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PLACAS DE FERRO EM RAÍZES PLANTAS AQUÁTICAS

Biologia

Estudo sobre o uso de placas de ferro em raízes plantas aquáticas

Introdução

O estabelecimento de uma lâmina d’água sobre os solos restringe as trocas gasosas com a atmosfera, diminuindo a concentração de oxigênio, podendo chegar a valores abaixo de zero, isto favorece o desenvolvimento de microorganismos anaeróbios que utilizam compostos oxidados do solo como aceptores de elétrons e a liberação de elementos como Fe2+, Mn2+ e  H2S para água intersticial.

Algumas plantas que vivem em ambientes alagados como: Arroz (Oryza sativa); (mangue vermelho) Rhizophora sp; Tabebuia (Typha latifólia); Spartina sp. e etc. desenvolveram estratégias fisiológicas para reduzir a toxidade de elementos como: Fe2+; Mn2+ e H2S do solo. Essa estratégia fisiológica consiste em captar o oxigênio atmosférico desde órgãos como lenticelas, pneumatóforos e estômatos e transportar até as raízes, por tecidos especializados como aerênquima.

O mecanismo fisiológico de oxidação do solo através das raízes contribui para precipitação dos óxidos e hidróxidos de ferro sobre superfície das raízes e muitos autores denominam este fenômeno como placas de ferro (Figura 1).

Placas de ferro sobre as raízes do Vallisneria american. Adaptado ST-CYR , L. & Campbell, P. (1996).
Placas de ferro sobre as raízes do Vallisneria american. Adaptado ST-CYR , L. & Campbell, P. (1996).

As placas de ferro podem ser formadas por ferro amorfo ou cristalino em forma de óxido e hidróxido de ferro com a proporção de 63% Ferridrito (Fe5HO8.4H2O), 32% Geotita (α-FeO(OH)), e 5% Siderita (FeCO3) e existem dois modelos hipotéticos para a formação de placas de ferro, no primeiro modelo (Figura 2 a) as placa de ferro se formam antes de haver decomposição da parede celular formando uma superfície lisa com interior oco e no segundo modelo (Figura 2 b) as placas de ferro se formam depois de haver decomposição da parede celular formando uma superfície áspera de interior sólido.

Modelo hipotético da formação de placas de ferro de acordo com Chen et al 1980a, figura reproduzida de Mendelssohn et al,. 1995.
Modelo hipotético da formação de placas de ferro de acordo com Chen et al 1980a, figura reproduzida de Mendelssohn et al,. 1995.

O tempo de formação das placas de ferro em arroz é relativamente rápido entre 7 a 11 dias dependendo das características de cada ambiente. Em alguns casos as placas de ferro podem formar “concreções”, que são grossas camadas e óxidos e hidróxidos ferro sobre as raízes que podem ser vistas facilmente a olho nu e em outros casos podem apresentar somente uma coloração avermelhada sobre o sistema radicular, necessitando um equipamento mais sofisticado para observação.

Além da oxiredução dos solos vários outros fatores estão envolvidos na formação e concentração de placas de ferro, como por exemplo: a concentração de ferro nos solos, ou seja, o tipo geologia do local; os valores de pH do solo entre 3,0 e 4.6 favorecem o aumento da solubilidade do Fe2+ e por isso contribui para a formação de placas de ferro, já o pH maior que 4.6 diminui a solubilidade do Fe2+ desfavorecendo a formação de placas de ferro; A Granulometria (tamanho dos grãos do solo) também pode interferir na formação das placas de ferro, como por exemplo: o solo rico em argila teoricamente apresenta mais ferro, favorecendo a formação de placas de ferro, o solo rico em areia teoricamente apresenta menos ferro, limitando a formação das placas de ferro; A matéria orgânica presente no solo apresenta uma tendência de seqüestrar o ferro o que dificulta a formação de placas de ferro em contrapartida a decomposição da matéria orgânica favorece a anoxia dos solos estimulando a  formação das placas de ferro; A sazonalidade (estações do ano) também é um fator preponderante, pois as formações de placas de ferro variam conforme a intensidade fotossintética e o “ultimo” fator que pode estar controlando a formação de placas de ferro são os fatores genéticos, sejam eles intraespecífico (a comparação entre as mesmas espécies) e interespecífico a comparação entre as mesmas espécies.

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Hoje em dia, em várias localidade do mundo, é feito o melhoramento genético por seleção de plantas de arroz para se obter o maior desenvolvem de placas de- ferro, pois acredita-se que as placas de ferro funcionam como uma “barreira” para metais pesados como As, Ni e Cd entretanto em alguns casos de ambientes limitantes de nutrientes como o Zn, Cu, Se e P esta “barreira” pode levar o vegetal a uma deficiência de nutrientes. Alguns pesquisadores também acreditam que estas “barreiras” também podem servir como um reservatório de nutrientes para um possível tempo de escassez. Alguns autores explicam que o favorecimento ou desfavorecimento da captação de nutrientes e/ou metais pelos vegetais vai depender das concentrações de placas sobre as raízes.

O entendimento sobre a formação de placas de ferro em ambiente alagados ainda apresenta carência de estudos, sobretudo quando se trata do assunto de nutrição da vegetação e funcionamento das placas de ferro como “barreiras” contra metais pesados. Entretanto esta publicação buscou fazer uma síntese do que se tem publicado sobre as placas de ferro para divulgar o assunto e estimular os leitores a trabalharem sobre este tema.

SUGESTÕES PARA LEITURA

Andersen, F. O. and Kristensen, E. 1988. Oxigen microgradients in the rhizosphere of mangrove Avicennia marina, Marine Ecology, 44: 201-204.

Lacerda L. D.; et al. 1993. The Biogeochemistry and Trace Metals distribution of Mangrove Rhizospheres, Biotrópica 23 (3) 252- 257.

Machado W.; et al. 2005. Trace metals in mangrove seedlings: role of iron plaque formation, Wetlands Ecology and Management 13: 199-206.

Mendelssohn I. A. et al 1995. Factors controlling the formation of oxidized root channels a review, Wetlands 15: 37-46.

St-cyr, L. and Campbell, P. G. C 1996. Metals (Fe, Mn, Zn) in the root plaque of submerged aquatic plants collected in situ: Relations with metal concentrations in the adjacent sediments and in the root tissue, Biogeochemistry, 33: 45- 76.

Sundby B et al.1998. Metal-rich concretions on the roots of salt marsh plants: Mechanism and rate of formation, Limnol. Oceanogr.43(2), 245-252.


Publicado por: ANDERSON DE CARVALHO BORGES

O texto publicado foi encaminhado por um usuário do site por meio do canal colaborativo Meu Artigo. O Brasil Escola não se responsabiliza pelo conteúdo do artigo publicado, que é de total responsabilidade do autor. Para acessar os textos produzidos pelo site, acesse: http://www.brasilescola.com.