâmetros de fluores- cência foram normalizados para o respectivo controle, sem aplicação de ARB. Aos 38 dias (Figura 2A), as plantas de todos os tra- tamentos apresentaram respostas idênticas em relação a todos os parâmetros analisados ao nível do controle, com exceção somente do índice de performance (PIabs), para o tratamento com 400% de nitrogênio via fornecimento por ARB leiteira. Porém, para o parâmetro que indica o índice de per- formance total (PItotal) da cadeia de transporte de elétrons, todos os tratamentos permaneceram in- feriores ao controle, corroborando com Yusuf et al. (2010), que afirmam que esse parâmetro é o mais sensível do teste JIP, porque incorpora vários parâ- metros que são avaliados haja vista a fluorescência transiente. Evidencia-se, assim, que o período ini- cial de aplicação de ARB não promoveu melhor de- sempenho fotoquímico, talvez por causa do período de aclimatação ao novo ambiente em que as plan- tas foram inseridas, tendo em vista que foram trans- plantadas de um local para outro até seu completo estabelecimento, principalmente associado ao sis- tema radicular. Segundo alguns autores, esse perío- do varia de espécie para espécie, além da variação decorrente do fator sob análise (ESTRADA-LUNA; DAVIES JR., 2003; NILOFER et al., 2018; MOHOTTIGE et al., 2018). Em relação à análise realizada aos 140 dias após o fornecimento de ARB (Figura 2B), foi perceptível de modo geral que, para todos os tratamentos, o forne- cimento de ARB foi favorável à performance total da cadeia de transporte de elétrons. Isso demonstra que a eficiência fotossintética da planta foi aumentando à medida que aumentava a dose de nitrogênio for- necida por ARB, apresentando somente os fluxos de absorção por centro de reação (ABS/RC) do fotossis- tema II (FSII) inferiores ao controle, sendo o centro de reação do FSII um complexo pigmento proteico importante na transferência de elétrons e que recebe energia do complexo antena e a converte em energia química, usando reações de oxidação-redução (TAIZ et al., 2017). O fluxo específico de dissipação (DI0/RC) do exces- so de energia por centro de reação ativo foi menor, mantendo-se a máxima taxa pela qual um éxciton é capturado pelo centro de reação. Isso resultou em diminuição de quinona A (QA) (TR0/RC) e na reoxida- ção de QA via transporte de elétrons em um centro de reação ativo (ET0/RC), o que proporcionou maior manutenção no fluxo relacionado à redução do acep- tor final de elétrons do fotossistema I (FSI) (RE0/RC) e maior eficiência com que um elétron pode se mover dos aceptores de elétrons do intersistema reduzidos para os aceptores finais do FSI (δRo). Também, no parâmetro que descreve o rendimento quântico de redução dos aceptores finais de elétrons do FSI por fóton absorvido (φRo), os resultados foram a nível controle (sem alteração) ou a níveis superiores (me- lhores que o controle), ou seja, sem prejudicar o ren- dimento quântico. Para a última análise, realizada aos 182 dias após o fornecimento de ARB (Figura 2C), as plantas apresen- taram-se mais eficientes que na análise anterior (aos 140 dias) no tocante à atividade fotoquímica, com PI- total superior para todos os tratamentos, com exceção Água residuária de bovinocultura leiteira no cultivo de citronela 123 RBCIAMB | n.53 | set 2019 | 117-133 - ISSN 2176-9478 do tratamento com 300% da dose de nitrogênio via ARB, que se manteve a níveis de controle para a maio- ria dos parâmetros. Os índices de performance fotossintética, PIabs e PI- total, são parâmetros que incorporam os termos que expressam potenciais parciais de conservação de ener- gia na bifurcação sequencial de energia do éxciton até a redução dos aceptores de elétrons no intersistema de transporte de elétrons e dos aceptores finais do FSI, respectivamente (YUSUF et al., 2010). Cada potencial 1,6 0 1,6 0,8 0 1,6 0,8 0 Fv/Fm Fv/Fo ABS/RC DIo/RC TRo/RC ETo/RC REo/RC φPo ᴪEo φEo δRo φRo PI abs PI total Fv/Fm Fv/Fo ABS/RC DIo/RC TRo/RC ETo/RC REo/RC φPo ᴪEo φEo δRo φRo PI abs PI total Fv/Fm Fv/Fo ABS/RC DIo/RC TRo/RC ETo/RC REo/RC φPo ᴪEo φEo δRo φRo PI abs PI total 0,8 controle, 100% da dose de nitrogênio recomendada fornecida via adubação mineral, ( ) T2: 100% da dose de nitrogênio recomendada fornecida via ARB; ( ) T3: 200% da dose de nitrogênio recomendada fornecida via ARB; ( ) T4: 300% da dose de nitrogênio recomendada fornecida via ARB; ( ) T5: 400% da dose de nitrogênio recomendada fornecida via ARB. Figura 2 – Parâmetros do teste JIP em relação ao respectivo controle obtidos da fluorescência transiente das clorofilas de plantas de citronela cultivadas sob diferentes doses de nitrogênio aplicadas via lâminas de águas residuárias de bovinocultura (ARB) leiteira: (A) 38 dias após o início da aplicação da ARB; (B) 140 dias após o início da aplicação da ARB; (C) 182 dias após o início da aplicação da ARB. A B C Hamacher, L.S. et al. 124 RBCIAMB | n.53 | set 2019 | 117-133 - ISSN 2176-9478 parcial é dado pela razão da eficiência de conservação de energia dividida pelo complemento da eficiência. Portanto, de acordo com as respostas da análise da fluorescência da clorofila a, para as plantas de citrone- la com diferentes doses de nitrogênio e fornecimento via ARB, comparando-se ao controle (sem aplicação de ARB), pôde-se verificar que a água residuária pro- moveu nutrição mineral suficiente, o que ocasionou respostas adequadas para a atividade fotoquímica. Isso pode contribuir na promoção do crescimento e do desenvolvimento, pois a obtenção de boas produtivi- dades geralmente está condicionada ao fornecimento de nutrientes, como o NPK, via adubação mineral e/ ou orgânica (ERTHAL et al., 2010; ALVES et al., 2018; FONTES, 2014). Os teores de pigmentos fotossintéticos, pertinentes à absorção de energia luminosa para a fotossínte- se, assim como o pigmento acessório (carotenoide) (TAIZ et al., 2017), estão representados na Tabela 1. Observa-se que somente para carotenoides ocorreu diferença entre os tratamentos, evidenciando-se o maior teor no tratamento com 100% da dose reco- mendada de nitrogênio fornecida via ARB leiteira, mas não diferindo do tratamento com a maior dose de ni- trogênio via ARB. Logo, o menor teor de carotenoides foi verificado no tratamento sem aplicação de ARB, demonstrando que a ARB pode promover maior bios- síntese dessa molécula absorvedora de luz em orga- nismos fotossintéticos, trabalhando em conjunto com a clorofila a. Mesmo fornecendo nitrogênio em maior quantidade para as plantas do tratamento com 400% da dose de nitrogênio recomendada para a cultura de citronela, este não foi utilizado para a maior biossíntese de clo- rofila nessas plantas. Os teores de clorofila (a e b) não apresentaram diferença entre os tratamentos, mesmo que o nitrogênio estivesse em maior quantidade no solo, como indicou a análise química do solo realiza- da após o encerramento do experimento. Verificou-se que a quantidade de nitrogênio, quando se comparou o tratamento com nutrição mineral (sem aplicação de ARB) ao tratamento com 400% da dose nitrogênio re- comendada via ARB, foi de 8,9%, apontando aumento dependente da dose para os tratamentos (Tabela 2). Por se tratar de um elemento mineral que pode ser tanto armazenado como assimilado, o nitrogênio (LIU et al., 2018; QIAO et al., 2019) é muito necessário para o crescimento e o desenvolvimento adequados do ve- getal, possuindo inúmeras funções bioquímicas, tais como a composição de compostos de carbono, entre outras (AWAIS et al., 2017). O nitrogênio presente no solo antes da realização dos tratamentos com ARB estava em menor quantida- de, no entanto apresentou ao longo dos tratamentos acréscimo conforme o aumento da dose de nitrogê- nio na água residuária, ou seja, na dose dependente. A mesma resposta foi verificada com o valor do pH do solo para os diferentes tratamentos, obtendo-se ao final acréscimo de 1,90 no pH do solo no tratamento com 400% da dose de nitrogênio necessária. A faixa de pH considerada ideal é de 5,5 a 6,5, para que a maioria dos nutrientes esteja disponível (LUCAS; DAVIS, 1961; TAIZ et al., 2017), pois o pH do solo tem grande influência sobre a disponibilidade de elementos mine- Tabela 1 – Valores médios de pigmentos fotossintéticos de citronela em relação às diferentes doses de nitrogênio aplicadas via lâminas de águas residuárias de bovinocultura (ARB) leiteira. T1-controle 100% de N via adubação mineral T2-100% da dose de N via ARB T3-200% da dose de N via ARB T4-300% da dose de N via ARB T5-400% da dose de N via ARB Clorofila a 2,4889Ns 3,9519Ns 3, 2502Ns 3,3383Ns 3,8713Ns Clorofila b 0,9042Ns 1,7151Ns 2,1969Ns 2,0550Ns 2,1661Ns Carotenoides 0,0013 c 0,0019 a 0,0018 ab 0,0014 bc 0,0018 ab Clorofila total 3,3931Ns 5,6670Ns 5,4472Ns 5,3933Ns 6,0374Ns Razão clorofila a/b 3,0573Ns 3,6262Ns 1,6689Ns 2,1099Ns 1,8807Ns N: nitrogênio; *as médias seguidas pela mesma letra na linha não diferem estatisticamente entre si pelo teste de Tukey ao nível de 5% de proba- bilidade; NS: não significativo. Água residuária de bovinocultura leiteira no cultivo de citronela 125 RBCIAMB | n.53 | set 2019 | 117-133 - ISSN 2176-9478 rais para as plantas, bem como sobre a atividade micro- biana (MOHOTTIGE et al., 2018; SILVA-SÁNCHEZ et al., 2019; TAIZ et al., 2017; TORABIAN; FARHANGI-ABRIZ; DENTON, 2019). Dessa forma, no presente experimen- to, viu-se que, no tratamento com 100% da dose reco- mendada de nitrogênio fornecida via ARB até a maior dose de nitrogênio, a aplicação de ARB ajudou a au- mentar o pH do solo quando este se encontra ácido, o que não foi constatado no tratamento sem aplicação de ARB. Teixeira (2016) verificou que o uso de ARB altera o pH do solo, contribuindo para que este seja elevado por causa da incorporação de resíduos orgânicos no solo. De acordo com Matos (2014), a liberação de ácidos or- gânicos solúveis logo após a incorporação de resíduos orgânicosauxilia na acidificação do solo, entretanto, com a mineralização do material orgânico, os ácidos alcalinoterrosos (como K, Na, Ca e Mg) e outros íons passam a ser disponibilizados no meio. Esses íons pro- porcionam diminuição na atividade (força iônica) do hidrogênio e do alumínio (sua reação com a água pro- porciona a liberação de H+) no meio, o que se traduz em aumento do seu pH. Há alteração na absorção de nutrientes minerais do solo quando o pH está fora da faixa ideal, implican- do deficiência mineral à planta, o que promove per- turbações em seu metabolismo e funcionamento. Deve-se ressaltar que o excesso de nutrientes pode proporcionar a chamada zona de toxicidade para o vegetal (BALDI et al., 2018; SANTOS et al., 2017). Assim, nesse experimento os tratamentos com ARB possivelmente apresentaram nutrição mineral ade- quada, se considerada apenas a necessidade de um pH adequado para a absorção da maioria dos ele- mentos minerais. Isso se evidenciou nas análises de fluorescência da clorofila a, ao fim das quais as plan- tas não se encontravam estressadas. Todavia, não somente o pH influencia na absorção dos nutrientes minerais pelo vegetal, como também a umidade e a matéria orgânica do solo. Ou seja, o solo deve possuir propriedades químicas e físicas adequadas (CHEN et al., 2019; HONG; GAN; CHEN, 2019; TORABIAN; FARHANGI-ABRIZ; DENTON, 2019). O fósforo e o potássio também são nutrientes exigidos em quantidades maiores nos tecidos vegetais. O fós- foro é importante no armazenamento de energia, na integridade estrutural, entre outras funções (FREW, 2019; LIN et al., 2019; SCHWAMMBERGER et al., 2019). Nesta pesquisa, ele foi encontrado em maior quanti- dade nos solos dos tratamentos que apresentavam as doses de 200 e 300% de nitrogênio fornecido via ARB, e o solo que apresentou a menor quantidade foi o que continha adubação mineral sem ser via ARB. Ou seja, o maior fornecimento de nitrogênio pelas doses de ARB promoveu também maior concentração de fósforo no solo, o que pode promover desequilíbrio nutricional, quando em elevada concentração, e ocasionar toxicida- de (TAIZ et al., 2017). No entanto, quando comparados os dois tratamentos com 100% da dose recomendada para a cultura, tanto mineral quanto via fornecimento de ARB, o solo que continha ARB apresentou acréscimo de 132% para o fósforo em relação à adubação mineral de fósforo. Quando se observa a análise inicial do solo, Tabela 2 – Dados extraídos da análise química do solo em relação às diferentes doses de nitrogênio aplicadas via lâminas de águas residuárias de bovinocultura (ARB) leiteira no cultivo de citronela. Análise do solo Parâmetros Unidade Pré- tratamentos Pós-tratamentos T1-controle- 100% de N via adubação mineral T2-100% da dose de N via ARB T3-200% da dose de N via ARB T4-300% da dose de N via ARB T5-400% da dose de N via ARB pH upH 4,20 4,90 5,50 5,60 6,00 6,10 K mg.dm-3 14,00 85,58 337,86 319,98 323,95 325,94 P mg.dm-3 9,45 602,87 1.401,51 1.068,04 986,61 816,90 N g.kg-1 1,40 1,46 1,46 1,50 1,52 1,58 pH: potencial hidrogeniônico; K: potássio; P: fósforo; N: nitrogênio. http://mg.dm http://mg.dm http://g.kg Hamacher, L.S. et al. 126 RBCIAMB | n.53 | set 2019 | 117-133 - ISSN 2176-9478 pré-tratamentos, e após os tratamentos, a quantidade de fósforo e potássio aumentou muito em relação às de nitrogênio. O potássio é classificado conforme o grupo de nutrien- tes que permanecem na forma iônica — importante cátion inorgânico em plantas — , com papel substancial em vários processos fisiológicos, bioquímicos e meta- bólicos (HAFEEZ et al., 2018), e também desempenha múltiplas funções na adaptação ao estresse (ASSAHA et al., 2017; HASANUZZAMAN et al., 2018; LI et al., 2019). Esse nutriente apresentou a mesma tendên- cia do fósforo nas análises experimentais, entretanto o maior incremento na concentração de potássio foi observado no tratamento com 100% da dose de nitro- gênio fornecido via ARB (Tabela 2). A análise desses elementos minerais presentes no solo, tanto no início quanto ao final das análises, é imprescindível para re- lacionar a sua utilização pelo vegetal e seu ganho de massa ao final, bem como a partição de massa entre os órgãos do vegetal, pois vários fatores podem alterar o padrão de fixação, alocação e particionamento de bio- massa (BREUER et al., 2015; ETEMADI et al., 2019; LIU et al., 2018; NOMAN et al., 2018; PESCHIUTTA et al., 2018; ZHANG et al., 2019). A avaliação dos dados de massa seca total mostrou que os tratamentos com ARB não resultaram em maior ganho de massa seca total (Figura 3), no entan- to Mendonça et al. (2016), trabalhando com ARB em cana-de-açúcar, verificaram que o crescimento das cultivares foi semelhante quando comparado àquele obtido no tratamento com ureia. Todavia, outros au- tores ressaltam que maiores doses de biofertilizante proporcionam maior eficácia no crescimento da cana- -de-açúcar, espécie com o mesmo metabolismo fotos- sintético da planta de citronela (SANGWAN et al., 1993; ARB-T ARB-100 ARB-200 ARB-300 ARB-400 M as sa d a m at ér ia s ec a (g ) 400 300 200 100 0 Figura 3 – Massa de matéria seca de folha ( ), caule ( ), raiz ( ) e total ( ) de citronela, nos tratamentos: testemunha com águas residuárias de bovinocultura (ARB-T), tratamento 1 (ARB-100), tratamento 2 (ARB-200), tratamento 3 (ARB-300) e tratamento 4 (ARB-400). Barra indica desvio padrão. Água residuária de bovinocultura leiteira no cultivo de citronela 127 RBCIAMB | n.53 | set 2019 | 117-133 - ISSN 2176-9478 SIVASHANMUGAM et al., 2009; GUPTA et al., 2018; HARTZELL; BARTLETT; PORPORATO, 2018). Quando analisada a partição alocada em cada órgão da citronela, verificou-se que somente no caule houve diferença significativa entre os tratamentos. A maior produção ocorreu em ambos os tratamentos com for- necimento de nitrogênio na dose de 100% recomen- dada para a espécie, tanto na forma mineral quan- to via fornecimento por ARB. O mesmo resultado foi encontrado por Daflon et al. (2019), que trabalharam também com citronela, com diferentes cortes no siste- ma radicular, e o tratamento com corte de 100% foi o que mostrou maior acúmulo de massa seca foi o caule nessa situação. Isso foi importante, pois, com as raízes sendo 100% cortadas, mas mantendo-se as folhas, as plantas apresentaram maior acúmulo de massa seca total, demonstrando que as raízes se recuperaram em função dos recursos provenientes de seus caules para essas plantas emitirem novas raízes. As folhas são matérias-primas de importância econô- mica para a extração dos princípios ativos utilizados na indústria cosmética e farmacêutica (VENTER et al., 2014; GUPTA et al., 2018; FEISTHER et al., 2019). Neste trabalho, nenhum tratamento com ARB demonstrou maior ganho de massa foliar. Esses resultados não cor- roboram com os observados nas análises de fluores- cência da clorofila a, em que os tratamentos com ARB apresentaram maiores PItotal, com exceção do trata- mento com ARB com 300% de nitrogênio, que mante- ve níveis de controle. Entretanto, cabe salientar que maior eficiência na atividade fotoquímica não significa maior transformação em ganho de massa pela planta, pela atividade bioquímica da fotossíntese, pois a ener- gia gerada pela fotossíntese também é utilizada para outras atividades metabólicas da planta, como, por exemplo, as de manutenção (SALISBURY et al., 2018). Em relação aos resultados observados na fluorescência da clorofila a e nas demais análises, evidenciou-se, de modo geral, que o mais indicado para o cultivo de citronela com ARB são as doses de 100 e 200% de nitrogênio, valores in- termediários para a concentração de nutrientes minerais. Destaca-se, assim, o fato de que o fornecimento de ARB leiteira para a produção de citronela é eficiente em vários aspectos e, além disso, promove o aproveitamento de um resíduo com alto potencial poluidor (ERTHAL et al., 2010) quando não lhe é fornecido destino adequado. Essa água possui alta carga orgânica, e, segundo Konzen e Alvarenga (2009), a produção diária de esterco (fezes + urina) dos bovinos leiteiros é de aproximadamente 10% de seu peso corporal, o que representa, na maioria dos casos, quan- tidade de 45 a 48 kg/vaca/dia, valor que pode ser mais significativo ainda em função do número de animais e da vazão do corpo hídrico receptor. No entanto, mais investigações são necessárias para entender como essas diferentes doses de nitrogênio via fornecimento por intermédio de ARB podem alterar e/ou regular a biossíntese de compostos do metabo- lismo secundário dessa espécie, que apresenta gran- de importância econômica. O uso desse resíduo, além das vantagens agronômicas, fornece uma alternativa de destinação, atendendo ao capítulo 3, artigo 27, da Resolução do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) nº 430, que trata das condições e dos pa- drões de lançamento de efluentes (BRASIL, 2011). CONCLUSÕES O fornecimento de nitrogênio por aplicação de ARB leitei- ra na cultura de citronela foi favorável para a performance total da cadeia de transporte de elétrons. Verificou-se que a eficiência fotossintética da planta foi aumentando à me- dida que aumentava a dose de nitrogênio fornecida por ARB, ainda que não se refletisse em ganho de biomassa. As doses de nitrogênio fornecidas pela ARB leiteira, além do recomendado para a cultura de citronela, con- tribuem para o aumento do pH, fosforo e potássio, sen- do doses dependentes. AGRADECIMENTOS O presente trabalho foi realizado com apoio da Coor- denação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Su- perior (CAPES) — Código de Financiamento 001 — , do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) e da Fundação de Amparo à Pes- quisa do Estado do Rio de Janeiro (FAPERJ). Hamacher, L.S. et al. 128 RBCIAMB | n.53 | set 2019 | 117-133 - ISSN 2176-9478 REFERÊNCIAS AGNOLIN, C. A.; OLIVO, C. J.; LEAL, M. L. R.; BECK, R. C. R.; MEINERZ, G. R.; PARRA, C. L. C.; MACHADO, P. R.; FOLETTO, V.; BEM, C. M.; NICOLODI, P. R. S. J. Eficácia do óleo de citronela [Cymbopogon nardus (L.) Rendle] no controle de ectoparasitas de bovinos. Revista Brasileira de plantas Medicinais, v. 12, n. 4, p. 482-487, 2010. http://dx.doi. org/10.1590/S1516-05722010000400012 ALMEIDA, G. M.; RODRIGUES, J. G. L. Desenvolvimento de plantas através da Interferência de auxinas, citocininas, etileno e giberelinas. 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