Crescimento, Acúmulo de Biomassa e Potencial Osmótico na Parte Aérea e Radicular de Plantas de Tomateiro Submetidas a Condições Salinas.

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1 Crescimento, Acúmulo de Biomassa e Potencial Osmótico na Parte Aérea e Radicular de Plantas de Tomateiro Submetidas a Condições Salinas. Francisco Hevilásio F. Pereira 1, Dalmácio Espindula Neto 2, Denise do Carmo Soares 3, Marco Antonio Oliva 4. 1/ UFV, Estudante de pós-graduação do Departamento de Fitotecnia; 2/ UFV, Estudante de pós-graduação do Departamento de Engenharia Agrícola; 3/ UFV, Estudante especial de pós-graduação; 4/ UFV, Professor do Departamento de Biologia Vegetal, , Viçosa-MG. RESUMO O trabalho teve como objetivo avaliar o crescimento, o acúmulo de biomassa e variações no potencial osmótico entre a parte aérea e radicular de plantas de tomateiro cultivar Santa Clara submetidas a concentrações crescentes de NaCl cultivados em solução nutritiva. O experimento foi conduzido, em casa de vegetação da Unidade de Crescimento de Plantas (UCP) do Departamento de Biologia Vegetal da Universidade Federal de viçosa (DBV/UFV), no período de 02/10 a 21/11/2003. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, com quatro tratamentos (0, 50, 100 e 150 mm de NaCl) e três repetições. O número de folhas/planta e a massa seca da parte aérea, radicular (MSR) e total (MST) diminuiu com o aumento na concentração de NaCl. O potencial osmótico, tanto na parte aérea quanto nas raízes, diminuiu com o aumento nas concentrações salinas. A parte aérea manteve a mesma proporcionalidade de redução no potencial osmótico comparado às raízes, no entanto, com valores de potenciais osmóticos menores. Esse comportamento pode ser considerado uma estratégia adaptativa da espécie. PALAVRAS-CHAVE: Lycopersicon esculentum, estresse salino, osmoregulação. ABSTRACT Growth, biomass accumulation and osmotic potential in the shoot and root part of tomato plants under salt conditions. This work aimed evaluate the growth, the biomass accumulation and variations in the osmotic potential between the shoot part and radicular of tomato plants cultivar Santa Clara submitted to growing concentrations of NaCl cultivated in nutritive solution. The experiment was conduced in glasshouse of the Unit of Plants Growth (UPC) of the Department of Vegetable Biology of the Federal University of Viçosa, Minas Gerais, Brazil, in the period from 02/10 to 21/11/2003. The experiment was arranged in completely randomized design, with four treatments (0, 50, 100 and 150 mm of NaCl) and three repetitions. The leaf/plant number and the dry mass of the shoot part, radicular (MSR) and total (MST) decreased with

2 the increase in the concentration of NaCl. The osmotic potential, in the shoot part and in the roots, it decreased with the increase in the saline concentrations. The shoot part maintained the proportional reduction in the osmotic potential compared to the roots, however, with values of smaller osmotic potentials. That behavior can be considered a strategy adaptation of the species. KEYWORDS: Lycopersicon esculentum, saline stress, osmoregulation. A salinidade no solo e na água é causada por quantidades excessivas de sais solúveis, os quais proporcionam condições de estresse em várias espécies de plantas cultivadas (Dionísio-Sese & Tobita, 1998). Embora a ocorrência de solos salinos possa ser verificada nas mais distintas condições ambientais, este problema é mais freqüente nas regiões áridas e semi-áridas (Meloni, 1999; Henriques Neto, 2001). Nestas regiões, a salinidade tem sido apontada como um dos principais fatores responsáveis pela diminuição no crescimento e na produtividade das culturas (Meloni, 1999; Henriques Neto, 2001), tanto em condições de sequeiro quanto irrigadas. Existem três componentes do estresse salino que levam à redução do crescimento e produtividade das culturas: desbalanço nutricional, quando a alta concentração de Na + no solo reduz a disponibilidade de K +, Ca 2+ e Mg 2+, ou quando o Na + desloca o Ca 2+ ligado às membranas, alterando a sua integridade estrutural e funcional; toxidez por íons, quando o Na + em altas concentrações na planta interfere na estrutura e função de algumas enzimas, ou na função do K + como co-fator em várias reações; e efeito osmótico restringindo a absorção de água pelas raízes sob baixo potencial hídrico na solução do solo, o que pode ocasionar queda no potencial de turgescência das células, comprometendo o crescimento (Marschner, 1995). Sendo assim, o trabalho teve como objetivo avaliar o crescimento e o acúmulo de biomassa, bem como o potencial osmótico na parte aérea e radicular, como forma de determinar a capacidade de adaptação de plantas de tomateiro cv. Santa Clara submetidas a concentrações crescentes de NaCl cultivados em solução nutritiva. MATERIAL E MÉTODOS O experimento foi conduzido em solução nutritiva, em casa de vegetação da Unidade de Crescimento de Plantas (UCP) do Departamento de Biologia Vegetal da Universidade Federal de viçosa (DBV/UFV), no período de 2/10 a 21/11/2003, com o tomateiro cv. Santa Clara. As mudas utilizadas foram produzidas em caixas plásticas tendo como substrato areia. O transplante foi realizado quando as plantas apresentavam de 1 a 2 folhas definitivas. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, com quatro

3 tratamentos (0, 50, 100 e 150 mm de NaCl) e três repetições, sendo cada repetição constituída por duas plantas. As plantas foram expostas a salinidade adicionando-se a cada dois dias 50 mm até atingida a concentração final de 50, 100 e 150 mm. As concentrações de macro e micronutrientes na solução nutritiva seguiram recomendações de Hoagland & Arnon (1950). A solução nutritiva foi acondicionada em vasos plásticos com capacidade para 5 L, sendo o nível da solução arejada completada diariamente, com água deionizada e o ph ajustado para 6,5, no intervalo entre as trocas da solução, realizada duas vezes durante a semana. O arejamento da solução nutritiva foi efetuado por compressor automático mediante tubos plásticos e para fragmentação do ar foi utilizada uma pedra porosa em cada vaso. As avaliações foram realizadas 26 dias após o transplante (DAT). Nesta ocasião, três plantas foram coletas, separadas em parte aérea e raiz e posteriormente acondicionadas em saco de papel e colocado em estufa de circulação de ar forçada, a temperatura de 65 ºC, até massa constante, para determinação da massa seca. Outras três plantas foram separadas em parte aérea e raiz, acondicionada em sacos plásticos e armazenadas em freezer. Após o congelamento visando a perda da integridade das estruturas celulares e extravasamento dos solutos o potencial osmótico das partes aérea e radicular foram determinadas. Na determinação do potencial osmótico a seiva foi coletada por esmagamento das folhas ou raízes, em três plantas por tratamento, com auxílio de uma prensa, centrifugada e a leitura procedida em osmômetro Osmette, modelo 2007 (Precision Systems Ltda). Os dados foram submetidos à análise de variância e regressão, sendo ajustadas equações (lineares), sendo escolhida aquela com maior valor do R 2 e possível explicação biológica. RESULTADOS E DISCUSSÃO O número de folhas/planta (NFP) e a massa seca da parte aérea (MSPA), radicular (MSR) e total (MST) foi significativamente reduzida em plantas de tomateiro com o aumento na concentração de NaCl (Figura 1), sendo essa redução de 7,7, 23,1 e 35,9% no NFP, 9,7, 63,9 e 74,2% na MSPA, de 2,9, 37,6 e 63,2% na MSR e de 8,8, 60,7 e 72,8% na MST, quando as plantas foram submetidas a 50, 100 e 150 mm de NaCl, respectivamente. Redução geral no crescimento da planta, tanto da parte aérea quanto das raízes, tem sido um comportamento clássico verificado por diversos autores quando as plantas são submetidas ao estresse salino. Este comportamento é atribuído possivelmente a redução no potencial hídrico da solução externa gerado pelo efeito osmótico dos sais Na + e Cl - adicionados, dificultando a absorção de água pelas raízes das plantas e,

4 conseqüentemente, reduzindo a turgescência foliar. Como a água é um dos fatores essenciais para a expansão celular, a sua limitação implica em menor crescimento de células e tecidos. Outro fator que devemos considerar está relacionado a diminuição nas taxas fotossintéticas possivelmente devido ao comprometimento do complexo enzimático que compõem a fase carboxilativa causado pelo efeito tóxico das altas concentrações de sais, diminuindo assim a fixação do CO 2 (Meloni et al., 2003) e formação de esqueletos carbonados importantes no incremento da biomassa. Resultados semelhantes foram obtidos em algodoeiro com redução generalizada na produção de massa seca em todas as partes da planta com o aumento na concentração salina (Meloni et al., 2001). O potencial osmótico diminuiu significativamente com o aumento nas concentrações salinas na solução nutritiva, tanto na parte aérea quanto nas raízes. A parte aérea manteve a mesma proporcionalidade de redução no potencial osmótico comparado às raízes, no entanto, com valores de potenciais osmóticos menores (Figura 2). Esse tipo de comportamento pode ser considerado uma estratégia adaptativa da espécie em relação ao aumento da concentração salina na solução nutritiva, possibilitando melhor hidratação dos tecidos vegetais, retardando assim processos deletérios a planta. Decréscimo no potencial osmótico também foi verificado em algodoeiro com o aumento da concentração salina na solução nutritiva (Meloni et al., 2001). Os autores observaram que o abaixamento do potencial osmótico na planta, com a intensificação do estresse, certamente possibilitou a continuidade do processo de absorção de água pelas raízes, ajudando a manter o turgor da planta inalterado conforme foi observado pela diferença não significativa no comportamento do potencial de pressão. Isto é uma evidência clara que a planta de alguma foram se ajusta osmoticamente para conseguir obter água de uma solução com maior concentração de sais. AGRADECIMENTOS A FAPEMIG e ao CNPq pelo apoio financeiro. LITERATURA CITADA DIONISIO-SESE, M. L.; TOBITA, S. Antioxidant responses of rice seedlings to salinity stress. Plant Science, v. 135, p. 1-9, HENRIQUES NETO, D. Salinidade no algodoeiro. Viçosa, UFV, p. (Trabalho apresentado como exigência da disciplina Relações água-planta). HOAGLAND, D. R.; ARNON, D. I. The water culture method for growing plants without soils. Cal. Agric. Exp. Stat. Circ., v. 374, p. MARSCHNER, H. Mineral nutrition of higher plants. 2 ed., California: Academic Press, California, p.

5 MELONI, D. A. Composição mineral, relações hídricas, atividade fotossintética e crescimento em dois cultivares de algodoeiro submetidos a estresse salino. Viçosa: UFV, p. (Tese de Mestrado). MELONI, D. A., OLIVA, M. A., RUIZ, H. A., MARTINEZ, C. A. Contribution of proline and inorganic solutes to osmotic adjustment in cotton under salt stress. Journal of Plant Nutrition, v. 24, n. 3, p , MELONI, D. A.; OLIVA, M. A.; MARTINEZ, C. A.; CAMBRAIA, J. Photosynthesis and activity of superoxide dismutase, peroxidase and glutathione reductase in cotton under salt stress. Environmental and Experimental Botany, v. 49, p , Número de folhas/planta R²=0, Massa seca da parte aérea (g) 10 R²=0,

6 Massa seca da raiz (g) 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 R²=0,92 Massa seca total (g) 12 R²=0, Figura 1. Número de folhas/planta, massa seca da parte aérea, radicular e total em tomateiro cultivado em solução nutritiva sob diferentes concentrações salinas. Viçosa, Potencial osmótico na parte aérea (Mpa) -0,20 R²=0,99-0,40-0,60-0,80-1,00-1,20-1,40 Potencial osmótico na raiz (Mpa) -0,20 R²=0,97-0,40-0,60-0,80-1,00-1,20-1,40 Concentração de NaCl (m M) Figura 2. Potencial osmótico na parte aérea e raiz de plantas de tomateiro cultivado em solução nutritiva sob diferentes concentrações salinas. Viçosa, 2003.