Absorção dos íons amônio e nitrato e seus efeitos no

REVISTA DE BIOLOGIA E CIÊNCIAS DA TERRA
ISSN 1519-5228
Volume 10 - Número 2 - 2º Semestre 2010
Absorção dos íons amônio e nitrato e seus efeitos no desenvolvimento do girassol em
solução nutritiva
Petterson Costa Conceição Silva1, Joctã Lima do Couto2, Anacleto Ranulfo dos Santos3
RESUMO
Os íons NH4+ e NO3- são as principais fontes de absorção de N pelas plantas e a aplicação de
proporções desbalanceadas pode provocar alteração no crescimento e desenvolvimento da planta.
Sendo assim, este estudo teve como objetivo avaliar a dinâmica de N sob o efeito da influência de
diferentes proporções de NH4+ e NO3- no desenvolvimento da cultura do girassol. O experimento
foi conduzido em casa de vegetação da Universidade Federal do Recôncavo da Bahia, sob sistema
de cultivo hidropônico. Os tratamentos foram distribuídos nas seguintes proporções (NH4+ : NO3-):
100:0; 75:25; 50:50; 25:75; 0:100, seguindo a concentração sugerida pela solução de Hoagland &
Arnon com uma concentração única (210 mg.L-1 de N). Foram avaliadas as seguintes variáveis: a
altura da planta, comprimento e volume de raiz, teor de clorofila total, massa seca e as variações de
pH das soluções nutritivas. Verificou-se que a aplicação de amônio reduz significativamente o pH
da solução nutritiva e proporciona menores produções de massa seca da planta. A forma nítrica
promoveu maiores produções de massa seca da planta. O teor de clorofila da planta respondeu de
forma positiva para as proporções equilibradas em relação ao uso de uma única forma iônica.
Palavras-chave: Dinâmica de nutrientes, solução nutritiva, interação iônica.
Absorption of nitrate and ammonium ions and its effects on the development of
sunflower in nutrient solution
ABSTRACT
The ions NH4+ and NO3- are the main sources of N uptake by plants and the application of
unbalanced proportions can adversely affect the growth and development of the plant. Therefore,
this study was to evaluate the N dynamics under the effect of the influence of different proportions
of NH4+ and NO3- in the development of sunflower. The experiment was conducted in a greenhouse
at the Universidade Federal do Recôncavo da Bahia under hydroponic growing system. The
treatments were arranged in the following proportions (NH4+:NO3-): 100:0; 75:25; 50:50; 25:75;
0:100 following the concentration suggested by the solution of Hoagland & Arnon with a single
concentration (210 mg.L-1 N). We assessed plant height, length and root volume, total chlorophyll
content, dry matter and changes in pH of nutrient solutions. It was found that application of
ammonium significantly reduces the pH of the nutrient solution and provides lower yields of plant
dry matter. The nitrate form promoted highest yields of plant dry matter. The chlorophyll content of
the plant responded positively to the proportions balanced in relation to the use of only ionic form.
Keywords: Nutrient dynamics, nutrient solution, ionic interaction.
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1 INTRODUÇÃO
O nitrogênio (N) é considerado um dos
mais importantes fatores, após a deficiência de
água, que limita a produção de biomassa em
ecossistemas naturais. Alguns trabalhos
utilizando a cultura do girassol, desenvolvidos
no Cerrado Brasileiro sob adubação nitrogenada
mostram que os tratamentos sem N provocaram
uma redução de até 60 % na produtividade,
trabalhos com desordens nutricionais mostram
também que a omissão de N reduz
significativamente o desenvolvimento das
plantas, afetando o número de folhas, a altura, o
diâmetro do caule e a área foliar das plantas,
comprovando a importância do nutriente como
limitante no crescimento e na produção do
girassol.
A exigência nutricional do girassol é
superior à de outras culturas como trigo, sorgo e
milho, requerendo quantidade maior de
nitrogênio e outros macronutrientes (VIGIL,
2000).
Os íons NH4+ e NO3- são as formas
predominantes de N mineral disponível às
plantas. Nos solos a concentração de NH4+ é
baixa, devido sua rápida oxidação para NO3(SCHLOERRING et al., 2002). Na planta, as
formas, amoniacal (NH4+) e nítrica (NO3-)
possuem diferentes efeitos no crescimento, na
qualidade vegetal, na produção de biomassa e
na reprodução (LANE & BASSIRIRAD, 2002).
Algumas espécies de plantas têm preferência
pela absorção de N na forma amoniacal
(MALAGOLI et al., 2000).
Em algumas culturas, existe efeito
negativo do íon NH4+ sobre o crescimento, isso
se atribui à necessidade de utilização dos
carboidratos produzidos, prioritariamente, para
a rápida assimilação do amônio absorvido, com
vistas a evitar-se sua acumulação e
consequentes
problemas
de
toxicidade
relacionados a alterações no pH celular e
desbalanços iônico e hormonal, entre outros
(BRITTO & KRONZUCKER, 2002).
A absorção radicular de NH4+ depende
de sua única entrada, mediada por um
transportador, e quando ele é levado para dentro
da célula causa um desequilíbrio elétrico, com
isso ele faz com que a célula promova um fluxo
contrário de cargas positivas, a fim de alcançar a
neutralidade.
Durante exposições maiores ao íon NH4+
as células assimilam o amônio que absorveram,
gerando prótons (H+), que diminuem o pH
citoplasmático e estimulam a H+-ATPases a
bombear prótons para fora da célula,
principalmente H+, gerando acidez fora da
célula (HEDRICH & SCHOEDER, 1989).
O mecanismo de absorção de NO3ocorre somente na forma ativa, contra um
gradiente eletroquímico (WILLIANS &
MILLER, 2001). Transportar NO3- contra esse
gradiente requer muito gasto de energia
metabólica. O pH ótimo para a absorção de
NO3- é abaixo de 6, isso se dá presumivelmente
devido a maior disponibilidade de H+ para o cotransporte (EPSTEIN & BLOOM, 2004).
O pH em meio nutritivo apresenta uma
dupla importância: influi no equilíbrio
oxidação- redução e na solubilidade de vários
constituintes, bem como a forma iônica de
vários elementos e também influi nas raízes das
plantas,
especialmente
na
membrana
transportadoras de íons na epiderme e córtex da
raiz.
Para atingir as necessidades da planta, os
processos de mobilização induzidos pela raiz da
planta que ocorrem na rizosfera são essenciais
para
aumentar
a
concentração
de
micronutrientes individualmente na solução do
solo na rizosfera. Esses processos incluem
mudanças de pH e de potencial redox.
Este estudo teve como objetivo avaliar a
dinâmica de N sob o efeito da influência de
diferentes proporções de NH4+ e NO3- no
desenvolvimento da cultura do girassol.
2 MATERIAIS E MÉTODOS
O Experimento foi realizado em casa de
vegetação na Universidade Federal do
Recôncavo da Bahia durante o período de
outubro a dezembro.
A espécie utilizada foi o girassol
(Helianthus annuus L.), hibrido Hélio 360. As
plantas foram semeadas em bandejas de
plástico, utilizando areia lavada (com água de
torneira e posteriormente com água destilada
para a retirada da matéria orgânica, argilas e
minerais) como substrato de semeadura. As
mudas foram transplantadas quando atingiram 7
cm de altura na parte aérea para vasos de isopor
98
contendo 2,7 L de solução nutritiva com aeração
constante. Diariamente, em cada vaso, foi
realizada a reposição da água evapotranspirada
com água destilada.
O delineamento experimental utilizado
foi inteiramente casualizado com 3 repetições,
cada parcela experimental constará de 2 plantas.
Os tratamentos seguiram a concentração de N
sugerida pela solução de Hoagland & Arnon
(1938), concentração única de (210 mg.L-1 de
N) e foram fornecidas em 5 proporções de N
(NH4+ : NO3-): 100:0; 75:25; 50:50; 25:75;
0:100 (Tabela 1).
A solução nutritiva foi composta por
macronutrientes
e
micronutrientes
na
concentração conforme sugerido por Hoagland
& Arnon (1938) conforme a tabela 2, com pH =
5,6
(±1).
99
O desenvolvimento foi analisado a partir
das seguintes variáveis: comprimento da parte
aérea, raízes e volume de raiz. Foi observado
também o comportamento da soluções nutritivas
com a leitura da variação do pH das soluções
utilizando-se potenciômetro Denver Instrument
UP-25.
No final do experimento as plantas
foram coletadas e particionadas em folha, haste
e raiz, colocadas separadamente para secar a 65º
C em estufa de circulação de ar forçada até
obterem massa constante para que seja
calculado o rendimento de massa seca nos
diferentes componentes da planta.
pH das Soluções Nutritivas
Os tratamentos aplicados promoveram
mudança significativa no (P<0,01) no pH das
soluções nutritivas (Tabela 4). Onde houve a
aplicação de N na forma de amônio houve uma
grande redução no pH das soluções,
ocasionando uma diminuição de cerca de 25%
em relação ao pH inicial, levando-o à faixa de
indisponibilidade de alguns nutrientes essenciais
como: nitrogênio, fósforo, potássio, cálcio,
magnésio, entre outros. Porém no tratamento
onde não houve a presença do amônio o pH
cresceu consideravelmente em relação ao pH
inicial elevando o pH até a faixa de 6,29. Isso
provavelmente aconteceu, pois à medida que a
Os dados obtidos foram submetidos à
análise de variância com significância (P< 0,05)
e foi realizado o teste de médias (Tukey 5%)
empregando o programa estatístico SISVAR®
5.3 (Universidade Federal de Lavras).
3 RESULTADOS E DISCUSSÕES
A tabela 3 mostra o resumo da analise de
variância com os respectivos quadrados médios
referentes
às
variáveis
coletadas.
planta vai absorvendo NH4+ a célula é
estimulada a bombear prótons (H+) para fora da
célula, fazendo com que o se diminua o
potencial de hidrogênio a fim de restaurar a
neutralidade elétrica, o contrário ocorre quando
a planta sofre exposições maiores ao íon NO3-,
com ele a célula tende a liberar ânions (OH-)
para parte externa da célula.
Outra explicação é dada por Fernandes
(2006), onde ele diz que à medida que a planta
exsuda H+ para fora da célula ele absorve NH4+,
para o equilíbrio eletrostático diz também que a
planta absorve NO3- em via simporte com H+ no
mesmo transportador fazendo com que o pH
externo à célula aumente.
100
Comprimento de haste, raiz e volume
de raiz
O comprimento da parte aérea da planta
não apresentou variação significativa para os
tratamentos aplicados (P>0,05), porém os
tratamentos apresentaram efeito significativo
(P<0,01) para as demais variáveis: comprimento
de raiz e volume de raiz (Tabela 5). Para essas
variáveis a proporção somente com a aplicação
amônio (100:0) proporcionou um crescimento
reduzido em relação à proporção com aplicação
somente com nitrato, indicando possivelmente
preferência de absorção pela forma de nitrato,
assim como foi visto por Vale (1998) em
experimento com feijão.
101
Também se pode associar o menor
crescimento
das
plantas
cultivadas
exclusivamente com amônio com fatores
ligados à menor atividade fotossintética dessas
plantas, em virtude da ação negativa desse íon
(NH4+) sobre a condutância estomática na planta
em experimento com mandioca Cruz (2007). A
condutância estomática pode ter afetado
diretamente a abertura e fechamento estomático
para as plantas cultivadas apenas com amônio
interferindo na transpiração e fotossíntese e
assim comprometendo o crescimento da planta.
Teor de Clorofila
O teor de clorofila das plantas sofreu
influência
significativa
(P<0,01)
dos
tratamentos aplicados.
O tratamento na proporção 100:0 foi o
que apresentou menor teor de clorofila nas
folhas do girassol, isso possivelmente aconteceu
pela senescência precoce das plantas deste
tratamento, causada pela acidificação da solução
Massa seca de folha, haste e raiz
A produção de massa seca da planta foi
significativa
(P<0,01)
aos
tratamentos
aplicados. O tratamento com a proporção 100:0
(NH4+: NO3-) foi o que apresentou menor
incremento na massa seca nas folhas, haste e
raiz das plantas (Tabela 6). O aumento do
amônio demonstra efeitos negativos, seguindo a
mesma tendência observada nas variáveis de
fazendo com que cesse a absorção de nutrientes.
Raab & Terry (1994), diz que a acidificação do
meio provocada pela liberação de íons H+ faz
com que cesse a absorção de muitos nutrientes,
inclusive nitrogênio, nutriente que está presente
na composição da molécula de clorofila.
A figura 11 mostra que as plantas que
apresentaram melhor teor de clorofila foi as que
sofreram o tratamento com as duas formas
iônicas, mostrando assim que, as plantas
respondem de maneira negativa ao suprimento
de apenas uma forma de absorção de N.
Segundo Oliveira et al. (2007), os tratamento
com NH4+ e NO3- balanceados disponibilizam
mais N, o que eleva a produtividade. Lewis
(1982), diz que são encontrados melhores
resultados nas produções com a utilização das
duas formas de N na solução, e que se mostram
superiores ao uso de apenas uma delas.
Esse
acontecimento
pode
estar
relacionado ao aumento na dinâmica de
absorção
de
N
nas
duas
formas.
comprimento e volume de raiz. Este resultado se
difere do daquele obtido por Silveira (1981), em
trabalhos com Panicum maximum Jacq, no qual
se verifica aumento de massa seca com aumento
da proporção de amônio, ao se utilizar
condições diferentes do presente estudo.
Andrade (1994), em trabalhos com
capim colonião cultivar Vencedor verificou
reduções na produção de raízes com a utilização
de amônio como única fonte de N.
102
4 CONSLUSÕES
As variáveis de desenvolvimento foram
eficientes em caracterizar as variações no
suprimento dos íons NH4+ e NO3- e seus efeitos
na absorção de N na cultura do girassol.
A aplicação de amônio reduz
significativamente o pH da solução nutritiva.
O teor de clorofila da planta respondeu
de forma positiva para as proporções
equilibradas em relação ao uso de uma única
forma iônica.
A aplicação de N somente na forma do
íon NH4+ proporciona menores produções de
massa seca da planta.
A forma nítrica promoveu maiores
produções de massa seca da planta.
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1 - Graduando em Agronomia, CCAAB/UFRB, Cruz das
Almas, BA. *Autor correspondente.
E-mail: [email protected]
2 - Mestrando em Ciências Agrárias, CCAAB/UFRB,
Cruz das Almas, BA.
E-mail: [email protected]
3 - Prof. Dr., Solos e Nutrição de plantas,
CCAAB/UFRB, Cruz das Almas, BA.
E-mail: [email protected]
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