O papel do silício na redução dos impactos da toxidez de ferro em arroz: uma abordagem morfoanatômica e fisiológica

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Santos, Martielly Santana
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa
• Palavras-chave em Português: Oryza sativa; Arroz; Silício; Ferro; Fotossíntese; Ciências Agrárias
• Link de acesso: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/24800

A toxidez por excesso de ferro (Fe) é uma das mais importantes desordens nutricionais que afetam processos vitais como respiração e fotossíntese, acarretando reduções no crescimento e na produção de arroz. A nutrição com silício (Si) tem-se revelado como uma alternativa promissora na mitigação de fatores de estresse abióticos, tal como metais tóxicos. Informações preliminares sugerem que o Si pode também mitigar os efeitos da toxidez de Fe em arroz, mas não se conhecem os mecanismos envolvidos nesse contexto. Diante disso, o presente trabalho objetivou determinar o potencial mitigatório do Si sobre a toxidez por Fe em arroz, por meio de caracterização detalhada dos aspectos fotossintéticos, bioquímicos, morfofisiológicos e de produtividade. Para isso, dois experimentos independentes foram montados e analisados como tal (o primeiro com plantas no estádio vegetativo; o segundo, até o fim do estádio reprodutivo) utilizando duas cultivares com respostas contrastantes para excesso de Fe (EPAGRI-109 e BR-IRGA-409, tolerante e sensível a toxidez, respectivamente). As plantas foram cultivadas em solução nutritiva não-aerada e suplementadas com Si (0 e 2 mmol L-1) e Fe (25 μmol L-1 e 5 mmol L-1). No estádio vegetativo, a toxidez por Fe impactou negativamente a taxa fotossintética líquida (A) ao reduzir as condutâncias estomática (gs) e mesofílica (gm), além de aumentar a fotorrespiração em ambas as cultivares. Além disso, alterações na arquitetura radicular e na anatomia foram correlacionados com maiores teores de Fe. Por outro lado, a fertilização com Si atenuou tais efeitos da toxidez ao reduzir o teor de Fe em folhas e raízes, o que se refletiu em menores fatores de translocação e de bioconcentração, particularmente na cultivar sensível. Reduções nos teores de Fe favoreceram aumentoa em A por reduzir as limitações difusionais à fotossíntese, com aumentos correspondentes em gs e gm. Registre-se que os parâmetros fotoquímicos e bioquímicos da fotossíntese, bem como a atividade das s enzimas do metabolismo do carbono, foram minimamente afetados pelos tratamentos com Si/Fe. Saliente-se ainda que alterações nos fatores de translocação e de bioconcentração foram associadas ao decréscimo na expressão dos genes que codificam para os transportadores de Fe (IRT1 e IRT2), bem como a maior retenção do Fe nas paredes celulares da exoderme e endoderme na raiz, e em células parenquimáticas do xilema em folhas. Além disso, a redução da placa de Fe nas cultivares +Si+Fe foi relacionada, aparentemente, ao espessamento da parede celular da faixa esclerenquimática da raiz. Nos experimentos conduzidos na fase reprodutiva, a toxidez por Fe promoveu variações expressivas nos teores de alguns nutrientes, especialmente Ca e Mg nas folhas, fato parcialmente revertido pelo Si, porém com alterações mínimas na composição nutricional dos grãos. A toxidez por Fe acarretou decréscimos em A em paralelo a reduções em gs e na taxa de transporte de elétrons (ETR), em especial na cultivar sensível. Contudo, tais respostas foram revertidas parcialmente em ambas as cultivares pela aplicação de Si. O menor acúmulo de Fe nas plantas +Si foi associado ao maior rendimento de grãos, suportado pelo aumento em A acoplado ao incremento em gs e ETR. Além disso, os resultados sugerem que o Si tenha reduzido o impacto negativo do Fe sobre a esterilidade das espiguetas. Em síntese, recomenda-se o emprego do Si como uma estratégia de manejo efetiva para reduzir os impactos negativos da toxidez por Fe sobre o desempenho fotossintético e a produção de grãos em arroz.