APLICAÇÕES HIPERPRECOCES DE CLORETO DE MEPIQUAT NO ALGODOEIRO HERBÁCEO, CULTIVAR BRS 187 8H, EM CONDIÇÕES DE CASA DE VEGETAÇÃO. III. EFEITOS NO METABOLISMO E NA BIOQUÍMICA José Gomes de Souza 1, Napoleão Esberard de Macêdo Beltrão 2, José Wellington dos Santos 3, Gleibson Dionízio Cardoso 4. (1) Embrapa Algodão, Rua Osvaldo Cruz, 1143, Centenário, 58107-720 Campina Grande, PB, e-mail: gomes@cnpa.embrapa.br, (2) Embrapa Algodão, e-mail: nbeltrao@cnpa.embrapa.br, (3) Embrapa Algodão, e-mail: jwsantos@cnpa.embrapa.br, (4) Embrapa Algodão, e-mail: gleibson@cnpa.embrapa.br RESUMO Visando verificar os efeitos do cloreto de mepiquat (N,N- dimethylpiperidinium choride) em aplicações precoces, iniciadas aos 10 dias da emergência das plântulas, no algodoeiro herbáceo, cultivar BRS 187 8H, envolvendo o metabolismo de algumas substâncias estruturais e funcionais, um experimento foi conduzido em condições de casa-de-vegetação localizada na sede da Embrapa Algodão em Campina Grande, PB. Foram testadas seis épocas de aplicação do regulador de crescimento, sendo que cada uma tinha uma testemunha e o produto foi usado na dosagem de 50 g/ha do produto técnico. Verificou-se que as épocas de aplicações alteraram muito pouco os teores de proteínas e amido nas folhas e também a atividade da enzima nitrato redutase. As enzimas betaamilase e invertase tiveram as suas atividades aumentadas na presença do regulador de crescimento. O cloreto de mepiquat que é um produto anti-giberelina reduz e modula o crescimento do algodoeiro e uma das causas envolve as alterações no metabolismo dos carboidratos e proteínas estruturais e funcionais, como o caso da invertase e da nitrato redutase, chave no metabolismo do nitrogênio nas plantas, dependendo da época de aplicação do produto. INTRODUÇÃO O cloreto de mepiquat, modulador do crescimento vegetal, inibidor das giberelinas, promotores naturais do crescimento dos fitossistemas, vem sendo utilizado na cultura do algodoeiro herbáceo (Gossypium hirsutum L. raça latifolium Hucth.) há mais de 20 anos em todo mundo, especialmente nos países de maior nível tecnológico no cultivo desta malvácea. As dosagens e épocas de aplicação deste produto nesta cultura, representada por mais de 2500 cultivares atualmente em uso em todo mundo, já estão bem estudadas e definidas (Reddy et al. 1992, Kerby, 1985, Edmisten,1994, Guthrie et al. 1995, Silvertooth et al. 1999,Cook e Kennedy, 2000), porém há demanda dos produtores por possíveis aplicações hiperprecoces, como aos 10 dias da emergência das plântulas. As reações externas nas plantas também já estão bem documentadas, sendo as principais a redução da altura das plantas e do porte, redução dos ramos e da área foliar entre outras (Reddy et al.1992 e Hake et al 1991), bem como alguns reações internas, como fotossíntese, translocação de assimilados, açucares na seiva floemática e membranas celulares (Marur, 1998 e Oosterhuis et al. 1998). Recentemente tem havido demanda para aplicações mais precoces deste regulador do crescimento em algodão irrigado, porém não se tem informações das possíveis reações internas e externas das plantas, sendo o objetivo deste trabalho.se estudar as alterações no metabolismo das plantas quando submetidas a aplicações precoces e hiperprecoces do cloreto de mepiquat em plantas do algodoeiro, cultivar BRS 187 8H. MATERIAL E MÉTODOS O experimento foi estabelecido no ano de 2002, em condições de casa-de-vegetação pertencente a Embrapa Algodão, Campina Grande, Paraíba. Foram testados 12 tratamentos com quatro repetições e delineamento de blocos ao acaso, sendo a unidade experimental (parcela)
constituída por duas plantas colocadas em vaso de 15 litros de capacidade preenchidos com uma mistura de material de solo arenoso e esterco de curral na proporção de 10: 1, mais adubação com NPK. Utilizou-se a cultivar BRS 187 8H de algodão herbáceo. Os tratamentos envolveram várias épocas de aplicação do regulador de crescimento cloreto de mepiquat (N,N dimethylpiperidinium chloride) na dosagem de 50 g/ha, do produto técnico. Para cada época de aplicação, 10, 20, 30, 40, 50 e 60 dias após a emergência das plântulas teve-se uma testemunha sem o produto e as determinações foram realizadas sempre na quarta folha a partir do ápice da planta 15 dias depois da aplicação do regulador. Foram determinadas as atividades das enzimas invertase, redutase do nitrato e betaamilase, teor de amido, proteínas totais e açucares solúveis, seguindo os métodos citados por Souza et al. 2001. Os dados obtidos foram submetidos a ANOVA e a regressão. RESULTADOS E DISCUSSÃO Na Tabela 1 podem ser observados os resumos das análises das variâncias dos dados obtidos no experimento. No tocante aos períodos ou épocas de aplicação verificou-se que houve significâncias estatísticas para a maioria das variáveis computadas, em especial as atividades das enzimas chaves no metabolismo do nitrogênio, translocação e degradação de carboidratos. Considerando os contrastes simples verificou-se que para a enzima redutase do nitrato que localiza-se no citossol da célula somente houve significância estatística para a aplicação do regulador aos 40 dias (Tabela 2), com redução da atividade com o uso do regulador de crescimento da ordem de 16,4%. Na média de todas as épocas de aplicação não houve efeitos significativos para o uso do regulador considerando a retroreferida proteína funcional. Para o teor de proteínas nas folhas, também somente foi significativo para a época de 40 dias. A enzima beta-amilase na média geral foi mais ativa quando se usou o cloreto de mepiquat, com 46,87 contra 30,46 µg de glucose/cm 2 /AF (Tabela 3). No tocante a enzima invertase que transforma a sacarose em glucose e frutose, sendo o diholosídeo a forma de deslocamento de açucares pelo floema entre as fontes (folhas) e os drenos (frutos, raízes, caule etc), foi verificado que a aplicação hiperprecoce do cloreto de mepiquat (10 dias da emergência) aumentou a atividade desta enzima em mais de 15%. Neste particular, em termos de metabolismo dos açúcares Oosterhuis et al. (1998) verificaram que em condições de casa-de-vegetação a concentração de sacarose e de outros açucares foi reduzida na seiva floemática com o uso do cloreto de mepiquat. Na media dos tratamentos, contraste com e sem regulador, foi verificado que a atividade da invertase foi maior na presença do regulador. Na aplicação bem precoce, aos 10 dias da emergência das plântulas, foi verificado que o teor de amido (polímero de glucose) foi maior em 11% do que na testemunha e no geral não houve diferenças significativas. Quanto ao teor de açucares não se verificou diferenças significativas entre os tratamentos estudados. CONCLUSÕES O cloreto de mepiquat aplicado na dosagem de 50 g/ha, produto técnico, em diversas épocas de aplicação, de 10 em 10 dias da emergência das plântulas, até os 60 dias do mesmo evento, na media geral, contraste com e sem regulador do crescimento, não alterou a atividade da redutase do nitrato (exceto aos 40 dias que aumentou), nem os teores de amido e de açucares solúveis nas folhas; As enzimas beta-amilase e invertase tiveram, na média geral, contraste com e sem regulador de crescimento, aumento das suas atividades em relação ao não uso do produto; O teor de proteínas nas folhas foi incrementado com o regulador usado aos 40 dias da emergência das plântulas, porem a semelhança da atividade da redutase do nitrato não foi alterado nas demais épocas testadas Tabela 1. Resumo das Análises de Variâncias das variáveis, Atividade da redutase de nitrato
(µmoles de NO 2-.g -1.MF -1 ), Proteína solúvel (µg.prot.cm -2.AF -1 ), Atividade da beta amilase (µg. de glucose.cm -2.AF -1 ), Atividade da invertase (µg. de glucose.cm -2.AF -1 ), Amido na folha (µmoles de glucose.g -1.MS -1 ) e Açúcar na folha (µmoles de glucose.g -1.MS -1 ) em função da aplicação do cloreto de mepiquat. Campina Grande, PB. 2002. Quadrado Médio F.V. GL Redutase de nitrato Proteína solúvel Beta amilase Invertase Amido Açúcar Per. Aplicação 5 0,054** 1903,92 ns 3785,98** 128452,41** 37183,30** 703,74 ns Linear 1 0,185** 5908,29* 12916,72** 638781,05** 123748,75** 1,43 ns Quadrática 1 0,021 ns * 2027,30 ns 4188,96** 471,81 ns 948,54 ns 1198,41 ns Cúbica 1 0,042** 170,54 ns 389,50 ns 90,74 ns 303,64 ns 1049,50 ns Desv. Reg. 2 0,010** 706,74 717,36 1459,22 ns 30457,82 ns 634,67 ns Entre Test. 5 0,048** 2054,34 ns 1631,85** 111305,18** 25779,13** 967,99* G1 vs G2 1 0,00006 ns 7802,62** 4036,37** 10923,39* 3566,03 ns 911,82 ns Tratamentos (11) 0,046 2508,54 2829,59 109973,76 28943,48 842,77 Bloco 4 0,010 3373,79 335,23 2346,05 9344,11 585,98 Erro 44 0,007 1039,67 147,31 1977,52 3045,02 356,48 CV(%) - 15,43 11,48 31,38 18,91 16,28 16,14 G1= Tratamentos com aplicação (10, 20, 30, 40, 50, e 60) G2= Tratamentos com testemunhas (tt10, tt20, tt30, tt40, tt50, e tt60) * Significativo a 5% pelo teste F ** Significativo a 5% pelo teste F ns Não significativo (Teste F) Tabela 2. Resumo das Análises de Variâncias dos contrastes de interesse para variáveis, Atividade da redutase de nitrato (µmoles de NO 2-.g -1.MF -1 ), Proteína solúvel (µg.prot.cm -2.AF -1 ), Atividade da beta amilase (µg. de glucose.cm -2.AF -1 ), Atividade da invertase (µg. de glucose.cm -2.AF -1 ), Amido na folha (µmoles de glucose.g -1.MS -1 ) e Açúcar na folha (µmoles de glucose.g -1.MS -1 ) em função da aplicação do cloreto de mepiquat. Campina Grande, PB. 2002. Quadrado Médio Contrastes de interesse GL Redutase de nitrato Proteína solúvel Beta amilase Invertase Amido Açúcar ŷ1 = P10 vs tt10 1 0,019 ns 1751,39 ns 265,74 ns 13019,11* 17739,26* 347,86 ns ŷ2 = P20 vs tt20 1 0,021 ns 2993,25 ns 1446,97** 107,65 ns 0,055 ns 787,66 ns ŷ3 = P30 vs tt30 1 0,008 ns 551,16 ns 1641,22** 1062,34 ns 6160,32 ns 699,06 ns ŷ4 = P40 vs tt40 1 0,029* 6245,00* 3116,64 ns 30572,05** 7870,83 ns 1097,88 ns ŷ5 = P50 vs tt50 1 0,001 ns 115,74 ns 35,16 ns 687,74 ns 2,777 ns 25,79 ns ŷ6 = P60 vs tt60 1 0,001 ns 42,89 ns 0,97 ns 1365,16 ns 2,025 ns 742,35 ns ŷ7 = G1 vs G2 1 0,0006 ns 7802,62** 4036,37** 10923,39* 3566,029 ns 911,82 ns Erro 44 0,007 1039,67 147,31 1977,52 3045,02 356,48 * Significativo a 5% pelo teste F ** Significativo a 5% pelo teste F ns Não significativo (Teste F)
Tabela 3. Valores médio das variáveis, Atividade da redutase de nitrato (µmoles de NO 2-.g -1.MF -1 ), Proteína solúvel (µg.prot.cm -2.AF -1 ), Atividade da beta amilase (µg. de glucose.cm -2.AF -1 ), Atividade da invertase (µg. de glucose.cm -2.AF -1 ), Amido na folha (µmoles de glucose.g -1.MS -1 ) e Açúcar na folha (µmoles de glucose.g - 1.MS -1 ) em função da aplicação do cloreto de mepiquat. Campina Grande, PB. 2002. Variáveis Tratamento Redutase de nitrato Proteína solúvel Beta amilase Invertase Amido Açúcar 10 0,642 301,44 61,09 456,87 422,49 118,03 20 0,605 310,32 64,52 383,78 445,78 110,23 30 0,539 301,74 72,34 278,82 302,75 122,23 40 0,550 288,58 59,21 226,33 399,47 95,74 50 0,562 295,97 16,72 116,69 255,06 104,49 60 0,344 255,16 7,35 29,53 254,16 127,67 tt10 0,554 a 274,98 a 50,78 a 384,71 a 338,25 b 129,83 ab tt20 0,514 ab 275,72 a 40,47 ab 377,21 ab 445,65 a 127,98 ab tt30 0,598 a 286,89 a 46,72 ab 299,43 b 352,39 ab 138,95 a tt40 0,658 a 238,60 a 23,91 bc 115,75 c 343,36 ab 116,70 ab tt50 0,539 a 289,17 a 12,97 c 100,10 c 254,01 b 101,28 b tt60 0,368 b 251,02 a 7,97 c 52,90 c 253,26 b 110,44 ab G1 0,540 a 292,20 a 46,87 a 248,67 a 346,57 a 113,06 a G2 0,538 a 269,39 b 30,46 b 221,68 b 331,15 a 120,86 a REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS BILES, S.P.; COTHREN, J.T. Flowering and yield response of cotton to application of mepiquat chloride and PGR-IV. Crops Science, v. 41, p.1834-1837, 2000 COOK, D.R.; KENNEDY, C.W. Early flower bud loss and mepiquat chloride effects on cotton yield distribution. Crops Science, v. 40, p.1678-1684, 2000. EDMISTEN, K.L. The use of plant monitoring techniques as an aid determining mepiquat chloride rates in rain-fed cotton. In: CONSTABLE, G.A.; FORRESTER, N.W. (eds.). PROCEEDING OF THE WORLD COTTON RESEARCH CONFERENCE,1., Brisbane, Proceedings... Australia: CSIRO, 1994, p.25-28. GUTHRIE, D.; LANDIVAR, J.; MUNIER, D.; STICHLER, C.; WEIR, B. Pix application strategies. Memphis, TN, USA. National Cotton Council. Cotton physiology today, v.6, n.4, 4p. 1995. HAKE, K.; KERBY, T.; McCARTY, W.; O NEAL, D.; SUPAK, J. Physiology of pix.memphis, TN, USA. National Cotton Council. Cotton physiology today, v.2, n.6., p 4, 1991. KERBY,T.A. Cotton response to mepiquat chloride. Agronomy Journal, v.15, p.515-518, 1895. MARUR, C.J. Fotossíntese e translocação de carboidratos em algodoeiros submetidos à déficit hídrico após a aplicação de cloreto de mepiquat. Revista brasileira de fisiologia vegetal, v.10, n.1, p.59-645, 1998. OOSTERHUIS, D.; ZHAO, D.; MURPHY, B. Physiological and responses of cotton to mepplus and mepiquat chloride. In: PROCEEDINGS BELTWIDE COTTON CONFERENCES, 1998. San Diego, CA, USA. Proceedings... National Cotton Council. v.2, p.1422-1424, 1998. REDDY, V.R.; TRENT, A; ACOCK, B. Mepiquat chloride and irrigation versus cotton growth and development. Agronomy Journal, v.84, p.930-933, 1992. SILVERTOOTH, J.C.; EDMISTEN, K.L.; McCARTY, W.H. Production pratices. In: SMITH, C.W.; COTHREN, J.T. (eds.). Cotton: origen, histoty, technology, and production. New York, USA. John Wiley & Sons, Inc. 1999. p.451-488. SOUZA, J.G. de; BELTRÃO, N.E. de M.; SANTOS, J.W. dos. Fisiologia e produtividade do algodoeiro em solo encharcado na fase de plântula. Pesquisa agropecuária brasileira, v.36, n.3, p.425-430,
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