Área: Fisiologia vegetal
ATIVIDADE FOTOSSINTÉTICA EM GENÓTIPOS DE FEIJÃO CAUPI
SUBMETIDOS A DIFERENTES DOSES DE ADUBAÇÃO FOSFATADA
José Marcelo Cordeiro Possas1; Francisco das Chagas Fernandes Maia Filho2; Lúcia Helena Garófalo
Chaves3; Ronaldo do Nascimento3; Klebson Santos Brito2; Rennan Fernandes Pereira2
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Doutorando em Engenharia Agrícola, Universidade Federal de Campina Grande, Av. Aprígio Veloso 882, Campina Grande, PB. E-mail:
[email protected].
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Mestrando em Engenharia Agrícola, Universidade Federal de Campina Grande, Rua Aprígio Veloso 882, Campina Grande, PB
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Professor(a) Dr.(a) da Universidade Federal de Campina Grande, Rua. Aprígio Veloso 882, Campina Grande, PB
Resumo – Objetivou-se neste trabalho avaliar a atividade fotossintética em três genótipos (G) de feijão caupi
(G1 = BRS-JURUÁ, G2 = MNC02-676F-1 e G3 = MNC03-737F-5-4), sob diferentes doses de adubação
fosfatada e em boas condições de disponibilidade hídrica. O experimento foi conduzido em casa de vegetação
utilizando-se delineamento experimental inteiramente casualizado sob arranjo fatorial (3 x 3) com três
repetições. Aos 57 dias após semeadura, foram avaliadas as trocas gasosas [fotossíntese (A), condutância
estomática (gs) e transpiração (E)]. Os genótipos expressaram variações nas trocas gasosas. O G3 foi o que
apresentou melhores respostas fisiológicas quanto a A, gs e E, além de apresentar uma melhor resposta a
adubação fosfatada sob as condições de cultivo estabelecidas.
Palavras-chave: fotossíntese, condutância estomática, transpiração.
Introdução
O feijão caupi [Vigna unguiculata (L.) Walp.], além de possuir grande importância alimentar, é fonte
geradora de emprego e renda. Rico em proteínas, minerais e fibras (Frota et al., 2008) constitui-se num
componente alimentar básico das populações rurais e urbanas das regiões Norte e Nordeste do Brasil.
O fósforo (P) é um elemento essencial no metabolismo das plantas, atuando nos processos de
transferência de energia da célula, na respiração e na fotossíntese, como componente estrutural dos ácidos
nucleicos de cromossomos, assim como de muitas coenzimas, fosfoproteínas e fosfolipídeos (Malavolta, 1980).
Decréscimos da ciclagem de P entre o citoplasma e o estroma, gerados por redução da absorção de P no
solo (Santos et al., 2006), podem levar a diminuições no consumo e na produção de ATP e NADPH, menor
carboxilação/regeneração de RuBP (Shubhra et al., 2004), decréscimo na expressão de genes relacionados à
fotossíntese (Lawlor & Cornic, 2002), fechamento estomático (Flügge et al., 2003) e menor condutância do
mesofilo (Lawlor & Cornic, 2002). Portanto, o resultado final seria o comprometimento da atividade
fotossintética das plantas, com possível redução de seu crescimento e desenvolvimento.
Para Larcher (2000), a deficiência de fosfato resulta em uma acumulação de assimilado (sacarose e
amido) no cloroplasto, deprimindo a fotossíntese até mesmo sob condições favoráveis. Por outro lado, altos
teores de fósforo no solo podem produzir efeitos antagônicos, induzindo à deficiência de zinco desde que esses
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altos teores estejam associados com reduzidas absorção e translocação de zinco, ferro e cobre (Borkert et al.,
1994).
O objetivo desta pesquisa foi avaliar como diferentes concentrações de fósforo no solo afetam a atividade
fotossintética em três genótipos distintos de feijão caupi sobre condições de boa disponibilidade hídrica .
Material e Métodos
O experimento foi realizado entre os meses de setembro e dezembro de 2012 em condições de casa de
vegetação no Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Campina Grande, Campina
Grande, PB (latitude 7º12'52” S; longitude 35º54'24” W e altitude média de 550 m). De acordo com a
classificação de Köppen, o clima predominante da cidade é do tipo As’ - quente e úmido com chuvas de outonoinverno. A precipitação pluviométrica está em torno de 700 mm anuais. A temperatura média anual é de 26 ºC,
com média das mínimas inferior a 22 ºC.
O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, com três repetições, em arranjo
fatorial 3 x 3 , sendo composto por três doses de fósforo (45; 90 e 135 kg ha-1 de P2O5) e três genótipos de feijão
caupi (BRS-JURUÁ - G1; MNC02-676F-1 - G2; MNC03-737F-5-4 - G3), cedidos pela Embrapa Meio Norte,
localizada na cidade de Teresina-PI, totalizando 27 unidades experimentais. Cada unidade experimental constou
de um vaso de plástico com 12 kg de solo, previamente seco ao ar e peneirado.
O material utilizado foi um solo de textura franco arenoso, coletado na camada de 0,20 m de
profundidade, com as seguintes características químicas determinadas pelos métodos adotados pela EMBRAPA
(1997): pH (H2O) = 4,82; Ca = 0,51 cmolc kg-1; Mg = 0,20 cmolc kg-1; Na = 0,05 cmolc kg-1; K = 0,18 cmolc kg1
; H + Al = 0,56 cmolc kg-1; MO = 0,2 g kg-1; P = 5,4 mg kg-1. Para a neutralização da acidez deste solo, o
mesmo foi incubado com a quantidade necessária de calcário (PRNT=95%) para elevar o pH de 4,8 a 6,5.
Transcorridos 30 dias do início da incubação, o solo foi adubado com fósforo, de acordo com os
tratamentos (1; 2 e 3 gramas para cada unidade experimental) e com potássio, de acordo com a recomendação
de adubação para ensaios em vasos correspondente a 3,6 gramas de cloreto de potássio em cada unidade
experimental (Novais et al., 1991). Após a adubação foi realizada a semeadura deixando, após o desbaste,
apenas uma planta por unidade experimental, o qual ocorreu no décimo dia após a semeadura (DAS). Dois dias
após o desbaste foi aplicado, como fonte de nitrogênio, 2,7 g de uréia por unidade experimental conforme
Novais et al. (1991).
As irrigações foram realizadas diariamente com água proveniente da rede de abastecimento do campus da
UFCG (CE = 0,7 dS m-1) até ser efetuado o desbaste; a partir daí as plantas foram irrigadas em dias alternados,
sempre procurando manter o solo próximo a capacidade de campo.
As trocas gasosas foram avaliadas aos 57 DAS, que correspondeu aproximadamente a 70% do
crescimento vegetativo. Nesta ocasião foram determinadas através do analisador de gás no infravermelho
(IRGA) LCpro+ (Analytical Development, Kings Lynn, UK) com fonte de luz constante de 1.200 emol de fótons
m-2 s-1 a fotossíntese (A), a condutância estomática (gs) e a transpiração (E).
Os resultados foram submetidos à análise de variância e quando ocorreram diferenças significativas, as
médias foram comparadas pelo teste de Tukey (variáveis qualitativas) ao nível de 5% de significância e análise
de regressão (variáveis quantitativas). As análises estatísticas foram realizadas utilizando-se do programa
estatístico SISVAR (Ferreira, 2008).
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Resultados e Discussão
A fotossíntese, a condutância estomática e a transpiração foram influenciadas a 5%, 1% e 5% de
probabilidade, respectivamente, pelos diferentes genótipos. As doses de fósforo influenciaram significativamente
apenas na fotossíntese, a 1% de probabilidade e não houve efeito significativo da interação entre os tratamentos
sobre nenhuma variável analisada (Tabela 1).
Tabela 1. Resumo da análise de variância para as variáveis: Fotossíntese, condutância estomática e transpiração.
Variável analisada: Fotossíntese (µmol CO2 m-2 s-1)
Fonte de variação
GL
Quadrado médio
Genótipo (G)
2
26,51*
Dose de P2O5 (DP)
2
51,54**
G x DP
4
10,05ns
CV (%) = 18,98
Variável analisada: Condutância estomática (mol H2O m-2 s-1)
Fonte de variação
GL
Quadrado médio
Genótipo (G)
2
0,01478**
Dose de P2O5 (DP)
2
0,00547ns
G x DP
4
0,00377ns
CV (%) = 27,68
Variável analisada: Transpiração (mol H2O m-2 s-1)
Fonte de variação
GL
Quadrado médio
Genótipo (G)
2
0,4893*
Dose de P2O5 (DP)
2
0,1569ns
G x DP
4
0,1198ns
CV (%) = 16,67
(**) Efeito significativo a 1% e (*) a 5% de probabilidade pelo teste F; ns: não significativo.
Avaliando-se a fonte de variação genótipo, observa-se que a maior taxa fotossintética, com média de
12,95 μmol CO2 m-2 s-1, foi observada no genótipo 3 (MNCO3-737F-5-4) seguida pelos genótipos 1 (BRSJURUÁ) e 2 (MNC02-676F-1) caracterizados com a fotossíntese média de 9,53 e 10,93 μmol CO2 m-2 s-1,
respectivamente (Figura 1A). A diferença entre genótipos pode ser explicada pelo fato de que a capacidade
fotossintética é uma característica intrínseca de cada espécie vegetal, ocorrendo diferenças entre espécies e
dentro das espécies entre cultivares e até genótipos.
Similar ao encontrado para a fotossíntese, o G3 também apresentou maiores valores para as variáveis
condutância estomática (gs) (Figura 1B) e transpiração (E) (Figura 1C), ou seja, em média os resultados obtidos
foram de 0,2222 e 1,96 mol H2O m-2 s-1, respectivamente. A gs é diretamente proporcional a abertura do poro
estomático e depende do formato e das propriedades da parede celular, os quais, provavelmente são distintos
entre os genótipos estudados. A maior abertura que pode ocorrer no poro estomático determina o limite máximo
da taxa de um fluxo de entrada de um gás. Sendo assim, a gs provavelmente apresenta uma relação diretamente
proporcional com a fotossíntese, pois uma maior abertura dos estômatos em plantas do ciclo C3, durante o dia e
com boa disponibilidade de água, favorece a entrada de CO2 que será utilizado na fase bioquímica da
fotossíntese. Uma maior abertura dos poros também proporciona uma maior transpiração foliar.
Em relação à fonte de variação dose de P2O5, os genótipos apresentaram as maiores taxas fotossintética
nas seguintes concentrações: 90 kg ha-1 de P2O5 (G1 = 11,02 μmol CO2 m-2 s-1 e G2 = 12,74 μmol CO2 m-2 s-1) e
135 kg ha-1 de P2O5 (G3 = 15,84 μmol CO2 m-2 s-1) (Figura 1D).
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Sabe-se que a disponibilidade de P afeta diretamente a ativação de algumas enzimas do ciclo de CalvinBenson, tais como a ribulose-1,5-bisfosfato carboxilase/oxigenase, frutose-1,6-bisfosfatase e a sedoheptulose1,7-bisfosfatase (Shubhra et al., 2004). A disponibilidade de fósforo pode provocar alterações na fotossíntese,
mesmo sobre boas condições de luminosidade, temperatura, CO 2 e água, entre outras, uma vez que o P atua
como agente formador da molécula de ATP, na fase fotoquímica da fotossíntese, que será utilizada na fase
bioquímica. Baixa produção de ATP afetará diretamente no crescimento das plantas.
Deficiência de fósforo acarreta baixa taxa de fotossíntese e em excesso, ou seja, além de uma dose ideal,
pode ocasionar decréscimo em função de causar desequilíbrio de outros minerais, bem como saturar a
capacidade de metabolismo da planta.
A
C
B
D
Figura 1. Fotossíntese (A), condutância estomática (B), transpiração (C) e efeito das doses de fósforo (45, 90 e
135 kg ha-1 P2O5) na taxa fotossintética em três genótipos de feijão caupi (D). Valores seguidos de mesma letra
não diferem estatisticamente pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade.
Sabe-se que uma disponibilidade ideal de fósforo no solo promove um melhor desempenho fotossintético,
induzido pela maior abertura estomática, ocasionando uma maior atividade fotoquímica e bioquímica nos
vegetais, que apresentam, dessa forma, maior disponibilidade de energia, na forma de carboidratos, para o
crescimento.
Conclusões
O genótipo 3 (MNCO3-737F-5-4) apresentou maiores valores para as variáveis: fotossíntese (12,95 μmol
-2
CO2 m s-1, em média), condutância estomática (0,2222 mol H2O m-2 s-1, em média) e transpiração (1,96 mol
H2O m-2 s-1, em média) sob condições de boa disponibilidade hídrica.
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O genótipo 3 apresentou melhor resposta a adubação fosfatada em relação a atividade fotossintética, sob
condições de boa disponibilidade hídrica, atingindo uma maior taxa de fotossíntese (15,84 μmol CO2 m-2 s-1) com
a dosagem de 135 kg ha-1 de P2O5.
Os genótipos 1 e 2 registraram maior fotossíntese sob a dose de 90 kg ha-1 de P2O5 (11,02 e 12,74 mol
H2O m-2 s-1, respectivamente).
Agradecimentos
Ao Conselho Nacional do Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) pela concessão da bolsa de
Doutorado e a Embrapa Meio Norte pela doação das sementes.
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