A aplicação foliar de Mn e Zn alivia efeitos negativos da hipóxia em plantas de eucalipto?

Abstract

O cultivo de eucalipto em regiões sujeitas a alagamentos pode gerar significativas perdas de produtividade. O presente trabalho foi realizado com o objetivo de compreender e avaliar o efeito da aplicação foliar de Zn e Mn na mitigação dos efeitos negativos da hipóxia em plantas de eucalipto. O experimento foi conduzido em delineamento em blocos casualizados, com 5 repetições. Os tratamentos foram combinados em arranjo fatorial (2³) com dois níveis de disponibilidade de oxigênio (com e sem hipóxia), com e sem a aplicação de Zn (0,1 g/L) e Mn (0,5 g/L). Foram cultivadas duas plantas por vaso contendo areia lavada, esterilizada e umedecida com solução nutritiva. Nos tratamentos submetidos à hipóxia, os vasos foram mantidos saturados com a solução de cultivo (a concentração de O 2 foi mantida abaixo de 4 mg L -1 ). Para os tratamentos sem hipóxia, as plantas receberam aeração normal. Após a imposição da hipóxia, foram quantificadas as trocas gasosas e variáveis de fluorescência da clorofila a de todos os tratamentos. Após 77 dias de experimento, folhas das plantas foram coletadas para quantificação da atividade de enzimas (SOD, catalase e peroxidases) e foi determinado o conteúdo de compostos do metabolismo primário e secundário (teores de clorofilas, açúcares solúveis, amido, proteínas solúveis totais e aminoácidos totais). Foi também colhida uma planta em cada parcela experimental, para determinação de massa seca da parte aérea e quantificação de Mn e Zn na biomassa. Em seguida, a aeração dos vasos foi reestabelecida e, após 69 dias de recuperação, as plantas restantes foram cortadas e tiveram seu crescimento avaliado. As plantas submetidas à hipóxia apresentaram maior teor de Mn e menor teor de Zn quando comparadas às plantas cultivadas em condições normais. Ao final do período de alagamento, as plantas que receberam aplicações foliares com Mn (principalmente) e Zn apresentaram maiores taxas fotossintéticas, quando comparadas àquelas dos tratamentos sem Mn e Zn. Embora a aplicação de Zn tenha promovido aumento das taxas fotossintéticas ao fim do período de hipóxia, o crescimento das plantas (nos tratamentos com e sem hipóxia) foi reduzido ao fim do experimento, indicando ter havido fitotoxidez na fase inicial do experimento. Após o período de recuperação, as plantas que receberam aplicação foliar com Mn apresentaram melhor crescimento. Palavras-chave: Hipóxia. Estresse hídrico. Eucalipto.

Flooding events are expected to increase in frequency and intensity with climate change. Yield losses caused by reduced oxygen availability, due to flooding events, are expected to increase in agriculture and forestry. Studies on the effect of mineral nutrition on plant responses to low oxygen availability are still scarce. In the present study we conducted a pot experiment to understand and evaluate the effect of foliar application of micronutrients (Mn and Zn) in mitigating the effects of low oxygen availability in eucalypt. The experiment was conducted in greenhouse conditions at Universidade Federal de Viçosa, Brazil. Treatments were combined in a factorial arrangement, with and without hypoxia, with and without foliar application of Zn (0.1 g/L) and Mn (0.5 g/L). The randomized blocks design was used, with five replicates. Each experimental unit consisted of 1 pot, containing washed sand and 2 eucalyptus plants (Eucalyptus urohphyla x Eucalyptus grandis hybrid). In the treatments with hypoxia, O 2 concentration was kept below 4 mg L-1. In the treatments without hypoxia the pots were maintained unsaturated. During the experiment, gas exchange (photosynthetic rate, stomatal conductance and internal CO 2 concentration) and chlorophyll A fluorescence variables were quantified using an infrared gas analyzer (IRGA – Infrared Gas Analyzer). After 77 days of experiment, plant leaves were collected to quantify the activity of antioxidant enzymes (superoxide dismutase, catalase and peroxidases) and compounds of the primary and secondary metabolism (contents of chlorophylls, soluble sugars, starch, total soluble proteins and total amino acids). One plant was also harvested in each experimental plot, for determination of shoot dry mass and quantification of Mn and Zn in the biomass. Aeration of the pots was reestablished and, after 69 days of recovery, the remaining plants were cut and their growth was evaluated. Plants submitted to hypoxia had a higher Mn content and a lower Zn content when compared to plants grown under normal aeration. At the end of the flooding period, seedlings that received foliar applications with Mn and Zn showed a higher photosynthetic rate when compared to treatments without Mn and Zn. Although Zn application contributed to increase plant photosynthetic rates at the end of the experiment, plant growth was reduced (treatments with and without hypoxia), indicating a possible phytotoxic effect in the initial phase of the experiment. Plants that received foliar application of Mn had higher growth after the period of hypoxia (i.e., during the recovery period). Keywords: Hypoxia. Water stress. Eucalyptus.