ANÁLISE DE CRESCIMENTO E TROCAS GASOSAS EM DUAS CULTIVARES DE ALGODÃO SUBMETIDAS A ESTRESSE HÍDRICO

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1 ANÁLISE DE CRESCIMENTO E TROCAS GASOSAS EM DUAS CULTIVARES DE ALGODÃO SUBMETIDAS A ESTRESSE HÍDRICO Rejane Jurema Mansur Custódio Nogueira (Universidade Federal Rural de Pernambuco UFRPE/ rjmansur@terra.com.br), Eric Beserra de Melo Sousa (Universidade Federal Rural de Pernambuco UFRPE/ericbiologo@yahoo.com.br), Roseane Cavalcanti dos Santos (Embrapa Algodão/caval@cnpa.embrapa.br), Péricles de Albuquerque Melo Filho (Universidade Federal Rural de Pernambuco UFRPE/pericles@depa.ufrpe.br), Emídio Cantídio de Oliveira Filho (Universidade Federal Rural de Pernambuco UFRPE/ emidio@depa.ufrpe.br), Napoleão Esberard de Macedo Beltrão (Embrapa Algodão/ napoleão@cnpa embrapa.br). RESUMO - Duas cultivares de algodão herbáceo foram submetidas a 15 dias de estresse hídrico em condições de casa de vegetação visando analisar as respostas fisiológicas quanto ao crescimento, trocas gasosas e potencial hídrico foliar. A parcela constou de um vaso contendo solo adubado de acordo com as necessidades da cultura. Em cada vaso deixaram-se duas plantas O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, em esquema fatorial (2x2), representado por duas cultivares e dois regimes hídricos (Controle e suspensão de rega), com oito repetições. Aos 15 dias após a suspensão de rega foram tomadas medidas da altura, número de folhas e diâmetro do caule, transpiração, resistência difusiva, temperatura foliar, teor relativo de água e potencial hídrico foliar. Ambas cultivares apresentaram variações significativas quando sob estresse, a, contudo, demonstra maior potencial adaptativo, uma vez que apresenta maior grau de abertura estomática quando situação de estresse, além de ter reduzido mais o potencial hídrico foliar para garantir o fluxo de água do solo para as raízes. Palavras-chave: Gossypium hirsutum L., Transpiração, Resistência difusiva, crescimento, resistência à seca. INTRODUÇÃO A cultura do algodão é uma das principais atividades agrícolas, tanto aspecto social quanto econômico, em nível nacional. Seu principal produto, a fibra, é de grande relevância no mercado têxtil, e, por ser natural, tem sido responsável por várias melhorias tecnológicas abrangendo desde demandas agronômicas até industriais. No aspecto biológico, a planta do algodão é potencialmente produtiva, com capacidade para produzir kg ha -1 de algodão em caroço; sua produtividade efetiva, contudo, é relativamente baixa, cerca de kg ha -1 em média, devido a uma série de fatores internos e externos da planta e do ambiente que contribuem para limitar sua produção (ROSOLEM, 1999). Entre os fisiológicos, cita-se o ajustamento da planta às variações ambientais especialmente no período de floração e frutificação. Altas temperaturas e indisponibilidade hídrica nestas fases contribuem para maior taxa de shedding e, conseqüentemente, menor produção. O programa de melhoramento genético da Embrapa tem gerado, há mais de três décadas, várias cultivares de alto potencial produtivo e larga adaptação ambiental. Para a região Nordeste, um dos maiores pólos de produção de fibra nacional, a indicação de cultivares adaptadas às condições de

2 alta temperatura e tolerantes ao estresse hídrico é de grande relevância para adoção da tecnologia. Segundo Amorim Neto, et al. (1997) o algodoeiro herbáceo (Gossypium hirsutum, L. r. latifolium H.) é uma das principais alternativas para a agricultura do semi-árido brasileiro, mas para que as cultivares externem, em termos de produção, o seu potencial genético, é importante explorá-las em locais que apresentem condições edafoclimáticas aptas ao seu crescimento e desenvolvimento. No presente estudo, avaliou-se a tolerância ao estresse hídrico em duas cultivares de algodão, elegendo respostas fisiológicas inerentes ao crescimento, trocas gasosas e potencial hídrico foliar, de modo a indicar as de maior tolerância às condições de semi-árido. MATERIAL E MÉTODOS O experimento foi conduzido em casa de vegetação do Laboratório de Fisiologia Vegetal do Departamento de Biologia da UFRPE, utilizando-se as cultivares e, que foram semeadas em vasos contendo solo previamente adubado em função das necessidades da cultura. Após 45 dias de cultivo, procedeu-se a diferenciação dos tratamentos hídricos, onde metade dos vasos continuaram recebendo rega diária e na outra, suspendeu-se as regas por 15 dias. O delineamento adotado foi inteiramente casualizado, com arranjo fatorial (2x2), representado pelas cultivares e e dois regimes hídricos, com oito repetições. A unidade experimental foi constituída por duas plantas/vaso, totalizando 32 plantas. Após 15 dias de supressão hídrica, mensuraram-se as variáveis: altura da planta, diâmetro do caule e número de folhas. A transpiração e resistência difusiva foram avaliadas entre 10 e 11h em folhas completamente expandidas localizadas no terço médio superior da planta, com o auxílio do porômetro de equilíbrio dinâmico, modelo LI-1600 da Licor INC. A temperatura foliar, com o auxílio do termopar acoplado ao porômetro. Para a avaliação do potencial hídrico foliar utilizou-se as mesmas folhas das avaliações porométricas, com o auxílio da câmara de pressão de Scholander, segundo a metodologia descrita por Scholander et al. (1965). As análises estatísticas foram realizadas utilizando-se o programa estatístico SAS Statistical AnalysisSystem (SAS Institute, 2000) e as médias comparadas pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade. RESULTADOS E DISCUSSÃO Medidas de crescimento Não foi observada diferença significativa entre as cultivares, mas entre os tratamentos hídricos aplicados a cada para todas as variáveis de crescimento avaliadas (Tabela 1). As plantas com suspensão de rega apresentaram redução no crescimento na ordem de 34%, sendo mais acentuado na. Tabela 1: Variáveis de crescimento em duas cultivares de algodoeiro herbáceo, submetidas a 15 dias de estresse hídrico, em casa de vegetação. Cultivar Trat. Altura % de Nº de % de Diâmetro do % de Hídrico (cm) redução Folhas redução caule (cm) redução Controle 55,72 a - 14,00 a - 0,660 a - Sem rega 39,17 b 30 8,25 b 41 0,452 b 32 Controle 56,20 a - 14,50 a - 0,722 a - Sem rega 42,35 b 25 9,00 b 38 0,456 b 37 *Médias seguidas pelas mesmas letras iguais nas colunas não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade.

3 Trocas Gasosas A transpiração diferenciou significativamente os tratamentos estudados (Tabela 2), sendo. verificado valor maior na do que na com redução de 66% e 72,%, respectivamente, com relação ao controle. Dessa forma, a cv., com 15 dias de suspensão de rega, apresentou fechamento estomático, como estratégia de reduzir a transpiração, economizando água para seu metabolismo. Por outro lado, mostrou-se mais adaptada, ao conseguir manter as trocas gasosas nessas condições. Esse comportamento já havia sido observado por Sousa et al., 2007 (dados não publicados), quando trabalharam com as respectivas cultivares sob condições hídricas favoráveis e avaliaram a variação da abertura estomática em intervalos de 2h (7, 9, 11, 13, 15 e 17h). Os autores comprovaram que a cv. durante todos os horários apresentou maiores taxas transpiratórias do que a. A resistência difusiva foi diferenciada entre as cultivares com suspensão de rega, cujos valores foram de 12,44 e 6,259 s cm -1, para as cv. e, respectivamente (Tab. 2). Quanto à temperatura das folhas, geralmente observa-se uma relação inversa com a transpiração. Esse comportamento não foi verificado entre as cultivares e nem comprovada significativamente quando as mesmas encontravam-se em situação de estresse hídrico. Para a razão Tar-Tfol houve diferença significativa entre os tratamentos, sendo mais expressiva na. Tabela 2: Transpiração (E), resistência difusiva (Rs), temperatura foliar (Tf) em duas cultivares de algodoeiro submetidas a 15 dias de estresse hídrico, em casa de vegetação. Trat. E % de % de Tar % de Cultivar Rs Tf (mmol m Hídrico -2 s - redução 1 (s cm ) -1 ) aumento (ºC) Tfol redução (ºC) Controle 4,53 a - 1,88 b - 34,35 a 1,51 a - Sem rega 1,53 c 66 6,26 a ,07 a 0,71 b 53 Controle 3,12 a - 3,41 b - 35,21 a 0,26 a - Sem rega 0,87 b 72 12,44 a ,25 a 0,07 b 73 *Médias seguidas pelas mesmas letras nas colunas não diferem significativamente entre si pelo teste de Tukey ao nível de 1% de probabilidade. Teor relativo de água e Potencial Hídrico Foliar Para o Teor relativo de água (TRA), foi observado diferença significativa entre os tratamentos hídricos, com redução de 46% e 54 para e, respectivamente, quando comparadas às plantas controle (Tab. 3). Quanto ao potencial hídrico foliar (Ψf ), observou-se, de maneira geral, o mesmo comportamento nas plantas estudadas, com valores altos antes do amanhecer (pré-dawn), decréscimo nas avaliações feitas ao meio dia e recuperação ao anoitecer. Sob tratamento sem rega, no horário de maior demanda evaporativa (meio dia) a cv. apresentou os menores valores (-4,23 MPa), seguida da cv. (-3,33 MPa), enquanto que as plantas controle atingiram valores de potencial de -1,50 e -1,33 MPa, respectivamente. Os maiores valores de Ψf para ambas as cultivares sob estresse foram observados às 4h (-1,30 e -1,56 MPa para as cv. e, respectivamente). Tabela 3: Teor relativo de água - TRA (%) em duas cultivares de algodoeiro submetidas a 15 dias de estresse hídrico, em casa de vegetação. Cultivar Trat. Hídrico TRA % de redução Controle 65,85 a - Sem rega 35,87 b 46

4 Controle 75,16 a - Sem rega 34,39 b 54 *Médias seguidas pelas mesmas letras nas colunas não diferem significativamente entre si pelo teste de Tukey ao nível de 1% de probabilidade. Considerando apenas os tratamentos hídricos, houve diferença significativa em todos os horários para a cv., exceto a meia noite (Tabela. 4). O potencial hídrico foliar pode variar em função das condições climáticas do ambiente de cultivo, da disponibilidade hídrica do solo, da taxa transpiratória e do ajustamento osmótico. Nesse caso, a maior redução do Ψf da, no horário de maior demanda evaporativa deve estar relacionado com a umidade do solo e com a taxa de transpiração, uma vez que não foi observado o fechamento estomático dessa cultivar. Por outro lado, conseguiu manter o potencial hídrico mais elevado em função do fechamento estomático. Tabela 4: Curso nictimeral do potencial hídrico foliar (Ψw) em duas cultivares de algodoeiro, submetidas a 15 dia de estresse hídrico, em casa de vegetação. Cultivar Trat. Hídrico Horário de Avaliação 4h 12h 18h 0h Controle -0,56 aa -1,33 ca -0,88 bb -0,78 aba Sem rega -1,30 ac -3,33 cb -1,90 bc -1,66 bb Controle -0,85 bb -1,50 ca -0,52 aa -0,85 ba Sem rega -1,56 ac -4,23 dc -2,35 cd -2,03 bc * Médias seguidas pelas mesmas minúsculas nas linhas e maiúsculas nas colunas não diferem entre si pelo teste de Tukey a 5% de probabilidade CONCLUSÃO A cv. tem maior potencial adaptativo às condições de estresse hídrico, por apresentar maior grau de abertura estomática quando situação de estresse, além de ter reduzido mais o potencial hídrico foliar para garantir o fluxo de água do solo para as raízes. CONTRIBUIÇÃO PRÁTICA E CIENTÍFICA DO TRABALHO Esta pesquisa encontra-se em andamento e faz parte de um trabalho de Pós-graduação envolvendo a Embrapa Algodão e a UFRPE, que estuda a tolerância ao estresse hídrico em cultivares de elite da Embrapa, recomendadas para o Cerrado e Semi-Árido brasileiro. A identificação de cultivares resistentes ou tolerantes ao estresse hídrico é de grande relevância para o melhoramento desta fibrosa, podendo tal caráter ser repassado para linhagens avançadas via cruzamentos. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AMORIM NETO, M. S.; MEDEIROS, J. C.; BELTRÃO, N. E. M.; FREIRE, E. C.; NOVAES FILHO, M. B.; GOMES, D. C. Zoneamento para a cultura do algodão no Nordeste. II. Algodão herbáceo. Campina Grande: EMBRAPA-CNPA, p. (EMBRAPA-CNPA. Boletim de Pesquisa, 35). ROSOLEM, C.A. Ecofisiologia e manejo cultural do algodoeiro. In: Mato Grosso: liderança e competitividade. Rondonópolis: Fundação MT; Campina Grande: Embrapa CNPA p. (Fundação MT. Boletim, 3).

5 SCHOLANDER P. F.; HAMMEL H. T.; HEMINGSEN E. A.; BRADSTREET E. D. Hydrostatic pressure and osmotic potentials in leaves of mangroves and some other plants. Proceedings of National Academy Science, v. 51, p , 1965.