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).

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.

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.

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.