Evaluation of the effects of copper contamination in soil on Mentha crispa L.

The objective of this study was to evaluate the effects of copper on Mentha crispa L., cultivated in soils contaminated with increasing doses of this metal. The experiment was carried out with eight different concentrations of Cu in five replicates, totalling 40 samples. The study was carried out under natural light and temperature conditions, in the vegetation house, from July to September 2016, respecting the 120-day growth period of Mentha crispa L.. Soil analyses were carried out to verify the physical and chemical factors characterizing the soil (Dystroferric Red Latosol), to determine the maximum Cu adsorption capacity (529.02877 mg kg-1) through the Freundlich's isotherm. From the maximum adsorption, was defined the increasing doses of contamination used in the experiment, C0 to C7, were C0 without addition of copper (control), C1 with 1/8 of the maximum capacity, C2 with 1/6, C3 with 1/4, C4 with 1/2, C5 maximum capacity, C6 double and C7 quadruple. During the period determined for the experiment, biweekly counts of the number of leaves and shoots were taken, as well as the measurement of plant length and visual symptomatology. After this period, the plant was removed from the pot, duly cleaned and dried, for then, prepare and digest the samples. The copper determination was carried out using a graphite furnace atomic absorption spectrometer, and background correction based on the Zeeman effect, with the aid of a permanent modifier (Palladium). Bioaccumulation and Translocation Factor was calculated for copper on Mentha crispa L. and statistical analysis, ANOVA and MANOVA, were carried out to analysis and validation of the results found. Effects such as chlorosis and decrease in plant growth were observed during the growing period at the highest concentrations of copper. The reduction in growth in relation to the control ranged from 20 to 25%. The decrease in the number of shoots and leaves reached 40% for C7 for both parameters. Considering the concentration of the metal in the peppermint, it accumulates mainly in the roots, being approximately six times greater in C6 and C7 than in the control (C0). For FB and FT the values found were lower than 1, which characterizes the plant as being tolerant to the contaminant and showing that it is retained in the root. At the highest concentrations C6 and C7, the average metal accumulation was 235 mg.kg-1, which is much higher than the Europeans safe limits for copper in soil (140 mg.kg-1). The results presented strongly indicate the potential of Mentha crispa L. as a phytostabilizing plant, and can be used as an option for the removal of excess Cu from the soil, a fact that can be of great importance to the crops and the development of the plants in general.Fundação AraucáriaO estudo realizado neste trabalho visou avaliar os efeitos causados na Menta crispa L., cultivada em solos contaminados com doses crescentes de cobre. O experimento foi realizado com oito concentrações diferentes de cobre em cinco replicatas, totalizando 40 amostras. Realizou-se o estudo sob condições naturais de luz e temperatura, em casa de vegetação no intervalo de julho a setembro de 2016, respeitando o período de 120 dias de crescimento da Mentha crispa L. Foram realizadas análises físicas e químicas do solo, caracterizando-o como Latossolo Vermelho Distroférrico, e foi determinada a capacidade máxima de adsorção de cobre (529,03 mg kg-1) no solo a partir da Isoterma de Freundlich. A partir da capacidade máxima, foram definidas as concentrações de cobre utilizadas no experimento, de C0 a C7, sendo C0 sem adição de cobre (controle), C1 com 1/8 da capacidade máxima, C2 com 1/6, C3 com 1/4, C4 com 1/2, C5 capacidade máxima, C6 o dobro e C7 o quádruplo. Durante o período determinado para o experimento foram realizadas contagens quinzenais do número de folhas e brotos, assim como a medição do comprimento da planta e a sintomatologia visual. Passado este período a planta foi retirada do recipiente, devidamente limpa e seca, seguindo para preparação e digestão das amostras. Realizou-se a determinação de cobre usando um espectrômetro de absorção atômica com atomização em forno de grafite, com correção de fundo baseado no efeito Zeeman e auxílio de modificador permanente (Paládio). Foram calculados os fatores de Bioacumulação e Translocação para cobre na Mentha crispa L e foram realizadas análises estatísticas ANOVA e MANOVA para análise e validação dos resultados encontrados. Observou-se durante o período de cultivo os efeitos como clorose e diminuição no crescimento da planta, nas concentrações mais altas de cobre. A redução no crescimento em relação ao controle variou de 20 a 25%; a diminuição no número de brotos e folhas chegou a 40% para C7 para ambos os parâmetros. Considerando a concentração do metal na menta, este se acumula principalmente nas raízes, sendo aproximadamente 6 vezes maior em C6 e C7 do que no controle (C0). Para os fatores de bioacumulação e translocação, os valores encontrados foram menores que 1, o que caracteriza a planta como sendo tolerante ao metal e mostrando que o mesmo fica retido na raiz. Nas maiores concentrações, C6 e C7, o acúmulo médio do metal foi de 235 mg.kg-1, valor muito superior ao considerado tóxico pelos padrões europeus de limite seguro de concentração de cobre em solo (140 mg.kg-1). Os resultados apresentados indicam fortemente o potencial da Mentha crispa L. como planta fitoestabilizadora, podendo ser utilizada como opção para a retirada do excesso de Cu do solo, fato que pode ser de suma importância às lavouras e o desenvolvimento das plantas em geral