BIOREMEDIATION OF SALINIZED SOILS BY THE LICHEN CLADONIA SUBSTELLATA FOMENTED BY A NITROGEN SOURCE AND GAMMA RADIATION

Autores

  • Deyvson Natanael dos Santos Lima Laboratório de Geografia Ambiental Programa de Pós-Graduação em Geografia Universidade Federal de Pernambuco Recife, PE Brasil
  • Andrezza Karla de Oliveira Silva Laboratório de Geografia Ambiental Programa de Pós-Graduação em Desenvolvimento do Meio Ambiente (PRODEMA) Universidade Federal de Pernambuco Recife, PE Brasil
  • Nicácio Henrique da Silva Laboratório de Produtos Naturais Departamento de Bioquímica Universidade Federal de Pernambuco
  • Eugênia C Pereira Laboratório de Geografia Ambiental Programa de Pós-Graduação em Geografia Universidade Federal de Pernambuco Recife, PE Brasil http://orcid.org/0000-0002-5821-0938

DOI:

https://doi.org/10.5380/raega.v49i0.67090

Palavras-chave:

Degraded soils, environmental degradation, desertification, usnic acid, lichen substances

Resumo

Inadequate management of irrigation techniques has caused salinization of soils in the semiarid region of Pernambuco. With this in mind, the main objective of this study was to evaluate the capacity of the lichen Cladonia substellata, associated with a nitrogen source or gamma radiation, as a possible bioremediator of Fluvic Neosols, salinized by unsupervised irrigation on Assunção Island, Cabrobó County, Pernambuco. Collections of the lichen and soil were carried out to elaborate the experiments, under laboratory conditions. A laboratory control was designed and five treatments, submitted to gamma radiation, or a nitrogen source (urea) at different concentrations, in three sampling groups, in triplicate. Fifteen, transparent glass domes were used, where soil samples (500 g) were placed and lichen thalli (8 g) superimposed. Sample collections were performed every 60 days, for 11 months. Chemical analyses for the quantification of phenolics produced by the lichen and percolated into the soil were developed through spectrophotometry and reaction with FeCl3. At the beginning and end of experiments, the chemical fertility of soils from different treatments was evaluated. It was evidenced that gamma radiation causes more effects on the lichen, singly, than in association with urea. Hyperproduction of lichen phenolics, with percolation to the substrate was achieved, which caused chemical modification of the soil, such as an increase of Ca, Mg, P and Na content, as well as pH. It is possible to affirm that C. substellata,in association or not with an exogenous nitrogen source, is capable of, in the short term, chemically altering soils degraded by salinization, increasing the bioavailability of elements essential to plants and soil organisms.

Biografia do Autor

Deyvson Natanael dos Santos Lima, Laboratório de Geografia Ambiental Programa de Pós-Graduação em Geografia Universidade Federal de Pernambuco Recife, PE Brasil

Geógrafo, Mestrando em Geografia pela UFPE.

Andrezza Karla de Oliveira Silva, Laboratório de Geografia Ambiental Programa de Pós-Graduação em Desenvolvimento do Meio Ambiente (PRODEMA) Universidade Federal de Pernambuco Recife, PE Brasil

Geógrafa, Mestre e Doutor em Geografia pela UFPE.

Pos-Doutoranda pelo Programa de Pós-Graduação em Desenvolvimento do Meio Ambiente (PRODEMA)-UFPE

Nicácio Henrique da Silva, Laboratório de Produtos Naturais Departamento de Bioquímica Universidade Federal de Pernambuco

Engenheiro Químico (UFPE), Mestre e Doutor em Química de Produtos Naturais pela UFMG. Professor titular em Bioquímica.

Eugênia C Pereira, Laboratório de Geografia Ambiental Programa de Pós-Graduação em Geografia Universidade Federal de Pernambuco Recife, PE Brasil

Geógrafa, Mestre em Criptógamos (UFPE) e Doutor em Botânica (UFRPE), com especialização pela Universidad Complutense de Madrid. Professora Titular de Geografia, credenciada junto aos Programas de Pós-Graduação em Geografia e em Biologia Vegetal (UFPE)

Referências

ADAMO, P.; VIOLANTE, P. Weathering of rocks and neogenesis of minerals

associated with lichen activity. Applied Clay Science. V. 16. 229–256. 2000.

ADAMO, P.; MARCHETIELLO, A.; VIOLANTE, P. The weathering of mafic rocks by lichens. Lichenologist 25, 285–297. 1993.

AMORIM, J. R. A. et al. Espacialização da porcentagem de sódio trocável do solo no Perímetro Irrigado Califórnia, em Canindé de São Francisco, Sergipe / Julio Roberto Araujo Amorim ... [et al.] – Aracaju: Embrapa Tabuleiros Costeiros, 2010.

ARMAS, R.; OLIVEIRA, A. K.; VASCONCELOS, T. L.; VICENTE, C.; SANTIAGO, R.; PEREIRA, E. C.; LEGAZ, M. E. Effect of soil moisture on the percolation of lichen substances from Cladonia verticillaris (Raddi) Fr. in a quartzarenic neosol from Brazil. Environmental Science: An Indian Journal, v. 12, pp. 243-251, 2016.

Barbosa, H. M. S. Intemperismo biogeoquímico e ciclagem de nitrogênio pela interação do líquen Cladonia substellata Vainio com granito e basalto. Doctoral thesis in Geography, Federal University of Pernambuco, 2014. 233 pp.

BERNARDO, S. Manual de irrigação. 6. ed. Viçosa: UFV, 1995. 657 pp.

BJELLAND, T.; THORSETH, I. H. Comparative studies of the lichen–rock interface of four lichens in Vingen, western Norway. Chemical Geology 192 (2002) 81– 98.

CHEN, J.; BLUME, H. P.; BEYER, L. Weathering of rocks induced by lichen colonization — a review. Catena. 39. 121–146. 2000.

CULBERSON, W. L.; JOHNSON, A. Second Supplement to Chemical and Botanical Guide of Lichen Products. St. Louis, The American Bryological and Lichenological Society, Inc., 1977. 400 pp.

EMBRAPA. Sistema de classificação brasileiro de solos. 3rd ed. rev ampl. - Brasília, DF: EMBRAPA, 2013. 353 pp.

EMBRAPA. Manual de métodos de análises de solos. 2nd ed. rev. ampl. Rio de Janeiro: SPI, 2015. 212 pp.

ERBISCH, F. H. Effects of acute and chronic gamma radiation on Cladonia sylvatica and Parmelia sulcata. USAEC REPORT COO-2087-7, Michigan Technological University, 1974

FAO. Food and Agriculture Organization of the United Nations. African agriculture: the next 25 years. Rome, 1986.

HALE, M. E. The Biology of Lichens. 3rd ed. London. Edward Arnold Pub., 1983,

pp.

HUOVINEN, K.; AHTI, T. The composition and contents of aromatic lichen substances in the genus Cladina. Ann. Bot. Fennici, v. 23, pp. 93-106., 1986.

JONES, D. Lichens and pedogenesis. Handbook of lichenology. Vol III, M. Galun ed. CRC Press, Boca Raton, FL. pp. 109-124. 1988.

MARTINS, M. C. B.; LIMA, M. J. G.; Silva, F. P; AZEVEDO-XIMENES, E.; SILVA, N. H.; PEREIRA, E. C. Cladia aggregata (lichen) from Brazilian Northeast: chemical characterizations and antimicrobial activity. Brazilian Archives of Biology and Technology, v. 53, p. 115-122, 2010.

MELO, P. Radiação gama na funcionalidade e interação de Cladonia salzmannii Nyl. (líquen) com o solo. Masters dissertation in Nuclear Energy Technology. Federal University of Pernambuco, 2011. 49 pp.

NASH III, T. H. Lichen Biology. Cambridge: Cambridge University Press/USA, 2008. 303 pp.

PEREIRA, E. C. G. Produção de metabólitos por espécies de Cladoniaceae (líquen) a partir de imobilização celular. Doctoral thesis. Graduate Program in Botany. Federal Rural University of Pernambuco, 1998. 240 pp.

RAIJ, B. V. Avaliação da fertilidade do solo. Piracicaba: Instituto da Potassa e Fosfato. 2nd ed. 1993.

REIMANN C.; CARITAT, P. Chemical elements in the environment— factsheets for the geochemist and environmental scientist. Berlin, Germany7 Springer-Verlag; 1998.

REYNOLDS, J. F.; STAFFORD SMITH, D. M.; LAMBIN, E. F.; TURNER, B. L.; MORTIMORE, M.; BATTERBURY, S. P. J.; DOWNING, T. E.; DOWLATABADI, H.; FERNÁNDEZ, R. J.; HERRICK, J. E.; HUBER-SANNWALD, E.; JIANG, H.; LEEMANS, R.; LYNAM, T.; MAESTRE, F. T.; AYARZA, M.; WALKER, B. Global Desertification: Building a Science for Dryland Development. Science. Vol. 316, 11 May 2007.

RUNDEL, P. W. The Ecological Role of Secondary Lichen Substances. Biochemical Systematics and Ecology, Vol. 6, 1978. pp. 157-170.

SAMPAIO, E. V. B.; ARAÚJO, M. S. B..; SAMPAIO, Y. S. B. Impactos ambientais da agricultura no processo de desertificação no Nordeste do Brasil. Revista de Geografia. v. 22, n. 1, pp. 90-112. 2003.

SCHATZ, A. The importance of metal binding phenomena in the chemistry and microbiology of the soil: I. The chelating properties of lichens and lichen acids. Adv. Front. Plant Sci. 6, 113– 134. 1963.

SILVA. A. K. O. Avaliação Ambiental do Município de Cabrobó – PE, com Ênfase aos Níveis de Degradação da Vegetação e Biorremediação do Solo na Ilha de Assunção. Doctoral thesis in Geography, Federal University of Pernambuco, 2018. 237 pp.

SILVA; A. K. O. Biorremediação de solos salinizados procedentes de áreas em processo de desertificação mediante uso do líquen Cladonia verticillaris (Raddi) Fr. Masters dissertation in Geography. Federal University of Pernambuco, 2014. 158 pp.

SILVA, H. P. B.; COLACO, W.; PEREIRA, E. C.; SILVA, N. H. Sensitivity of Cladonia substellata Vainio (lichen) to gamma irradiation and the consequent effect on limestone rocks. International Journal of Low Radiation, v. 7, p. 324, 2010

SILVA, J. B. S. Interação e dinâmica de substâncias produzidas por Cladonia substellata (líquen) com Neossolos Quartzarênicos de Tabuleiros costeiros do Nordeste. Masters dissertation in Geography. Federal University of Pernambuco, 2018.

UNCCD. Factsheet, 2. 1995. Available at:

<http://www.unccd.int/publicinfo/factsheets/spa.php>. Accessed on 25 Sep. 2018.

VASCONCELOS, T. L.; OLIVEIRA, A. K.; PEREIRA, E. C.; SILVA, N. H.; VICENTE, C.; LEGAZ, M. E. The lichen Cladonia verticillaris retains and modifies mineral soil particles inside the thallus. Catena (Cremlingen), v. 135, pp. 70-77, 2015.

VASCONCELOS SOBRINHO, J. Processos de desertificação no Nordeste. Recife: SUDENE, 1983. 98 pp.

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Publicado

2020-12-30

Como Citar

Lima, D. N. dos S., Silva, A. K. de O., Silva, N. H. da, & Pereira, E. C. (2020). BIOREMEDIATION OF SALINIZED SOILS BY THE LICHEN CLADONIA SUBSTELLATA FOMENTED BY A NITROGEN SOURCE AND GAMMA RADIATION. RAEGA - O Espaço Geográfico Em Análise, 49, 78–93. https://doi.org/10.5380/raega.v49i0.67090

Edição

v. 49 (2020)

Seção

Artigos

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