Evaluation of two Brazilian indigenous plants for phytostabilization and phytoremediation of copper-contaminated soils / Avaliação de duas plantas nativas brasileiras para fitoestabilização e fitorremediação de solos contaminados com cobre

Abstract Indigenous plants have been grown naturally and vigorously in copper contaminated soils. Thus, the aim of this study was to evaluate the phytoremediation ability of two indigenous plants naturally grown in two vineyard soils copper contaminated, and in a copper mining waste. However, it was evaluated the macro and micronutrient uptake and the potential of phytoremediation. So, a greenhouse study was carried out with Bidens pilosa and Plantago lanceolata in samples of vineyard soils (Inceptisol and Mollisol) copper contaminated, and in a copper mining waste. Plant growth, macro and micronutrient up take, tolerance index (TI), translocation factor (TF), metal extraction ratio (MER), bioaccumulation factor (BCF), plant effective number of the shoots (PENs), and plant effective number of the total plant (PENt) were analyzed. Both plants grown in vineyard soils showed high phytomass production and TI. P. lanceolata plants cultivated in the Inceptisol showed the highest copper concentrations in the shoots (142 mg kg–1), roots (964 mg kg–1) and entire plants (1,106 mg kg–1). High levels of copper were phytoaccumulated from the Inceptisol by B. pilosa and P. lanceolata with 3,500 and 2,200 g ha–1 respectively. Both B. pilosa and P. lanceolata plants showed characteristics of high copper hyperaccumulator. Results showed that both species play an important role in the natural copper phytoaccumulation in both vineyard soils contaminated with copper, being important to its phytoremediation.

Resumo Plantas nativas crescem naturalmente e vigorosamente em solos contaminados com cobre. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar a capacidade de fitorremediação de duas plantas nativas, naturalmente encontradas em dois solos de vitivinicultura contaminados com cobre, e em rejeito de mineração de cobre. Foram avaliados os teores de macro e micronutrientes nos tecidos das plantas, e o potencial de fitorremediação. Assim, um estudo em casa de vegetação foi realizado com plantas de Bidens pilosa e Plantago lanceolata, com amostras de dois solos de vitivinicultura (Neossolos e Cambissolos) contaminados com cobre, e com rejeito de mineração de cobre. O crescimento das plantas, teores de macro e micronutrientes nos tecidos, índice de tolerância (TI), fator de translocação (TF), taxa de extração do metal (MER), fator de bioacumulação (BCF), número efetivo dos plantas da parte aérea (PENs) e número efetivo de plantas inteiras (PENt) foram analisados. Ambas as espécies cultivadas em solos vitivinicultura mostraram elevada produção de fitomassa e os TI. P. lanceolata cultivadas no Neossolo mostraram as concentrações de cobre mais elevados na parte aérea (142 mg kg–1), nas raízes (964 mg kg–1) e nas plantas inteiras (1.106 mg kg–1). Altos níveis de cobre foram fitoacumulados pelas plantas B. pilosa e P. lanceolata com 3.500 e 2.200 g ha–1, respectivamente, quando cultivadas em Neossolo. Ambas as espécies apresentaram características hiperacumuladoras de cobre. Os resultados mostraram que estas espécies desempenham um papel importante na fitoacumulação de cobre naturalmente em ambos os solos de vitivinicultura contaminados com cobre, sendo importantes para a fitorremediação.

Allelopathic effect of essential oils of medicinal plants in Bidens pilosa L / Efeito Alelopático de oleos essencias de plantas medicinais em Bidens pilosa L

We determined the inhibitory allelopathic effects of the volatile extracts of Cinnamomum zeylanicum Ness, Lippia sidoides Cham. and Cymbopogum nardus L. on seed germination and root growth of seedlings of Bidens pilosa. The experiment was conducted at the Seed Analysis Laboratory of the Department of Plant Science, Federal University of Ceará. For this end, we used oils at the concentrations of 0.01, 0.02, 0.04 and 0.08% (v/v). Five treatments were used for each of the oils arranged in a completely randomized design with four replications of 25 seeds. The seeds were sown in Petri dishes lined with filter paper moistened with distilled water and, aiming at the indirect contact with each oil, two sheets of filter paper were placed on top of the lid, in which three (3) mL of each oil solution were added. Then, the dishes were incubated in a germination chamber at 25°C. The pH did not contribute to alter the results; the volatile extracts of essential oils of C. zeylanicum, L. sidoides and C. nardus inhibited seed germination and root growth of seedlings of B. pilosa, which shows allelopathic potential; and the concentration of 0.08% of oils caused the overall deterioration of the roots and death of seedlings of B. pilosa.

Determinou-se o efeito alelopático inibitório dos extratos voláteis de Cinnamomum zeylanicum Ness, Lippia sidoides Cham. e Cymbopogum nardus L., sobre a germinação de sementes e o crescimento de raiz de plântulas de Bidens pilosa. O experimento foi conduzido no Laboratório de Análises de Sementes do Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal do Ceará. Para isso, utilizaram-se óleos essenciais nas concentrações 0,01, 0,02, 0,04 e 0,08%. (v/v). Foram utilizados cinco tratamentos para cada óleo dispostos em delineamento inteiramente casualizado com quatro repetições de 25 sementes. As sementes foram semeadas em placas de Petri forradas com papel de filtro umedecido com água destilada e, visando o contato indireto com cada óleo, foram colocadas duas folhas de papel de filtro na parte superior interna da tampa, onde foi adicionado 3(três) mL da solução de cada óleo. Em seguida, as placas foram incubadas em câmara de germinação a 25ºC. O pH não contribuiu para alterar os resultados; os extratos voláteis de óleos essenciais de C. zeylanicum, L. sidoides and C. nardus inibiram a germinação de sementes e o crescimento da raiz de plântulas de B. pilosa, evidenciando potencial alelopático; a concentração de 0,08% dos óleos causaram a deterioração total das raízes e morte das plântulas de B. pilosa.