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i
DISSERTAÇÃO
BIOFORTIFICAÇÃO DO FEIJÃO E DO MILHO
COM SELÊNIO
JESSICA ZUANAZZI FIORITTI CORBO
Campinas, SP
2014
ii
INSTITUTO AGRONÔMICO
CURSO DE PÓS-GRADUAÇÃO EM AGRICULTURA
TROPICAL E SUBTROPICAL
BIOFORTIFICAÇÃO DO FEIJÃO E DO MILHO
COM SELÊNIO
JESSICA ZUANAZZI FIORITTI CORBO
Orientador: Ronaldo Severiano Berton
Dissertação submetida como requisito
parcial para obtenção do grau de
Mestra em Agricultura Tropical e
Subtropical, Área de Concentração em
Gestão de Recursos Agroambientais.
Campinas, SP
Março, 2014
iii
DEDICO
A minha querida família, que em todos os momentos de minha vida esteve ao
meu lado, e por serem responsáveis por tornar meus sonhos possíveis. Pois sem eles não
conseguiria.
Amo muito vocês
iv
AGRADECIMENTOS
-Primeiramente a Deus que me guiou e sempre esteve me dando forças;
-Aos meus pais, Ivete Zuanazzi Fioritti Corbo e Edson Jose Fioritti Corbo (in
memorian), que sempre fizeram acreditar que um sonho é possível. Amo vocês. Pai
mesmo longe sei que estava me ajudando muito. Isso tudo consegui foi devido a vocês;
-Aos meus irmãos Rafael Jose Zuanazzi Fioritti Corbo e Pâmela Zuanazzi Fioritti
Corbo, obrigado pelo apoio, incentivo e por ter acreditado em mim. Obrigada mesmo.
Amo muito vocês;
-A minha sobrinha querida e linda Piettra Zuanazzi Fioritti Piza de Lima, por me amar e
me alegrar nas horas difíceis e estressantes. Te amo Piriquitinha;
-Ao meu namorado Mateus Pulini que é também um grande amigo e incentivador. Suas
palavras foram essenciais para meu crescimento. Obrigada e Te amo;
-A minha prima Gabriela Zuanazzi por ser amiga, companheira e me animar nos dias
tristes. Ser meu conforto e conselheira, você é uma grande amiga. Te adoro;
-Ao meu orientador Dr. Ronaldo Severiano Berton pelos ensinamentos,
questionamento, apoio, incentivos e por ser um espelho de um profissional que quero
seguir;
A pesquisadora do Instituto Agronômico de Campinas Dra. Aline Coscione pela
paciência, compreensão, apoio, incentivo, amizade, ensinamentos e pelas preciosas
sugestões;
-A minha Tia Tânia, Tio Ito e o Dr. Aloisio que amo muito;
-Aos amigos da pós-graduação, Acácio Martins, Maria Paula Bibar, Nadiane Souza,
Barbara Zini, Marília Teodoro, Rafael Melo, Renan Vieira, Cleber Azevedo, Alex
Mendonça, Vitor Ribeiro, por passarem essa etapa ao meu lado, e por serem
principalmente meus amigos;
-Aos meus amigos queridos do “fiasco” Patrícia Goes, Rimena Domingues e Vinicius
Oliveira, que mesmo cada um tomando rumo diferente na vida, está no meu coração.
Sinto saudades das nossas risadas;
-Aos amigos de laboratório Raphael, Luciana, Janete e Douglas que foram pela
fundamental ajuda nas análises de laboratório e que sempre foram atenciosos comigo. E
claro pela amizade e risadas que nunca esquecerei;
v
-Aos professores e pesquisadores da pós-graduação pelos ensinamentos e
disponibilidade para sanar minhas dúvidas mesmo após o fim das disciplinas;
- Aos meus queridos amigos Thais e João Paulo por serem meus amigos e me
incentivarem nessa jornada. Adoro vocês. Ao meu amigo Thyago Piza por ter me
ajudado com caronas até Campinas e por ser sempre um grande amigo, além de ser um
super Pai para minha sobrinha querida.
-A estagiária Fernanda Azevedo que mesmo conhecendo há pouco tempo se
transformou em uma grande amiga;
-À comissão do curso de pós-graduação em Agricultura Tropical e Subtropical do
Instituto Agronômico, pela oportunidade oferecida e à CAPES pela bolsa de estudo
concedida.
vi
SUMÁRIO
LISTA DE TABELAS .................................................................................................... ix
LISTA DE FIGURAS ...................................................................................................... x
RESUMO ........................................................................................................................ xi
ABSTRACT ................................................................................................................... xii
1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................. 1
2 REVISÃO DE LITERATURA ..................................................................................... 2
2.1 A cultura do feijão (Phaseolus vulgaris L.) ........................................................... 2
2.2 A cultura do milho (Zea mays L.) .......................................................................... 3
2.3 Ocorrência geoquímica do selênio ......................................................................... 3
2.4 Selênio em solos .................................................................................................... 5
2.5 Selênio em plantas ................................................................................................. 7
2.6 Selênio em seres humanos e animais ................................................................... 10
2.7 Adubações com selênio ....................................................................................... 13
2.8 Biofortificação de alimentos ................................................................................ 14
3 MATERIAL E MÉTODOS ......................................................................................... 15
3.1 Áreas experimentais ............................................................................................. 15
3.1.1 Caracterização da área dos estudos I e III ......................................................... 15
3.1.2 Caracterização da área experimental do estudo II ............................................ 16
3.2 Solo ...................................................................................................................... 16
3.3 ESTUDO I: Biofortificação da cultura do feijão via solo com selenato de sódio.
........................................................................................................................................ 17
3.3.1 Instalação, delineamento e tratamentos ............................................................ 17
3.3.2. Características avaliadas .................................................................................. 18
3.3.3. Eficiência de absorção de selênio pelas plantas ............................................... 18
vii
3.4. ESTUDO II: Biofortificação da cultura do feijão via semente ........................... 18
3.4.1 Produção da semente biofortificada com selênio ............................................. 19
3.4.2. Ensaio em vasos para estudo da translocação do selênio presente na semente
para os grãos. .................................................................................................................. 19
3.4.3. Avaliações agronômicas .................................................................................. 20
3.5. ESTUDO III: Efeito residual do selênio para a cultura do milho ....................... 21
3.5.1. Instalação, delineamento experimental e tratamento ....................................... 21
3.5.2. Características avaliadas .................................................................................. 21
3.6 Determinações ..................................................................................................... 22
3.6.1. Teor de selênio na planta ................................................................................. 22
3.6.2 Quantificação de proteínas ................................................................................ 22
3.6.3 Coloração dos grãos .......................................................................................... 23
3.6.4 Macro e micronutrientes no grão ...................................................................... 23
3.6.5 Amostragem do solo ......................................................................................... 24
3.7 Teor de selênio no solo ........................................................................................ 24
3.8 Análises dos dados ............................................................................................... 25
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ................................................................................ 25
4.1 ESTUDO I - Bioforticação da cultura do feijão via solo com selenato de sódio 25
4.1.1 Concentração de selênio na parte comestível do feijão .................................... 25
4.1.2 Produtividade da cultura do feijão .................................................................... 27
4.1.3 Eficiência de absorção de selênio ..................................................................... 28
4.1.4 Distribuição de selênio nas diferentes partes da planta .................................... 29
4.1.5 Macronutrientes, micronutrientes nos grãos de feijão ...................................... 31
4.1.6 Produção agronômica e qualidade do grão ....................................................... 32
4.2 ESTUDO II. Biofortificação da cultura do feijão via semente com selênio ........ 33
4.2.1 Biofortificação da semente ............................................................................... 33
viii
4.2.1.1 Distribuição de selênio nas diferentes partes da planta ................................. 33
4.2.1.2 Produção agronômica e qualidade dos grãos de feijão .................................. 33
4.2.1.3 Eficiência de absorção de selênio .................................................................. 34
4.2.1.4 Macro e micronutrientes nos grãos do feijão biofortificado .......................... 35
4.2.2 Plantio da semente biofortificada em casa de vegetação .................................. 36
4.2.2.1 Concentração de selênio nos grãos ................................................................ 36
4.2.2.2 Produção agronômica e qualidade dos grãos de feijão .................................. 37
4.3 ESTUDO III: Efeito residual do selênio para a cultura do milho ........................ 38
4.3.1 Concentração de selênio nos grãos de milho .................................................... 38
4.3.2 Produção agronômica e qualidade do grão ....................................................... 39
4.3.2 Macro e micronutrientes nos grãos de milho .................................................... 40
4.4.3 Concentração de selênio na camada superficial do solo ................................... 42
4.4 Considerações Finais ........................................................................................... 42
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................ 44
ix
LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Recomendação de ingestão de selênio em ug/dia para diferentes estágios de
vida, segundo o Institute Medicine/Food of and Nutrition Board (2000) ... 11
Tabela 2 - Consumo médio de selênio na dieta de diferentes estados brasileiros ......... 13
Tabela 3 - Alguns atributos químicos1 e físicos
2 do solo. ............................................. 17
Tabela 4 - Eficiência de absorção de selênio pela cultura do feijão (%). ...................... 29
Tabela 5 - Teores de elementos na parte comestível do feijão. ..................................... 31
Tabela 6 - Médias peso de 100 grãos, cor e proteína de feijão. ..................................... 32
Tabela 7 - Teor de selênio nas diferentes partes da planta. ........................................... 33
Tabela 8 - Valores médios para número de plantas (NPl), grãos por vagem (GrPl), peso
de 100 grãos (P100), cor, teor de proteína e produtividade de grãos do
feijão, variedade IAC-Carioca. .................................................................... 34
Tabela 9 - Eficiência de absorção de selênio pela cultura do feijão (%) . ..................... 35
Tabela 10 - Teores de elementos na parte comestível do feijão. ................................... 36
Tabela 11 - Teor de selênio nas diferentes partes da planta em função da concentração
de selênio na semente. ................................................................................. 37
Tabela 12 - Valores médios para número de vagens (NV), número de plantas (NPl),
vagens por planta (VPl), grãos por vagem (GrVg), cor e produção de grãos
do feijão, variedade IAC-Carioca. ............................................................... 38
Tabela 13 - Valores médios número de plantas (NPl), número de espigas (NEsp), peso
espigas (PEsp), peso 100 grãos (P100), comprimento da espiga (CE),
produtividade (Prod) e proteína do milho, variedade híbrido IAC-8390, em
função do efeito residual do Se. ................................................................... 40
Tabela 14 - Teores de elementos na parte comestível do milho. ................................... 41
Tabela 15 - Concentração de Se no solo na camada de 0 a 20 cm de profundidade em
relação às doses aplicadas ............................................................................ 42
x
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Esquema do metabolismo do selênio nas plantas .......................................... 8
Figura 2 - Imagem aérea da área experimental. ........................................................... 16
Figura 3 - Teor de selênio nos grãos de feijão em função das quantidades de selênio
aplicadas no solo. ......................................................................................... 26
Figura 4 - Efeito das doses de selênio sobre a produtividade de grãos da cultura do
feijão. ........................................................................................................... 27
Figura 5 - Efeito das doses de selênio sobre a concentração de selênio na parte aérea
do feijão. ...................................................................................................... 30
Figura 6 - Concentração de selênio nos grãos de milho em função das quantidades de
selênio aplicadas no solo. ............................................................................ 39
Figura 7 - Teores médios de selênio no solo e nos grãos de feijão e milho submetidos a
tratamento com aplicação de níveis de Se no solo. ..................................... 43
xi
RESUMO
No Brasil, os poucos estudos realizados com selênio (Se) tem alertado para uma
possível deficiência deste elemento na população brasileira, particularmente nos
grupos populacionais de baixo poder aquisitivo, que não consomem produtos de
origem animal com frequência. A adição de elementos essenciais à saúde humana
por meio de adubação no solo agrícola é considerada uma estratégia promissora
para a biofortificação de plantas com selênio. Objetivou-se, neste trabalho, i)
aumentar a concentração de Se na parte comestível das plantas de feijão e milho; ii)
avaliar a eficiência de absorção Se pela cultura do feijão; iii) avaliar o efeito do Se
sobre a produtividade e características agronômicas das culturas; iv) avaliar a
translocação do Se presente na semente para os grãos; v) verificar a concentração
de selênio na camada superficial do solo. Os experimentos foram conduzidos no
Instituto Agronômico de Campinas, em campo e em casa de vegetação, em
Latossolo Vermelho distrófico de textura argilosa. A concentração de Se nos grãos
do feijão do tratamento que não recebeu aplicação desse elemento foi de 0,04 mg
kg-1
, considerada deficiente e a dose de 50 g ha-1
promoveu a biofortificação e
aumento da produção vegetal. A dose de 500 g ha-1
de Se apresentou a melhor
produtividade e maior aumento de Se nos grãos, mas a concentração ultrapassou o
limite máximo de tolerância para Se em alimentos sólidos, que é de 0,3 mg kg-1
.
Para a cultura do milho houve efeito residual do selênio no solo, sendo que a dose
de 500 g ha-1
apresentou a maior concentração de Se no grão, em relação às doses
menores. Esses resultados revelaram que os teores de Se presentes nos grãos de
feijão e milho apresentam dependência entre o teor de Se encontrado no solo com a
composição final da planta. Na cultura do feijão houve translocação do Se presente
na semente para os grãos produzidos, mostrando que é possível realizar a
biofortificação via semente, mas as altas quantidades aplicadas no solo sugerem
estudos para aplicação via foliar.
Palavras-chave: fitotoxicidade, fortificação, saúde humana, deficiência, selenato
de sódio.
xii
ABSTRACT
Selenium (Se) research in Brazil is scarce. The few studies available point to a
possible Se deficiency in Brazilian people, especially in low-income population
which does not consume animal products frequently. The addition of essential
elements to human health through soil fertilization is considered a promising
strategy to Se biofortification. This work aimed, i) to increase Se concentration on
the edible parts of beans and corn crops; ii) to evaluate the Se absorption efficiency
from soils by the bean plants; iii) to evaluate the soil Se fertilization on the crop
yield and its agronomic characteristics; iv) to evaluate if Se affected P, Ca, Mg, S,
B, Cu, Fe, Mn and Zn concentration in grains; v) to evaluate Se translocation from
the seeds to grains produced by the bean crop. The greenhouse and the field trials
were carried out at Instituto Agronômico, on a clayey eutroferric Red Latosol.
Selenium concentration in bean grains was low (0.04 mg kg-1
) at plots without Se
additions, while it promoted biofortification and yield increase at the application
rate of 50 g ha-1
. The best yield increase and the highest Se concentration in grains
were achieved with a rate of 500 g ha-1
, but the Se concentration in grains surpassed
the limit established by Brazilian food regulation (0.3 mg kg-1
). A residual effect of
Se fertilization was also obtained for the corn crop where rate 500 g ha-1
presented
the highest grain Se concentration. These results pointed out that Se concentration
in both bean and corn crops is dependent on the amount of this element present in
the soil. Selenium present in seeds was translocated to grains showing that
biofortification is also possible through Se fortification of seeds. However, the high
amounts of Se needed for significant biofortification through soil suggest that
studies with foliar application may be promising.
Keywords: phytotoxicity, fortification, human health, disability, sodium selenate.
xiii
1
1 INTRODUÇÃO
O selênio (Se) é um elemento, que, embora tóxico em altas concentrações, é
essencial para os seres humanos e animais e esta presente em quantidades e formas
variáveis, em quase todos os alimentos.
O selênio na dieta humana tem como função agir como antioxidante, protegendo
o tecido celular dos danos causados pelos radicais livres, apresenta papel ativo no
sistema imunológico, reduzindo os riscos de infecções virais e é capaz de tornar mais
lento o avanço do câncer. Por outro lado, a deficiência deste mineral pode causar a
diminuição da taxa de crescimento, distrofia muscular, anemia e hemorragia. Portanto,
há necessidade de conhecimento da suplementação adequada deste mineral na dieta,
para proporcionar uma melhor utilização desse elemento.
A concentração de Se em produtos agrícolas consumidos no Brasil é considerada
baixa, em relações aos padrões internacionais, sendo um dos possíveis determinantes o
baixo teor de selênio encontrado em solos agrícolas. As culturas de feijão (Phaseolus
vulgaris L.) e milho (Zea mays L.) são alimentos tradicionais da dieta brasileira e um
dos principais componentes da dieta brasileira, principalmente, para a população de
baixa renda. FERREIRA et al. (2002) observaram que esses alimentos contribuem
muito pouco para a ingestão diária recomendada de selênio, entre 50 a 200 µg.
No Brasil as pesquisas para aumentar os teores desse elemento nos solos e nas
plantas ainda são escassas. Alguns estados brasileiros demonstraram baixa ingestão do
elemento, como em São Paulo e Mato Grosso, por exemplo, e alta no Pará
(BOAVENTURA e COZZOLINO, 1993). Este alto consumo se deve às grandes
quantidades de castanha-do-brasil ingerido pelos habitantes da região.
Na natureza o Se é encontrado em vários componentes alimentares nas formas
de selenito e de selenato em compostos inorgânicos. Na forma orgânica o Se está
presente nos compostos selenometionina, selenocistina e selenocisteína.
O selênio é raramente encontrado em seu estado natural, podendo combinar
tanto com metais como não metais formando compostos orgânicos e inorgânicos. Ele
está distribuído irregularmente pelo solo e é encontrado nas rochas sedimentares das
regiões mais secas no mundo.
Dentre os vários fatores que controlam a mobilidade do Se nos solos, pode-se
destacar o pH, o tipo de argila, o potencial de oxi-redução e o conteúdo de matéria
orgânica no solo (GISSEL-NIELSEN, 2002; CARTES et al., 2005). De modo geral, a
2
disponibilidade de Se aumenta com o aumento do pH, devido à forma do Se presente no
solo (SeO42-
) e do aumento de cargas negativas dependentes de pH. Entretanto, em solos
com teores elevados de argila e de matéria orgânica, a disponibilidade do Se para as
plantas pode diminuir devido à forte retenção desse ânion nessas frações.
Nas plantas o selênio é absorvido a partir do solo. Estudos têm mostrado efeito
benéfico de Se para plantas, pelo fato de aumentar a atividade antioxidante, elevando
sua produção vegetal.
Diante do exposto, este trabalho teve os seguintes objetivos: i) aumentar a
concentração de Se na parte comestível das plantas de feijão e milho; ii) avaliar a
eficiência de absorção Se pela cultura do feijão; iii) avaliar o efeito do Se sobre a
produtividade e características agronômicas das culturas; iv) avaliar a translocação do
Se presente na semente para os grão; v) verificar a concentração de selênio na camada
superficial do solo.
O estudo foi elaborado partindo das seguintes hipóteses: 1) o aumento da
concentração de Se no solo na forma de selenato de sódio aumenta a concentração de Se
nos grãos de feijão e de milho. 2) Ocorrerá translocação do Se da semente biofortificada
para os grãos produzidos.
2 REVISÃO DE LITERATURA
2.1 A cultura do feijão (Phaseolus vulgaris L.)
O Brasil se destaca no cenário mundial como maior produtor de feijão
(Phaseolus vulgaris L.). A produção brasileira de feijão, na safra 2013/2014, está
estimada em torno de 196,67 milhões de toneladas (CONAB, 2014). Essa leguminosa
tem grande importância sócia econômica e é a principal fonte de proteína na dieta
alimentar dos brasileiros, sendo um dos alimentos mais consumidos no país (FURTINI
NETO et al., 2000).
Alem de fornecer quantidades elevadas de proteínas, possui também um bom
teor de fibras, minerais, vitaminas (SGARBIEIRI E WHITAKER, 1982). O teor de
ferro é semelhante ao encontrado em bovinos e também é uma boa fonte de cálcio,
fósforo, potássio, magnésio, cobre e zinco (SÁMMAN et al., 1999; BARAMPAMA e
SIMARD, 1993).
3
O consumo diário de feijão está entre 50 a 100 g por dia/pessoa, contribuindo
com 28% de proteína e 12% de calorias ingeridas (SGARBIERI,1980). Portanto, como
é um alimento básico da dieta alimentar brasileira e importante fonte de proteína para a
população de baixa renda, o feijão pode funcionar como veículo de Se para a população
brasileira.
2.2 A cultura do milho (Zea mays L.)
O milho é uma das espécies mais populares do mundo. Em função de seu
potencial produtivo, composição química e valor nutritivo (FANCELLI e DOURADO
NETO, 1996), principalmente às suas características nutricionais como excelente fonte
energética, em função do alto teor de amido, lipídios, proteínas e vitaminas encontradas
nos grãos (PATERNIANI, 1978).
A produtividade da cultura do milho no Brasil é considerada baixa, quando
comparada a de outros países, como Estados Unidos e Argentina. A produção média
brasileira de milho, na safra 2013/2014, está estimada em torno de 195,9 milhões de
toneladas de grãos (CONAB, 2014).
O milho é bastante apreciado na culinária brasileira, sendo componente básico
na dieta alimentar das camadas mais pobres da população. Os derivados do milho como
farinha de milho, fubá, flocos de milho, canjiquinha, dentre outros, são constituintes
importantes de seu uso em regiões de baixa renda. Além dos produtos derivados da
moagem, seu grão podem ser utilizado para produção de óleos para a alimentação
humana e de animais (PALHARES, 2003). Portanto, como também é um alimento
básico da dieta alimentar brasileira, o milho pode funcionar como veículo de Se para a
população brasileira.
2.3 Ocorrência geoquímica do selênio
O selênio foi descoberto em 1817 pelo químico sueco Jons Jokob Berzelius,
quando investigava a produção de ácido sulfúrico, observou um depósito vermelho na
parede de câmaras de chumbo que, ao ser aquecido com maçarico, liberava um odor
fétido que se considerava até então característico ao telúrio. Mais tarde, com a ajuda de
técnicas analíticas foi possível observar que não havia vestígios deste elemento, apesar
de apresentarem propriedades semelhantes, esse novo elemento foi dado o nome de
4
selênio derivado do grego selene, que significa lua, devido a sua semelhança com
telúrio, que significa terra (MELLOR, 1955).
No inicio o Se era considerado um agente cancerígeno e altamente tóxico a
saúde humana e animal (KOHRLE, 1999). Em 1957, Schwartz e Foltz descobriram sua
essencialidade para animais (ALARCON-NAVARRO; MARTINEZ, 2000; REILLY,
1996) e em 1979, foi descoberto sua essencialidade na nutrição humana, com o
surgimento da doença de Keshan, que é uma cardiomiopatia fatal, causada pela
deficiência de selênio, encontrada principalmente em áreas da China (SHILS et al.,
1994).
O selênio é classificado como um metaloide ou semimetal, significando que ele
exibe propriedades dos metais e também dos elementos químicos não metais. Possui o
símbolo Se, número atômico 34 e massa atômica 78,96, fazendo parte do grupo VI A da
tabela periódica. Possui grande similaridade com o enxofre, especialmente quanto às
suas formas e compostos (NEAL, 1995).
O Se ocorre naturalmente no ambiente, podendo ser encontrado nos diferentes
reservatórios naturais (água, ar e solo), na forma elementar (Se0), na forma menos
oxidada de selenito (Se O3-2
), na forma seleneto (Se2-
) e na forma de selenato (SeO4-2
).
Também pode ser encontrado nas formas orgânicas, como compostos metilados, seleno-
aminoácidos, selenoproteínas e seus derivados ou como dióxido de selênio nas cinzas
provenientes da calcinação de minérios sulfetados (FISHBEIN, 1991).
A ocorrência de selênio nos solos está associada ao intemperismo e com a
composição química do material de origem. De acordo com a Agency for Toxic
Substances and Disease Registry (2003), o processo de intemperismo de rochas
contribui com a liberação de 100 a 200 toneladas de Se anualmente. Em muitas vezes o
Se está associado com a fração argila e é encontrado em maiores concentrações em
xistos (0,06 mg kg-1
), do que em calcários e arenitos. Em rochas fosfatadas também
foram relatadas concentrações muito elevadas de Se (até 300 mg kg-1
) e parece que há
pouca correlação entre Se e P2O5 (NEAL, 1995). Portanto, a deposição de Se no
ambiente geológico é muito variável, refletindo as propriedades de diferentes tipos de
rochas (FORDYCE et al., 2008).
Em condições naturais, a concentração de Se na água é bastante baixa, não
passando de 2 ou 3 µg L-1
(WHO, 1987). Na atmosfera, contribuições oriundas de
fontes naturais por formas voláteis do elemento são insignificantes (0,1 a 10 ng m-3
).
5
Na crosta terrestre o Se ocupa o 70° lugar em abundância na natureza entre os 98
elementos existentes. Sua abundância é relativamente baixa, sendo reportadas
concentrações que variam de 0,05 a 0,09 mg kg-1
(NEAL, 1995).
Os compostos de selênio entram no meio ambiente por intermédio de fontes
naturais, oriundo do material de origem com alto teor de Se e por fontes antropogênicas,
por meio da agricultura com a aplicação do Se nos solos e pela indústria com a fundição
de alguns minerais.
As fontes antropogênicas de selênio são responsáveis pela produção anual de
1600 toneladas em todo o mundo (NEAL, 1995). Na indústria, o Se é utilizado na
fabricação de equipamentos eletrônicos e fotográficos, artigos de impressão, na
xerografia, na formulação de reagentes químicos, na indústria cosmética e farmacêutica
(DHILLON, DHILLON, 2003; GIRLING, 1984; LISK, 1972). Na agricultura o selênio
é liberado inadvertidamente para o meio ambiente a partir do uso de fertilizantes
fosfatados, da aplicação de lodo de esgoto e esterco ao solo e com a utilização
fungicidas que contém selênio (NEAL, 1995).
A disposição inadequada de resíduos urbanos e industriais (Dhillon & Dhillon
2003) e de defensivos agrícolas e fertilizantes (Lisk, 1972), também tem contribuído na
quantidade de Se nos solos, o que facilita seu ingresso na cadeia alimentar. Sua
mobilidade e biodisponibilidade dependem do aumento da sua concentração na solução
do solo, de onde o elemento pode ser absorvido e translocado pelas plantas ou pode ser
lixiviado até os aquíferos subterrâneos.
2.4 Selênio em solos
O conteúdo de Se nos solos reflete na decomposição do material de origem,
embora ações antropogênicas possam influenciar na composição do ambiente natural, as
concentrações de Se estão associadas principalmente com materiais vulcânicos, corpos
de minérios de sulfeto, queima de combustíveis, fertilizantes fosfatados e algumas
águas. A intensidade da desagregação e o processo de lixiviação sobre o material de
origem definirá a composição de Se no solo (NEAL, 1995).
Conforme ANDERSON et al. (1961) o selênio pode ser encontrado em rochas
magmáticas e calcárias em concentrações geralmente baixas e nas rochas sedimentares
as concentrações são maiores, onde está associado com a fração argila e, portanto,
6
maiores concentrações de Se são encontradas em folhelhos do que em calcários e
arenitos.
A concentração de Se na maioria dos solos encontra-se na faixa de 0,33 mg Se
kg-1
(KABATA-PENDIAS e PENDIAS, 2001). No entanto, concentrações elevadas de
até 1200 mg Se kg-1
tem sido relatadas em áreas seleníferas do mundo (FLEMING,
1980; JACOBS, 1989; NEAL, 1995; FORDYCE et al., 2008). Presume-se que cerca de
45 a 77% do selênio existente na superfície terrestre resulta dos oceanos via deposição
atmosférica, devido a isso áreas próximas a oceanos possui maior concentração de Se
(MARTENZ et al., 2012; HAYGARTH, 1994).
Na natureza encontra-se especialmente sob as formas aniônicas de selenito
(SeO32-
) e de selenato (SeO42-
). No entanto, a forma elementar (Se0) e a forma orgânica
também ocorrem. À medida que seu estado de oxidação é aumentado, o selênio se torna
mais móvel e menos retido no solo (NEAL, 1995).
Dentre os vários fatores que controlam a mobilidade do Se nos solos, pode-se
destacar o pH, o tipo de argila, o potencial de oxidação-redução, competição com
ânions, óxidos de ferro e o conteúdo de matéria orgânica no solo (CARTES et al., 2005;
COZZOLINO, 2005; GISSEL-NIELSEN, 2002).
Segundo NEAL (1995) em regiões de alta umidade e em solos ácidos, o selenito
(SeO3-2
) é a espécie química predominante (NEAL, 1995; NAKAMARU et al., 2005) e
em solos alcalinos bem arejados, o selenito tende a oxidação, passando para forma de
selenato (SeO4-2
), a qual é facilmente absorvido pelas plantas (GIRLING, 1984;
GEERING et al., 1968).
Segundo MALAVOLTA (1980) o selenito pode estar fixado ao ferro e alumínio
na fração argila e dependendo do pH, grau de aeração e atividade microbiana, pode ser
encontrado em diversos estados de oxidação. De acordo com ROVIRA et al. (2008) o
Se na forma selenito pode sofrer adsorção especifica com hematita e goethita e formar
complexos de esfera interna, o que pode diminuir sua disponibilidade para as plantas. A
forma selenato é a mais encontrada em solos alcalinos (pe + pH> 15), muito móvel na
solução do solo e esta facilmente disponível para as plantas (WRITE e BROADLEY,
2008).
FERNANDES (2012), estudando a disponibilidade de Se na forma selenito de
sódio em solo arenoso e argiloso, observou que as plantas cultivadas no solo arenoso
apresentavam concentrações maiores de selênio na parte aérea, quando comparadas com
7
o solo argiloso, com aumentos de 264 e 75% para as culturas de arroz e brócolis
respectivamente.
2.5 Selênio em plantas
O selênio ainda não foi classificado como um elemento essencial para as plantas,
porem é considerado um elemento-traço essencial para a nutrição humana (LISK, 1972;
BAR-YOSEF e MEEK, 1987; RAIJ, 1991). Vários, estudos tem mostrado efeito
benéfico de Se em plantas, pelo fato de aumentar a atividade antioxidante, elevando sua
produção vegetal (DJANAGUIRAMAN et al., 2005; RAMOS et al., 2010; BOLDRIN,
2011; FERNANDES, 2012).
As plantas absorvem selênio a partir do solo, mas o assimilam em grau variado,
podendo ser divididas em três grupos: acumuladoras, indicadoras e não acumuladoras.
As não acumuladoras geralmente não assimilam mais que 100 mg kg-1
Se (massa seca),
enquanto as acumuladoras podem conter até 40.000 mg kg-1
Se (massa seca), quando
cultivadas em solos seleníferos (JACOBS, 1989; NEAL 1995).
Em relação às plantas acumuladoras de Se, essas podem ser divididas em dois
grupos: acumuladoras primárias, que são capazes de acumular milhares de miligramas
de Se (> 2000 mg kg-1
) e secundárias de Se, que acumulam centenas de miligramas de
Se. São exemplos de plantas acumuladoras primárias algumas espécies de brássicas,
como brócolis, repolho, mostarda indiana e canola e as espécies de alho, cebola, alho-
poró e poró-selvagens. Culturas de cereais tais como trigo, aveia, centeio e cevada são
exemplos de plantas não acumuladoras de Se (WHO, 1987; BROADLEY et al., 2006),
A absorção e o acúmulo de Se pelas plantas podem ser influenciados por uma
série de fatores ambientais. Os mais significativos são a concentração de Se que ocorre
nos solos, o pH, a composição dos minerais do solo e as espécies de plantas, que podem
melhorar a translocação do selênio do solo para as plantas (NEAL, 1995).
Estudos mostraram que a absorção e redistribuição Se nas plantas na forma de
selenato é mais rápida do que forma de selenito (CARTER; GIANFERA; MORA, 2005;
PILON-SMITS et al., 1999).
Devido ao selenato apresentar semelhanças ao íon sulfato, é ativamente
absorvido pelas raízes por meio de transportadores de sulfato (ASHER; BUTLER;
PETERSON, 1977; TERRY et al., 2000), enquanto que na forma selenito tende a
acumular nas raízes das plantas (ZHANG et al., 2003). Nas raízes das plantas o selenato
8
é absorvido pelos transportadores de S e permanece nesta forma até que a ATP
sulfurilase (APS) entre em ação, transformando o selenato (SeO4-2
) em adenosina
fosforoselenato (ATSe). Em seguida a adenosina fosforoselenato (ATSe) é convertida em
selenito (SeO3-2
) pela enzima adenosina fosforoselenato redutase (APR).
Posteriormente, o SeO3-2
é convertido em selenetos (Se2-
) pela ação da sulfito redutase e
o Se2-
é convertido em selenocisteina (SeCys) pela O-acetilserina (tiol)liase (OAS). Por
ser estável a selenocisteina é transformada em outros compostos, como
metilselenocisteina (MeSeCys), proteínas, entre outros (Figura 1). As etapas citadas
anteriormente ocorrem nos plastídios celulares. No citosol ocorre a formação da
selenometionina, que é transformada a partir da SehomoCys pela ação da metionina
sintase. Ainda no citosol a SeMet pode se transformar em compostos voláteis, proteínas
ou, entrar nos plastídios e se ligar a proteínas (RAMOS, 2011).
Figura 1 - Esquema do metabolismo do selênio nas plantas
APS = adenosina fosfatoselenato; OAS = O-acetilserina (tiol)liase; OPH = O-
fosforohomoserina; SeCys = selenocisteina; SeMet = selenometionina; DMSeP = di-metil
9
selenoproprionato; DMSE = di-metil seleneto; DMDSe = di-metil di-selenato. Os números
indicam enzimas conhecidas. (1) ATP sulfirulase ; (2) adenosina fosforoselenato redutase; (3)
sulfito redutase; (4) O- acetilserina (tiol)liase; (5) SeCys metil trasferase; (6) SeCys liase; (7)
cistationa-y-sintase; (8) cystationa-β-liase; (9) metionina sintase;(10)metionina metil
transferase; (11) DMSP liase; (12) y-glutamil-cisteina sintase
Fonte: Adaptado de Pilon-Smits e Quinn (2010).
A distribuição do selênio na planta depende da espécie, fase de desenvolvimento
e estado fisiológico. Segundo CORREIA (1986) o Se tente a acumular-se de forma
decrescente nas partes: semente, folhas e caule, e o teor de Se diminui a partir que o
estado de maturação avança.
Em plantas acumuladoras, o Se é concentrado em folhas jovens durante a fase
inicial do crescimento vegetativo, mas durante a fase reprodutiva, é encontrado em
concentrações elevadas nas sementes. Nas culturas não acumuladoras, o grão e as raízes
apresentam quantidades semelhantes de Se, enquanto as concentrações nos caules e
folhas são mais baixas (JACOB, 1989; RAYMAN, 2008).
O excesso de selênio na planta pode causar atraso no crescimento, as folhas
ficam cloróticas, secam, apresentam decréscimo da síntese de proteína e morte
prematura da planta. A capacidade das plantas absorverem Se varia de espécie para
espécie, seguindo a ordem decrescente: crucíferas, gramíneas, forrageiras, leguminosas
e cereais. Entretanto, não se sabe por que as plantas apresentam diferenças na
capacidade de acumular e tolerar Se (MALAVOLTA, 1980). MARTINEZ et al. (2009)
empregaram quantidades crescentes de Se, como selenito de sódio, em solo com pH H2O
6,1 e constataram diminuição na produtividade de grãos de soja a partir da dose 0,5 kg
ha-1
de Se.
Por outro lado, estudos recentes têm mostrado que o selênio é capaz de
promover um reforço na capacidade das plantas de combater o estresse oxidativo
causados pelos radicais livres de oxigênio, mantendo-as fisiologicamente ativas por
mais tempo, aumentando produção vegetal (TURAKAINEN et al., 2005; RAMOS et
al., 2011).
A eficiência de absorção de selênio pelas plantas varia de acordo com a
concentração de Se encontrada no solo, a forma do Se e o tipo de solo (DHILLON e
DHILLON, 2003). FERNANDES (2012) encontrou maiores porcentagens de eficiência
de absorção de Se na forma selenito no solo arenoso com pH 6,5. Neste mesmo estudo
10
observou que mais de 95% do selenito de sódio aplicado permaneceu no solo, indicando
baixa eficiência de absorção de Se pelas culturas do arroz, brócolis e rabanete.
De modo geral, a disponibilidade de Se aumenta com o aumento do pH, devido à
forma do Se presente no solo (SeO42-
) e do aumento de cargas negativas dependentes de
pH.
2.6 Selênio em seres humanos e animais
O selênio é considerado um elemento traço essencial para humanos e animais
devido às suas propriedades antioxidantes e anticancerígenas. Há evidências que a
deficiência de Se pode afetar o sistema imunológico, a fertilidade (principalmente a do
sexo masculino), aumentar os riscos de infecções virais e a função tireoide (RAYMAN,
2000).
A função antioxidante do Se está relacionada à selenoproteína P e a glutationa
peroxidase (GPx) dele dependente. (TADJIKI et al., 1995). A glutationa peroxidase é a
selenoproteínas mais conhecidas e sua função é proteger as membranas celulares dos
danos causados pela oxidação, reduzindo os peróxidos de hidrogênio, convertendo-os
em água e álcool. Os hidroperóxidos podem danificar as estruturas do DNA da célula
(MARTENS et al., 2011). Outras selenoproteínas importantes são as desiodinases tipos
I, II e III envolvidas no metabolismo dos hormônios da tireoide, responsáveis por
converter o hormônio tiroxina (T4) em triiodotironina (T3) (FERREIRA et al., 2002).
Inúmeros estudos mostram que o selênio interage com elementos tóxicos, como
arsênio, cádmio, mercúrio, cobre, prata, chumbo e platina, podendo reduzir a toxidade
desses elementos e prevenir possíveis manifestações toxicológicas (MARTENS et al.,
2011). BJÕRKMAN et al., (1995) analisando amostras de tecido cerebral (área ocipital
e hipotálamo) de macacos expostos ao metilmercúrio encontraram associação
significativa entre as concentrações dos elementos mercúrio e selênio, indicando que o
selênio desempenha importante papel na retenção de mercúrio no cérebro. Os estudos
realizados por YONEDA E SUZUKI (1997) caracterizaram a Selenoproteína P como a
proteína específica responsável pelo mecanismo de detoxicação. A presença da
selenoproteína, do selênio e do mercúrio pode viabilizar a formação o complexo {(Hg-
Se)n}m-Selenoproteína P, o qual diminui a biodisponibilidade do elemento tóxico no
organismo.
11
Estudos epidemiológicos mostram resultados positivos do selênio com a redução
de câncer de tireoide, pele, mama, ovário, próstata e trato gastrintestinal, principalmente
o colorretal (COMBS, 2005; WHANGER, 2004). O selênio age como antioxidante
mineral, junto com a vitamina E, protegendo as membranas das células dos danos
causados pelos radicais livres, diminuindo assim o risco de câncer e doenças do coração
e vasos sanguíneos. (WATANABE et al., 1997). Para MCDOWELL (1999) o Se é
também importante para o crescimento, reprodução e para assegurar um metabolismo
adequado. Estima-se que 0,5 a 1,0 bilhão de pessoas estão com provável carência de Se
no mundo (COMBS JUNIOR, 2001).
Segundo a FAO (Food and Agriculture Organization), a recomendação diária de
Se por seres humanos deve ser de acordo com o peso, idade e gênero da pessoa. A
ingestão de Se varia de 6 μg dia-1
para recém-nascidos a 34 μg dia-1
para homens de 19
– 65 anos (FAO, 2002). Entretanto, a ingestão excessiva, acima de 400 μg dia-1
, deve
ser evitada (Yang and Xia, 1995). A Tabela 1 mostra a ingestão diária recomendada de
acordo com peso médio. ALMONDES et al. (2010) sugerem que o uso de uma
suplementação diária contendo 200 µg/dia de Se pode diminuir o risco de câncer.
Tabela 1 - Recomendação de ingestão de selênio em ug/dia para diferentes estágios de
vida, segundo o Institute Medicine/Food of and Nutrition Board (2000)
Recomendação
de ingestão de
referência
(DRIs)
Selênio (ug/dia)
1-3
anos
4-8
anos
9-13
anos
14-18
anos
> 19
anos Gestantes Lactantes
EAR1 17 23 35 45 45 49 59
RDA2 20 30 40 55 55 60 70
UL3 90 150 280 400 400 400 400
1EAR (estimated average requirement): necessidade media estimada.
2RDA (recommended dietary allowance): ingestão dietética recomendada.
3UL (tolerable upper intake level): limite máximo tolerável de ingestão.
Por outro, a toxicidade por selênio esta associada com o seu consumo excessivo,
causando consequências adversas à saúde humana e animal. O envenenamento por
selênio pode ser agudo ou crônico. A toxicidade aguda, ocorre pela ingestão de doses
acima de 1 g de selênio ou 22 mg kg-1
de peso corpóreo. O envenenamento leva aos
12
seguintes sintomas: distúrbios gastrointestinais, gosto metálico na boca, odor de alho
exalado nas vias respiratórias, infarto do miocárdio, falência renal e morte
(COZZOLINO, 2011). Alem de queda de cabelo, unhas quebradiças, os dentes
apresentam manchas brancas, aumento de incidência de carie dental, reações na pele
(lesões com aparência inflamada e eruptiva) e alterações no sistema nervoso (COMBS,
2001).
Animais e humanos obtém selênio por meio da alimentação. O teor de selênio
nos alimentos reflete nas concentrações encontradas nos solos, portanto, a concentração
de selênio nos alimentos pode apresentar variações. Em função de sua importância se
faz necessário conhecer a composição nutritiva dos alimentos, para garantir um
consumo adequado do selênio pela população.
No Canadá e em algumas áreas dos Estados Unidos, como Dakota, Nebraska,
Utak e Wyoming, o teor de selênio no solo é excessivamente alto, a ponto de causar
intoxicação (REILLY, 1993). Já na China, o teor é tão baixo que pode causar a doença
de Keshan, miocardiopatia que afeta mulheres e crianças, e a doença de Kashin Beck,
artrose que afeta adolescentes e pré-adolescente, ambas associadas à deficiência de
selênio nessas regiões onde os solos são pobres neste elemento (LEVANDER e BURK,
1997).
A castanha do Brasil (Bertholletia excelsa, família Lecythidaceae) é o alimento
mais rico deste mineral (SOUZA & MENEZEZ, 2004), apresentando concentrações
entre 8 e 126 µg g-1
de selênio. Alimentos como fruto do mar, carnes vermelhas,
cogumelos, alho, brócolis, fígado e rins são considerados boa fonte de selênio, e como
fonte pobre em selênio pode-se considerar aves, ovos, leites, frutas e vegetais.
FERREIRA et al., (2002) observaram que os alimentos de origem animal
apresentam teores mais altos de selênio do que os de origem vegetal, cujo teores são
menores que 5 µg/100 g da parte comestível do alimento. O Brasil é um dos maiores
produtores de arroz polido, feijão, farinha de mandioca e fubá de milho, porém esses
alimentos apresentam baixos teores de selênio.
O brasileiro em média consome de 18 a 139 µg de selênio por dia, o que pode
ser considerado de baixo a adequado (Tabela 2).
13
Tabela 2 - Consumo médio de selênio na dieta de diferentes estados brasileiros
Estado Concentração media
de Se (µg/dia) Autor
Amazonas 94,5 Favaro et al.(1997)
Mato Grosso 19 Boa ventura (1991)
Santa Catarina I e II* 52 e 139 Favaro et al.(1997)
São Paulo 18 Cintra (2004)
*Santa Catarina I = grupo de menor poder aquisitivo e II grupo de maior pode aquisitivo.
2.7 Adubações com selênio
A aplicação de selênio ao solo é uma alternativa para assegurar de que os
alimentos ou forragens contenham esse elemento em concentrações adequadas para
consumo humano e animal. Em alguns países é adicionado em fertilizantes comerciais,
mas apenas uma pequena proporção é absorvida pelas plantas e a maior parte do
restante é perdida no solo. Na Finlândia, desde 1984 se adiciona Se na forma de
selenato de sódio em fertilizantes na tentativa de melhorar a qualidade nutricional dos
alimentos locais, que possuem baixas concentrações desse elemento (EICHHOLZER,
2003 e KANTOLA et al., 2004).
Após a suplementação de Se em fertilizante na Finlândia, a ingestão dietética de
Se triplicou e a concentração no plasma quase duplicou (ARO et al., 1995). Portanto,
essa prática tem mostrado que os produtos de origem vegetal e animal responderam
rapidamente a aplicação de Se nos fertilizantes (EUROLA et al., 2003).
Estudos têm mostrado que a forma do selênio (selenito ou selenato) difere em
termos de absorção e mobilidade dentro das plantas (BOLDRIM, 2012), sendo que a
forma selenato é mais facilmente transportada para parte aérea, enquanto a forma
selenito tende a se acumular-se nas raízes das plantas (RAMOS et al., 2011).
Algumas práticas culturais nas propriedades rurais também podem afetar os
níveis e a disponibilidade de Se no solo. Um exemplo é o uso de gesso (CaSO4), que
tende a agravar a incidência e a severidade da doença do músculo branco em animais
criados a pastoreio em áreas que já são pobres em Se (SCHUBERT et al., 1961). Por
outro lado, algumas práticas, além da aplicação direta, podem aumentar os valores de Se
nas plantas e animais, como o uso do superfosfato, que, dependendo da rocha fosfatada
que foi retirado, é uma fonte de Se por si só (ROBBINS & CARTER, 1970).
14
Além deste tipo de adição, a aplicação de fósforo aumenta a disponibilidade de
Se adicionado ou natural na alfafa (CARTER et al., 1972). Aparentemente, a calagem,
também causa aumento na absorção de Se pelas plantas (CARY et al., 1967), enquanto
que a adubação com altos teores de cálcio aumentou a retenção de Se no solo (LOWRY
et al., 1985).
2.8 Biofortificação de alimentos
A biofortificação de alimentos teve inicio em 1993 pelo economista Howarth E.
Bouis do Instituto Internacional de Pesquisa sobre Políticas Alimentares (IFPRI)
quando apresentou a um grupo de melhoristas de plantas a idéia de genótipos visando
maiores teores de minerais e vitaminas na parte comestível dos alimentos.
Os produtos agrícolas (alimentos) são as fontes primárias de nutrientes para a
população. A população mundial cresce rapidamente e, consequentemente, a demanda
de produtos agrícolas cresce com o esse aumento. Com isso a qualidade desses
produtos, assim como a fertilidade dos solos cultivados, pode ser prejudicada caso não
receba manejo adequado.
Produtos agrícolas biofortificados podem complementar as intervenções em
andamento, proporcionando uma maneira sustentável e de baixo custo para populações
carentes. Os alimentos biofortificados são obtidos basicamente, de duas formas: a)
genética: com o melhoramento genético de plantas para absorverem mais de um
determinado nutriente ou b) biofortificação agronômica: por meio de adubação via solo,
aplicação foliar ou pelo tratamento de sementes (WELCH, 2008).
A biofortificação agronômica mostrou-se eficiente em trabalho realizado por
FERNANDES (2012) que comprovou a eficiência da aplicação de Se no solo, na forma
selenito, como estratégia para aumentar a concentração desse elemento na cultura do
arroz, brócolis e rabanete e, consequentemente, suprir as necessidades deste elemento na
alimentação humana. Neste trabalho pode-se concluir que para realizar a biofortificação
desses alimentos com Se, calcula-se que serão necessários as adições de cerca de 162 a
712 g ha-1
para a cultura do arroz, de 22 a 423 g ha-1
para a cultura do brócolis e de 227
a 504 g ha-1
de Se para a cultura do rabanete, com as maiores quantidades aplicadas
ocorrendo em solo argiloso.
RAMOS et al. (2011) observaram o efeito da aplicação de Se para a produção de
grãos nas plantas de arroz baseado na forma de aplicação, sendo que a dose de 0,75 mg
15
dm-3
de Se no solo causou incremento de 13% no rendimento do grão, quando utilizou o
Se na forma de selenato e selenito. Este aumento na produção de grãos deve-se ao efeito
protetor do Se, por aumentar a atividade antioxidante, causar a ativação da enzima
catalase e a redução da peroxidação lipídica (HARTIKAINEM et al., 2000; RAMOS et
al. 2011).
CHILIMBA et al. (2009) obtiveram resultados significativos quando aplicaram
Se no solo para a cultura do milho, na dose de 100 g Se ha-1
de selenato de sódio no solo
obtiveram aumentos de até 1,6 mg kg-1
de Se nos grãos. BOLDRIN. (2011) trabalhando
com arroz adubado (Oryza sativa L. cultivar BRSMG Relâmpago) com duas fontes de
Se (selenito e selenato) em doses variando de 0 a 6 mg kg-1
em vasos preenchidos com
Latossolo Vermelho Amarelo distrófico, conseguiram aumentos de até 59 mg kg-1
de
Se nos grãos.
Apesar de conhecer a essencialidade do selênio para os seres humanos e animais,
as pesquisas no Brasil para o aumento do teor desse elemento nos solos e a sua
fitodisponibilidade ainda são muito escassas, existindo ainda indicativo de baixo
consumo de Se pela população (MAIHARA, 2004).
3 MATERIAL E MÉTODOS
3.1 Áreas experimentais
Foram realizados três experimentos para a realização deste estudo, designados I,
II e III, sendo o primeiro e o terceiro conduzidos em campo e o segundo em casa de
vegetação no Instituto Agronômico de Campinas.
3.1.1 Caracterização da área dos estudos I biofortificação da cultura do feijão via
solo com selenato de sódio e III efeito residual do selênio para a cultura do milho
O experimento foi conduzido no Centro Experimental Central do Instituto
Agronômico de Campinas no estado de São Paulo, localizado a 22º89’ Latitude Sul e
47°06’ Longitude Oeste, com altitude de aproximadamente 650 m (Figura 3). O clima
na cidade de Campinas é do tipo Cwa (classificação de Köppen), tropical úmido, com
verão quente e úmido e inverno seco. A temperatura média anual é de 23°C com
precipitação média anual de 1060 mm.
16
Figura 2 - Imagem aérea da área experimental.
3.1.2 Caracterização da área experimental do estudo II biofortificação da cultura
do feijão via semente
O experimento para a produção de sementes biofortificada com selênio foi
conduzido em campo no Centro Experimental Central do Instituto Agronômico de
Campinas no estado de São Paulo, localizado a 22º89’ Latitude Sul e 47°06’ Longitude
Oeste, com altitude de aproximadamente 650 m E o experimento para avaliar a
translocação do Se da semente biofortificada para os grãos produzidos foi realizado em
casa de vegetação no Centro Experimental Central do Instituto Agronômico, no
município de Campinas, SP, coordenadas 22º 54' latitude S e 47º 03' longitude W, com
altitude de aproximadamente 640 metros.
3.2 Solo
O solo utilizado foi classificado como sendo Latossolo Vermelho Escuro
Distrófico, de acordo com EMBRAPA (2006), de textura argilosa e alguns dos seus
17
atributos químicos e físicos analisados em amostras de profundidades de 0-20 cm
podem ser observados na Tabela 3.
Tabela 3 - Alguns atributos químicos1 e físicos
2 do solo.
Prof. pH
CaCl2 Se(*) P Ca Mg K SB H+Al CTC V
cm mg kg-1
mg dm-3
------------------mmolc dm-3
------------------ %
0 - 20 5,9 0,4 63 72 34 1,0 107 20 127 84
Prof. Argila Silte Areia
Grossa
Areia
Fina
Classificação
textural
cm
0 – 20 -------------------------g kg
-1------------------------
494 84 287 135 Argilosa
(1)RAIJ et al. (2001);
(2) CAMARGO et al. (1986). 2 mm > Areia grossa > 0,5 mm > Areia fina > 0,05 >
Silte > 0,002 mm > Argila; (*)
USEPA (1995).
3.3 ESTUDO I: Biofortificação da cultura do feijão via solo com selenato de sódio.
Teve como objetivo aumentar o teor de Se na cultura do feijão, cultivadas em
solo que foram submetidos à aplicação de doses de Se como fonte selenato de sódio.
Esta etapa foi conduzida em campo.
3.3.1 Instalação, delineamento e tratamentos
A planta teste utilizada foi a do feijão, cultivar “Alvorada IAC - Carioca”. A
adubação de base do feijão foi realizada de acordo com o Boletim 100 do IAC (RAIJ et
al.,1996) para uma produção de 1,5 a 2,5 t/ha. Dessa forma aplicou-se 35 g/linha da
fórmula 10-10-10, sendo o potássio completado em cobertura na forma de KCl. Essa
adubação forneceu em kg ha-1
: N:10; P2O5: 10 e K2O: 30.
A adubação com nitrogênio em cobertura foi realizada aos 22 dias após a
germinação, aplicando-se 70 g de sulfato de amônio por linha, o que equivale uma
adição de 40 kg ha-1
de nitrogênio. O controle de pragas, doenças e plantas daninhas foi
efetuado segundo as recomendações técnicas para a cultura.
O delineamento utilizado foi o de blocos casualizados, com três doses de Se e
cinco repetições, totalizando 15 parcelas. As parcelas foram constituídas de quatro
18
linhas com 7 metros comprimento, 2 metros de largura, espaçadas de 0,5 m entre linhas,
totalizando área total de 14 m2, sendo as duas linhas centrais menos a bordadura de 0,5
m considerada como área útil.
Os tratamentos foram constituídos de três doses de selênio, fornecidos na forma
de selenato de sódio (Na2SeO4) equivalentes a: 0; 50 e 500g ha-1
.
3.3.2. Características avaliadas
Após a maturação fisiológica dos grãos, foram coletadas 10 plantas em pontos
ao acaso na área útil da parcela para determinação dos componentes de produção: massa
seca da parte aérea, número de plantas e número de grãos por planta. Em seguida, fez-se
a colheita das plantas da área útil de cada parcela para quantificação da produtividade de
feijão. Partes das amostras foram avaliadas para determinação da massa de 100 grãos.
Posteriormente, o material vegetal colhido foi seco em estufa de ventilação
forçada a 60 ºC (±5ºC) até massa constante, moídas em moinho tipo Willey e
armazenadas em potes plásticos para determinação do teor de Se, proteína, coloração
dos grãos e macro e micronutrientes nos grãos do feijão.
3.3.3. Eficiência de absorção de selênio pelas plantas
A eficiência de absorção de Se pelas plantas de feijão foi avaliada pela seguindo
a fórmula:
100).(
).(0).((%)
1
11
xkgmgSeAp
kgmgAkgmgASeEA
Em que:
ASe = concentração de Se na parte aérea (mg kg-1
), nos tratamentos com Se;
A0 = concentração de Se na parte aérea (mg kg-1
), nos tratamentos sem Se;
SeAp = quantidade de Se aplicada (mg kg-1
).
3.4. ESTUDO II: Biofortificação da cultura do feijão via semente
O experimento constou de duas fases conduzidas no Intituto Agronomico em
Campinas. A primeira fase teve como objetivo aumentar o teor de Se na cultura do
19
feijão, cultivadas em solo que foi submetido à aplicação de 5000 g ha-1
de Se como
fonte selenato de sódio. Esta etapa foi conduzida em campo. A segunda fase teve como
objetivo avaliar a translocação do Se presente na semente biofortificada para os grãos
das plantas produzidas. Esta etapa foi conduzida em casa de vegetação.
3.4.1 Produção da semente biofortificada com selênio
A planta teste utilizada foi a do feijão, cultivar “Alvorada IAC - Carioca”. A
adubação de base do feijão foi realizada de acordo com o Boletim 100 do IAC (RAIJ et
al.,1996) para uma produção de 1,5 a 2,5 t/ha. Dessa forma aplicou-se 35 g/linha da
fórmula 10-10-10, sendo o potássio completado em cobertura na forma de KCl. Essa
adubação forneceu em kg ha-1
: N:10; P2O5: 10 e K2O: 30.
A adubação com nitrogênio em cobertura foi realizada aos 22 dias após a
germinação, aplicando-se 70 g de sulfato de amônio por linha, o que equivale uma
adição de 40 kg ha-1
de nitrogênio. O controle de pragas, doenças e plantas daninhas foi
efetuado segundo as recomendações técnicas para a cultura.
O delineamento utilizado foi o de blocos casualizados, com duas doses de Se e
cinco repetições, totalizando 10 parcelas. As parcelas foram constituídas de quatro
linhas com 7 metros comprimento, 2 metros de largura, espaçadas de 0,5 m entre linhas,
totalizando área total de 14 m2, sendo as duas linhas centrais menos a bordadura de 0,5
m considerada como área útil.
Os tratamentos foram dois, constituídos de uma dose de 5000 g ha-1
de Se, na
forma de selenato de sódio (Na2SeO4) e tratamento controle, sem aplicação de selênio.
3.4.2. Ensaio em vasos para estudo da translocação do selênio presente na semente
para os grãos.
O delineamento utilizado foi em blocos ao acaso, tendo como tratamento as
sementes produzidas no ensaio em campo, sendo os tratamentos as doses de Se presente
nas sementes, após aplicação de 0 e 5000 g ha-1
de Se no solo, repetidos 5 vezes,
totalizando 10 vasos.
Os vasos foram preenchidos com solo oriundo da camada arável (0 a 20 cm) do
Latossolo Vermelho Escuro Distrófico de textura argilosa utilizado para produção de
semente, destorroados e passados em peneira de 2 mm de diâmetro. Em seguida, foram
20
adicionados 200 mg de Ca e 100 mg de Mg na forma de CaSO4.5H2O.e MgSO4.7H2O,
respectivamente.
Para o fornecimento de macronutrientes, cada vaso recebeu 150 mg de N na
forma de (NH4)2SO4 e 900 mg na forma de NH4NO3; 500 mg de P como KH2PO4; 700
mg de K como KCl e adubação de micronutrientes consistiu-se na aplicação de 3 mg de
B; 2 mg de Cu; 1,5 mg de Mn, 6 mg de zinco e 0,6 mg de Mo, nas respectivas formas de
H3BO3; CuSO4.5H2O; MnSO4.H2O; ZnSO4.7H2O e Na2Mo4.2H2O.
Em seguida, cada unidade experimental, constituída por vasos de 10 dm-3
de
solo, foi semeada com 10 sementes de feijão enriquecido ou não com Se, de acordo com
o tratamento. Vinte dias após a semeadura, fez-se o desbaste deixando cinco plantas por
vaso. Durante o experimento os vasos foram mantidos a 60% de capacidade de campo,
mediante a pesagem dos vasos e irrigação diária com água deionizada. O nitrogênio foi
adicionado semanalmente, 100 mg kg-1
de N por aplicação, usando NH4NO3 e
(NH4)2SO4.
3.4.3. Avaliações agronômicas
Após 90 dias de plantio, a parte aérea do feijão foi coletada e separada em haste,
folhas e sementes. Em seguida, o material vegetal foi seco em estufa de ventilação
forcada a 60°C até alcançar a massa constante. Posteriormente, foram moídas em
moinho Willey para determinação dos componentes de produção: massa seca da parte
aérea, número de plantas, número de grãos por planta, número de vagens, número de
grãos por vagem e produtividade.
Posteriormente, o material vegetal colhido foi seco em estufa de ventilação
forçada a 60 ºC (±5ºC) até massa constante, moídas em moinho tipo Willey e
armazenadas em potes plásticos para determinação do teor de Se, proteína, coloração
dos grãos e macro e micronutrientes nos grãos do feijão.
3.5. ESTUDO III: Efeito residual do selênio para a cultura do milho
Teve como objetivo avaliar o efeito residual e a fitotoxicidade do selênio à
cultura do milho plantada em sucessão ao feijão.
21
3.5.1. Instalação, delineamento experimental e tratamento
A planta teste utilizada foi a do milho, cultivar “IAC 8390”. A adubação de base
do milho foi realizada de acordo com o Boletim 100 do IAC (RAIJ et al.,1996) para
uma produção de 8 a 10 t/ha. Dessa forma aplicou-se 120 g/linha da fórmula 10-10-10.
Essa adubação forneceu em kg ha-1
: N:30; P2O5: 30 e K2O: 30.
A adubação com nitrogênio em cobertura foi realizada aos 25 dias e aos 45 dias
após a germinação, aplicando-se 35 kg de N ha-1
na forma de ureia por linha, o que
equivale uma adição de 70 kg ha-1
de nitrogênio. O controle de pragas, doenças e
plantas daninhas foi efetuado segundo as recomendações técnicas para a cultura.
O delineamento foi em blocos casualizados, com três doses de Se e cinco
repetições, totalizando 15 parcelas. As parcelas foram constituídas de quatro linhas com
7 metros comprimento, 4 metros de largura, espaçadas de 0,9 m entre linhas, totalizando
área total de 25 m2, sendo a área útil de cada parcela representada pelas duas linhas
centrais menos 0,5m de cada extremidade da linha.
Os tratamentos foram constituídos de três doses de Se 0; 50 e 500g ha-1
,
fornecidos na forma de selenato de sódio (Na2SeO3). As doses foram aplicadas no
experimento anterior.
3.5.2. Características avaliadas
Após a maturação fisiológica dos grãos, foram coletadas as plantas da área útil
de cada parcela para determinação dos componentes de produção: massa seca e
comprimento das espigas, número de espigas, número de plantas. Em seguida as
espigas foram debulhadas para a obtenção da produtividade do milho. Partes das
amostras foram avaliadas para determinação da massa de 100 grãos.
Posteriormente, o material vegetal colhido foi seco em estufa de ventilação
forçada a 60 ºC (±5ºC) até massa constante, moídas em moinho tipo Willey e
armazenadas em potes plásticos para determinação do teor de Se, proteína e macro e
micronutrientes nos grãos de milho.
22
3.6 Determinações
3.6.1. Teor de selênio na planta
Para a digestão do material vegetal, foram pesados 0,5 g de cada amostra e
colocado em tubo de micro-ondas. Foram adicionados 10 mL de HNO3 concentrado em
cada tubo e, após 30 minutos, este material foi submetido à aquecimento em aparelho de
micro-ondas (CEM/ modelo MARS 5 XPRESS) e digerido pelo método EPA3051 (US-
EPA, 1995), em que, a uma potência de 1200 W, são emitidas ondas por 15 minutos
para elevar a temperatura a 200 ºC em uma pressão de 120 psi. A temperatura e pressão
foram mantidas por 5 minutos. Após a completa digestão, os tubos foram retirados do
aparelho e mantidos na capela para esfriarem e foram abertos após 30 minutos. Após 15
minutos de descanso, estes foram submetidos à recuperação na chapa aquecedora,
mantida em 100 a 150 ºC, até atingirem o volume aproximado de 5 mL. Após esfriarem,
foram adicionados 5 mL de HCl concentrado em cada amostra e estas foram filtradas
em papel de filtro, filtragem média e avolumados para 25 mL.
Uma amostra padrão cerificada de folhas de espinafre (NIST 1570a,
Gaithersburg, MD, EUA) foi submetida aos mesmos processos das amostras para
assegurar os resultados obtidos.
O método utilizado para a determinação do Se nos extratos foi o da
espectrometria de emissão atômica com forno de grafite – GFAAS. Na técnica do forno
de grafite, um pequeno volume de amostra (5-100 uL) é introduzido por uma
micropipeta no interior de um tubo de grafite, colocado a caminho ótico do aparelho. O
tubo é aquecido eletricamente, esse aquecimento se dá por 3 etapas: Na primeira
(secagem), o tubo é levado a uma temperatura capaz de evaporar o solvente. Na segunda
etapa (pirólise), o tubo é levado a uma temperatura, mais alta possível, mas sem que
haja volatilização do analito, para minimizar as chances de interferências. Na terceira
etapa (atomização), o forno é levado a uma temperatura na qual o analito atomiza-se,
formando uma nuvem atômica no interior do tubo de grafite.
3.6.2 Quantificação de proteínas
As determinações de proteína bruta total em grãos de feijão foram realizadas
pelo método kjeldahl (Kjeldahl, 1883). Onde o N orgânico é convertido em NH4+ por
23
digestão em ácido sulfúrico concentrado (H2SO4) em mistura com sulfato de cobre que
age como catalisador. O NH4+
é determinado após a destilação por arraste de vapor,
adicionando-se solução concentrada de NaOH ao extrato de digestão (RAIJ et al.,
2001). O Os valores obtidos foram convertidos para teores de proteínas utilizando o
fator de correção de 6,25.
3.6.3 Coloração dos grãos
A avaliação da coloração dos grãos de feijão é um fator importante na
determinação de qualidade do feijão considerada pelos melhoristas. A preferência pelos
consumidores brasileiros é por um produto de rápida hidratação, baixo tempo de
cozimento, produção de caldo espesso, bom sabor e textura, grãos moderadamente
rachados, cascas delgadas e boa estabilidade de cor. O consumidor associa o fenômeno
escurecimento, ao seu envelhecimento. Entretanto, foi determinada a coloração dos
grãos de feijão com colorímetro manual, marca Minolta, modelo CR-10.
As sementes foram colocadas em recipientes de plásticos de 6 cm de altura e 5
cm de diâmetro, de maneira que os grãos preenchessem quase todo o volume dos
recipientes. O sensor do aparelho foi posicionado sobre a amostra de forma que o feixe
de luz incidisse de maneira direta sobre os grãos, repetindo cinco vezes cada amostra. O
valor L* representa a escala de luminosidade de zero (preto) a 100 (branco).
3.6.4 Macro e micronutrientes no grão
Para a digestão do material vegetal, foram pesados 0,5 g de cada amostra e
colocado em tubo de micro-ondas. Foram adicionados 2 mL de peróxido de hidrogênio
(H2O2) 30 % (v/v) em cada tubo e mantido coberto de um dia para o outro. Depois
foram adicionados 3 mL de HNO3 concentrado em cada tubo e, após 2 horas este
material foi submetido à aquecimento em aparelho de micro-ondas (CEM/ modelo
MARS 5 XPRESS) e digerido pelo método EPA3051 (US-EPA, 1995), em que, a uma
potência de 1200 W, são emitidas ondas por 15 minutos para elevar a temperatura a 200
ºC em uma pressão de 120 psi. A temperatura e pressão são mantidas por 5 minutos.
Após a completa digestão, os tubos foram retirados do aparelho e mantidos na capela
para esfriarem e foram abertos após 30 minutos. Após 15 minutos de descanso, estes
foram filtrados em papel de filtro, filtragem lenta e avolumados para 25 mL.
24
A determinação dos teores de macro e micronutrientes foi feita por
espectrometria de emissão atômica (ICP-OES), marca Varian, modelo Vista MPX. Em
cada rodada analítica foram utilizadas as amostras certificadas NIST 1570a da National
Institute of Stardards and Technology.
3.6.5 Amostragem do solo
Para a quantificação de selênio foram coletas amostras de solo da área de estudo,
nas profundidades de 0 a 20 cm. Dentro da área útil da parcela experimental obteve-se
uma amostra composta formada por mistura e homogeneização de seis sub-amostras
simples.
Após a coleta, as amostras compostas de terra foram secas ao ar, destorroadas,
passada em peneira de 2 mm de malha e reservada para determinações de macro e
micronutrientes e teor de Se no solo
3.7 Teor de selênio no solo
Para a extração do Se no solo, foram pesados 0,5 g de cada amostra e colocado
em tubo de micro-ondas. Foram adicionados 10 mL de HNO3 concentrado em cada tubo
e, após 30 minutos este material foi submetido à aquecimento em aparelho de micro-
ondas (CEM/ modelo MARS 5 XPRESS) e digerido pelo método EPA3051 (US-EPA,
1995), em que, a uma potência de 1200 W, são emitidas ondas por 15 minutos para
elevar a temperatura a 200 ºC em uma pressão de 120 psi. A temperatura e pressão são
mantidas por 5 minutos. Após a completa digestão, os tubos foram retirados do aparelho
e mantidos na capela para esfriarem e foram abertos após 30 minutos. Após 15 minutos
de descanso, estes foram submetidos à recuperação na chapa aquecedora, mantida em
100 a 150 ºC, até atingirem o volume aproximado de 5 mL. Após esfriarem, foram
adicionados 5 mL de HCl concentrado em cada amostra e estas foram filtradas em papel
de filtro, filtragem média e avolumados para 25 mL.
Uma amostra padrão cerificada de lodo industrial NIST 2782, produzidas pela
National Institute of Stardards and Technology foi submetida aos mesmos processos das
amostras para assegurar os resultados obtidos.
Os teores de Se dos extratos foram obtidos através da leitura pelo espectrometria
de absorção atômica em formo de grafite GFAAS, conforme descrito anteriormente.
25
3.8 Análises dos dados
Os resultados do experimento I - biofortificação da cultura do feijão via solo
com selenato de sódio e III - efeito residual do selênio para a cultura do milho,
referentes aos teores de Se nas plantas de feijão e milho, produtividade, componentes de
produção, cor, proteína, concentração de macro e micronutrientes nos grãos de feijão e
milho, foram submetidos à ANOVA e teste de Tukey a 5% de probabilidade. Quando
significativo foram feitas análises de regressão, visando analisar o efeito de doses sobre
as diversas características avaliadas, optando-se pelo modelo que proporciona melhor
ajuste.
Também foram feitos teste F a 5 % de probabilidade no experimento II –
biofortificação da cultura via semente para avaliar a significância do efeito da dose 0 e
5000 g ha-1
de Se na forma de selenato de sódio e o efeito da dose presente na semente
biofortificada sobre os teores de Se nas plantas, componentes de produção, cor,
proteína, concentração de macro e micronutrientes na planta. Todas estas análises foram
feitas com auxilio do programa SISVAR.
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
4.1 ESTUDO I - Bioforticação da cultura do feijão via solo com selenato de sódio
4.1.1 Concentração de selênio nos grãos do feijão
As concentrações de Se na parte comestível do feijão revelaram que houve efeito
de dose, indicando que quantidades crescentes de Se aplicadas na forma de selenato de
sódio aumentaram significativamente (p<0,05) os teores desse elemento na cultura
estudada, como mostrado na F igura 3.
A concentração de Se no grão do tratamento que não recebeu aplicação desse
elemento foi de 0,04 mg kg-1
, considerado baixo segundo MORAES (2008) por ser
menor que 0,05 mg de Se kg-1
para grãos, indicando assim a possibilidade de
biofortificação para essa cultura, principalmente por ser um alimento básico da dieta
brasileira.
26
y = 0,0013x + 0,0445
R² = 0,9998
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0 100 200 300 400 500
Teo
r d
e S
e n
o g
rão
(m
g k
g-1
)
Dose de Se (g ha-1)
Figura 3 - Teor de selênio nos grãos de feijão em função das quantidades de selênio
aplicadas no solo.
A aplicação do Se via solo apresentou comportamento linear crescente no que se
refere a concentração de Se nos grãos, chegando a um total de 0,69 mg kg-1
de Se na
dose de 500 g ha-1
. Esse comportamento pode ser explicado pela menor conversão
do selenato em formas orgânicas de Se nas raízes, permitindo sua mobilidade no xilema
e, a maior translocação do Se para a parte aérea, facilitando a chegada desse elemento
aos grãos. Esses resultados corroboram com os observados por BOLDRIN (2011), que
ao estudar o comportamento das formas de Se na absorção pelas plantas, verificou que
sempre foi maior a translocação do Se na forma de selenato do que na forma de selenito.
Esse fato está relacionado ao selenito ser adsorvido pelos óxidos de Fe e Al presentes no
solo, diminuindo sua disponibilidade para as plantas (ZHANG e SPARKS, 1990).
Aparentemente não foi observado efeito fitotóxico para Se durante o ciclo reprodutivo
da cultura do feijão.
De acordo com esse trabalho e o de BOLDRIN (2011), esses comprovam a
eficiência da aplicação de Se no solo, na forma selenato de sódio, comprova a estratégia
de aumentar a concentração desse elemento na planta e, desta forma, auxiliar no
suprimento das necessidades diárias desse elemento na alimentação humana.
Segundo o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE (2012), o
consumo alimentar médio de feijão por pessoa no Brasil é 41 g dia-1
e, segundo a FAO
(Food and Agriculture Organization), a recomendação diária de selênio para adultos é
de 55 μg dia-1
. Dessa forma, relacionando-se esses valores com os resultados obtidos no
27
presente estudo, estima-se que o feijão biofortificado com a dose de 50 g ha-1
irá
contribuir para o aumento de 8,2% na ingestão diária recomendada (IDR) para esse
elemento. Na dose de 500 g ha-1
o aumento será de 51% da IDR, mas segundo o
Ministério da Saúde (2004), o limite máximo de tolerância (LMT) em alimentos sólidos
para Se é de 0,3 mg kg-1
, bem menor que a concentração de 0,69 mg kg-1
obtida para
essa dose. De acordo com a equação linear apresentada na Figura 3, calcula-se que a
dose máxima de Se que poderá ser aplicada ao solo para não ultrapassar a concentração
de 0,3 mg kg-1
é de 196 g ha-1
como selenato de sódio para o Latossolo Vermelho
Escuro Distrófico de textura argilosa.
4.1.2 Produtividade da cultura do feijão
O programa de biofortificação consiste em enriquecer a parte comestível da
cultura sem afetar a produtividade. Levando isso em consideração, verificamos que o
aumento das doses de Se aumentou significativamente (p<0,05) a produtividade dessa
cultura, apresentando comportamento linear crescente, como mostrado na Figura 4.
A maior produtividade foi observada na dose de 500 g ha-1
, equivalendo ao
aumento de aproximadamente 40%, quando comparado à testemunha.
y = 0,3806x + 515,32
R² = 0,9869
0
100
200
300
400
500
600
700
800
0 100 200 300 400 500
Pro
du
tivid
ad
e (k
g h
a-1
)
Dose de Se (g ha-1)
Figura 4 - Efeito das doses de selênio sobre a produtividade de grãos da cultura do
feijão.
28
Possivelmente o aumento da produtividade pode ser explicado pela capacidade
das plantas em combater o estresse oxidativo, causado pelos radicais livres de oxigênio
na presença do selênio, mas ainda pode existir outros fatores que não foram estudos
estarem influenciando no aumento da produtividade dessa cultura. Esses resultados
corroboram com os obtidos por BOLDRIN (2011) para arroz, RAMOS et al. (2011)
para alface e REZENDE et al. (2011) para soja, os quais relataram aumento da produção
de grãos com o aumento de Se na forma selenato de sódio. Segundo TURAKAINEN et
al. (2005) a utilização de selênio em baixas concentrações aumenta a atividade
antioxidante das plantas, levando assim a uma maior produção vegetal.
Como não houve diminuição da produtividade para a cultura do feijão nas duas
doses de Se estudadas pode-se admitir que adições de até 500 g ha-1
de Se não irão
causar efeito fitotóxico para essa espécie, nas condições em que o experimento foi
realizado. MARTINEZ et al (2011) detectaram redução da produtividade de grãos de
soja com a aplicação de Se na forma selenito de sódio, independentemente da
concentração aplicada, mostrando que a forma de aplicação de Se ao solo, pode
interferir na produtividade das plantas. Isso se deve à maior conversão do selenito em
formas orgânicas de Se, os quais são incorporados em proteínas pela substituição do S,
causando toxidez rapidamente, quando comparada ao selenato de sódio (HOPPER e
PARKER, 1999).
4.1.3 Eficiência de absorção de selênio
Os indicadores de eficiência de absorção em relação à dose 0 de Se, em função
das quantidades aplicadas ao solo via selenato de sódio encontram-se na Tabela 4.
Verifica-se que as maiores porcentagens de eficiência de absorção e acúmulo de Se na
cultura do feijão ocorreu na dose de 500 g ha-1
de Se. Provavelmente, esse fato deve-se
ao aumento da produção de grãos que o selenato proporcionou nessa dose. RÍOS et al.
(2008); RAMOS et al. (2010) BOLDRIN et al. (2012) também observaram que o
selenato proporcionou maior eficiência de absorção e elevou o acúmulo de Se na aérea
das plantas. Li et al. (2008) relataram que o selenato nas raízes não é facilmente
convertido em formas orgânicas, sendo altamente móvel no xilema.
29
Tabela 4 - Eficiência de absorção de selênio pela cultura do feijão (%).
Dose de Se Acúmulo de Se na
parte aérea
Eficiência de
absorção de Se Solo
---g ha-1
--- ---mg ha-1
--- -----------%-----------
0 55 b - -
50 58 b 0,23 99,77
500 738 a 0,29 99,71
(1) Médias de letras distintas na coluna diferem entre si pelo teste Tukey ao nível de 5% de probabilidade.
A baixa eficiência na absorção de Se mostrada pela cultura indica que mais de
99% do selênio aplicado permaneceu no solo e, desta forma, pode ser utilizado para as
próximas culturas a serem cultivadas nessa mesma área. Esses resultados corroboram
com FERNANDES (2011), o qual observou baixa eficiência de absorção de Se nas
culturas de arroz, rabanete e brócolis e, que mais de 95% do Se na forma de selenito
permanecendo no solo.
4.1.4 Distribuição de selênio nas diferentes partes da planta
A distribuição de Se nas partes da planta diferem de acordo com as espécies,
fase de desenvolvimento e condições fisiológicas. Na Figura 5 verifica-se que a
acumulação de Se foi sempre maior nas folhas, seguida do caule e semente.
30
y = 0,0016x + 0,0989R² = 0,9996
y = 0,0022x + 0,0663R² = 0,9983
y = 0,0012x + 0,046R² = 0,9998
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
0 100 200 300 400 500 600
Teo
r d
e S
e n
a p
lan
ta (
mg k
g-1
)
Dose de Se (g ha-1)
Se Caule Se folha Se semente
Figura 5 - Efeito das doses de selênio sobre a concentração de selênio na parte aérea do
feijão.
Os níveis de Se aplicados no solo apresentaram efeito significativos (p<0,05)
nos teores encontrados nas diferentes partes da planta proporcionando comportamento
linear crescente. Esses resultados corroboram com vários outros autores, os quais
relataram que doses crescentes de Se podem causar aumento significativo do teor de Se
em culturas agrícolas (DUCSAY et al ., 2009; BROADLEY et al., 2010).
De acordo com esses dados, pode-se observar que o selênio concentra-se
principalmente nas folhas das plantas tratadas com este elemento, quando comparada
aos caules, já o tratamento que não recebeu doses de selênio apresenta uma distribuição
homogênea desse elemento em todas as partes da planta.
Em plantas não acumuladoras de Se, quando amadurecem, frequentemente elas
mostram o mesmo conteúdo de Se em grãos e raízes, com quantidades menores nos
caules e folhas. A distribuição de Se em plantas também depende da forma e
concentração e disponibilidade às raízes, natureza e concentração de outras substâncias,
especialmente sulfatos acompanhando o elemento (SOUZA et al., 1998; ZAYED et al.,
1998).
31
4.1.5 Macronutrientes, micronutrientes no grão do feijão
Os resultados referentes às análises de macro e micronutrientes presentes na
parte comestível do feijão encontram-se na Tabela 5.
Tabela 5 - Teores de elementos na parte comestível do feijão.
Tratamentos(1)
P Ca Mg S B Cu Fe Mn Zn
-----g ha-1
----- --------------g kg-1
-------------- ---------------mg kg-1
---------------
0 3,83 0,74 1,22 1,88 11,4 a 4,25 69,1 11,0 26,5
50 3,67 0,70 1,17 1,84 9,93 b 4,24 68,1 10,1 29,1
500 3,53 0,72 1,22 1,85 9,73 b 3,98 68,2 9,8 24,1
C.V % 7,04 18,91 5,45 5,39 6,81 11,13 11,15 6,41 19,39
Média 3,67 0,72 1,19 1,86 10,11 4,16 68,48 10,26 26,56
(1) Médias de letras distintas na coluna diferem entre si pelo teste Tukey ao nível de 5% de probabilidade.
Os teores de fósforo (P) não foram afetados significativamente pelas doses de
selenato. Esses resultados corroboram com os de BOLDRIN (2011); RAMOS (2011)
que não observaram diferença significativa nos teores de P em arroz com a aplicação de
selenato de sódio. Segundo HOOPPER e PARKER (1999) a absorção de fósforo é
diminuída somente na presença de selenito na solução, devido à competição que o
selenito promove no P no processo de absorção, consequentemente, afetando o teor de P
nas plantas.
Para o cálcio (Ca) e o magnésio (Mg) não houve variação estatística significativa
das médias avaliadas segundo o teste Tukey 5% para os teores nas partes comestível do
feijão. Em alface cultivada na presença de selenato, RAMOS et al. (2011) não
observaram efeito nos teores desse elemento para essa cultura. KOPSELL et al. (2000)
também não observaram efeito do selenato em Brassica oleracea sobre os teores de
cálcio.
O enxofre também não sofreu interferência significativa pelas doses crescentes
de selenato. Estudos mostram que o selenato utiliza os mesmos transportadores do
sulfato dentro das plantas (TERRY et al., 2000; SORS et al., 2005). Dentro dos tecidos
das plantas, o selênio substitui o sulfato nas proteínas aumentando assim sua
concentração nas plantas (RAMOS et al., 2011). BOLDRIN (2011), ao avaliar o efeitos
32
do selenato nos grãos de arroz, observou que o selenato promoveu aumento no teor de
S. Resultados semelhantes também foram verificados por RAMOS (2011).
Devido às propriedades nutricionais que o feijão fornece aos seres humanos,
torna-se relevante avaliar não somente o teor de Se nos grãos, mas também os efeitos de
outros minerais como ferro, zinco, cobre e manganês na presença de Se. Assim,
verifica-se que os teores desses minerais não foram afetados significativamente pelas
doses de Se. Na cultura de arroz BOLDRIN (2011) observou que o aumento das doses
de selênio na forma de selenato de sódio não influenciaram os teores de Fe e
diminuíram os teores de Zn. Da mesma forma, RAMOS et al. (2011), ao aplicarem
selenato e selenito em alface, observaram que a adição do Se diminuiu os teores de Mn
e Cu em ambas as formas de selênio. O boro (B) apresentou diminuição com o aumento
das doses de selênio, provavelmente pelo efeito antagônico do Se com esse elemento.
4.1.6 Produção agronômica e qualidade do grão
Os resultados da análise de variância demonstraram que o número de plantas,
grãos por planta, peso de cem grãos, cor e teor de proteína não mostraram efeito
significativo com o aumento das doses selênio (Tabela 6).
Tabela 6 – Médias de numero de plantas (NPl), numero de grãos por planta (GrPl),
peso de 100 grãos (P100), cor e proteína de feijão.
Tratamentos(1)
NPl GrPl P100 Cor Teor
Proteína
-----g ha-1
----- ---------n°---------- ----g---- ---L*--- ---%---
0 84 3,6 24,0 58,3 24,0
50 99 3,4 23,6 58,3 23,8
500 102 3,8 24,4 57,7 23,4
C.V% 22,0 9,96 7,53 3,25 3,91
Média 95,3 3,65 23,8 58,0 23,5
(1) A ausência de letras indica que não houve diferença significativa pelo teste de Tukey ao nível de 5% de
probabilidade.
33
Na alimentação humana, o feijão comum (Phaseolus vulgaris, L.) é a
leguminosa mais consumida no Brasil e contribui significativamente como fonte de
proteína, contribuindo com 70% da ingestão proteica (MACHADO et al., 2008). Devido
à importância do feijão na alimentação humana, torna-se relevante avaliar o efeito do
selênio nos teores de proteína. Assim, verifica-se que a proteína presente no grão de
feijão cru não foi influenciada significativamente pelo aumento do selênio, variando de
23,3 a 24%. Esses resultados estão de acordo com os encontrados na literatura, onde o
valor médio de proteína é de 22% para o feijão cru (TACO, 2006).
4.2 ESTUDO II. Biofortificação da cultura do feijão via semente com selênio
4.2.1 Biofortificação da semente
4.2.1.1 Distribuição de selênio nas diferentes partes da planta
O teor de selênio no caule, folha e grãos de feijão foram influenciados
significativamente pelos tratamentos de acordo com o teste F a 5% de probabilidade,
demostrando que o teor de selênio aumentou com a aplicação de 5000 g ha-1
de Se
forma de selenato de sódio.
Tabela 7 - Teor de selênio nas diferentes partes da planta.
Tratamento(1)
Grão Caule Folha
-----g ha-1
----- --------------------mg kg-1
----------------------
0 0,05 0,09 0,09
5000 1,94 1,53 2,74
CV % 36,2 32,8 18,1
Média 0,99 1,41 0,81
F (1,9)* 0,00 0,00 0,00
(1) Médias de letras distintas na coluna diferem entre si pelo teste F ao nível de 5% de probabilidade.
* Valor de F (graus de liberdade do tratamento/graus de liberdade do resíduo).
4.2.1.2 Produção agronômica e qualidade dos grãos de feijão
O número de plantas e produtividade apresentaram efeito negativo com a
aplicação do selênio. Entretanto, o número de grãos por planta, peso de cem grãos, cor e
34
os teores de proteina no grão de feijão não apresentaram diferenças significativas com o
aumento do Se no solo (Tabela 8).
Tabela 8 - Valores médios para número de plantas (NPl), grãos por vagem (GrPl), peso
de 100 grãos (P100), cor, teor de proteína e produtividade de grãos do feijão, variedade
IAC-Carioca.
Tratamentos(1)
NP GrPl P100 Cor Teor
Proteína Produtividade
-----g ha-1
----- -----------------g--------------- --L*-- ---%--- --kg ha-1
--
0 84 3,6 24,0 58,3 24,0 503,9
5000 32 4,7 23,4 57,7 23,4 368,9
CV % 9,16 49,9 2,67 2,20 3,03 14,2
Média 58,3 4,17 23,7 58,0 23,7 436,4
F (1,9)* 0,00 0,39 0,21 0,53 0,27 0,02
(1) Médias de letras distintas na coluna diferem entre si pelo teste F ao nível de 5% de probabilidade.
* Valor de F (graus de liberdade do tratamento/graus de liberdade do resíduo).
Essa redução na produção pode estar relacionada pela exposição das plantas a
altas concentrações de Se, a qual o selênio substitui erroneamente o enxofre nas
proteínas (LEMLY, 1997). A substituição do S pelo Se pode resultaR na inativação da
proteína ou enzima causando sintomas de toxidez como: redução do crescimento,
clorose das folhas e decréscimo da síntese proteica e a morte prematura da planta. Outro
ponto a considerar é que as plantas não acumuladoras de Se, não apresentam capacidade
de sintetizar o Se em aminoácidos solúveis (menos fitotóxicos), provocando assim
toxidez e ativação das reações oxidativas (MACEDO e MORRIL, 2008).
Levando-se em conta que ocorreu efeito fitotóxico na aplicação do selênio via
solo na semeadura causando a não germinação e morte prematura das plântulas, e
afetando assim o desenvolvimento da cultura. Essa baixa produtividade e crescimento
das plantas podem ser devido à da dose aplicada ou a forma de aplicação no sulco de
plantio, uma vez que as plantas que conseguiram germinar tiveram seu ciclo completo.
35
4.2.1.3 Eficiência de absorção de selênio
A baixa eficiência de absorção pela cultura do feijão na dose de 5000 g ha-1
indica que mais de 99,99% do Se aplicado permaneceu no solo (Tabela 9). Segundo
TURAKAINEN et al., (2005), altas concentrações de selênio nas plantas causam
toxidez foliar e ativam reações oxidativas, além de aumentar a peroxidação lipídica.
Tabela 9 - Eficiência de absorção de selênio pela cultura do feijão (%) .
Dose de Se Teor de Se na
parte aérea
Eficiência de
absorção de Se Solo
---g ha-1
--- ---mg ha-1
--- --------------%--------------
0 55 - -
5000 571 0,0023 99,99
(1) Médias de letras distintas na coluna diferenciam entre si pelo teste F ao nível de 5% de probabilidade.
Esses resultados são semelhantes aos obtidos em outros trabalhos, os quais
relatam melhor translocação do selenato de sódio para a parte aérea das plantas de arroz
e alface (BOLDRIN, 2011; RAMOS et al., 2011).
Após adubações contínuas de Se pode ocorrer acúmulo desse elemento no solo.
Então, a forma de aplicação de Se via foliar pode ser uma alternativa promissora no
sentido de enriquecer os grãos, sem se correr o risco de alcançar concentrações tóxicas
para as plantas e animais.
4.2.1.4 Macro e micronutrientes nos grãos do feijão biofortificado
Os resultados referentes às análises da parte comestível do feijão encontram-se
na Tabela 10. Os teores de P nos grãos diminuíram significativamente com a dose de
5000 g ha-1
de Se na forma de selenato de sódio. Resultados similares também foram
encontrados por BOLDRIN (2011) e RAMOS et al. (2011) estudando doses e formas de
Se para teores de P nos grãos de arroz e soja que verificaram diminuição desse elemento
com aplicação de Se na forma selenito de sódio, respectivamente, uma vez que estudos
têm indicado que o selenito compete com o P no processo de absorção, afetando,
consequentemente, o teor de P nas plantas (LI; MCGRATH; ZHAO, 2008).
36
Tabela 10 - Teores de elementos na parte comestível do feijão.
Tratamentos(1) P Ca Mg S B Cu Fe Mn Zn
-----g ha-1----- --------------g kg-1-------------- ---------------mg kg-1---------------
0 3,83 0,74 1,22 1,88 11,4 4,25 69,1 11,0 26,5
5000 3,53 0,82 1,19 1,85 11,2 3,94 72,4 10,0 25,8
CV % 3,86 23,5 5,07 4,21 11,9 8,5 5,31 4,51 11,3
Média 3,68 0,78 1,20 1,87 11,3 4,1 70,8 10,5 26,1
F (1,9)* 0.03 0.53 0.50 0.63 0.83 0.24 0.23 0.03 0.71
(1) Médias de letras distintas na coluna diferem entre si pelo teste F ao nível de 5% de probabilidade.
* Valor de F (graus de liberdade do tratamento/graus de liberdade do resíduo).
O aumento na concentração de Se não alterou significativamente os teores de
Mg e de Ca no grãos de feijão. Em soja, RAMOS et al. (2011) com selenato, não
observaram efeito das formas de Se nos teores de Mg e Ca na cultura estudada. Para o
teor de S nos grãos também não foi observado efeito significativo para as doses de Se
aplicada, corroborando com BOLDRIN (2011) que não observou efeito significativo
para os teores de S na cultura de arroz.
De maneira geral, verificou-se que o aumento da concentração de Se não alterou
significativamente os teores de micronutrientes nos grãos de feijão, com exceção aos
teores de Mn que diminuíram com o aumento das doses de Se. Segundo
PAZURKIEWICZ-KOCOT et al. (2008) a presença de Se no interior vegetal pode
alterar o coeficiente da permeabilidade de íons na membrana plasmática e,
consequentemente, o teor de micronutrientes nas células vegetais.
4.2.2 Plantio da semente biofortificada em casa de vegetação
4.2.2.1 Concentração de selênio no grãos de feijão
As sementes do feijão biofortificadas em campo replantadas em casa de
vegetação apresentaram aumento significativo do teor de selênio no grão em relação a
testemunha. Esses resultados mostram que o selênio presente na semente, pode ser
transportado para a próxima geração.
37
Tabela 11 - Teor de selênio nas diferentes partes da planta em função da concentração
de selênio na semente.
Teor na semente Grão Caule Folha
-----g ha-1
----- --------------------mg kg-1
----------------------
0 0,04 0,08 0,08
1,94 0,08 0,32 0,35
CV % 18,5 39,7 48,7
Média 0,06 0,20 0,22
F (1,9)* 0,00 0,00 0,01
(1) Médias de letras distintas na coluna diferem entre si pelo teste F ao nível de 5% de probabilidade.
* Valor de F (graus de liberdade do tratamento/graus de liberdade do resíduo).
De acordo com o Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE (2012), o
consumo alimentar médio de feijão por pessoa no Brasil é 41 g dia-1
e, segundo a FAO
(Food and Agriculture Organization), a recomendação diária de Se para adultos é de 55
ug dia-1
. Dessa forma, relacionando-se esses valores com os resultados obtidos no
presente estudo, estima-se que a semente biofortificada aumentou em 50% o teor de Se
e contribuiu para o aumento de 1,7 µg dia-1
para 3,4 µg dia-1
, ou seja um incremento de
3% na ingestão diária recomendada (IDR) para esse elemento.
4.2.2.2 Produção agronômica e qualidade dos grãos de feijão
Não foram verificados diferenças significativas no número de vagens, número de
plantas, vagens por planta, grãos por vagem, cor e produção para a cultura do feijão
bioforficado via semente em relação à testemunha.
38
Tabela 12 - Valores médios para número de vagens por vaso (NV), plantas por vaso
(NPl), vagens por planta (VPl), grãos por vagem (GrVg), cor e produção de grãos do
feijão, variedade IAC-Carioca.
Teor na
semente NV NPl VPl GrVg Cor Produtividade
---g ha-1
--- -------------------n°------------------- --L*-- --g/vaso--
0 22 5 5 4 57,5 81,4
1,94 22 4 5 4 55,5 82,0
CV % 14,4 23,8 19,6 14,2 4,59 8,12
Média 21,9 4,42 5,04 3,7 56,5 81,7
F (1,9)* 0,95 0,87 0,66 0,94 0,57 0,99
(1)A ausência de letras indica que não houve diferença pelo teste de F ao nível de 5% de probabilidade.
* Valor de F (graus de liberdade do tratamento/graus de liberdade do resíduo).
4.3 ESTUDO III: Efeito residual do selênio para a cultura do milho
4.3.1 Concentração de selênio nos grãos de milho
A análise de variância revelou efeito significativo (p<0,05) para dose de Se,
indicando que houve efeito residual do selênio no solo, sendo a dose de 500 g ha-1
com
concentração de Se superior às duas doses menores (Tabela 13).
A concentração de Se no grão do tratamento que não recebeu aplicação desse
elemento foi de 0,04 mg kg-1
, considerada deficiente segundo MORAES (2008) por ser
menor que 0,05 mg kg-1
para grãos. Esse fato indica a possibilidade de biofortificação
para essa cultura, uma vez que esse alimento é essencial na dieta do brasileiro.
39
y = 0,0001x + 0,0452R² = 0,9871
0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
0 100 200 300 400 500 600
Teo
r S
e n
a s
emen
te (
mg k
g-1
)
Dose de Se (g ha-1)
Figura 6 - Concentração de selênio nos grãos de milho em função das quantidades de
selênio aplicadas no solo.
A aplicação de Se via solo apresentou efeito linear crescente no que se refere ao
acúmulo de Se nos grãos, chegando a um total de 0,10 mg kg-1
de Se na dose de 500 g
ha-. Esse fato deve-se, possivelmente, à maior absorção das raízes e aproveitamento pela
planta, translocando o Se para parte aérea.
O fubá de milho é um dos principais alimentos consumidos pela população
brasileira de baixo poder aquisitivo. De acordo o Instituto Brasileiro de Geografia e
Estatística – IBGE (2011), o consumo alimentar médio de milho por pessoa no Brasil é
de 50 g dia-1
e, segundo a FAO (Food and Agriculture Organization), a recomendação
diária de Se para adultos é de 55 µg dia-1
. Dessa forma, relacionando-se esses valores
com os resultados obtidos no presente estudo, estima-se que o milho biofortificado com
a dose de 500 g ha-1
irá contribuir para o aumento de 18% na ingestão diária
recomendada (IDR) para esse elemento. A dose 500 g ha-1
, com concentração de 0,10
mg kg-1
de Se no grão de milho, está abaixo do limite máximo de tolerância (LMT) de
Se para alimentos sólidos que é de 0,3 mg kg -1
permitido pelo Ministério da Saúde
(2004).
4.3.2 Produção agronômica e qualidade do grão
Os resultados das análises estatísticas para produção agronômica e qualidade do
grão de milho encontram-se na Tabela 13. Observa-se que não houve efeito
40
significativo (p<0,05) para o número de plantas, número de espigas, peso das espigas,
comprimento das espigas, o teor de proteína e para a produtividade com o aumento das
doses de selênio.
Tabela 13 - Valores médios número de plantas (NPl), número de espigas (NEsp), peso
espigas (PEsp), peso 100 grãos (P100), comprimento da espiga (CE), produtividade
(Prod) e proteína do milho, variedade híbrido IAC-8390, em função do efeito residual
do Se.
Tratamento(1)
NPl NEsp PEsp P100 CEsp Prod Teor
Proteína
---g ha-1
--- --------n°------- -------g------- --cm-- kg ha-1
--%--
0 39 40 191,8 33,5 15,6 3.802 8,35
50 44 43 183,5 32,3 15,3 3.699 7,82
500 43 37 192,4 34,4 15,4 3.498 8,84
CV % 12,9 13,6 3,23 6,50 2,00 11.9 9,03
Média 42 40 189,3 33,4 15,5 3.666 8,34
(1) A ausência de letras indica que não houve diferença pelo teste de Tukey ao nível de 5% de
probabilidade.
Como não houve redução das características agronômicas do milho em função
do aumento de doses de Se, pode-se admitir que adições de até 500 g ha-1
de Se não irão
causar efeito fitotóxico para essa espécie, nas condições em que o experimento foi
realizado.
Esses resultados mostram, de maneira geral, que as cultivares de milho
apresentaram maior tolerância para o Se na forma de selenato, provavelmente foi devido
ao efeito antioxidante já mencionado.
4.3.2 Macro e micronutrientes nos grãos de milho
Os resultados referentes as análises da parte comestível do milho encontram-se
na Tabela 14. De maneira geral, verificou-se que o aumento da concentração de Se não
influenciaram nos teores de macro e micronutrientes nas plantas, não alterando o
equilíbrio nutricional delas.
41
Tabela 14 - Teores de nutrientes na parte comestível do milho.
Tratamentos(1)
P Ca Mg S B Fe Mn Zn
-----g ha-1
----- -----------g kg-1
----------- ---------mg kg-1
---------
0 2,28 0,04 0,87 0,87 1,77 16,9 4,35 16,9
50 1,98 0,04 0,74 0,86 1,19 20,2 3,45 14,6
500 2,01 0,03 0,74 0,88 1,26 13,3 3,78 15,7
C.V % 26,8 41,0 28,5 6,56 35,9 61,3 29,4 30,7
Média 2,09 0,04 0,78 0,87 1,41 16,8 3,86 15,8
(1) A ausência de letras indica que não houve diferença pelo teste de Tukey ao nível de 5% de
probabilidade.
Devido à semelhança química do selênio e do enxofre, as plantas absorvem e
metabolizam o Se via rota de absorção e assimilação do S (PILON-SMITS e QUINN,
2010) e, trabalho tem indicado efeito sinérgico do Se no aumento do teor de S em
plantas (BARACK; GOLDMAN, 1997; MIKKELSEN; WAN, 2010). Esses resultados
foram encontrados por MIKKELSEN e WAN (1990) em cevada e arroz que observaram
maiores teores de S nos grãos quando se utilizou o selênio na forma selenato de sódio.
Entretanto essa diferença não foi observada neste trabalho até a dose de 500 g ha-1
de
Se. Os teores de fósforo (P) não apresentaram efeitos significativos com o aumento da
concentração de selênio na forma de selenato de sódio. PAZURKIEWICZ - KOCOT et
al. (2003) observaram diminuição dos teores de P com a aplicação de selenito.
O cálcio (Ca) e magnésio (Mg) também não apresentaram diferença significativa
com o aumento da concentração de Se. Segundo KOPSELL et al. (2000), o selênio não
tem qualquer efeito sobre o acúmulo de cálcio. Em milho, Hawrylak-Nowak (2008),
com selenato, também não observaram efeito das formas de Se nos teores de Mg na
cultura.
Devido às propriedades nutricionais que o milho fornece aos seres humanos,
também é relevante avaliar não somente o teor de Se nos grãos, mas também os efeitos
desses minerais como boro, ferro, manganês e zinco na presença de Se. Assim, verifica-
se que os teores desses minerais não foram afetados significativamente pelas doses de
Se.
42
4.3.3 Concentração de selênio na camada superficial do solo
As concentrações de Se variaram de 0,35 mg kg-1
a 0,64 mg kg-1
obtida na dose
máxima de Se empregada (500 g ha-1
). O teor de Se no tratamento testemunha (sem
adição de selenato de sódio) é considerado baixo por estar menor que 0,5 mg kg-1
, de
acordo com o critério de deficiência no solo por MILAR (1983), uma vez que o teor de
selênio encontrado no solo, reflete nas quantidades encontradas nas plantas
(ROBBERECHTA et al.,1981).
Tabela 15- Concentração de Se no solo na camada de 0 a 20 cm de profundidade em
relação às doses aplicadas
Tratamentos (1)
Teor de Se
------g ha-1
------ ------mg kg-1
------
0 0,40
50 0,35
500 0,64
CV % 47,9
Média 0,46
(1) A ausência de letras indica que não houve diferença pelo teste de Tukey ao nível de 5% de
probabilidade.
A concentração de 0,64 mg kg-1
foi acima da esperada uma vez que a adição de
500 g ha-1
de Se deveria aumentar a concentração em cerca de 0, 21 mg kg-1
na camada
superficial do solo, considerando-se este com densidade de 1,2 g cm3. Essa maior
concentração provavelmente foi devido ao selenato ter sido aplicado no sulco do
plantio, deixando uma maior concentração nessa região, a qual foi aumentada nas
análises.
4.4 Considerações Finais
As relações entre o teor de Se nos grãos de feijão e milho com os teores
encontrados no solo (Figura 7) corroboram como os descritos por ROBBERECHTA et
al (1981), que mostraram a dependência entre o teor de Se encontrado no solo com a
composição final na planta.
43
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0 50 500
Se (
kg h
a-1)
Dose de Se (g ha-1)
Se Solo Se grão feijão Se grão milho
Médias de letras distintas na coluna diferem entre si pelo teste Tukey ao nível de 5% de probabilidade.
Figura 7 – Teores médios de selênio no solo e nos grãos de feijão e milho submetidos a
tratamento com aplicação de níveis de Se no solo.
Na Figura 7 também se pode observar que a aplicação de Se no solo apresentou
comportamento linear crescente no que se refere ao acúmulo de selênio nos grãos,
chegando a um total de 0,7 mg kg-1
para o feijão e 0,10 mg kg-1
para o milho. Já os
teores de Se no solo não diferiram estatisticamente com o aumento do Se.
Provavelmente, a diferença no teor de Se nos grãos entre a leguminosa e
gramínea pode ser explicada pelo maior teor de proteína encontrado nas leguminosas,
pelo fato do selênio se ligar às proteínas. Outra provável explicação é mencionada por
STROUD et al. (2010) em que muito pouco do selênio aplicado no solo apresenta efeito
residual, podendo haver perdas por lixiviação de Se ao longo do perfil dos solos, devido
ao selenato ser menos retido pelas superfícies coloidais do solo (GOH e LIM, 2004).
A forma de aplicação de Se via solo mostrou-se muito promissora no sentido de
biofortificar os grãos de feijão e de milho, usando-se o selenato de sódio como fonte
desse elemento. Os teores encontrados nos grãos de feijão submetidos às doses
crescentes de Se foram capazes de biofortificar os grãos dessa cultura já na dose de 50 g
de Se ha-1
.
Os valores referentes ao custo operacional total do tratamento para biofortificar
os grãos de feijão é de (R$ 277,50) correspondente a (50 g ha) de selenato de sódio, e
44
para a dose máxima calculada de selênio para biofortificar os grãos de feijão para
consumo humano, permitido pelo Ministério da Saúde é de (R$ 1087,80)
correspondente ao uso de (196 g ha) de selenato de sódio sigma-aldrich. Podendo ser
aplicado tanto no solo quanto na adubação foliar da cultura.
5. CONCLUSÕES
1) A adição de Se na forma de selenato de sódio aumentou os teores desse
elemento nas partes comestíveis do feijão e milho, podendo assim ser usado para a
biofortificação com Se para estas culturas.
2) A biofortificação agronômica com Se em feijão foi alcançada a partir da dose de
50 g ha-1
ao se utilizar o Se na forma de selenato de sódio, contribuindo para o aumento
de 8,2% da ingestão diária recomendada (IDR) para esse elemento.
3) Para a cultura do feijão, a quantidade máxima de Se para ser aplicada ao solo foi
calculada em 196 g de Se ha-1
, a fim de não ultrapassar a concentração de 0,30 mg Se
kg-1
no grão, permitida pelo ministério da saúde.
4) A biofortificação com Se (VI) aplicado no solo foi mais eficiente para a cultura
do feijão em comparação com a cultura do milho.
5) É possível realizar a biofortificação do Se via semente, mas a alta quantidade
aplicada via solo sugere estudos para aplicação via foliar.
45
6 REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICAS
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