Estresse de Macronutrientes em Ulva rigida

O estudo teve como objetivo principal determinar os valores extremos de crescimento da alga Ulva rigida e encontrar as condições ideais para o seu crescimento ótimo. A pesquisa focou-se nos efeitos de diferentes concentrações de nitrato e fosfato, macronutrientes essenciais para o desenvolvimento da alga. Para isso, utilizou-se uma metodologia controlada em laboratório, com o intuito de isolar as variáveis e garantir maior precisão nos resultados. A escolha da Ulva rigida justifica-se pela sua abundância nos Açores e seu potencial uso em diversas áreas, como fonte de alimento, fertilizante e biofiltro, além do seu valor na culinária tradicional açoriana. A compreensão dos fatores limitantes do crescimento desta alga, especialmente os macronutrientes nitrato e fosfato, é crucial para otimizar seu cultivo e exploração sustentável. O estudo antecipa que um ou ambos os macronutrientes podem desempenhar um papel limitante no crescimento da alga.

A metodologia empregada envolveu o cultivo da Ulva rigida em três câmaras de cultura Sanyo MLR-351H (294L cada), mantendo-se constantes a intensidade luminosa (16200 Lux), o fotoperíodo (12:12h) e a temperatura (20ºC). As algas foram cultivadas em caixas de Petri quadri-divididas, utilizando-se diferentes combinações de nitrato e fosfato. Antes do início do experimento, as algas foram cuidadosamente selecionadas e limpas para garantir a uniformidade das amostras e eliminar qualquer contaminação por epífitos ou outros organismos. A água utilizada no cultivo foi previamente filtrada e autoclavada para evitar a contaminação. Durante o experimento, o estado de saúde das algas foi monitorizado a cada dois dias, sendo classificado em três categorias: verde (V), verde/branco (VB - moribundo) e branco (B - morto). O peso das algas foi monitorado regularmente, permitindo acompanhar o seu crescimento em função das concentrações de nutrientes. Para a preparação dos meios de cultivo, foram utilizadas concentrações precisas de nitrato (variando de 0,3 ppm a 1024 ppm) e duas concentrações de fosfato (0,37 ppm e 2 ppm), sendo estas últimas determinadas por análises bioquímicas da água recolhida (INOVA – Instituto Inovação e Tecnologia dos Açores). O INOVA também forneceu os valores de referência para a concentração ambiente dos nutrientes.

Para a análise dos dados, foram utilizados dois métodos estatísticos principais. A Análise de Variância (ANOVA), utilizando o software WinGmav5, foi empregada para avaliar o efeito de diferentes concentrações de nitrato e fosfato sobre a taxa de crescimento da Ulva rigida. O delineamento experimental incluiu três fatores: nitrato (ortogonal), fosfato (ortogonal) e caixa (aleatório, aninhado nos outros). Antes da análise de variância, foi realizada uma análise da heterogeneidade de variâncias, e transformações de dados foram aplicadas quando necessário. O teste Student-Newman-Keuls (SNK) foi utilizado para comparações posteriores entre níveis de fatores significativos. Paralelamente, o teste do Qui-quadrado (Chi-Quadrado) foi aplicado para analisar a influência das diferentes concentrações de nitrato na mortalidade das algas, comparando os resultados observados com uma distribuição uniforme de mortalidade entre as concentrações. O software Microsoft Excel foi utilizado para realizar este teste. A combinação desses métodos estatísticos permitiu uma avaliação rigorosa dos efeitos dos macronutrientes no crescimento e sobrevivência da alga Ulva rigida.

A análise de variância (ANOVA) revelou que a concentração de nitrato teve um impacto significativo no crescimento da Ulva rigida. Contudo, o resultado surpreendente foi a ausência de diferença significativa no crescimento entre concentrações de nitrato que variaram de 0,3 ppm a 16 ppm. Apenas quando a concentração de nitrato alcançou níveis muito superiores (1024 ppm) se observou um crescimento significativamente maior, comparado a todas as outras concentrações testadas. Apesar desse crescimento máximo em altas concentrações de nitrato, a pesquisa optou por descartar essa condição devido ao elevado custo que representaria em um cultivo em larga escala. A análise indicou que uma concentração de nitrato próxima de 32 ppm se mostrou ideal em termos de crescimento e de viabilidade econômica. Essa observação sugere a existência de um ponto de saturação ou um limite de eficiência na absorção de nitrato pela alga, além do qual o aumento da concentração não proporciona um crescimento proporcionalmente maior, e o custo adicional não se justifica. A pesquisa demonstra a importância de encontrar um equilíbrio entre o crescimento ótimo e a viabilidade econômica do cultivo.

Em contraste com o nitrato, os resultados da ANOVA indicaram que a concentração de fosfato não exerceu um efeito significativo no crescimento da Ulva rigida. Independentemente da concentração de fosfato utilizada (0,37 ppm ou 2 ppm), o crescimento da alga foi sempre maior em meios enriquecidos com altas concentrações de nitrato (N1024 ppm). O teste SNK, usado para comparar as diferenças entre os níveis de fatores significativos, confirmou que apenas existiam diferenças significativas no crescimento entre alguns meios enriquecidos com diferentes concentrações de fosfato, sendo o crescimento maior nas concentrações de 2 ppm e 4 ppm de fosfato em comparação com 0,37 ppm. No entanto, a influência do fosfato no crescimento da Ulva rigida se mostrou menor quando comparado com a influência do nitrato. Apesar do consumo de fosfato ter aumentado ligeiramente em concentrações muito elevadas de nitrato, não se verificou uma relação direta entre a concentração de fosfato e a taxa de crescimento algal, indicando que o nitrato é o fator mais determinante para o crescimento desta espécie, nas condições do experimento. Este resultado contrasta com alguns estudos que apontam o fosfato como um macronutriente limitante em certos contextos, evidenciando a complexidade das interações nutricionais nas algas.

A análise da mortalidade da Ulva rigida, apresentada na Tabela 4, revelou que a maior percentagem de mortalidade (33,3%) ocorreu no meio com a combinação N32P0,37 (32 ppm de nitrato e 0,37 ppm de fosfato). Outras combinações também apresentaram mortalidade, como N32P2 e N64P2 (22,2% cada), e N512P0,37, N0,3P2 e N128P2 (11,1% cada). É importante notar que a morte da alga foi observada apenas nos testes com diferentes concentrações de nitrato, não havendo mortalidade nos testes com variação apenas de fosfato. A observação de um número significativo de algas moribundas (estado verde/branco) sugere que a escala de avaliação do estado de saúde da alga pode ter influenciado os resultados, uma vez que incluía diferentes graus de branqueamento. A distribuição da mortalidade por vários meios diferentes sugere a influência de fatores externos não controlados no experimento, tais como a fragilidade inicial das porções de alga, a sua seleção ou o manuseamento durante o processo experimental. Esses fatores podem ter contribuído para a variabilidade dos resultados e para a mortalidade observada, dificultando a atribuição da mortalidade exclusivamente à concentração de nitrato e fosfato.

Para avaliar a influência da concentração de nitrato na mortalidade, utilizou-se o teste do Qui-quadrado (Chi-Quadrado). Este teste permitiu comparar os resultados observados com a hipótese nula (H0) de que a variação na concentração de nitrato não afeta a sobrevivência das culturas de algas. O teste foi realizado separadamente para os meios enriquecidos com 0,37 ppm de fosfato e para os meios enriquecidos com 2 ppm de fosfato. Nos meios com 2 ppm de fosfato, o teste do Qui-quadrado não mostrou uma influência significativa da concentração de nitrato na mortalidade. No entanto, para os meios com 0,37 ppm de fosfato, o teste indicou uma relação significativa, sugerindo que a concentração de nitrato influencia a sobrevivência da alga nesse contexto específico. A utilização do Microsoft Excel com a função “TESTE.CHI” permitiu a obtenção da probabilidade dos valores experimentais ocorrerem sob a hipótese de independência, auxiliando na verificação ou refutação da hipótese nula. Os resultados do teste do Qui-quadrado, combinados com os resultados do teste SNK, forneceram subsídios para a definição da combinação N32P2 como a condição ideal para o crescimento in vitro de Ulva rigida.

O estudo concluiu que a combinação de nutrientes N32P2 (32 ppm de nitrato e 2 ppm de fosfato) representa a condição ideal para o crescimento in vitro da Ulva rigida, considerando as condições de intensidade luminosa, temperatura e fotoperíodo testados. Embora concentrações muito mais elevadas de nitrato (1024 ppm) tenham demonstrado um crescimento superior, esta opção foi descartada devido aos custos elevados associados. A análise dos dados demonstra que o nitrato é o fator limitante mais significativo para o crescimento desta espécie de alga, enquanto o efeito do fosfato é menos pronunciado, apesar de um ligeiro aumento do seu consumo em concentrações muito elevadas de nitrato. A ausência de diferenças significativas no crescimento entre certas faixas de concentrações de nitrato indica a existência de um ponto de saturação, além do qual o aumento de nitrato não resulta em crescimento proporcional. Essa descoberta é fundamental para a otimização do cultivo de Ulva rigida, buscando o balanço entre o crescimento máximo e a viabilidade econômica.

A análise da mortalidade indicou uma maior taxa no meio N32P0,37, sugerindo uma possível interação entre níveis de nitrato e fosfato. No entanto, a distribuição da mortalidade por vários meios aponta para a influência de fatores externos não controlados, como a fragilidade das amostras ou o manuseio durante o experimento. O elevado número de algas no estado moribundo (verde/branco) indica que a escala de avaliação do estado de saúde da alga pode não ter sido suficientemente precisa, uma vez que a classificação incluía diferentes graus de branqueamento. O teste do Qui-quadrado, realizado separadamente para os meios com 0,37 ppm e 2 ppm de fosfato, reforça esta interpretação. Nos meios com 2 ppm de fosfato, não foi observada influência significativa do nitrato na mortalidade. Apesar do nitrato ser comumente considerado o macronutriente limitante para o crescimento algal, estudos como o de Menéndez et al. (2002) demonstram a importância do fosfato em alguns casos. A pesquisa sugere, para futuros estudos, a avaliação do crescimento de Ulva rigida em meios enriquecidos com NH₄⁺, para uma comparação mais completa com o NO₃⁻.

A pesquisa demonstra a alta tolerância de Ulva rigida a variações nos níveis de nitrato e fosfato, indicando um excelente potencial para bio-remediação. Considerando a sua abundância sazonal nos Açores, o estudo destaca o potencial da sua reintrodução na dieta alimentar local, gerando retorno económico e cultural. A alta concentração proteica desta alga, já reconhecida em estudos anteriores (Rosenberg & Ramus, 1982; Hanisak, 1983; Naldi & Wheeler, 1999, 2002; Patarra et al., 2011), sugere seu uso como complemento proteico em rações animais, especialmente no contexto da forte economia agrícola da Região Autónoma dos Açores (RAA). O estudo contribui para o conhecimento científico sobre o cultivo desta alga, fornecendo informações relevantes para aplicações em aquacultura e outras áreas, além de ressaltar a importância de se considerar fatores como o fotoperíodo e a temperatura, que influenciam significativamente o crescimento algal, conforme demonstrado por Pereira et al. (2004) em estudos com Porphyra dioica.