Efeito alelopático de mucuna-preta (Mucuna pruriens var. utilis) - Dias, Roque de Carvalho [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022)
A mucuna-preta é uma planta leguminosa, usada como planta de cobertura do solo, capaz de produzir vários compostos naturais ativos, incluindo o aminoácido não proteico L-3,4-dihidroxifenilalanina (L-DOPA) que possui efeito alelopático. No entanto, a constatação do efeito alelopático de uma planta necessita de ampla abordagem que envolve diferentes metodologias. Assim, deve-se considerar os diferentes métodos de extração e aplicação, organismos-alvo, uso do aleloquímico e/ou do material vegetal, concentração, avaliações, condição experimental, entre outros. Dessa forma, este trabalho teve os seguintes objetivos, avaliar: i) alelopatia das diferentes partes da planta da mucuna-preta por meio de bioensaios; ii) alelopatia da mucuna-preta em mudas pré-brotadas (MPB) de cana-de-açúcar; e, iii) o efeito da aplicação de L-DOPA nas trocas gasosas e atividade enzimática em plantas de capim-braquiária. Portanto, para cada objetivo foi conduzido um estudo. Todos os experimentos foram conduzidos em delineamento inteiramente casualizados e com pelo menos quatro repetições. No primeiro, o potencial alelopático de diferentes partes da mucuna-preta (folhas, caules e raízes) foi estudado pelo método do extrato aquoso e sanduíche utilizando-se a alface como planta indicadora. No segundo estudo, as MPB de cana-de-açúcar foram transplantadas em solo previamente cultivado com diferentes densidades de mucuna-preta (0, 2, 4 e 8 plantas por vaso com capacidade de 11 dm3), sendo o comprimento de raiz e parte aérea, diâmetro e perfilhamento avaliados periodicamente, assim como as trocas gasosas (21, 42 e 63 dias após o transplantio - DAT) e biomassa seca aos 63 DAT. No terceiro estudo, foi investigado o efeito do L-DOPA aplicado via foliar ou em solução nutritiva em capim-braquiária. Nos experimentos com aplicações foliares, avaliou-se o comprimento de raiz e parte aérea, biomassa e trocas gasosas, enquanto no experimento com aplicação em solução nutritiva, foi analisado o comprimento de raiz e parte aérea, biomassa e atividade enzimática (superóxido dismutase - SOD, catalase - CAT e peroxidase - POD). A germinação e vigor das plântulas de alface foram reduzidas com o uso da mucuna-preta pelo método do extrato aquoso e sanduíche. Os efeitos foram mais intensos quando utilizado na sequência de folha > raiz > caule da mucuna-preta. As MPB de cana-de-açúcar tiveram suas variáveis relacionadas ao crescimento limitadas quando o solo foi previamente cultivado com 4 e 8 plantas de mucuna-preta por vaso. Além disso, tiveram suas trocas gasosas afetadas negativamente principalmente nos períodos iniciais de avaliação. No terceiro estudo, doses de 16 e 32 mg L-1 de L-DOPA aplicadas via folha, inibiram o crescimento do capim-braquiária e provocaram decréscimos iniciais nas trocas gasosas. A aplicação de L-DOPA via solução nutritiva, inibiu o crescimento das plantas de capim-braquiária e aumentou a atividade das enzimas SOD e POD com destaque para as raízes. Tanto a mucuna-preta como o L-DOPA apresentaram alelopatia negativa, sendo os efeitos influenciados pela metodologia utilizada, concentração, planta receptora, modo de aplicação e tempo de exposição.

The velvet bean is a leguminous plant, used as a ground cover plant, capable of producing several active natural compounds, including the non-protein amino acid L-3,4-dihydroxyphenylalanine (L-DOPA) which has an allelopathic effect. However, the allelopathic effect of a plant requires a broad approach that involves different methodologies. Thus, different extractions and application methods, target organisms, use of the allelochemical and/or plant material, concentration, evaluations, and experimental conditions must be considered. Thus, this work had the objective to evaluate: i) allelopathy of different parts of the velvet bean plant through bioassays; ii) velvet bean allelopathy in pre-sprouted sugarcane seedlings; and iii) the effect of L-DOPA application on gas exchange and enzymatic activity in signal grass plants. Therefore, a study was conducted for each objective. In the first bioassay, the allelopathic potential of different parts of the velvet bean (leaves, stems and roots) were studied by the aqueous extract and sandwich method, using lettuce as an indicator plant. In the second study, pre-sprouted seedlings (MPB) of sugarcane were transplanted in soil previously cultivated with different densities of velvet bean (0, 2, 4 and 8 plants per pot with a capacity of 11 dm3). The root and shoot length, diameter and tillering were periodically evaluated, as well as gas exchange (21, 42 and 63 days after transplanting - DAT) and dry biomass at 63 DAT. In the third study, the effect of L-DOPA applied via foliar or nutrient solution on signal grass was investigated. In the experiments with foliar applications was evaluated root and shoot length, biomass, and gas exchange, while in the experiment with application in nutrient solution, we assess root and shoot length, biomass and enzymatic activity (superoxide dismutase - SOD, catalase - CAT and peroxidase - POD). All experiments were carried out in a completely randomized design with at least four replications. Data were submitted to ANOVA, means compared by Tukey's test, at 5% probability. The germination and vigor of lettuce seedlings were reduced with the use of velvet bean by the aqueous extract and sandwich method. The effects were more intense when used in the sequence of leaf > root > stem of velvet bean. Sugarcane MPB had their growth-related variables decreased when the soil was previously cultivated with 4 and 8 plants per pot. In addition, their gas exchanges were negatively affected, mainly in the initial evaluation periods. In the third study, doses of 16 and 32 mg L-1 of L-DOPA applied on leaves inhibited signal grass growth and caused initial decreases in gas exchange. The application of L-DOPA via nutrient solution inhibited the growth of signal grass plants and increased the activity of SOD and POD enzymes, especially in the roots. Both velvet bean and L-DOPA showed negative allelopathy, and the effects could be influenced by the methodology used, concentration, receptor plant, application method and exposure time.
Allelopathic effect of mucuna-preta (Mucuna pruriens var. utilis)
Keywords: Alelopatia; Atividade enzimática; L-DOPA; Planta de cobertura; Trocas gasosas; Allelopathy; Enzymatic activity; Cover plant; Gas exchange