Destacam-se as semelhanças entre os nutrientes boro (B) e cálcio (Ca) quanto às formas e as funções que eles exercem nos vegetais. Partindo do princípio que a interação Ca - B afeta os atributos morfológicos, ultraestruturais e bioquímicos, bem como a nodulação nas plantas leguminosas, objetivou-se com esse estudo determinar a relação Ca:B mais adequada para a produção de grãos e matéria seca de soja, bem como avaliar os efeitos da interação B e Ca na fixação biológica de N2 (atividade da nitrogenase -N-ase [EC 1.18.6.1]), na morfologia de raízes (comprimento e superfície total), anatomia de raízes (nódulos) e de folhas, assim como as avaliações ultraestruturais dos mesófilos foliares, rendimento do teor de óleo nos grãos das plantas de soja (cultivar BRS 284), crescidas em solução nutritiva. Foram avaliadas ainda a produção de massa seca das plantas, as concentrações e os acúmulos de Ca, B, Mg, K e N na parte aérea e raízes. Foi empregado um esquema fatorial 5² incompleto, perfazendo treze combinações de doses de Ca (mmol L-1) e B (µmol L-1), as quais foram distribuídas segundo o delineamento experimental de blocos ao acaso, com quatro repetições. As maiores atividades da N-ase foram obtidas com as maiores doses de Ca e B (7,25 mmol L-1 de Ca e 50 µmol L-1 de B). A menor dose de Ca resultou na inibição da N-ase em cerca de 90%. Os maiores comprimentos e superfícies totais de raízes foram obtidos na combinação de doses de 7,25Ca e 12,5B, enquanto que para a combinação das menores doses de Ca e B observou-se uma redução de cerca de 70% e 60% para comprimento e superficial de raízes, respectivamente. A maior produção de biomassa seca das plantas e de grãos, os maiores acúmulos de Ca, B, N, K e Mg nas folhas e o maior rendimento de óleo foram obtidos com o fornecimento de 4,25 mmol L-1 de Ca e 12,5 µmol L-1 de B, observando-se relação Ca:B na solução nutritiva próxima de 350:1 e nas folhas de 700:1. O teor de óleo nos grãos incrementou cerca de 20% com o aumento das doses de B de 3,125 para 50 µmol L 1. O número de camadas de células do córtex dos nódulos aumentou com o incremento das concentrações de Ca e B na solução. Observou-se ruptura da membrana dos cloroplastos no mesófilo foliar e elevado número de bactérias fixadoras de N2 penetrando o interior dos tecidos nodulares quando as plantas foram submetidas ao menor suprimento de Ca e maior de B. A combinação da menor dose de B junto a maior dose de Ca provocou ruptura da parede celular e o espessamento da lamela média das folhas. O aumento no fornecimento de Ca ameniza os efeitos negativos do baixo suprimento de B na produção de biomassa das plantas e de grãos, no comprimento e superfície de raízes e na atividade da nitrogenase. A relação Ca:B, tanto na solução, quanto no tecido vegetal, não pode ser entendida como parâmetro exclusivo de equilíbrio nutricional / Regarding mineral nutrition of plants, we highlight the similarities between nutrients boron (B) and calcium (Ca) in relation to similar functions they play in plant physiology. However, the mechanisms involved in the interaction between these nutrients are not very well known. Assuming that the interaction Ca - B affects the morphological, ultrastructural and biochemical attributes, as well as the nodulation in leguminous plants, the objective with this study was to determine the optimum Ca:B ratio, in the solution and plan tissue as well for dry matter yield of grain and dry matter of soybean, and to evaluate the effects of B - Ca interaction in the biological N2 fixation (nitrogenase activity - N-ase [EC 1.18.6.1]), root morphology (total root length and total root surface area), root anatomy (nodules), as well as in the ultrastructural evaluation of foliar mesophilic, and yield of oil content of soybean (cultivar BRS 284), grown in nutrient solution. Dry matter yield of plants, Ca-concentrations and amounts of Ca, B, Mg, K and N in shoots and roots were also evaluated. The experimental arrange used was an incomplete 5² factorial, making thirteen combinations of Ca (mmol L-1) and B (µmol L-1) rates, which were set in a randomized block design, with four replications. The highest N-ase activity was obtained with the highest doses of Ca and B (7,25 mmol L-1 of Ca and 50 µmol L-1 of B). The lowest Ca rate resulted in approximately 90% inhibition of N-ase. The highest total root length and total root surface area were obtained with combination of 7,25Ca and 12,5B rates, whereas the combination of the lowest Ca and B rates caused reduction of approximately 70% and 60% on root length and area, respectively. The highest dry matter and grain yield, highest accumulations of Ca, B, N, K and Mg on the leaves and the highest oil content in grains were obtained when 4,25 mmol L-1 of Ca and 12,5 µmol L-1 of B were supplied, resulting in a Ca:B ratio of approximately 350:1 on nutrient solution and 700:1 on leaves. The oil content in grains raised about 20% increasing B rates from 3,125 to 50 µmol L-1. The number of cell layers of nodule cortex raised with increasing Ca and B levels in the solution. It was observed membrane rupture of chloroplasts in leaf mesophyll and high number of N2-fixing bacteria entering the interior of nodular tissues when plants were supplied with the lowest Ca rate (1,75Ca) and the highest B (50B). The combination of the lowest B rate (3,125B) and the highest Ca rate (7,25) caused cell wall rupture and thickening of the middle lamella on the leaves. The increase of Ca levels on the solution mitigates the negative effects of the low B supply in plant biomass and grain yield, in root length and root surface area and in N-ase activity. The Ca:B ratio either in the solution or plant tissue, cannot be understood as an exclusive parameter of nutritional status
| Identifer | oai:union.ndltd.org:usp.br/oai:teses.usp.br:tde-24082015-150307 |
| Date | 28 May 2015 |
| Creators | Garrone, Raphael Florêncio |
| Contributors | Lavres Junior, José |
| Publisher | Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP |
| Source Sets | Universidade de São Paulo |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | Dissertação de Mestrado |
| Format | application/pdf |
| Rights | Liberar o conteúdo para acesso público. |
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