Aspectos fisiológicos e extração de sódio e nutrientes por Atriplex nummularia em resposta à adubação nitrogenada e fosfatada

Abstract

Os solos afetados por sais têm aumentado nos últimos anos. A proporção dessas áreas pode continuar aumentando em consequência do manejo inadequado e das alterações climáticas. Alternativas de recuperação devem ser incessantemente estabelecidas e suas técnicas aprimoradas. A fitorremediação tem difundido-se como técnica viável e promissora. Nesse sentido, Atriplex nummularia é umas das principais halófitas com potencial de fitoextração. Foram dados três enfoques para avaliar planta e solo. Os três enfoques basearam-se em desenho experimental constituído por um arranjo fatorial 2 x 5, correspondendo a duas doses de fósforo (0 e 134 mg dm-3) e cinco doses de nitrogênio (0, 20, 40, 60 e 80 mg dm-3), dispostos em blocos casualizados com quatro repetições. Mudas foram transplantadas com 60 dias de idade e monitoradas sob baixa disponibilidade hídrica no solo (-70 kPa) por 80 dias. No primeiro enfoque, com o objetivo de avaliar o comportamento fisiológico na fase de captação de energia luminosa da fotossíntese, realizaram-se medidas de fluorescência da clorofila a com um FluorPen FP 100 (Photon Systems Instruments) em folhas adaptadas ao escuro com pulso saturante de luz 3.000 μmol m-2 s-1. Analisaram-se os dados a partir do teste-JIP e da cinética da curva do transiente entre as fases O e J normalizada, e em adição, calculada a diferença cinética (ΔWOJ) para observar a formação da banda-K. Houve formação de banda-K nas plantas cultivadas com adubação fosfatada, indicando a inativação do complexo de evolução de oxigênio, por síntese de ATP em demasia, bloqueando o fluxo de prótons e elétrons durante o fotossistema II. A banda-K indica um desequilíbrio no processo fotossintético, evidenciando o efeito negativo do excesso de P em plantas de atriplex. No segundo enfoque, objetivando avaliar a condutância estomática, potenciais hídricos, atividade de enzimas do estresse oxidativo e proteínas solúveis, realizaram-se medições de condutância estomática em diferentes horários do dia. Dados de potencial hídrico da planta foram coletados no período de máximo turgor foliar, utilizando-se câmara de Scholander. Coletaram-se folhas para determinação de potencial osmótico, atividade das enzimas catalase e peroxidase do ascorbato e proteínas solúveis. No período das 21 às 22 h, a gs foi mais elevada na presença de P. A gs medida a cada hora do dia das 6 às 22 h foi menor na maior dose de N. Isso indica que N é mais efetivo na redução da condutância estomática, favorecendo a tolerância ao déficit hídrico. No terceiro enfoque, objetivou-se avaliar a produção de matéria seca, a capacidade de extração de sódio e a absorção de nutrientes pela halófita. Para isso, as plantas foram colhidas para quantificação de produção e determinação de teores de Na e nutrientes em folhas, caules e raízes. Determinaram-se os teores de Na nas fases trocável e solúvel, dosando-o com fotômetro de chama. Houve diminuição de Na no extrato da pasta de saturação e no complexo de troca com o incremento de N no solo. O fornecimento de N potencializa a extração de Na e outros nutrientes pela Atriplex nummularia, podendo ser uma técnica viável a ser adicionada no plano de manejo para recuperação de solos afetados por sais pelo processo fitorremediação.

The salt affected soils have increased in recent years. The proportion of these areas may continue to increase as a result of inadequate management and climate change. Recovery alternatives should be established and continually improved their techniques. Phytoremediation has been promoting itself as a viable and promising technique. In this sense, Atriplex nummularia is one of the main halophytes with potential for phytoextraction. Three approaches were taken to evaluate plant and soil. The three approaches were based on experimental design consisting of a 2x5 factorial arrangement , corresponding to two levels of phosphorus (0 and 134 mg dm-3) and five nitrogen rates (0, 20, 40, 60 and 80 mg dm-3), arranged in a randomized block design with four replications. Seedlings were transplanted at 60 days of age and monitored under low water availability in the soil (-70 kPa) for 80 days. In the first approach, with the aim of evaluating the physiological behavior during the capture of light energy in the photosynthesis, there were measures of chlorophyll a fluorescence with a FluorPen FP 100 (Photon Systems Instruments) in dark adapted leaves with saturating pulse light 3,000 μmol m-2 s-1. We analyzed data from the JIP-test and the kinetics of the transient phases between O and J normalized curve, and additionally, the calculated kinetic difference (ΔWOJ) to observe the formation of the K-band. There were K-band formation in cultured with phosphate fertilizer plants, indicating the inactivation of oxygen evolution by ATP synthesis excessively complex, blocking the flow of protons and electrons for photosystem II. The K- band indicates an imbalance in the photosynthetic process, reflecting the negative effect of excess P in plants atriplex. In the second approach, to evaluate the stomatal conductance (gs), water potential, activity of enzymes of oxidative stress and soluble proteins, measurements were taken of stomatal conductance at different times of day. Database of plant water potential were collected at maximum leaf turgor, using a Scholander chamber. Leaves were collected for determination of osmotic potential, activity of catalase, ascorbate peroxidase and soluble proteins. In the period from 21 to 22 h, the gs was higher in the presence of P. The gs measured every hour of the day from 6 to 22 h was lower at the highest dose of N. This indicates that N is more effective in reducing stomatal conductance, favoring tolerance to water deficit. In the third approach, aimed to evaluate the dry matter production, the extraction capacity of the sodium and nutrient uptake by halophyte. For this, plants were harvested for quantification and the determination of production levels of Na and nutrients in leaves, stems and roots. We determined the levels of Na in phases soluble and exchangeable, dosing it with a flame photometer. Decreased Na in the saturated soil paste extract and exchange complex with the increase of N in the soil. The N supply enhances the extraction of Na and other nutrients by Atriplex nummularia, may be a viable technique to be added to the management plan for the recovery of salt affected soils by phytoremediation process.