Metabolismo do nitrogênio em cafeeiro submetido a déficit hídrico e doses de nitrato

Abstract

A assimilação do nitrogênio é essencial para o crescimento e o desenvolvimento do cafeeiro, resultando em efeitos Importantes sobre a fitomassa e a produtividade final da cultura. Assim, como a maioria dos nutrientes, o nitrogênio é absorvido pelas raizes utilizando a água como meio de transporte, com isso, o estresse hídrico e o nitrogênio podem afetar direta e indiretamente diversos processos fisiológicos. O objetivo deste trabalho foi avaliar o metabolismo do nitrogênio em quatro variedades de cafeeiros (Coffea arabica L.) em fase vegetativa, submetidas ao déficit hídrico e doses de nitrato. O experimento foi conduzido em casa de vegetação, em esquema fatorial triplo (2 x 4 x 4), em delineamento de blocos ao acaso com três repetições. As unidades experimentais receberam as combinações de duas doses: alta (7 mmol/L NO3") e baixa (2,8 mmol/L NOs”) de nitrogênio, quatro potenciais hídricos (0; -0,4:; -0,8; e -1,6 MPa) e quatro variedades (Mundo Novo, Acauã, Catuai Vermelho e Catuaí Amarelo) com idade de seis meses. Para a indução do déficit hídrico foi utilizado PEG 6000 (Polietileno glicol). Foram coletadas amostras de tecido foliar e raizes finas para determinação da atividade das enzimas nitrato redutase (NR) e glutamina sintetase (GS), além da determinação da concentração de nitrato, de prolina livre, aminoácidos (A AS) e proteinas totais. O teor de nitrato, a atividade da NR e da Gs, concentração de prolina em raízes, e a quantidade de aminoácidos das quatro variedades estudadas apresentaram poucas diferenças em resposta ao déficit hídrico e às doses de N. Para NR foliar, houve diferenças entre variedades que independeram do déficit hídrico e da dose de N. Com relação às doses de N, notou-se que a dose alta promoveu maior concentração de AAS e proteinas nas folhas, maior atividade da NR e concentração de prolina em raizes. Independentemente de variedade ou dose de N, o déficit hídrico promoveu um aumento na concentração de prolina nas raizes. Em plantas jovens de café submetidas à dose NB, a baixa concentração de nitrato nas raizes e a baixa atividade da NR nas folhas não se alteram com déficit hídrico crescente, enquanto que a atividade da GS mostra incrementos lineares em resposta a incrementos no déficit hidrico. Em qualquer nível de déficit as plantas com boa nutrição nitrogenada apresentam maior concentração foliar de aminoácidos solúveis e de proteínas solúveis totais. Em plantas jovens de café sob estresse hídrico a prolina participa do ajustamento osmótico, sendo sua síntese nas raizes aumentada com o aumento do déficit hídrico, e maior em plantas bem supridas com N, do que naquelas sujeitas a baixas doses de N. As variedades Mundo Novo, Acauã, Catuaí Vermelho e Catuaíi Amarelo de modo geral não apresentaram respostas diferenciadas ao déficit hídrico.

Nitrogen uptake 1s essential for coffee growth and development, resulting in important effects on the biomass and final crop yield. Thus, like most nutrients, nitrogen 1s absorbed by the roots using water as a means of transport, so that water stress and nitrogen can directly and indirectly affect various physiological processes. The objective of this work was to evaluate nitrogen metabolism 1n four coffee varieties (Coffea arabica L.) m vegetative phase, submitted to water deficit and nitrate doses. The experiment was conducted 1n a greenhouse, mn a triple factorial scheme (2 x 4 x 4), m a randomized block design with three replications. Experimental units received combinations of two doses: high (7 mmol / L NO3) and low (2.8 mmol / L NO3”) of nitrogen, four water potentials (0; -0.4; -0.8; and -1.6 MPa) and four varieties (Mundo Novo, Acauã, Catuaí Vermelho and Catuaí Amarelo) aged six months. To induce water deficit was used PEG 6000 (Polyethylene glycol). Samples of leaf tissue and thin roots were collected to determine the activity of nitrate reductase (NR) and glutamine synthetase (GS) enzymes, as well as to determine the concentration of nitrate, free proline, amino acids (AAS) and total proteins. Nitrate content, NR and GS activity, root proline concentration, and amino acid content of the four varieties studied showed few differences 1n response to water deficit and N rates. For leaf NR, there were differences between varieties, which were independent of water deficit and N dose. Regarding N doses, it was noted that the high dose promoted higher concentration of AAS and protein 1n leaves, higher NR activity and proline concentration in roots. Regardless of N variety or dose, water deficit promoted an increase in proline concentration m the roots. In young NB coffee plants, low root nitrate concentration and low leaf NR activity do not change with increasing water deficit, while GS activity shows linear increases 1n response to water deficit increases. At any deficit level, plants with good nitrogen nutrition have higher leaf concentration of soluble amino acids and total soluble proteins. In young coffee plants under water stress proline participates in osmotic adjustment, its root synthesis being increased with increasing water deficit and higher in plants well supplied with N than 1n those subjected to low N doses. Mundo Novo, Acauã, Catuai Vermelho and Catuaí Amarelo generally did not show differentiated responses to water deficit.