efeitos de campo magnético fraco na germinação de sementes de alface

1

Efeitos de Campo Magnético Fraco na Germinação de Sementes de Alface Fábio Henrique Silva Sales Centro de Educação Tecnológica do Maranhão – IFMA Michelle Rose Santos Almeida Joaquim Teixeira Lopes Universidade Estadual do Maranhão - UEMA

Resumo

O fenômeno eletromagnético é amplamente estudado em diversas áreas, como na

biofísica que ultimamente se preocupa em investigar a influência do magnetismo em sistemas

vegetais. Tais sistemas formam uma grande incógnita de compreensão devido,

principalmente, à pequena quantidade de pesquisas físicas relacionadas a campos magnéticos

em plantas, disponíveis na literatura, e também por causa da complexidade que envolve todo

o processo de crescimento dos vegetais em geral, sob influência desses campos.

O presente trabalho apresenta um estudo macroscópico preliminar, porém

pioneiro, do fluxo de campo magnético, de baixa intensidade e os seus efeitos na germinação

de sementes de alface (Lactuca Sativa), vegetal este amplamente cultivado na região do

Estado do Maranhão, no Brasil. Traçamos um perfil macroscópico do processo germinativo

da alface, quando submetida a um campo magnético fraco gerado por um solenóide.

Palavras-chave: campo magnético fraco, germinação, sementes de alface.

2

1 INTRODUÇÃO

Atualmente estudam-se bastante os fenômenos eletromagnéticos; várias são as

áreas nas quais investigações a respeito de suas influências e seus efeitos são desenvolvidas;

com o avanço tecnológico torna-se necessário à evolução das técnicas e dos equipamentos.

Outro campo de interesse é o de pesquisas agrícolas onde a descoberta de novas

tecnologias pode tornar-se algo definitivo no combate a agressões ao meio ambiente e

principalmente uma melhoria para o aperfeiçoamento de culturas e para o combate a pragas.

Para tanto, seriam interessantes estudos a respeito de fatores que influenciem ou

“potencializem” a germinação de sementes e o crescimento de vegetais.

Baseado nestes aspectos, este trabalho busca encontrar uma relação entre campos

magnéticos e germinação e crescimento de vegetais, traçando um perfil macroscópico

submetendo um vegetal a um campo magnético fraco gerado por um solenóide.

Como sistema biológico vegetal desta pesquisa escolheu-se a alface, Lactuca

sativa.

2 CARACTERIZAÇÃO DA ALFACE

A alface é originária da Ásia e por volta de 4.500 a.C. já era conhecida no antigo

Egito e chegou ao Brasil no século XVI, através dos portugueses. Hortaliça tipicamente

folhosa, de elevado consumo e de grande aceitação.

A alface cultivada (Lactuca sativa), faz parte da Família das Asteraceae e da

Tribo das Lactuceae. O gênero Lactuca compreende por volta de 100 espécies conhecidas.

Geralmente os botânicos consideram que Lactuca sativa é saída da espécie

selvagem Lactuca serriola. Existe uma enorme variabilidade no seio de Lactuca sativa. O seu

plantio, nas regiões de planalto, ocorre entre os meses de março a setembro; nas regiões

serranas, o ano todo. O espaçamento que deve ser utilizado deve seguir as dimensões de 20 x

20 cm ou 25 x 25 cm ou 30 x 30 cm, para plantio em patamares.

As sementes indicadas para este tipo de plantio devem ser de 500-900g/ha, em

sistema de cultivo com transplante e até 4kg/ha, em sistema de cultivo por semeadura direta.

3

Para a calagem e adubação deve-se aplicar calcário para elevar a saturação em bases de 80%,

sempre que a análise indicar valores inferiores a 70%.

No plantio, utilizar 60 a 80t/ha de esterco de curral bem curtido, ou 1/4 dessa

quantidade de esterco de galinha. A aplicação deve ser feita em mistura com o solo dos

canteiros e com os adubos minerais pelo menos 10 dias antes da semeadura ou do transplante

das mudas. Aplicar 300-500g/ha de P2O5, 90-150g/ha de K2O e 1kg/ha de boro.

Em cobertura, fazer duas aplicações 40kg/ha de N, aos 30 e 45 dias após

germinação (semeadura direta). No caso de transplante das mudas, aplicar três coberturas de

25 kg/ha de N, decorridos 10, 20 e 30 dias da operação.

A irrigação deve ser freqüente, por infiltração ou por aspersão, e os canteiros,

formados de acordo com o sistema de irrigação a ser utilizado. Outros tratos culturais também

devem ser levados em consideração, tais como a cobertura morta (o bagaço de cana moído,

após a semeadura, no sistema de cultivo por semeadura direta, é o mais indicado); controle de

ervas daninhas; capinas e desbastes (deixar uma planta por cova, no cultivo de semeadura

direta).

Para o controle de pragas e moléstias, como pulgões e tripes: malatiom, mevinfós

ou pirimicarbe; lagarta-rosca: carbaril; doenças das folhas (fungos): Iprodiona, manebe ou

captã, mosaico: deve-se utilizar cultivares resistentes e sementes sadias; vira-cabeça: controle

do inseto vetor (tripes); nematóides (Meloidogyne sp.): tratamento do solo antes do plantio,

rotação de cultura com plantas não hospedeiras e emprego da Crotlaria spectabilis Roth.

Como cultura de cobertura dos terrenos infestados.

Na colheita, efetuá-la quando a planta ou "cabeça" atingir o máximo

desenvolvimento, porém as folhas estão tenras e ainda não há nenhum indício de

florescimento. A precocidade na colheita depende do cultivar, clima, local, época de plantio e

sistema de cultivo, sendo a alface geralmente colhida 50-80 dias após a semeadura.

Em culturas comerciais, a colheita pode prolongar-se por uma semana, pois nem

todas as plantas atingem o ponto ideal ao mesmo tempo. A colheita é manual, sendo as

plantas cortadas à altura do coleto, logo abaixo das folhas basais. São produzidas

normalmente, cerca de 60.000 a 120.000 plantas ("cabeças") ou 800 a 1.200 engradados

pequenos por hectare. Os cultivares de IAC Brasil 202, IAC Brasil 221, IAC Brasil 303 e IAC

Brasil 304 possuem resistência ao vírus do mosaico da alface.

O 'IAC Brasil 202' e o 'IAC Brasil 221' apresentam tolerância ao pendoamento

precoce, sob condições de temperatura elevada. Além desses dois, é recomendado para o

4

cultivo no verão, o “Regina”. A aplicação de inseticidas e fungicidas na cultura da alface deve

seguir recomendações técnicas, obedecendo às dosagens e períodos de carência.

A rotação de cultura é necessária em locais, onde a alface é intensamente

cultivada, em vista da possibilidade de ocorrência das seguintes doenças: podridão-de-

esclerotínia, queima-da-saia (Rhizoctonia), míldio (Bremia lactucae) e podridão causada pela

bactéria Erwinia carotovora.

A irrigação diária pela manhã (até às 10 horas) e à tarde (depois das 16 horas),

assim como a utilização de uma camada menos espessa de bagaço de cana na cobertura dos

canteiros, são práticas recomendáveis para o cultivo de alface na época do verão.

A alface é uma hortaliça anual da família das compostas. É considerada uma

planta de inverno, mas não resiste a temperaturas muito baixas, existem algumas espécies de

verão. Entre as mais cultivadas no Brasil destacam-se três grupos: grupo manteiga, grupo

repolhuda americana e grupo folha.

Estas variedades da alface preferem solos leves, bem arejados, bem drenados, com

baixo teor de matéria orgânica e com um pH entre 6,0 e 6,8; geralmente são semeadas no

outono e no inverno, mas também existem variedades tolerantes às altas temperaturas

(variedades de verão).

A variedade analisada neste estudo é a Mônica. Ela requer uma adubação do solo

com esterco bem curtido e uma irrigação de duas a três vezes por semana, ou diariamente pelo

início da manhã ou no final da tarde; É resistente às principais pragas que afetam essa espécie

que são a lagarta-rosa, a paquinha, o grilo, a lesma e o caramujo; e a principal doença que é a

virose-mosaico.

2.1 Informações nutricionais da alface

A alface, em porção de 100g, possui 15 calorias, 1,3g de proteínas, 34 mg de

fósforo, 43 mg de cálcio, 1,3mg de ferro, 87mmg de vitamina A, 0,08mg de vitamina B1,

0,08mg de vitamina B2 e 12mg de vitamina C.

É tida como remédio contra insônia e laxativo, em forma de chá. Para contusões,

inchaços e irritações da pele podem ser usadas como cataplasma.

5

3 A ÁGUA NA PLANTA

3.1 Funções da água nas plantas.

Na alface, cerca de 95% do peso da matéria fresca é composta por água, em certas

sementes podem chegar a 4%.

A água é essencial para as plantas, pois é a responsável pela manutenção e

preservação das suas atividades vitais.

A água é o meio fundamental para a manifestação de todos os

fenômenos físicos, químicos e biológicos essenciais para o desenvolvimento das plantas (Klaus Reichardt).

Ela é um dos principais constituintes do citoplasma de células vegetais

participando diretamente de inúmeras reações químicas como, por exemplo: reações de

hidrólise, condensação, fonte de átomos de hidrogênio (H) na fotossíntese e produto da

respiração; funciona também como solvente.

È o movimento da água na planta que contribui para a locomoção dos solutos

absorvidos ou sintetizados pela raiz, dos compostos transportados até a folha, pelo transporte

de substâncias sintetizadas nas folhas e substâncias não aproveitadas.

3.2 Propriedades físicas da água.

3.2.1 Bipolaridade

A molécula da água (H2O) é eletricamente neutra, porém, sua geometria resulta

em uma molécula bipolar, ou seja, um lado apresentando carga negativa e o outro mostra

carga positiva, isto é, uma molécula assimétrica.

O ângulo H-O-H (aproximadamente 105º) deixa o oxigênio com carga residual

negativa e os hidrogênios com carga positiva.

Quando submetidas a um campo elétrico essas moléculas direcionam seu pólo

positivo para o campo negativo, e o pólo negativo para o campo positivo.

6

As moléculas de água acham – se ligadas através de pontes de hidrogênio; as

moléculas orgânicas nas quais a água é constituinte, moléculas hidratadas, são as proteínas,

carboidratos, ácidos nucléicos; essenciais para o crescimento e para o desenvolvimento dos

organismos.

Com o aumento da temperatura essas pontes de hidrogênio se quebram e então

podem formar-se ligações de hidrogênio com partículas do solo ou superfícies, como o

xilema, carregados positivamente ou negativamente.

3.2.2 Constante dielétrica

A sua alta constante dielétrica faz com que a água seja um ótimo solvente para íons.(Klaus Reichardt).

Sais inorgânicos em soluções aquosas são dissociados formando cátions e ânions;

cada íon é rodeado depor moléculas de água e essa camada, por sua vez, tem a finalidade de

neutralizar partículas com carga elétrica.

A essa capacidade dá – se o nome de constante dielétrica, que no caso particular

da água é alta.

+ +

+

+

Figura 3.2.1.1 – Estrutura molecular mostrando a distribuição eletrônica e a posição das ligações de hidrogênio

7

3.2.3 Pontos de fusão e ebulição

A água apresenta pontos de fusão e ebulição altos, como já foi citado

anteriormente, o aumento da temperatura as ligações intermoleculares, se acaso não

existissem essas associações a água teria forma de vapor em temperaturas normais (devido ao

baixo peso molecular) e não existiria vida terrestre como animais e vegetais principalmente.

3.2.4 Calor específico de fusão e de vaporização

Essas características têm uma importância biológica considerável, pois devido ao

alto calor específico a água teria que absorver uma grande quantidade de energia para elevar

sua temperatura; e, perder, liberar uma quantidade de energia também elevada para baixar sua

temperatura, fatores estes que interferem diretamente na estabilidade térmica.

Para uma mudança de estado físico a água precisa liberar e absorver uma grande

quantidade de energia. Essas características tornam difícil o congelamento da água; a

evaporação ocorre por absorção de energia sob a forma de radiação. Permite então que a

planta baixe sua temperatura evitando o “calor” excessivo nas horas de radiação solar intensa,

segundo Awad.

3.3 Potencial químico, osmótico e mátrico da água.

O potencial químico da água é uma medida da capacidade das moléculas em

executar um trabalho ou movimento.

O movimento ocorre de uma região de alto potencial (ψ) da água para uma região

de baixo potencial (ψ) água.

Uma redução na pressão ou redução na temperatura e a adição de sais resulta em

uma diminuição do ψ água.

“O potencial osmótico de uma solução se refere ao nível de energia da água nesta

solução” (Awad e Castro, 1983, pág 19).

Quanto maior a concentração de solutos menor o potencial osmótico (ψosm); esse

potencial é bastante significativo para o citoplasma celular pois é constituído por uma solução

8

à base principalmente de água e proteínas além de lipídios, açúcares, e sais minerais. E estes

últimos são importantes componentes osmóticos.

É esse potencial que determina a entrada espontânea da água no interior das

células, quanto menor o ψosm água, mais espontâneo será a entrada de água no interior da

célula até que ela se torne túrgida.

O potencial mátrico ψmát por sua vez é o resultado da interação da água com uma

matriz como partículas do solo, parede celular, macromoléculas (proteínas).

Elementos de solo e parede celular apresentam cargas negativas já as proteínas

podem apresentar cargas positivas ou negativas.

A água presente no solo também exerce um papel importante, pois é ela quem faz

a decomposição das rochas que dão origem aos solos; como fonte de soluto participam da

decomposição de plantas e animais por microorganismos, aplicação de adubos e sais

dissolvidos na água para irrigação.

4 NUTRIÇÃO MINERAL

Aristóteles já dissera: “As plantas não tem alma para pensar”.

As plantas absorvem do meio, elementos que precisam e que não precisam,

podendo inclusive absorver substâncias tóxicas. Ao analisar uma planta pode-se encontrar

nela elementos que vão desde a prata (Ag) até o zircônio (Zr).

4.1 Elementos Essenciais

Um elemento é essencial quando satisfaz aos critérios direto e indireto de

essencialidade.

4.1.1 Critério direto

Quando o elemento faz parte de um composto vital ou quando participa de reações

enzimáticas ou não, cruciais para o metabolismo.

9

Ex.: N, P, Mg.

4.1.2 Critério indireto

A planta precisa dele para completar o seu ciclo de vida, morrendo antes

sem ele;

O elemento é insubstituível;

Afeta diretamente a vida da planta, modificando as condições físicas,

químicas ou biológicas do meio desfavoráveis ao vegetal.

4.2 Funções dos elementos essenciais

Para viver a planta necessita, com exceção de C, H, O, de quatorze elementos

minerais que se dividem em duas categorias:

Macronutrientes, necessários em maior quantidade. São eles:

N, P, K, Ca, Mg, S.

Micronutrientes, necessários em menor quantidade. São eles:

B, Cl, Fe, Mn, Mo, Zn, Cu, Co.

A ausência de qualquer elemento pode limitar o crescimento e a produção. Eles

são componentes estruturais de metabólitos e não metabólitos, parte ou ativador enzimático,

entre outros.

As tabelas 1 e 2 mostram funções e compostos de macro e micronutrientes

NUTIENTE FUNÇÃO COMPOSTOS

N Importante no metabolismo como

compostos

Aminoácidos e proteínas, aminas, amidas,

aminoácidos, purinas, pirimidinas,

alcalóides.Coenzimas, vitaminas,

pigmentos.

P Armazenamento e transferência de

energia, estrutural.

Ésteres de carboidratos, nucleotídeos e

ácidos nucléicos, coenzimas, fosfolipídios.

10

K Abertura e fechamento de

estômatos, síntese e estabilidade de

proteínas, relações osmóticas,

síntese de carboidratos.

Predomina em forma iônica, compostos

desconhecidos.

Ca Ativação enzimática, parede

celular, permeabilidade, mediação

das respostas de crescimento.

Pectato de cálcio, fitato, carbonato,

oxalato.

Mg Ativação enzimática, estabilidade

de ribossomos, fotossíntese.

Clorofila

S Grupo ativo de enzimas e

coenzimas.

Cisteína, cistina, metionina, e taurina,

glutatione, glicosídios e sulfolipídios,

coenzimas.

Modificada por Hewitt & Smith (1975).

Altas concentrações de potássio dificultam a absorção do magnésio; que, por sua

vez, é essencial para a absorção de fósforo.

O magnésio é ativador de enzimas “ativadoras” que catalisam o primeiro passo da

síntese protéica.

NUTRIENTES FUNÇÕES COMPOSTOS

B Transporte de carboidratos

coordenações com fenóis

Borato, Compostos

desconhecidos.

Cl Fotossíntese Cloreto, Compostos

desconhecidos.

Co Fixação de N2 Vitamina B12

Cu Enzimas, Fotossíntese. Polifenoloxidase,

plastocianina, azurina,

estelacianina, umecianina.

Tabela 1 - Funções e compostos dos macronutrientes.

11

Fé Grupo ativo em enzimas e em

transportadores de elétrons.

Citocromos, ferredoxina,

catalase, peroxidase,

reductase de nitrato,

nitrogenase reductase de

sulfito.

Mn Fotossíntese, metabolismo de

ácidos orgânicos.

Reductase de nitrato,

Mo Fixação de N2, Redução do

NO3-

Nitrogenase

Zn Enzimas Anidrase carbônica, aldalose. Modificada de Hewitt & Smith (1975).

4.3 Movimento de íons no xilema

Os íons são transportados no xilema da forma em que foram absorvidos com

exceção do nitrogênio além do fósforo, P(nucleótidos), do enxofre, S(metionina) e do ferro,

Fe (citratos).

O fluxo d’água provocado pela transpiração transporta os íons monovalentes; os

cátions bivalentes são atraídos pelas cargas negativas das paredes internas do xilema e são

mais lentos que os íons monovalentes.

Há intenso movimento transversal de íons entre o xilema e o floema.

5 FOTOSSÍNTESE

Reação de oxiredução na qual os elétrons e íons hidrogênio (H+) são transferidos

da água para o dióxido de carbono, ou seja, é uma reação para a obtenção de energia.

Este processo é dividido em duas etapas:

Na primeira a luz é imprescindível; é a energia luminosa que será utilizada para a

formação de adenofosfatos e a redução de moléculas transportadoras de elétrons.

A clorofila, pigmento que confere a cor verde às plantas, absorve a luz; os elétrons

alcançam um nível mais alto de energia; quando esses elétrons retornam ao nível mais baixo

essa energia é liberada e utilizada para a formação de ligações químicas.

Tabela 2 - funções e compostos dos micronutrientes

12

O principal pigmento relacionado ao processo da fotossíntese é a clorofila. Há

vários tipos de clorofila, a, b, c.

Quando os pigmentos absorvem luz, um elétron “salta” e é transferido para uma

outra molécula, aceptora, que inicia o fluxo de elétrons.

Na segunda etapa, independentemente da luz, a energia química da primeira é

utilizada para a redução do carbono.

6 GERMINAÇÃO, CRESCIMENTO E DESENVOLVIMENTO

6.1 Germinação

A germinação das sementes depende de fatores internos e de fatores externos.

Entre os fatores externos, destacam-se a água, o oxigênio e a temperatura.

“Sementes pequenas, tais como as da alface (Lactuca sativa),

geralmente requerem exposição à luz para a germinação”.(Raven pág 415)

Como as maiorias das sementes maduras são extremamente secas precisam

absorver água do meio para as enzimas sejam ativadas e sintetizadas; e, assim digerir e

utilizar a reserva nutritiva da semente.

Assim que a “a casca” da semente se rompe, a planta requer oxigênio para a

respiração.

Segundo RAVEN (1998):

Se o solo estiver saturado, a quantidade de O2 disponível pode ser inadequada e a

plântula não se desenvolverá corretamente.

O intervalo de temperatura considerado ótimo para a germinação de sementes está

entre 25º e 30º.

13

6.2 Regulação do crescimento e do desenvolvimento: Os hormônios Vegetais.

“Uma planta faz muito mais de que simplesmente aumentar sua massa e seu volume para crescer. Ela diferencia-se, desenvolve-se e adquire formas, formando uma variedade de células e tecidos”, (Raven, pág 509).

Os fatores internos que regulam o crescimento são químicos, os hormônios

vegetais. Estas substâncias orgânicas são produzidas no tecido onde atuam ou serão

transportados para outros tecidos, sendo necessárias quantidades mínimas.

Os hormônios, ou reguladores químicos, ora funcionam como estimuladores ora

como inibidores do crescimento. Distingue-se, assim cinco tipos de hormônios vegetais:

auxinas, citocininas, etileno, ácido abscísico e giberelinas.

6.2.1 Auxinas

Este hormônio é produzido no ápice dos sistemas caulinares e é responsável pelo

alongamento celular, isto é, pelo crescimento do vegetal.

Ele é sintetizado nos primórdios foliares, nas folhas jovens, e é encontrado em

flores, fruto, sementes e também nas raízes, mas chega até elas através do transporte via

cilindro vascular.

O transporte em sistemas caulinares e raízes é lento e polar ou unidirecional, isto

é, ocorre em direção à base nos caules e folhas; e em direção à extremidade das raízes, ou

seja, é um transporte basal.

O mecanismo de transporte é ativo, pois requer energia proveniente do

metabolismo vegetal. Este movimento ocorre de célula a célula através das membranas

plasmáticas e das paredes celulares.

Segundo RAVEN (1998), as auxinas entram nas células em sua região apical, por

difusão, através da membrana plasmática na forma não – ionizada, ao entrar em contato com o

citoplasma, ioniza – se formando dois íons monovalentes, um ânion e um cátion. Junto à base

há um carregador protéico específico ligado ao efluxo de prótons medeia, de forma ativa,

efluxo de íons auxina através da membrana plasmática. Na figura 6.2.1.1 mostra sua

composição química.

14

Os diferentes órgãos vegetais necessitam de diferentes concentrações de auxinas

para sua máxima elongação. Concentrações acima de um nível ótimo podem a síntese de

etileno.

6.2.2 Etileno

O etileno é um composto gasoso que participa da regulação dos processos

fisiológicos das plantas, inclusive o de crescimento e o desenvolvimento; em outras palavras,

é considerado um regulador do crescimento.

6.2.3 Giberelinas

As giberelinas têm a função específica de estimular o alongamento celular

fazendo com que a raiz, rompa a casca da semente.

Na cevada, por exemplo, o embrião libera este hormônio e induz a síntese de

proteínas que farão a digestão do endosperma da semente liberando açúcares, aminoácidos e

ácidos nucléicos que terão papel fundamental para o crescimento do embrião.

N

H

CH 2 COOH

ÁCIDO INDOL - ACÉTICO (AIA)

ANEL INDÓLICO CADEIA LATERAL DE

ÁCIDO ACÉTICO

Figura 6.2.1.1 – Estrutura molecular das auxinas.

15

6.3 Análise quantitativa do crescimento

O crescimento pode ser dividido em diferentes fases; inicialmente a planta

depende somente das reservas nutritivas contidas nas sementes para o desenvolvimento das

plântulas; após o surgimento das raízes e das folhas, os processos de obtenção de energia e

fotossíntese aceleram o crescimento até atingir o tamanho definitivo da espécie iniciando-se

assim uma parada na produção da matéria orgânica.

Observando-se uma curva hipotética, conforme a figura 6.3.1, de crescimento

vegetal verifica-se a existência de um período inicial em que o crescimento é lento, seguido

de uma fase de crescimento rápido e um decréscimo na acumulação da matéria seca na altura

da planta.

Se os valores forem transformados em logaritmos o gráfico assume o seguinte o

seguinte formato demonstrado na figura 6.3.2:

Figura 6.3.1 - Curva ilustrativa do crescimento sigmoidal de uma planta.

IDADE DA PLANTA

16

Caracterizando-se assim as três fases do crescimento com destaque para o período

linear do crescimento.

O crescimento de um planta pode ser medido de várias formas; em alguns casos a

determinação da altura é suficiente.

7 CAMPO MAGNÉTICO

O magnetismo e a eletricidade eram assuntos trabalhados separadamente pelos

físicos do século XVIII. Esses dois conhecimentos começaram a ser tratados como um todo

quando o físico dinamarquês Hans C. Orested (1777-1851) descobriu que uma corrente

elétrica percorrendo um condutor fazia que uma bússola, colocada nas proximidades do

condutor, altera-se sua configuração inicial.

Do parágrafo acima, observa-se que ocorreu uma mudança na configuração do

espaço em volta do condutor. Alem de uma corrente atravessando um condutor também é

possível observar alterações no espaço de: um imã e de uma carga eletrizada em movimento.

IDADE DA PLANTA

L n

C R E S C I M E N T O

Figura 6.3.2 – Gráfico do crescimento sigmoidal de planta numa função logarítmica.

17

7.1 Definição

A região do espaço, modificada pela presença de um imã, de uma carga em

movimento ou de uma corrente percorrendo um condutor é chamada campo magnético.

Vetor indução magnética

Para um estudo quantitativo a cerca do campo magnético é necessário o

entendimento do conceito de linhas de indução e a relação dessas configuração com o vetor

indução magnética B

.

Já é sabido que um imã produz modificações no espaço ao seu redor. Quando

colocado sobre este imã uma papel qualquer e pulverizando sobre o sistema imã-papel,

limalha de ferro, é possível observar a formação de um espectro de campo conhecido como

linhas de indução. Esse é conceito é importante, pois o vetor indução é sempre tangente a

essas linhas, assim sendo, é possível determinar onde o campo nascendo ou morrendo como

no caso do imã.

7.2 Linhas de indução do campo magnético gerado por correntes elétricas

7.2.1 Campo gerado por correntes retilíneas

As linhas de indução do campo magnético em um condutor retilíneo são

circunferências concêntricas dispostas em planos perpendiculares ao condutor. Esse

entendimento pode ser obtido utilizando-se a chamada regra da mão estendida, onde o polegar

indica o sentido da corrente elétrica e os outros dedos curvados determinam o sentido das

linhas de indução.

7.2.2 Campo gerado por corrente circular (espira)

Uma espira é um condutor em forma de quase circular onde a corrente entra

percorre toda a espira e sai numa posição diferente da entrada.

18

Usando-se a regra da mão direita estendida é possível determinar que: a corrente

percorrendo o sentido horário da espira o campo vai “entrar” na espira e quando a corrente

percorre o sentido anti-horário, o campo “sai” da espira. Observa-se, também, que o campo

sempre está apontado para a face norte da espira.

7.3 Módulo do vetor indução magnética gerado no centro da espira

O vetor B

, no centro da espira, tem módulo dado por:

RiB

2.

Onde é a permeabilidade magnética, i é a corrente que percorre a espira e R é o

raio da espira.

7.4 Campo de um solenóide

Denomina-se solenóide é um fio enrolado em forma de hélice circular a superfície

lateral de um cilindro.

No solenóide há linhas de indução tanto internamente quanto externamente, no

entanto, considera-se como quase nulo o campo exterior a um solenóide, portanto há presença

de campo somente no seu interior.

As linhas de campo no interior do solenóide são praticamente paralelas e sendo

muito longo o solenóide a campo no seu interior é considerado uniforme, ou seja, o módulo

de B

não se altera e as linhas de indução são paralelas e igualmente espaçadas.

7.4.1 Módulo do vetor indução magnética no interior do solenóide

O vetor indução magnética B

induzido por uma corrente que percorre o solenóide

é dado por:

iNB ..

19

Onde é a permeabilidade magnética, i é a corrente que percorre a espira, é o

comprimento da espira e N é o número de espiras.

8 MATERIAIS E MÉTODOS

8.1 Materiais utilizados

Para a realização dos experimentos utilizaram – se dois solenóides, multímetros,

teslômetros, termômetros, seis vasos transparentes com dez centímetros de altura e oito

centímetros de diâmetro, 250g de terra preta enriquecida com esterco, uma proveta para medir

volume de água.

8.2 Tratamento Experimental

8.2.1 Montagem do experimento

Para conseguir o efeito desejado, foram colocados, primeiramente, dois solenóides

submetidos a uma corrente de 2,06A e uma voltagem de 1,8V gerando, assim, um campo

Figura 8.2.1.1 Montagem do equipamento para o primeiro ensaio

20

magnético igual a 0,49mT, todos controlados por equipamentos como multímetros e

teslômetros.

As temperaturas externa e interna dos solenóides também foram monitoradas

através de termômetros.

Todas as sementes foram plantadas sob as mesmas condições de temperatura,

iluminação, irrigação e nutrientes.

O solenóide ficou ligado com um campo magnético fraco, de 0,48mT, direcionado

para cima a favor do crescimento das plantas, fototropismo positivo, mantendo-se constante

por 24h (08.08.2005); e dois termômetros, um interno e outro externo ao solenóide Após esse

período foi dado início ao primeiro ensaio.

Para a realização dos experimentos utilizou – se seis vasos transparentes com dez

centímetros de altura e oito centímetros de diâmetro dentro dos quais colocou - se 250g de

terra preta enriquecida com esterco; uma proveta para medir volume de água dos dois grupos,

teste e controle.

Figura 8.2.1.2 Teslômetro marcando o campo magnético

inicial

Figura 8.2.1.3 Teslômetros mostrando a variação do campo magnético

21

8.2.2 Procedimento

Primeiro Ensaio.

Pegou-se dois vasos dentro dos quais foram plantadas doze sementes espaçadas

quatro centímetros para que ficassem as mais próximas possíveis do centro do solenóide, cada

vaso recebeu 50 ml de água a temperatura ambiente.

Mediram-se, então, as temperaturas interna e externa ao solenóide; e, um dos

vasos, foi colocado no interior do mesmo.

A biometria foi realizada, diariamente, pela manhã às 08:30 H e à tarde às 16:30

H; e, a partir do sexto dia apenas às 16:30H.

A irrigação aconteceu simultaneamente à biometria, com a adição de 50 ml de

água, no 1º dia, em cada vaso; e, 25 ml a partir do 2º dia.

Figura 8.2.2.1 Proveta marcando o volume

inicial de água para a irrigação das sementes

22

Segundo Ensaio.

O segundo ensaio aconteceu sete dias após e as mesmas condições foram

estabelecidas. O Aparelho ficou ligado durante 24 h e, só então, foi dado início ao plantio.

A biometria foi realizada apenas uma vez ao dia, às 16:30 H, com a adição de 50

ml de água, a temperatura ambiente, em cada um do dois vasos, no primeiro dia; e, a metade

deste volume a partir do segundo dia.

Figura 8.2.2.2 Germinação das primeiras sementes

internas ao solenóide

Figura 8.2.2.3 Irrigação do 1º Ensaio (vasos externo e

interno)

23

Terceiro Ensaio.

Para este ensaio as condições iniciais foram estabelecidas, semelhantes aos dois

ensaios iniciais, porém o campo praticamente não sofreu alterações iniciais nas primeiras 24

H, conseguindo – se assim um campo magnético fraco de 0,30 mT.

As condições de irrigação também foram alteradas reduzindo – se para 17,5 ml de

água/vaso.

Figura 8.2.2.4 Vaso externo e vaso interno com as plântulas

Figura 8.2.2.5 Condições internas do solenóide

24

A biometria foi realizada diariamente, duas vezes ao dia, registrando – se somente

a segunda medição.

Em todos os casos, a sonda foi colocada a uma altura de 10,5cm, bem rente a

terra; e os vasos internos foram colocados de forma que ficassem no centro do solenóide.

9 RESULTADOS E DISCUSSÃO

9.1 Resultados

Ensaio 1

De acordo com a tabela abaixo, observou-se que as sementes submetidas ao campo

germinaram simultaneamente ao sexto dia e mantiveram o ritmo de crescimento até o oitavo

dia; a partir de então, as plântulas obtiveram um desenvolvimento diferenciado.

No entanto, a partir do décimo primeiro dia as plântulas começaram a ressecar; no

décimo quinto dia, morreram.

Analisando – se a quantidade de água, verifica – se que o solo mostrou – se

encharcado, em relação à temperatura, nota - se que a variação entre as temperaturas interna e

externa variaram entre 0,7ºC e 2,5ºC. A variação da temperatura interna foi de 2,2ºC.

Nota – se que, exatamente no décimo primeiro dia, ocasião em que as plântulas

começaram a estabilizar o crescimento, foi também quando começaram a ressecar e a

temperatura ultrapassou os 2ºC.

Outro aspecto relevante é o fato de que o campo magnético não se manteve

estável, aumentando a cada irrigação.

No grupo controle, pode – se notar que as sementes germinaram de forma

heterogênea, com a temperatura em torno de 30,5ºC. Verificou – se que a germinação foi lenta

assim como o crescimento, mas depois o mesmo mostrou-se mais acelerado estabilizando – se

no décimo terceiro dia.

Na observação do solenóide constatou – se uma ventilação deficiente assim como

as condições de iluminação e drenagem.

25

Medidas/Data Horário Te / Ti B (mT) I (A), V (V) Crescimento Água (ml)

01 – 9/8/5 16h30min 31/30, 5 0,49 2,06/1,8 Nenhum 50(2)

02 – 10/8/5 8h30min 29,5/31,5 0,46 2,07/1,8 Nenhum -

03 – 10/8/5 16h30min 30,8/31,5 0,50 2,07/1,8 Nenhum 25(2)

04 – 11/8/5 8h30min 30,0/31,0 0,52 2,03/1,8 Nenhum -

05 – 11/8/5 16h30min 31,5/32,5 0,51 2,04/1,8 Vaso externo:

Planta1e cresceu

0,3cm

Vaso interno:

Nenhum

25(2)


Planta1e cresceu

1,5cm

Vaso interno:

Planta1i cresceu 0,3cm



-


Planta1e cresceu

1,7cm

Vaso interno:




25(2)


Planta1e cresceu

3,1cm

Planta2e cresceu

1,6cm

Vaso interno:




25(2)


Planta1e cresceu

3,5cm

Planta2e cresceu

2,5cm

25(2)

26

Vaso interno:





Planta1e cresceu

4,1cm

Planta2e cresceu

3,5cm

Vaso interno:




25(2)


Planta1e cresceu

4,1cm

Planta2e cresceu

3,5cm

Vaso interno:




25(2)


Planta1e cresceu

4,1cm

Planta2e cresceu

3,8cm

Vaso interno:




25(2)


Planta1e cresceu

4,2cm

Planta2e cresceu

4,1cm

Vaso interno:




25(2)

27


Planta1e cresceu

4,2cm

Planta2e cresceu

4,1cm

Vaso interno:


Planta2i morreu


25(2)


Planta1e cresceu

4,2cm

Planta2e cresceu

4,1cm

Vaso interno:

Planta1i morreu

Planta2i morreu

Planta3i morreu

25(2)

Tabela 3 Primeiro Ensaio

Ao observar o gráfico abaixo percebe – se que o crescimento é crescente em

relação ao intervalo de tempo no qual ocorreu o ensaio.

Dia x Tamanho (cm)

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1,6

1 2 3 4 5 6

Dia

Tam

anho

(cm

)

Tamanho

28

Ensaio 2

Os dois primeiros dias observaram-se que o campo variou muito, 016 mT.

A temperatura manteve-se constante e houve uma resolução na quantidade de

água; no entanto, nessas condições não houve germinação das sementes expostas ao campo

magnético fraco obtiveram uma germinação mais uniforme quando este campo alcançou uma

variação de 0,07 mT a partir do primeiro dia. Observe a tabela abaixo:

Medi

das

Dat

a

Horá

rio

Temp.

Externa oC

Temp.

Interna oC

Campo

Magnétic

o

mT

Corrente

Elétrica

A

Dd

p

V

Tamanho Águ

a

ml

01 15/0

8/05

16h3

0min

30,5 32,5 0,44 2,06 1,8 Não

germinou

50

02 16/0

8/05

16h3

0min

30,5 32,5 0,60 2,07 1,9 Não

germinou

25

03 17/0

8/05

16h3

0min

29,5 31,0 0,69 2,06 1,9 Não

germinou

25

04 18/0

8/05

16h3

0min

29,5 31,5 0,74 2,07 1,9 Vaso

ext:germi

nou 1

semente

Vaso int:

não

germinou.

05 19/0

8/05

16h3

0min

30,3 31,5 0,74 2,06 1,9 Vaso

ext:germi

25

Figura 9.1.1 Gráfico do tamanho alcançado pelas plântulas com campo em relação ao tempo (Ensaio 1).

29

nou 2

sementes

Vaso int:

não

germinou.

06 22/0

8/05

16h3

0min

30,0 31,5 0,85 2,07 1,9 Vaso

ext:germi

nou 2

sementes

com

tamanhos

4,2cm e

0,3cm

Vaso int:

não

germinou.

25

Tabela 4 Segundo Ensaio

30

Ensaio 3

Analisando a tabela abaixo, verificou-se que com a obtenção de uma campo

magnético praticamente estável, variando 0,01 mT houve a germinação de 10 sementes.

A redução da quantidade de água o solo tornou-se menos úmido; isso ocasionou

uma redução na temperatura interna do solenóide havendo uma variação de 0,3ºC a diferença

entre as temperaturas internas e externas variou entre -0,5ºC e 1ºC.

No quarto dia três sementes germinaram pela manhã e a tarde mais seis alcançando

assim uma altura média de 1,8 cm. Até o quinto dia dez plantas haviam crescido e atingido

um tamanho médio de 4,2 cm.

Em relação ao grupo controle, a germinação ocorreu no terceiro dia com uma

semente apenas. No quinto dia observou-se que as plantas apresentavam tamanhos diferentes

atingindo uma altura média de 4,5 cm.

Crescimento ao Ar Livre

0

0,5

1

1,5

2

2,5

1 2 3 4 5 6

Dia

Tam

anho

(cm

)

Amostra1

Amostra2

Figura 9.1.2 Gráfico do tamanho alcançado pelas plântulas com e sem ca mpo magnético gerado pelo solenóide em relação ao tempo (Ensaio 1).

31

Medi

das

Data Horá

rio

Temp.

Extern

a oC

Temp.

Interna oC

Campo

Magnétic

o mT

Corrente

Elétrica

A

Dd

pV

Tamanho Águ

a

ml

01 22/0

8/05

17h2

0min

31,0 31,6 0,31 2,03 1,8 Não

germinou

17,5

02 23/0

8/05

17h2

0min

31,0 31,6 0,31 2,05 1,8 Não

germinou

17,5

03 24/0

8/05

17h2

0min

32,0 31,5 0,31 2,05 1,8 Vaso

ext:germi

nou 1

semente

Vaso int:

não

germinou.

17,5

04 25/0

8/05

17h2

0min

30,8 31,8 0,30 2,03 1,8 Vaso

ext:cresce

ram 12

sementes

com

tamanho

médio de

2 cm

Vaso int:

cresceram

09

sementes

com

tamanho

médio de

1,8 cm

17,5

32

05 26/0

8/05

17h2

0min

30,5 31,5 0,30 2,07 1,8 Vaso

ext:cresce

ram 13

sementes

com

tamanho

médio de

4,5 cm

Vaso int:

cresceram

10

sementes

com

tamanho

médio de

4,2 cm

17,5

Tabela 5 Terceiro Ensaio

Observando o gráfico abaixo percebe – se que o crescimento das plântulas

submetidas ao campo é semelhante ao das plântulas sem a influencia do campo, guardadas as

devidas proporções, afinal é notório que o grupo teste obteve um desenvolvimento menor.

33

10 CONCLUSÃO E SUGESTÃO

10.1 Conclusão

Baseado na biometria e nas pesquisas realizadas a cerca da influencia de campos

magnéticos no desenvolvimento de vegetais, pode – se concluir que o campo magnético fraco

potencializa a germinação das sementes, e inibe o crescimento.Ao observar a figura 10.1.3,

nota – se que mesmo estando submetidas às mesmas condições de nutrientes, e tendo sido

plantadas no mesmo dia, houve uma diferença em seus metabolismos.

Para que uma semente germine é necessário um conjunto de condições favoráveis,

como a presença de luz, oxigênio, nutrientes, água; é essencial que a mesma receba uma

hidratação.Além disso, para se manter, uma semente utiliza os nutrientes contidos em seu

interior e a partir de então, dar início ao processo de germinação e manutenção até que a

Evolução de Crecimento

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

Dia

Tam

anho

(cm

)

Com Campo

Sem Campo

Figura 9.1.3 Gráfico da evolução do crescimento das Plântulas com e sem campo em função do tempo.

34

planta possa realizar o processo fotossintético e obter seus próprios nutrientes. Essa utilização

de nutrientes só é possível devido à presença de substâncias, hormônios, em seu interior.

Pode - se concluir também que a água possui um papel relevante, afinal a cada

irrigação o campo aumentava e isso só quando o solo ficava bem úmido, a água acelera o

fluxo de hormônios de crescimento na planta e o fluxo de íons.

O solo com mais umidade proporciona a semente de alface melhor absorção de

campo magnético isso se deve, principalmente porque água atua como agente catalisador da

ionização que acontece durante a emissão do campo sobre esta, água oferece um maior espaço

para os íons se movimentar, além disso, um aumento de temperatura pode diminuir o campo

magnético, interferindo assim negativamente no metabolismo da semente. A energia química

a mais que a semente ganha devido à interação do campo magnético com os radicais livres

existentes nos tecidos das células do vegetal.

A molécula de água também possui propriedades paramagnéticas e absorve a

energia do campo magnético. Esta energia também é transformada em energia química que e

é adicionada à energia já absorvida pelos radicais livres.

De forma geral, o campo é bom pra germinar, mas pra crescer além do campo a

planta precisa absorver mais energia, pois ela está em fase de crescimento.

A uniformidade da germinação é propiciada pelo campo magnético aplicado,

também é facilitada pela própria geometria do solenóide que propicia um espalhamento com

simetria radial, na parte interna deste experimento. Ressalta-se também que o campo no

interior do solenóide possui intensidade constante.

10.2 Sugestão

Para melhor entender a influência do campo no crescimento de vegetais é

necessário que se melhore as condições físicas, aumente a amostra, utilização de um solenóide

apropriado e que sejam testadas mais espécies vegetais além da alface.

35

REFERÊNCIAS

AWAD, Marcel. CASTRO Paulo R.C. Introdução à fisiologia vegetal, São Paulo: Ed. Nobel, 1983. FERRI, Mário Guimarães et al. Fisiologia Vegetal, São Paulo: EPU: Ed. da Universidade de São Paulo, 1979. PAULI, Ronald Ulisses, MAUAD, Farid Carvalho, HEILMANN, Hans Peter. Física 4. Eletricidade, Magnetismo,Física Moderna,Análise Dimensional, São Paulo: EPU, 1979-1980. RAVEN, Peter H., EVERT, Ray F., EICHHORN, Susan E. Biologia Vegetal. 5ª ed., Rio de Janeiro: Editora Guanabara Koogan SA,1996.

efeitos de campo magnético fraco na germinação de sementes de alface

Documents