Allelopatic activity of Zingiber officinale Roscoe in the germination and initial development of Bidens pilosa and Lactuca sativa L.

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v11i9.32006

Keywords:

Allelochemicals; Bioherbicide; Ginger; Spontaneous species.

Abstract

Secondary metabolites act as defense mechanisms for plant species, in adaptation to the environment, in the processes of pollination and seed dispersal, being also studied and explored for the production of herbal medicines and, in a contemporary scenario, for the production of bioherbicides or biofertilizers. In this context, this study aimed to evaluate the allelopathic potential of Zingiber officinale Roscoe on germination, emergence and initial development of Bidens pilosa and Lactuca sativa seedlings in two distinct environments: germination chamber (CGer) and greenhouse (CVeg). Four concentrations (50, 100, 200 and 400 mg mL-1) of aqueous extract obtained by decoction (EAD) of Z. officinale rhizome fractions were tested, using distilled water as a negative control (0 mg mL-1). The bioassays were maintained for a period of seven (CGer) and 11 days (CVeg), with daily counts being carried out to detect interferences in germination, emergence and initial development of seedlings of the recipient species. Both bioassays showed a negative allelopathic effect of the EAD of Z. officinale, and the species L. sativa was more sensitive to allelochemicals, both in CGer and CVeg, with IC50 of 194.76 and 93.31 mg mL -1, respectively. B. pilosa, in turn, suffered a positive allelopathic effect on CPA and CSR when exposed to a concentration of 100 mg mL-1. Considering the results obtained, it is not recommended to use, as a bioherbicide or biofertilizer, EAD from the rhizome of Z. officinale, at the concentrations evaluated, for the species B. pilosa and L. sativa, respectively.

References

Aarestrup, J. R., Souza, A. S., Artmann, M. & Leitzke, R. C. Z. (2013). Análise comparativa da sensibilidade de sementes de Lactuca sativa L. e Lycopersicon esculentum Mill. submetidas aos tratamentos com plantas medicinais. Revista de Biologia e Farmácia, 9(4):1-9.

Adegas, F. S., Voll, E. & Prete, C. E. C. (2003). Embebição e germinação de sementes de picão-preto (Bidens pilosa). Planta daninha, 21(1):21-25.

Albuquerque, M. B., Garcia Neto, S., Almeida, D. J. & Malta, A. O. (2015). Efeito do extrato aquoso das folhas de nim indiano (Azadirachta indica) sobre o crescimento inicial de plantas daninhas. Gaia Scientia, 9(1):1-6.

Andrade, M. A., Cardoso, M. G., Batista, L. R. B., Mallet, A. C, T. & Machado, S. M. F. (2012). Óleos essenciais de Cymbopogon nardus, Cinnamomum zeylanicum e Zingiber officinale: composição, atividade antioxidante e antibacteriana. Revista Ciência Agronômica, 43(2):399-408.

Andreani Junior, R., Otero, M. Q. & Silva, M. M. (2018). Efeito de extratos vegetais aquosos sobre a germinação de plantas daninhas. Enciclopédia Biosfera, 15(27):188-197.

Ashraf, K., Sultan, S. & Shah, S. A. A. (2017). Phychemistry, phytochemical, pharmacological and molecular study of Zingiber officinale Roscoe: a review. International Journal of Pharmacy and Pharmaceutical Sciences, 9(11):8 – 16.

Baio, F. H. R., Pires, L. F. & Tomquelski, G. (2013). Mapeamento de picão preto resistente aos herbicidas inibidores da ALS na região sul mato-grossense. Bioscience Journal, 29(1):59-64.

Barbosa, J. A., Ferreira, S. D., Salvalaggio, A. C., Costa, N. V. & Echer, M. M. (2018). Allelopathy of aqueous Pachyrhizus erosus K. extracts on Euphorbia heterophylla and Bidens pilosa. Pesquisa Agropecuária Tropical, 48(1):59-65.

Brasil, Ministério da Agricultura e abastecimento. Regras para análise de sementes. (2009). Secretaria de Defesa Agropecuária, Brasília: Mapa/ACS. 399p.

______. Resolução da Diretoria Colegiada n. 26 (2014). Dispõe sobre a notificação de drogas vegetais junto à Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) e dá outras providências. https://bvsms.saude.gov.br/bvs/saudelegis/anvisa/2014/rdc0026_13_05_2014.pdf

Buainain, M., Garcia, J. R. & Vieira, P. A. (2016). O desafio alimentar no século XXI. Estudos Sociedade e Agricultura, 24(2):497-522.

Carvalho, W. P., Carvalho, G. J., Abbade Neto, S. O. & Teixeira, L. G. V. (2014). Alelopatia de extratos de adubos verdes sobre a germinação e crescimento inicial de alface. Bioscience Journal, 30(3):1-11. Supl. 1.

Carvalho, W. P., Teixeira, L. G. V., Abbade Neto, D. O., Moreira, J. M. S. & Cunha, C. E. (2016). Alelopatia de resíduos de plantas de cobertura no controle de braquiária cv. Marandu. Revista Brasileira de Biociências, 14(2):60-69.

Costa, E. M., Cavalcante, U. R., Silva, A. M., Pereira, L. S., Ventura, M. V. A., Carvalho, N. M. & Franco, H. P. (2019). Efeito alelopático de extratos aquosos de mangueira sobre a germinação e crescimento das plântulas de alface. Ipê Agronomic Journal, 3(1):47-58.

Dabague, I. C. M., Deschamps, C., Mógor, A. G., Scheer, A. P. & Côcco, L. (2011). Teor e composição de óleo essencial de rizomas de gengibre (Zingiber officinale Roscoe) após diferentes períodos de secagem. Revista Brasileira de Plantas Medicinais, 13(1):79-84.

Dias, V. V., Schultz, G., Schuster, M. S. & Révillion, J. P. (2015). O mercado de alimentos orgânicos: um panorama quantitativo e qualitativo das publicações internacionais. Ambiente & Sociedade, 18(1):161-182.

Ferreira, M. C., Souza, J. R. P. & Faria, T. J. (2007). Potencial alelopático de extratos vegetais na germinação e no crescimento inicial de picão-preto e alface. Ciência e Agrotecnologia, 31(4):1054-1060.

Ferreira, A. G. & Aquila, M. E. A. (2000). Alelopatia: uma área emergente da ecofisiologia. Revista Brasileira de Fisiologia Vegetal, 12:175-204. Edição Especial.

Heap, I. The International Herbicide-Resistant Weed Database (2020). http://www.weedscience.org/. Acesso em 05 jan. 2021.

Hister, C. A. L., Trapp, K. C., Tedesco, S. B. (2016). Potencial alelopático e antiproliferativo de estratos aquosos das folhas de Psidium cattleianum Sabine sobre Lactuca sativa L. Revista Brasileira de Biociências, 14(2):124-129.

Jardim, M. F. A., Furlan, L. C. O., Carvalho, I. S., Barbosa, L. N., Otutumi, L. K., Jacomassi, E., Germano, R. M. & Soares, A. A. (2019). Atividade antibacteriana e antioxidante dos extratos aquosos das folhas e dos rizomas de Zingiber officinale Roscoe cultivado no horto medicinal da UNIPAR. Brazilian Journal of Developmeny, 5(10):18292-18309.

Justo, O. R., Moraes, A. M., Barreto, G. P. M., Mercadante, A. Z. & Rosa, P. T. V. (2008). Avaliação do potencial antioxidante de extratos ativos de plantas obtidos por extração com fluido supercrítico. Química Nova, 31(7):1699-1705.

Klein, F. R. S., Martinazzo, E. G., Pedó, T., Aumonde, T. Z. & Villela, F. A. (2014). Performance de sementes e plântulas de alface sob ação alelopática de extratos de raízes de ginseng brasileiro. Tecnologia, Ciência e Agropecuária, 8(5):39-43.

Labouriau, L. G. & Agudo, M. (1987). On the physiology of seed germination in Salvia hispanica L. I. temperature effects. Anais da Academia Brasileira de Ciências, 59(1/2):37-56.

Liu, Y., Liu, J. & Zhang, Y. (2019). Research progress on chemical constituents of Zingiber officinale Roscoe. Biomed Research International, 2019:5370823.

Lorensi, C. A., Passamani, B. R., Ponce, M. M. & Ethur, L. Z. (2017). Alelopatia de extratos vegetais na germinação e crescimento inicial do tomateiro. Enciclopédia Biosfera, 14(25):185-195.

Lorenzi, H. Plantas daninhas do Brasil: terrestres, aquáticas, parasitas e tóxicas. (2008). Nova Odessa, SP: Plantarum. 672p.

Maguire, J. D. Speed of germination-aid in selection evaluation for seedling emergence and vigour. Crop Science, 2(2):176-177.

Novais, D. B., Souto, J. S., Souto, P. C., Leonardo, F. A. P. & Barroso, R. F. (2017). Efeito alelopático dos extratos aquosos de folhas e raízes de Luetzelburgia auriculata L. sobre a germinação de alface. Agropecuária Científica no Semiárido, 13(3):247-254.

Oliveira, U.O., Rodrigues, A. S., Cardoso, E. S. & Rossi, A. A. B. (2018). Efeito alelopático de extratos aquosos de Persea americana Mill. sobre a germinação e desenvolvimento inicial de Lactuca sativa L. Ensaios e Ciências, 22(2):148-151.

Parente, K. M. S., Parente Filho, E. G. & Silva, E. V. (2015). Alelopatia de Ziziphus joazeiro Mart. sobre Lactuca sativa L. and Lycopersicon esculentum Mill. Revista Fitos, 9(2):79-86.

Pereira, R. J. & Cardoso, M. das G. (2012). Metabólitos secundários vegetais e benefícios antioxidantes. Journal of Biotechnology and Biodiversity, 3(4):146-152.

Pires, N. M. & Oliveira, V. R. Alelopatia. In: Oliveira Jr, R. S., Constantin, J. & Inoue, M. H.(ed.). (2011). Biologia e Manejo de Plantas Daninhas. Curitiba: Omnipax.

R Core Team (2020). R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. https://www.R-project.org/.

Raimundo, M. G. M. (org). (2017). Sabores da horta: do plantio ao prato. São Paulo: Coordenadoria de Desenvolvimento do Agronegócio. 44p.

Ranal, M. A. & Santana, D. G. (2006). How and why to measure the germination process? Brazilian Journal of Botany, 29(1):1-11.

Reigosa, M., Gomes, A. S., Ferreira, A. G. & Borghetti, F. (2013). Allelopathic research in Brazil. Acta Botania Brasilica, 27(4):629-646.

Rizzi, E. S., Pereira, C. L., Abreu, C. A. A., Silva, B. C. F. L., Fernandes. R. M., Oliveira, A. K. M. & Matias, R. (2016). Allelopathic potential and phytochemistry of cambarazinho (Vochysia haenkeana (Spreng.) Mart.) leaves in the germination and developmente of lettuce and tomato. Bioscience Journal, 32(1):98-107.

Santos, L. M. L. & Gonçalves, A. H. (2020). In vitro phytotoxicity of Mikani laevigata Schultz Bip. ex Baker extracts on Lactuca sativa L. and Bidens pilosa L. Revista Biotemas, 33(2):1-10.

Santos, M. F., Santos, L. M. L., Duarte, G. N. & Gonçalves, A. H. (2018). Potencial alelopático do extrato aquoso de Mimosa pudica L., sobre o crescimento inicial de Lactuca sativa L. Conexão Ciência (Online), 13(4):29-45.

Santos, S., Moraes, M. L. L. & Rezende, M. O. O. (2007). Allelopathic potential and systematic evaluation of secondary compounds in extracts from roots of Canavalia ensiformis by capillary electrophoresis. Eclética Química, 32(4):13-18.

Sartor, L. R., Lopes, L., Martin, T. N. & Ortyz, S. (2015). Alelopatia de acículas de pínus na germinação e desenvolvimento de plântulas de milho, picão preto e alface. Bioscience Journal, 31(2):470-480.

Silva, E. S., Machado, M. A. B. L. & Albuquerque, K. A. D. (2018). Efeito alelopático de extrato aquoso de folhas de Tabebuia aurea (Silva Manso) Benth. & Hook F. Ex S. Moore sobre a germinação de sementes de Lactuca sativa L. Revista Ouricuri, 8(2):10-25.

Silva, J. P., Rocha, K. B. & Rocha, J. H. T. (2018). Alelopatia de Eucalyptus spp. na germinação de sementes agrícolas. Revista Científica Eletrônica de Engenharia Florestal, 31(1):1-9.

Silva, L. L. A., Agra Neto, A. C. & Barbosa, U. N. (2019). Avaliação do potencial alelopático do extrato aquoso de Passiflora alata Curtis na germinação de Lactuca sativa L. Brazilian Journal of Development, 5(11):26361-26366.

Souto, J. S., Borges, C. H. A., Medeiros, W. P., Leonardo, F. A. P., Souto, P. C. & Souto, L. S. (2015). Potencial alelopático do extrato aquoso de folhas de moringa na germinação e no crescimento inicial de alface. ACSA, 11(2):55-60.

Souza, G. S., Bonilla, O. H., Chaves, B. E., Lucena, E. M. P. & Silva, C. S. (2017). Potencial alelopático de seis espécies do gênero Croton L. na germinação de alface e tomate. Iheringia- Série Botânica, 72(2):155-160.

Souza, J. P., Sarturi, L., Abreu, A. R., Sousa, T. A. & Geron, V. L. M. G. (2019). Breve relato sobre os efeitos terapêuticos do gengibre (Zingiber officinale Roscoe). Revista Científica da Faculdade de Educação e Meio Ambiente, 10(1):44-53.

Taiz, L. & Zeiger, E. (org). (2013). Fisiologia Vegetal. 5. ed. Porto Alegre: Artmed. 954p.

Taiz, L., Zeiger, E., Moller, I. M. & Murphy, A. (org). (2017). Fisiologia e Desenvolvimento Vegetal. 6. ed. Porto Alegre: Artmed. 858p.

Takano, H. K., Oliveira Junior, R. S., Constantin, J., Braz, G. B. P., Franchini, L. H. M. & Burgos, N. R. (2016). Multiple resistance to atrazine and imazethapyr in hairy beggarticks (Bidens pilosa). Ciência e Agrotecnologia, 40(5):547-554.

Uhlmann, L. A., Oliveira, R. J. & Santos, M. G. (2018). Efeitos alelopáticos de extratos vegetais de Hancornia speciosa Gomes na germinação de Lactuca sativa L. Fitos, 12(2):147-160.

Published

13/07/2022

How to Cite

CARDOSO, E. dos S.; ROSSI, A. A. B.; PEDRI, E. C. M. de; ZORTÉA, K. Évelin M. .; FERREIRA, E. L. .; SANTOS, L. L. dos. Allelopatic activity of Zingiber officinale Roscoe in the germination and initial development of Bidens pilosa and Lactuca sativa L. . Research, Society and Development, [S. l.], v. 11, n. 9, p. e40011932006, 2022. DOI: 10.33448/rsd-v11i9.32006. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/32006. Acesso em: 27 sep. 2022.

Issue

Section

Agrarian and Biological Sciences