Phosphate forms in plant and their internal buffering in five soybean cultivars

Abstract

Differences among plants in their ability to support nutritional stress periods may be caused by a differential vacuole capacity of ion storage and release and may also depend on the intensity of nutrient re-translocation under such conditions. In five soybean cultivars, submitted to eight days of P deprivation, the dry matter production and the contents of three phosphorus (P) forms - inorganic (Pi), organic (Po), and acid-soluble total (Pts) of different plant organs were determined. Pi release velocity (RSPi) was estimated as the tangent to the equations obtained for Pi f(t) at the point t = 2 days (the mean point in the period of greatest Pi decrease), considering that -dPi/dt expresses the rate of Pi release. The internal Pi buffering capacity (IBCPi) was calculated as the inverse of the RSPi. Cultivars' differences in size of the non-metabolic Pi pool, RSPi, and the ability to transport Pi from less to more actively metabolizing regions were evaluated. The preferential Pi source and sink compartments under limited P absorption conditions were also evaluated. The cultivar Santa Rosa showed the highest Pi storage ability when the external supply was high, and a more intensive release under low P supply conditions than IAC8 and UFV1. The cultivar Uberaba was superior to Doko in its ability to store and use Pi. In all cultivars, upper leaves and roots were the main sink of Pi stored in the middle and lower leaves. Roots and upper leaves showed larger RSPi and lower IBCPi values than middle and lower leaves.

Diferenças inter e intra-específicas na habilidade de suportar períodos de estresse nutricional podem dever-se à capacidade de armazenar e liberar íons dos vacúolos, e, ou, à intensidade de retranslocação de nutrientes em tais condições. Neste trabalho, pretendeu-se avaliar diferenças varietais quanto ao tamanho do "pool" não-metabólico de Pi; velocidade de liberação do Pi previamente armazenado (VLPi), quando o P citoplasmático cai a um valor limite; capacidade de transportar Pi de regiões menos ativas para aquelas mais ativas metabolicamente e definir compartimentos que são preferencialmente fontes e os que são preferencialmente drenos para o Pi, em condições de absorção limitada de P. Avaliaram-se a produção de matéria seca e os teores internos de Pi, orgânico (Po) e total solúvel em ácido (Pts), de diferentes órgãos de plantas dos cultivares de soja (Glycine max L. Merrill) Santa Rosa, Uberaba, IAC8, Doko e UFV1, submetidos a oito dias de omissão do elemento. A VLPi foi estimada como tangente às equações obtidas para Pi como função do perído de omissão no ponto médio do período de omissão em que houve maior decréscimo em Pi (zero a quatro dias de omissão de P), t = dois dias, considerando-se que -dPi/dt expressa a velocidade de liberação de Pi. A capacidade interna de tamponamento de Pi (CTIPi) foi calculada como o inverso da VLPi. O cultivar Santa Rosa apresentou maior capacidade de armazenar Pi, quando o suprimento externo foi alto, liberando-o mais intensamente sob condições de baixo suprimento de P que os cultivares IAC8 e UFV1. O cultivar Uberaba mostrou-se superior ao Doko em sua habilidade de armazenar e utilizar o Pi. Folhas superiores mostraram ser o principal dreno para o Pi armazenado em folhas medianas e inferiores, seguidas por raízes e caules. Raízes comportaram-se como fontes ou drenos para o Pi. Raízes e folhas superiores apresentaram maiores (VLPi) e menores valores de CTIPi que folhas medianas e folhas inferiores, sendo o caule o compartimento com menor VLPi e maior CTIPi. Dentre as variedades, as diferenças foram pequenas, destacando-se a maior VLPi e menor CTIPi do cultivar Santa Rosa. O cultivar Doko apresentou a menor VLPi e maior CTIPi, enquanto Uberaba, IAC8 e UFV1 ocuparam posição intermediária quanto a essas características.