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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.64.2015.tde-30062015-105724
Document
Author
Full name
Bruno José Zanchim
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2015
Supervisor
Committee
Lavres Junior, José (President)
Ribeiro, Rafael Vasconcelos
Souza, Gustavo Maia
Title in Portuguese
Eficiência de uso de potássio e de água em genótipos de cana-de-açúcar
Keywords in Portuguese
Açúcares solúveis totais
Avaliação nutricional
Déficit hídrico
Trocas gasosas
Abstract in Portuguese
A cana-de-açúcar apresenta acentuada variação genotípica relacionada à eficiência de uso dos nutrientes, sendo que a abordagem desse assunto em pesquisas científicas prioriza os estudos relacionados ao nitrogênio (N) e fósforo (P). Porém, devido a essencialidade do potássio (K) como nutriente pela função exercida nas relações hídricas das plantas e sua importância na economia brasileira, pesquisas relacionadas à eficiência de uso de K podem auxiliar no desenvolvimento de genótipos mais eficientes, com implicações diretas no processo de eficiência de uso de água. No primeiro experimento (Experimento I), objetivou-se avaliar as mudanças morfológicas e fisiológicas promovidas pela redução do suprimento de K, em dois genótipos de cana-de-açúcar (SP90-3414 e SP83-2847), por meio da quantificação da área foliar; aspectos morfológicos do sistema radicular (comprimento total e superfície total de raízes); produção de biomassa de raízes e parte aérea; concentração e acúmulo de K nos tecidos vegetais; partição de fotoassimilados (porcentagem de açúcares solúveis totais [AST] e redutores [AR]); atividade da enzima redutase do nitrato (RNO3-); potencial da água na folha (?a) e parâmetros de trocas gasosas (taxa de assimilação de CO2 [A], condutância estomática [gs] e transpiração [E]). As concentrações de K empregadas na solução nutritiva foram de 1 e 6 mmol L-1, distribuídas conforme delineamento experimental de blocos completos ao acaso, utilizando-se esquema fatorial 2 x 2 (duas doses de K x dois genótipos de cana-de-açúcar), com cinco repetições. As doses promoveram diferenças quanto à absorção e uso do K pelos cultivares, promovendo alterações significativas no acúmulo desse elemento nos tecidos vegetais, na quantidade de açúcares solúveis totais e redutores nos tecidos, nos parâmetros morfológicos e produtivos da parte aérea e do sistema radicular, bem como nos atributos fisiológicos da fotossíntese e da redução do nitrato. No segundo experimento (Experimento II) objetivou-se avaliar a influência do déficit hídrico nos parâmetros morfológicos e fisiológicos das plantas, bem como estudar o comportamento desses parâmetros em função do aumento da concentração de K disponível no substrato. As análises tiveram como objetivo avaliar as relações hídricas das plantas e a interferência dessa condição hídrica nos processos de trocas gasosas, bem como relacionar os parâmetros de eficiência de uso de K (KUtE) com a eficiência de uso de água (EUA). O experimento foi conduzido em vasos contendo 8 dm3 de terra, o delineamento experimental também foi o de blocos completos ao acaso, utilizando esquema fatorial 2 x 2 x 2 (duas doses de K x dois regimes hídricos x dois cultivares), sendo utilizadas as doses de K de 1 e 6 mmolc dm-3 de terra, os regimes hídrico de 70% e 20% da capacidade máxima de armazenamento de água do solo e os genótipos SP90-3414 (suscetível) e SP83-2847 (tolerante ao estresse hídrico). Constataram-se incrementos nos parâmetros hídricos e de trocas gasosas dos cultivares desenvolvidos com adequado suprimento de K e submetidos ao déficit hídrico, indicando haver relação positiva entre a adubação potássica e a resistência das plantas de cana-de-açúcar submetidas a condição hídrica adversa. Ou seja, a eficiência de uso da água (EUA) no genótipo tolerante (SP83-2847) pode ser resultado direto da eficiência de uso de K (KUtE)
Title in English
Potassium and water use efficiencies in sugarcane genotypes
Keywords in English
Leaf gas exchange
Nutritional evaluation
Total soluble sugars
Water deficit
Abstract in English
Sugarcane has marked genotypic variation related to nutrient use efficiency, which in turn the approach of this subject in scientific research prioritizes studies related to nitrogen (N) and phosphorus (P), but due to the essentiality of potassium (K) as a nutrient, and its importance in the Brazilian economy, researches related to K use efficiency can help the development of efficient genotypes, which, because the K water relation functions in plants may have a direct relation in the water use efficiency. In the first experiment were evaluate the changes in morphological and physiological sugarcane genotypes (SP90-3414 and SP83-2847) promotes by the reduction of K concentration, the parameters were quantifying the leaf area; root system morphology (total length and total surface area of roots); biomass of roots and shoots; K concentration and accumulation in plant tissues; total soluble and reduced sugars percentage; activity of the enzyme nitrate reductase; leaf water potential and gas exchange parameters. The K concentrations used in the nutrient solution were 1 and 6 mmol L-1, distributed as experimental design of randomized complete block design, using a factorial 2 x 2 (two K rates x two sugarcane genotypes), with five replications. The rates caused differences in the K uptake efficiency by cultivars, triggering positive changes in their accumulation in plant tissues and the morphological and physiological parameters. The second experiment were to evaluated the influence of water deficit on morphological and physiological parameters of the plants and to study the behavior of these parameters according to the increase of the available K concentration. The analysis aimed to evaluate the water relations in plants and the water status interference in the gas exchange process, as well as relating the parameters of the K use efficiency with the efficiency of water use. The experiment was conducted in pots containing 8 dm3 of soil, the experiment was also conducted in a randomized block design, using a factorial 2 x 2 x 2 (two K rates x two water regimes x two sugarcane cultivars), and the K rates used was 1 and 6 mmolc dm-3 of soil, water regimes was 70% and 20% of field capacity and the genotypes were the same as the first experiment. The results shows improvements in water and gas exchange parameters of cultivars developed in high-level K and subjected to water deficit, showing a positive relationship between potassium fertilization and sugarcane plant resistance to adverse water condition. On average, the highest water use efficiency (WUE) of SP83-2847 tolerant genotype may result from potassium use ufficiency (KUtE)
 
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Publishing Date
2015-07-02
 
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  • SANTOS, E. F., et al. Photosynthesis rate, chlorophyll content and initial development of physic nut without micronutrient fertilization [doi:10.1590/S0100-06832013000500022]. Revista Brasileira de Ciência do Solo [online], 2013, vol. 37, p. 1334-1342.
  • CAMPOS, A.G., et al. Desenvolvimento inicial do pinhão-manso em função das omissões de micronutrientes. In 6º Simpósio Científico dos Pós-graduandos no CENA/USP, Piracicaba-SP, 2013. Agricultura e Recursos Ambientais: da pesquisa e tecnologia aos impactos da inovação.Piracicaba-SP : Associação de Pós-Graduandos do Centro de Energia Nuclear na Agricultura, 2013. Resumo. Dispon?vel em: http://www.cena.usp.br/apg/index.php/simposio.
  • FURLAN, F., et al. Leaf area and dry matter of four forage grasses of genus Urochloa subjected to doses of aluminum in nutrient solution. In 2013 International Annual Meetings of the 105th American Society of Agronomy, 58th Crop Science Society of America, and 77th Soil Science Society of America, Tampa-FL, 2013. Water, Food, Energy & Innovation for a Sustainable World.Madison-WI : ASA, CSSA, and SSSA, 2013. Abstract. Available from: http://https://www.acsmeetings.org/.
  • SANTOS, E. F., et al. Nitrogen and sulfur induced damages on the photosynthesis of physic nut during the early development. In 2013 International Annual Meetings of the 105th American Society of Agronomy, 58th Crop Science Society of America, and 77th Soil Science Society of America, Tampa-FL, 2013. Water, Food, Energy & Innovation for a Sustainable World.Madison-WI : ASA, CSSA, and SSSA, 2013. Resumo. Dispon?vel em: http://https://www.acsmeetings.org/.
  • SANTOS, E. F., et al. Omissão de macronutrientes no teor de clorofila e crescimento do pinhão-manso em condições controladas. In XXX Reunião Brasileira de Fertilidade do Solo e Nutrição de Plantas; XIV Reunião Brasileira sobre Micorrizas; XII Simpósio Brasileiro de Microbiologia do Solo; I Simpósio sobre Selênio no Brasil; IX Reunião Brasileira de Bilogia do Solo, Maceió-AL, 2012. FertBio2012.Viçosa : Sociedade Brasileira de ciência do Solo, 2012. Resumo.
  • SANTOS, E. F., et al. Testes bioquímicos e fisiológicos em pinhão-manso para previsão de desordens nutricionais de macronutrientes. In XXX Reunião Brasileira de Fertilidade do Solo e Nutrição de Plantas; XIV Reunião Brasileira sobre Micorrizas; XII Simpósio Brasileiro de Microbiologia do Solo; I Simpósio sobre Selênio no Brasil; IX Reunião Brasileira de Bilogia do Solo, Maceió-AL, 2012. FertBio2012.Viçosa : Sociedade Brasileira de ciência do Solo, 2012. Resumo.
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