Toxidade de microplásticos em plantas : uma revisão crítica e boas práticas para experimentação

As facilidades advindas do uso de produtos plásticos têm um alto custo ambiental: os elevados níveis de poluição devido à degradação e fragmentação dos polímeros sintéticos, resultando em pequenas partículas denominadas microplásticos (MP, > 5 μm). As consequências da crescente contaminação ambiental por estas partículas estão entre os grandes desafios que a humanidade terá que enfrentar nas próximas décadas. Uma vez disponíveis no ambiente, estas partículas podem interagir com o solo e alterar sua a estrutura físico-química, afetando negativamente a biota local. Ambientes agrícolas são especialmente afetados devido às práticas utilizadas atualmente, como o uso de fertilizantes à base de lama sedimentada durante o tratamento de água e o uso de coberturas plásticas. As pesquisas com MP e plantas terrestres ainda são incipientes, iniciando apenas em 2018, e assim os métodos de estudo ainda estão em desenvolvimento, o que dificulta a padronização dos experimentos. A presença de MP no ambiente pode afetar a produtividade das espécies vegetais, causando alterações metabólicas, citológicas e genéticas, diminuindo o tamanho e número de sementes, sendo absorvidas e transferidas para os diferentes órgãos. O objetivo desta dissertação foi apresentar o estado da arte de experimentos com plantas terrestres e MP, elencando potenciais efeitos destas partículas nas plantas e em sistemas agrícolas e apresentando uma análise cienciométrica das publicações da área. Dada a problemática encontrada na não padronização dos experimentos, e as lacunas de informações nas metodologias e publicações disponíveis, este trabalho também objetivou apresentar uma sessão com boas práticas necessárias para a montagem e condução de experimentos com MP, trazendo uma visão crítica formada a partir das leituras e observações, além de um estudo de caso abordando um experimento realizado por nosso grupo de pesquisa. A contaminação por MP pode acarretar a danos severos às colheitas e à saúde alimentar de seres humanos, porém, mais estudos na área precisam ser desenvolvidos para melhor avaliar o potencial tóxico destas partículas sobre a o crescimento, desenvolvimento e nutrição das plantas, além de efeitos ecológicos e agronômicos em larga escala.The facilities arising from the use of plastic products have a high environmental cost: the high levels of pollution due to the degradation and fragmentation of synthetic polymers, resulting in small particles, called microplastics (MP, > 5 μm). The consequences of the increasing environmental contamination by these particles are among the great challenges that humanity will face in the coming decades. Once available in the environment, these particles can interact with soil and change its physical-chemical structure, negatively affecting the local biota. Agricultural environments are especially affected due to the practices currently used, such as the use of sedimented mud-based fertilizers during water treatment and the use of plastic covers. Research with MP and land plants is still incipient, starting only in 2018, thus the study methods are still under development, which makes it difficult the standardization of the experiments. The presence of MP in the environment can affect the productivity of plant species, causing metabolic, cytological and genetic changes, reducing the size and number of seeds, being absorbed and transferred to the different organs. The objective of this dissertation was to present the state of the art of experiments with terrestrial plants and MP, listing potential effects of these particles on plants and agricultural systems and presenting a scientometric analysis of publications in the area. Given the problems found in the non-standardization of experiments, and the information gaps in the methodologies and publications available, this work also aimed to present a session with good practices necessary for the setting up and conducting of experiments with MP, bringing a critical view formed from the readings and observations, in addition to a case study addressing an experiment carried out by our research group. MP contamination can cause severe damage to crops and human food health, however, more studies need to be developed to better evaluate the toxic potential of these particles on growth, development and nutrition of plants, in addition to effects on ecological and agronomic systems on a large scale

Aspectos florísticos, fitossociológicos e da biologia da conservação do componente arbóreo de um fragmento de mata de restinga arenosa, Cidreira, RS

A vegetação nativa do país vem sendo dizimada devido ao uso irresponsável dos recursos e ocupação antrópica sem limites, cedendo lugar para grandes empreendimentos, monoculturas e pastoreio, causando danos irreversíveis não só no local degradado, mas no ecossistema todo. A planície costeira do estado não é diferente, a urbanização tem levado a graves problemas ambientais, no Litoral Norte os locais com vegetação original são cada vez mais raros. As restingas se distribuem ao longo da costa brasileira, sendo determinadas por depósitos arenosos que sofrem com a influência marinha. Com o intuito de caracterizar um remanescente florestal de restinga arenosa, foi realizado um levantamento florístico e fitossociológico (em uma porção de um capão de aproximadamente 15 ha), na margem sudoeste da Lagoa da Fortaleza (30º8’38”S. 50º14’47”O.), no município de Cidreira, Rio Grande do Sul. O levantamento fitossociológico foi realizado seguindo o método das parcelas, sendo realizadas 50 amostras de 10m × 10m, em vários pontos, totalizando 0,5 ha, amostrando-se todos indivíduos arbóreos com DAP ≥ 5cm. Para o levantamento florístico foi utilizado o método do caminhamento, abrangendo toda área do remanescente florestal. O levantamento fitossociológico resultou em 1352 ind./ha em 34 espécies, divididas entre 24 famílias. O gráfico do agrupamento das classes de diâmetro do caule (DAP) apresentou o padrão de “J” invertido, ilustrando que a estrutura mantém um padrão supostamente de regeneração da mata, Entretanto, é recomendável que sejam feitos estudos com o componente regenerante (DAP < 5 cm) para confirmar isso ou não. O índice de Shannon resultou em H’=2,43 e o de equabilidade de Pielou foi de J’=0,69. De acordo com a Área Basal elevada para este remanescente florestal (36,98 m²/ha) e pela presença de muitas espécies de estágios sucessionais tardios (escassa presença de pioneiras) este remanescente pode ser classificado como primário, mesmo que já tenha sofrido impactos, porém muito provavelmente não teve corte raso e mantém sua estrutura básica arbórea sem indícios de alteração. Duas espécies arbóreas ameaçadas que constam no Decreto Estadual Nº 52.109/2014, foram encontradas nas unidades amostrais: Ocotea catharinensis e Annona maritima. Quanto ao levantamento florístico, foram encontradas 51 espécies em 27 famílias. As características observadas no capão seguem o esperado para as matas de restinga. Foi observada a circulação de gado no interior da mata, o que deve influenciar diretamente o componente regenerante. Mais estudos devem ser realizados para uma caracterização mais fiel do remanescente florestal, porém o trabalho realizado foi importante para alertar sobre a problemática da fragmentação dos ambientes no litoral, e quanto à importância desses remanescentes para abrigo da flora nativa, algumas espécies com interesse social, outras ameaçadas de extinção, e para a fauna.Our country’s native vegetation has been devastated mainly due to irresponsible use of natural resources and widespread anthropic occupation, giving way to major developments, monoculture agriculture and grazing, leading to irreversible damage not only on degraded sites but in the ecosystem as a whole. The coastal plain of Rio Grande do Sul is not different: urbanization has led to severe environmental issues. On its northern coast, for example, places where the original vegetation remains are increasingly rare. Restinga vegetation is distributed along the Brazilian’s coast, and is characterized by sand deposits under marine influence. With the purpose of outlining a remnant vegetation, a floristic and phytosociological survey of approximately 15 ha at the sandbank vegetation of the southwest shore of Lagoa da Fortaleza (30º8’38”S. 50º14’47”W), Cidreira, Rio Grande do Sul, was carried out. The physociological survey was performed following the quadrats sampling method, where fifty 10x10 m random quadrats were applied at the site, amounting to 0,5 ha. All arboreal individuals with trunk diameter at breast height (DBH) bigger than 5 cm were evaluated. The walkover method was applied for the floristic survey, where the arboreal taxa were assessed, covering the whole sandbank vegetation area. The phytosociological survey reported 1352 ind./ha of 34 species, distributed into 24 families. The DBH grouping graph presented an “inverted-J” pattern, alluding that the vegetation might be regenerating; however, further studies on regenerating patterns (DBH <5cm) are recommended to be carried out on the site. The Shannon’s diversity index returned a value of H’=2,43 whilst the Pielou’s equitability index returned J’=0,69. The remnant’s high values of basal area (36,98 m²/ha) associated to the notable presence of late successional stage species (and a small amount of pioneers) suggest a region of primary succession, with some impact degree being observed but presenting a consistent arboreal structure with no signs of anthropic modification. Two different threatened arboreal species, listed at the law decree Nº 52.109/2014, were found at the sampling units: Ocotea catharinensis e Annona marítima. Regarding the floristic survey, 51 species distributed into 27 families were registered. The characteristics observed at the site follow the expected for sandbank vegetation. It was also detected some grazing activity into the woods, directly affecting the regenerating component. Further research must be done for a more reliable characterization of the area; however, this study played a significant role on addressing the coastal habitat fragmentation issue, and demonstrating, also, how important those vegetation remnants are for native vegetation sheltering, in which are included some social relevant species, some of them present into the state’s list of threatened species

Aspectos florísticos, fitossociológicos e da biologia da conservação do componente arbóreo de um fragmento de mata de restinga arenosa, Cidreira, RS

A vegetação nativa do país vem sendo dizimada devido ao uso irresponsável dos recursos e ocupação antrópica sem limites, cedendo lugar para grandes empreendimentos, monoculturas e pastoreio, causando danos irreversíveis não só no local degradado, mas no ecossistema todo. A planície costeira do estado não é diferente, a urbanização tem levado a graves problemas ambientais, no Litoral Norte os locais com vegetação original são cada vez mais raros. As restingas se distribuem ao longo da costa brasileira, sendo determinadas por depósitos arenosos que sofrem com a influência marinha. Com o intuito de caracterizar um remanescente florestal de restinga arenosa, foi realizado um levantamento florístico e fitossociológico (em uma porção de um capão de aproximadamente 15 ha), na margem sudoeste da Lagoa da Fortaleza (30º8’38”S. 50º14’47”O.), no município de Cidreira, Rio Grande do Sul. O levantamento fitossociológico foi realizado seguindo o método das parcelas, sendo realizadas 50 amostras de 10m × 10m, em vários pontos, totalizando 0,5 ha, amostrando-se todos indivíduos arbóreos com DAP ≥ 5cm. Para o levantamento florístico foi utilizado o método do caminhamento, abrangendo toda área do remanescente florestal. O levantamento fitossociológico resultou em 1352 ind./ha em 34 espécies, divididas entre 24 famílias. O gráfico do agrupamento das classes de diâmetro do caule (DAP) apresentou o padrão de “J” invertido, ilustrando que a estrutura mantém um padrão supostamente de regeneração da mata, Entretanto, é recomendável que sejam feitos estudos com o componente regenerante (DAP < 5 cm) para confirmar isso ou não. O índice de Shannon resultou em H’=2,43 e o de equabilidade de Pielou foi de J’=0,69. De acordo com a Área Basal elevada para este remanescente florestal (36,98 m²/ha) e pela presença de muitas espécies de estágios sucessionais tardios (escassa presença de pioneiras) este remanescente pode ser classificado como primário, mesmo que já tenha sofrido impactos, porém muito provavelmente não teve corte raso e mantém sua estrutura básica arbórea sem indícios de alteração. Duas espécies arbóreas ameaçadas que constam no Decreto Estadual Nº 52.109/2014, foram encontradas nas unidades amostrais: Ocotea catharinensis e Annona maritima. Quanto ao levantamento florístico, foram encontradas 51 espécies em 27 famílias. As características observadas no capão seguem o esperado para as matas de restinga. Foi observada a circulação de gado no interior da mata, o que deve influenciar diretamente o componente regenerante. Mais estudos devem ser realizados para uma caracterização mais fiel do remanescente florestal, porém o trabalho realizado foi importante para alertar sobre a problemática da fragmentação dos ambientes no litoral, e quanto à importância desses remanescentes para abrigo da flora nativa, algumas espécies com interesse social, outras ameaçadas de extinção, e para a fauna.Our country’s native vegetation has been devastated mainly due to irresponsible use of natural resources and widespread anthropic occupation, giving way to major developments, monoculture agriculture and grazing, leading to irreversible damage not only on degraded sites but in the ecosystem as a whole. The coastal plain of Rio Grande do Sul is not different: urbanization has led to severe environmental issues. On its northern coast, for example, places where the original vegetation remains are increasingly rare. Restinga vegetation is distributed along the Brazilian’s coast, and is characterized by sand deposits under marine influence. With the purpose of outlining a remnant vegetation, a floristic and phytosociological survey of approximately 15 ha at the sandbank vegetation of the southwest shore of Lagoa da Fortaleza (30º8’38”S. 50º14’47”W), Cidreira, Rio Grande do Sul, was carried out. The physociological survey was performed following the quadrats sampling method, where fifty 10x10 m random quadrats were applied at the site, amounting to 0,5 ha. All arboreal individuals with trunk diameter at breast height (DBH) bigger than 5 cm were evaluated. The walkover method was applied for the floristic survey, where the arboreal taxa were assessed, covering the whole sandbank vegetation area. The phytosociological survey reported 1352 ind./ha of 34 species, distributed into 24 families. The DBH grouping graph presented an “inverted-J” pattern, alluding that the vegetation might be regenerating; however, further studies on regenerating patterns (DBH <5cm) are recommended to be carried out on the site. The Shannon’s diversity index returned a value of H’=2,43 whilst the Pielou’s equitability index returned J’=0,69. The remnant’s high values of basal area (36,98 m²/ha) associated to the notable presence of late successional stage species (and a small amount of pioneers) suggest a region of primary succession, with some impact degree being observed but presenting a consistent arboreal structure with no signs of anthropic modification. Two different threatened arboreal species, listed at the law decree Nº 52.109/2014, were found at the sampling units: Ocotea catharinensis e Annona marítima. Regarding the floristic survey, 51 species distributed into 27 families were registered. The characteristics observed at the site follow the expected for sandbank vegetation. It was also detected some grazing activity into the woods, directly affecting the regenerating component. Further research must be done for a more reliable characterization of the area; however, this study played a significant role on addressing the coastal habitat fragmentation issue, and demonstrating, also, how important those vegetation remnants are for native vegetation sheltering, in which are included some social relevant species, some of them present into the state’s list of threatened species

Phytotoxic effects of plastic pollution in crops : what is the size of the problem?

Plastic pollution is one of the most impactful human interferences in our planet. Fragmentation of plastic leads to nano- and microplastics (NP/MP) formation, which accumulate in agricultural lands, representing an increasing risk for crop production and food safety. It has been shown that MP promote damage in plant tissues by several direct and indirect ways, and that NP can enter the tissues/cells and accumulate in edible organs. Investigation of the phytotoxic effects of NP/MP in plants started only in 2016, with most of the studies performed with crops. Since contradictory results are often observed, it is important to review the literature in order to identify robust effects and their possible mechanisms. In this review, we discuss the potential of NP/MP in damaging crop species, with focus on the physiological changes described in the literature. We also performed scientometrics analyses on research papers in this field during 2016–2021, to reveal the research situation of phytotoxic effects of plastic pollution in crops. Our review is as a starting point to help identify gaps and future directions in this important, emerging field