Trabalho FE26 - Embrapa Algodão

ANÁLISE DE CRESCIMENTO E TROCAS GASOSAS EM DUAS CULTIVARES DE ALGODÃO
SUBMETIDAS A ESTRESSE HÍDRICO
Rejane Jurema Mansur Custódio Nogueira (Universidade Federal Rural de Pernambuco – UFRPE/
[email protected]), Eric Beserra de Melo Sousa (Universidade Federal Rural de Pernambuco –
UFRPE/[email protected]), Roseane Cavalcanti dos Santos (Embrapa
Algodão/[email protected]), Péricles de Albuquerque Melo Filho (Universidade Federal Rural de
Pernambuco – UFRPE/[email protected]), Emídio Cantídio de Oliveira Filho (Universidade
Federal Rural de Pernambuco – UFRPE/ [email protected]), Napoleão Esberard de Macedo
Beltrão (Embrapa Algodão/ napoleão@cnpa embrapa.br).
RESUMO - Duas cultivares de algodão herbáceo foram submetidas a 15 dias de estresse hídrico em
condições de casa de vegetação visando analisar as respostas fisiológicas quanto ao crescimento,
trocas gasosas e potencial hídrico foliar. A parcela constou de um vaso contendo solo adubado de
acordo com as necessidades da cultura. Em cada vaso deixaram-se duas plantas O delineamento
experimental foi inteiramente casualizado, em esquema fatorial (2x2), representado por duas cultivares
e dois regimes hídricos (Controle e suspensão de rega), com oito repetições. Aos 15 dias após a
suspensão de rega foram tomadas medidas da altura, número de folhas e diâmetro do caule,
transpiração, resistência difusiva, temperatura foliar, teor relativo de água e potencial hídrico foliar.
Ambas cultivares apresentaram variações significativas quando sob estresse, a 7MH, contudo,
demonstra maior potencial adaptativo, uma vez que apresenta maior grau de abertura estomática
quando situação de estresse, além de ter reduzido mais o potencial hídrico foliar para garantir o fluxo
de água do solo para as raízes.
Palavras-chave: Gossypium hirsutum L., Transpiração, Resistência difusiva, crescimento, resistência à
seca.
INTRODUÇÃO
A cultura do algodão é uma das principais atividades agrícolas, tanto aspecto social quanto
econômico, em nível nacional. Seu principal produto, a fibra, é de grande relevância no mercado têxtil,
e, por ser natural, tem sido responsável por várias melhorias tecnológicas abrangendo desde
demandas agronômicas até industriais.
No aspecto biológico, a planta do algodão é potencialmente produtiva, com capacidade para
produzir 17.500 kg ha-1 de algodão em caroço; sua produtividade efetiva, contudo, é relativamente
baixa, cerca de 3.000 kg ha-1 em média, devido a uma série de fatores internos e externos da planta e
do ambiente que contribuem para limitar sua produção (ROSOLEM, 1999). Entre os fisiológicos, cita-se
o ajustamento da planta às variações ambientais especialmente no período de floração e frutificação.
Altas temperaturas e indisponibilidade hídrica nestas fases contribuem para maior taxa de shedding e,
conseqüentemente, menor produção.
O programa de melhoramento genético da Embrapa tem gerado, há mais de três décadas,
várias cultivares de alto potencial produtivo e larga adaptação ambiental. Para a região Nordeste, um
dos maiores pólos de produção de fibra nacional, a indicação de cultivares adaptadas às condições de
alta temperatura e tolerantes ao estresse hídrico é de grande relevância para adoção da tecnologia.
Segundo Amorim Neto, et al. (1997) o algodoeiro herbáceo (Gossypium hirsutum, L. r. latifolium H.) é
uma das principais alternativas para a agricultura do semi-árido brasileiro, mas para que as cultivares
externem, em termos de produção, o seu potencial genético, é importante explorá-las em locais que
apresentem condições edafoclimáticas aptas ao seu crescimento e desenvolvimento.
No presente estudo, avaliou-se a tolerância ao estresse hídrico em duas cultivares de algodão,
elegendo respostas fisiológicas inerentes ao crescimento, trocas gasosas e potencial hídrico foliar, de
modo a indicar as de maior tolerância às condições de semi-árido.
MATERIAL E MÉTODOS
O experimento foi conduzido em casa de vegetação do Laboratório de Fisiologia Vegetal do
Departamento de Biologia da UFRPE, utilizando-se as cultivares 7MH e CEDRO, que foram semeadas
em vasos contendo solo previamente adubado em função das necessidades da cultura. Após 45 dias
de cultivo, procedeu-se a diferenciação dos tratamentos hídricos, onde metade dos vasos continuaram
recebendo rega diária e na outra, suspendeu-se as regas por 15 dias. O delineamento adotado foi
inteiramente casualizado, com arranjo fatorial (2x2), representado pelas cultivares CEDRO e 7MH e
dois regimes hídricos, com oito repetições. A unidade experimental foi constituída por duas
plantas/vaso, totalizando 32 plantas.
Após 15 dias de supressão hídrica, mensuraram-se as variáveis: altura da planta, diâmetro
do caule e número de folhas. A transpiração e resistência difusiva foram avaliadas entre 10 e 11h em
folhas completamente expandidas localizadas no terço médio superior da planta, com o auxílio do
porômetro de equilíbrio dinâmico, modelo LI-1600 da Licor INC. A temperatura foliar, com o auxílio do
termopar acoplado ao porômetro. Para a avaliação do potencial hídrico foliar utilizou-se as mesmas
folhas das avaliações porométricas, com o auxílio da câmara de pressão de Scholander, segundo a
metodologia descrita por Scholander et al. (1965).
As análises estatísticas foram realizadas utilizando-se o programa estatístico SAS –
Statistical AnalysisSystem (SAS Institute, 2000) e as médias comparadas pelo teste de Tukey a 5% de
probabilidade.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Medidas de crescimento
Não foi observada diferença significativa entre as cultivares, mas entre os tratamentos
hídricos aplicados a cada para todas as variáveis de crescimento avaliadas (Tabela 1). As plantas com
suspensão de rega apresentaram redução no crescimento na ordem de 34%, sendo mais acentuado
na 7MH.
Tabela 1: Variáveis de crescimento em duas cultivares de algodoeiro herbáceo, submetidas a 15 dias
de estresse hídrico, em casa de vegetação.
Cultivar
7MH
CEDRO
Trat.
Hídrico
Controle
Sem rega
Controle
Sem rega
Altura
(cm)
55,72 a
39,17 b
56,20 a
42,35 b
% de
redução
30
25
Nº de
Folhas
14,00 a
8,25 b
14,50 a
9,00 b
% de
redução
41
38
Diâmetro do % de
caule (cm) redução
0,660 a
0,452 b
32
0,722 a
0,456 b
37
*Médias seguidas pelas mesmas letras iguais nas colunas não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade.
Trocas Gasosas
A transpiração diferenciou significativamente os tratamentos estudados (Tabela 2), sendo .
verificado valor maior na 7MH do que na CEDRO com redução de 66% e 72,%, respectivamente, com
relação ao controle. Dessa forma, a cv. CEDRO, com 15 dias de suspensão de rega, apresentou
fechamento estomático, como estratégia de reduzir a transpiração, economizando água para seu
metabolismo. Por outro lado, 7MH mostrou-se mais adaptada, ao conseguir manter as trocas gasosas
nessas condições. Esse comportamento já havia sido observado por Sousa et al., 2007 (dados não
publicados), quando trabalharam com as respectivas cultivares sob condições hídricas favoráveis e
avaliaram a variação da abertura estomática em intervalos de 2h (7, 9, 11, 13, 15 e 17h). Os autores
comprovaram que a cv. 7MH durante todos os horários apresentou maiores taxas transpiratórias do
que a CEDRO.
A resistência difusiva foi diferenciada entre as cultivares com suspensão de rega, cujos
valores foram de 12,44 e 6,259 s cm-1, para as cv. CEDRO e 7MH, respectivamente (Tab. 2). Quanto à
temperatura das folhas, geralmente observa-se uma relação inversa com a transpiração. Esse
comportamento não foi verificado entre as cultivares e nem comprovada significativamente quando as
mesmas encontravam-se em situação de estresse hídrico. Para a razão Tar-Tfol houve diferença
significativa entre os tratamentos, sendo mais expressiva na CEDRO.
Tabela 2: Transpiração (E), resistência difusiva (Rs), temperatura foliar (Tf) em duas cultivares de
algodoeiro submetidas a 15 dias de estresse hídrico, em casa de vegetação.
Cultivar
Trat.
Hídrico
Controle
7MH
Sem rega
Controle
CEDRO
Sem rega
E
(mmol m-2 s1)
4,53 a
1,53 c
3,12 a
0,87 b
% de
redução
66
72
Rs
(s
cm-1)
1,88 b
6,26 a
3,41 b
12,44 a
% de
aumento
(ºC)
332
365
34,35 a
35,07 a
35,21 a
35,25 a
Tf
Tar –
% de
Tfol redução
(ºC)
1,51 a
0,71 b
0,26 a
0,07 b
53
73
*Médias seguidas pelas mesmas letras nas colunas não diferem significativamente entre si pelo teste de Tukey ao nível de
1% de probabilidade.
Teor relativo de água e Potencial Hídrico Foliar
Para o Teor relativo de água (TRA), foi observado diferença significativa entre os tratamentos
hídricos, com redução de 46% e 54 para 7MH e CEDRO, respectivamente, quando comparadas às
plantas controle (Tab. 3). Quanto ao potencial hídrico foliar (Ψf ), observou-se, de maneira geral, o
mesmo comportamento nas plantas estudadas, com valores altos antes do amanhecer (pré-dawn),
decréscimo nas avaliações feitas ao meio dia e recuperação ao anoitecer. Sob tratamento sem rega,
no horário de maior demanda evaporativa (meio dia) a cv. 7MH apresentou os menores valores (-4,23
MPa), seguida da cv. CEDRO (-3,33 MPa), enquanto que as plantas controle atingiram valores de
potencial de -1,50 e -1,33 MPa, respectivamente. Os maiores valores de Ψf para ambas as cultivares
sob estresse foram observados às 4h (-1,30 e -1,56 MPa para as cv. CEDRO e 7MH, respectivamente).
Tabela 3: Teor relativo de água - TRA (%) em duas cultivares de algodoeiro submetidas a 15 dias de
estresse hídrico, em casa de vegetação.
Cultivar
7MH
Trat. Hídrico
Controle
Sem rega
TRA
65,85 a
35,87 b
% de redução
46
CEDRO
Controle
Sem rega
75,16 a
34,39 b
54
*Médias seguidas pelas mesmas letras nas colunas não diferem significativamente entre si pelo teste de Tukey ao nível de
1% de probabilidade.
Considerando apenas os tratamentos hídricos, houve diferença significativa em todos os
horários para a cv. 7MH, exceto a meia noite (Tabela. 4). O potencial hídrico foliar pode variar em
função das condições climáticas do ambiente de cultivo, da disponibilidade hídrica do solo, da taxa
transpiratória e do ajustamento osmótico. Nesse caso, a maior redução do Ψf da 7MH, no horário de
maior demanda evaporativa deve estar relacionado com a umidade do solo e com a taxa de
transpiração, uma vez que não foi observado o fechamento estomático dessa cultivar. Por outro lado,
CEDRO conseguiu manter o potencial hídrico mais elevado em função do fechamento estomático.
Tabela 4: Curso nictimeral do potencial hídrico foliar (Ψw) em duas cultivares de algodoeiro,
submetidas a 15 dia de estresse hídrico, em casa de vegetação.
Cultivar
CEDRO
7MH
Trat. Hídrico
Controle
Sem rega
Controle
Sem rega
4h
-0,56 aA
-1,30 aC
-0,85 bB
-1,56 aC
Horário de Avaliação
12h
18h
-1,33 cA
-0,88 bB
-3,33 cB
-1,90 bC
-1,50 cA
-0,52 aA
-4,23 dC
-2,35 cD
0h
-0,78 abA
-1,66 bB
-0,85 bA
-2,03 bC
* Médias seguidas pelas mesmas minúsculas nas linhas e maiúsculas nas colunas não diferem entre si pelo teste de Tukey
a 5% de probabilidade
CONCLUSÃO
A cv. 7MH tem maior potencial adaptativo às condições de estresse hídrico, por apresentar maior grau
de abertura estomática quando situação de estresse, além de ter reduzido mais o potencial hídrico foliar
para garantir o fluxo de água do solo para as raízes.
CONTRIBUIÇÃO PRÁTICA E CIENTÍFICA DO TRABALHO
Esta pesquisa encontra-se em andamento e faz parte de um trabalho de Pós-graduação
envolvendo a Embrapa Algodão e a UFRPE, que estuda a tolerância ao estresse hídrico em cultivares
de elite da Embrapa, recomendadas para o Cerrado e Semi-Árido brasileiro. A identificação de
cultivares resistentes ou tolerantes ao estresse hídrico é de grande relevância para o melhoramento
desta fibrosa, podendo tal caráter ser repassado para linhagens avançadas via cruzamentos.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
AMORIM NETO, M. S.; MEDEIROS, J. C.; BELTRÃO, N. E. M.; FREIRE, E. C.; NOVAES FILHO, M. B.;
GOMES, D. C. Zoneamento para a cultura do algodão no Nordeste. II. Algodão herbáceo. Campina
Grande: EMBRAPA-CNPA, 1997. 31p. (EMBRAPA-CNPA. Boletim de Pesquisa, 35).
ROSOLEM, C.A. Ecofisiologia e manejo cultural do algodoeiro. In: Mato Grosso: liderança e
competitividade. Rondonópolis: Fundação MT; Campina Grande: Embrapa CNPA. 1999. 182p.
(Fundação MT. Boletim, 3).
SCHOLANDER P. F.; HAMMEL H. T.; HEMINGSEN E. A.; BRADSTREET E. D. Hydrostatic pressure
and osmotic potentials in leaves of mangroves and some other plants. Proceedings of National
Academy Science, v. 51, p. 119-125, 1965.