Seasonal transport, allocation and speciation of nickel in Quercus ilex grown on serpentine and nickel spiked soil

Abstract

Os solos serpentínicos apresentam uma estrutura grosseira e concentrações elevadas dos metais pesados Ni, Cr e Co. A razão Ca/Mg e as concentrações dos nutrientes K, P e N são extremamente baixas. A espécie arbórea dominante que cresce nos solos serpentínicos do nordeste de Portugal é a azinheira (Quercus ilex ssp. ballota). No presente trabalho, foi investigado o transporte, acumulação e especiação do Ni em Q. ilex. O estudo foi efectuado em árvores adultas dos solos serpentínicos do nordeste de Portugal, e em árvores jovens (1 ano) plantadas em solo artificialmente contaminado com diferentes concentrações de Ni. As azinheiras jovens, a crescer em solo contaminado artificialmente com Ni, apresentaram uma redução da biomassa das raízes e tronco. A concentração de Ni em Q. ilex em solos serpentínicos e não-serpentínicos, não apresentou diferenças significativas. No solo artificialmente contaminado com diferentes concentrações de Ni, Q. ilex apresentou um correlação positiva com as concentrações de Ni no solo. A maior parte do Ni foi acumulada nas raízes e o transporte para as folhas reduzido. Os principais agentes complexantes do Ni na seiva xilémica, considerando um pH de 5, são o citrato e o oxalato. A complexação pode aumentar a mobilização e transporte do Ni nos vasos xilámicos, mas também reduz a quantidade de iões Ni, a forma quimicamente mais reactiva e tóxica para as plantas. A actividade metabólica de Q. ilex em campo teve início em Janeiro, quando foi detectado na seiva xilémica o aminoácido ornitina resultante, provavelmente, da hidrólise de arginina em ornitina e ureia. A ureia é posteriormente decomposta em NH4+ e CO2 pela acção da enzima urease. O Ni é essencial na activação da urease e, é provavelmente, um elemento essencial para Q. ilex, evitando a acumulação de ureia que, em concentrações elevadas, é tóxica para as plantas. As árvores jovens extraíram 0,1% do Ni total adicionado ao solo. Quercus ilex pode ser usado na fito-remediação de áreas contaminadas com Ni na região mediterrânica, no sentido de fito-estabilização, por exemplo, na redução da erosão de solos contaminados.