Potencial hídrico foliar, trocas gasosas e crescimento em genótipos de Theobroma cacao L. submetidos à deficiência hídrica e adubação potássica

Abstract

O cacaueiro (Theobroma cacao L.) é uma espécie tropical amplamente cultivada no mundo, em especial para a elaboração do chocolate. Nos últimos anos períodos prolongados de estiagem vêm acontecendo frequentemente nos países produtores gerando grande prejuízo aos cacauicultores. No Brasil, recentemente períodos de seca tem gerado redução considerável na produção. Isto ocorre devido à grande sensibilidade que o cacaueiro apresenta à deficiência hídrica, prejudicando processos fisiológicos e morfológicos da planta, sobretudo em condições de estresse hídrico severo. Assim, a avaliação de genótipos que melhor tolerem a falta de água é de grande importância para futuros programas de melhoramento, além de ser relevante em um momento em que a cacauicultura brasileira vêm se expandindo para regiões não tradicionais como o semiárido brasileiro. Nesse contexto, a adubação potássica, que tem mostrado respostas positivas em diversas culturas quando submetidas à limitação hídrica, apresenta potencial de tornar-se importante para o cacaueiro. Diante do exposto, este trabalho teve como objetivo avaliar as alterações morfofisiológicas e a tolerância em resposta ao estresse hídrico em quatro genótipos de cacau (CCN-51, PS-13.19, CEPEC-2002 e PH-16) e sua resposta à adubação potássica. Dois experimentos foram montados em casa de vegetação. No primeiro, os genótipos foram submetidos a duas condições hídricas, sem déficit hídrico (SDH) e com déficit hídrico (DH) durante 12 dias, após um período de aclimação. Durante esse período de DH avaliou-se o potencial hídrico foliar (Ψw), condutância estomática (gs), taxa de assimilação de CO2 (A), transpiração (E), altura (H) e diâmetro do caule (DC), massa seca de folhas (MSF), massa seca de caule (MSC), massa seca raiz (MSC), área foliar total (AF), teor e conteúdo de nutrientes. Os valores de Ψw registrados aos 12 dias após a suspensão da irrigação foram de -1,45; -2,09; -2,30 e -1,86 MPa nos genótipos CCN-51, PS-13.19, CEPEC-2002 e PH-16, respectivamente, reduzindo significativamente a AF, biomassa total, conteúdo de N e Mg nas folhas dos genótipos CCN-51 e PH-16. As reduções da gs e E para todos os genótipos, foram a partir de -0,5 MPa enquanto que A iniciou seu decréscimo em valores de Ψw próximos a -1,0 MPa. Os genótipos CCN-51 e PH-16 apresentam mecanismos que lhes permitem manter valores altos de Ψw durante mais dias em relação aos genótipos PS-13.19 e CEPEC-2002, isto em detrimento de reduções da sua biomassa e AF. Nestes últimos genótipos, o estresse hídrico não prejudicou a parte aérea, mesmo em valores de Ψw inferiores a -2,0 MPa. No segundo experimento todos os genótipos foram adubados com doses crescentes de potássio (0; 60; 120 e 180 mg/dm3) e submetidas a dois ciclos de deficiência até que os valores de Ψw ficassem próximo de -1,5 MPa. Avaliações de trocas gasosas, H e DC foram realizados no primeiro ciclo de estresse hídrico. No segundo ciclo, além das trocas gasosas, H e DC, foram realizadas as avaliações de MSF, MSC, MSR, AF, teor e conteúdo de nutrientes. Durante o primeiro ciclo de DH, valores de Ψw próximos a -1,5 MPa foram alcançados aos 10 dias após a suspensão da irrigação, enquanto que no segundo ciclo, estes valores foram alcançados aos oito dias. De forma geral, a adubação potássica não teve efeito positivo sob as trocas gasosas mesmo em condições de adequada umidade no solo em ambos ciclos de DH. Ao final de cada ciclo de estresse os maiores valores de trocas gasosas sempre foram encontrados quando houve omissão de K, o que acarretou a uma menor área foliar das plantas, influenciando numa menor perda de água pela transpiração e, mantendo valores elevados de Ψw. Melhores respostas do K foram registradas na matéria seca até doses de 120 mg/dm3, para todos os genótipos avaliados, no entanto no genótipo PH-16 as variáveis de matéria seca do caule e raiz não foram influenciadas pela adubação potássica e, no genótipo CEPEC-2002 só a matéria seca do caule não registrou incremento significativo. Enquanto ao conteúdo de nutrientes, a adubação potássica gerou incremento dos macronutrientes (N, P, K, Ca e Mg) em todos os genótipos avaliados. De maneira geral os resultados mostram que a adubação potássica não tem efeito sobre os parâmetros fisiológicos e que estes foram influenciados pela redução do Ψw. Ao contrário, os parâmetros de crescimento foram as que mais influência tiveram pela adubação potássica.

The cacao tree (Theobroma cacao L.) is a tropical species worldwide cultivated especially for chocolate preparation. In recent years, prolonged periods of drought have often happened in producing countries generating great loss to cacao farmers. In Brazil, recent droughts events had caused considerable reduction in production due to great cacao sensitivity to water deficit, damaging plant physiological processes and growth, especially in severe water stress conditions. Thus, the evaluation of crop genotypes with more tolerance to the lack of water plays a important role for future breeding programs as well as is relevant nowadays, when the Brazilian cacao cultivation are expanding to non-traditional areas such as semiarid regions. In this context, potassium fertilizes have shown positive responses in different cultures when submitted to water limitations, and this can present great potential for cacao trees. This study aimed to evaluate the morphological and physiological changes and tolerance in response to water stress in four cacao genotypes (CCN-51, PS-13.19, CEPEC-2002 e PH-16) and its response to potassium fertilization. Two experiments were performed in a greenhouse. At first, the genotypes were submitted to soil moisture: without water deficit (SDH) and water deficit (DH) for 12 days. During the DH period was evaluated: the leaf water potential (Ψw), stomatal conductance (gs), Net CO2 assimilation (A), transpiration rate (E), height (H) and stem diameter (DC), leaves dry mass (MSF), stem dry mass (MSC), root dry mass (MSC), total leaf area (AF), level and nutrients content. Values of Ψw registered 12 days after the suspension of irrigation were -1.45; -2.09; -2.30 and -1.86 MPa in the CCN-51, PS-13.19, CEPEC-2002, and HP-16 genotypes respectively. There values reducing the AF, total biomass, N and Mg content in leaves of CCN-51 and PH-16 genotypes. Reductions in gs and E for all genotypes were verified since -0.5 MPa while decreasing of A began in Ψw values close to -1,0 MPa. Apparently CCN-51 and PH-16 genotypes have mechanisms to maintain high Ψw values for longer days compared to PS-13:19 and CEPEC-2002 genotypes although at the expense reductions of their biomass and AF. In genotypes PS-13.19 and CEPEC-2002, water stress did not affect aerial parts, even in Ψw values lower than -2,0 MPa. In the second experiment, all genotypes were fertilized with increasing doses of K (0, 60, 120 and 180 mg/dm3) and subjected to two water stress cycles. Gas exchange variables, H and DC were performed at the first water stress cycle. In the second cycle, in addition were also performed MSF MSC, MSR, AF, level and nutrients content assessments. During the first DH cycle, Ψw values close to -1,5 MPa were achieved 10 days after irrigation suspension, while in the second cycle these values were achieved in eight days. In general, potassium fertilization did not affect gas exchange variables even in adequate soil moisture conditions in both DH cycles. At the end of each water stress cycle major gas exchange variables values were always verified when K was omitted, which produce smaller plant leaf area and a reduced water loss by transpiration, maintaining high Ψw values. Best K answers were recorded in dry matter up to doses of 120 mg/dm3, for all genotypes, however the PH-16 genotype variables stem and root dry matter were not influenced by potassium fertilization, and the CEPEC-2002 genotype only the stem dry matter did not register significant increase. Regarding to nutrients content, the potassium fertilization increased a macronutrients (N, P, K, Ca and Mg) accumulation in all genotypes. In general, the results show that the potassium fertilizer has no effect on physiological parameters and were influenced by Ψw reduction. In contrast, growth parameters were the most influence by potassium fertilization.