Respostas morfofisiológicas e nutricionais de plantas jovens de seringueira [Hevea brasiliensis (Willd. ex. Adr. de Juss.) Muell.-Arg.] cultivadas na presença de alumínio, cádmio, níquel e zinco

Abstract

Com o objetivo de avaliar o efeito de diferentes concentrações de alumínio (Al), cádmio (Cd), níquel (Ni) e zinco (Zn) sobre o desenvolvimento de plantas de seringueira [Hevea brasiliensis (Willd. ex. Adr. de Juss.) Muell. Arg.], este trabalho foi conduzido em casa de vegetação no Departamento de Biologia, Setor de Fisiologia Vegetal, da Universidade Federal de Lavras, por meio do processo hidropônico. Trinta dias após germinação, as plantas foram transplantadas para bandejas com capacidade para 30 litros contendo solução nutritiva de Bolle-Jones modificada. Noventa dias após germinação, as plantas foram transferidas para vasos com capacidade para 8,0 L, contendo a mesma solução nutritiva. Noventa dias após transplantio, as plantas foram submetidas aos tratamentos com metais (Cd: 0, 270, 400 e 530 μM; Ni: 0, 29, 56 e 85 μM; Zn: 0, 250, 380 e 510 μM; e Al: 0, 1000, 1800 e 3600 μM). O pH da solução foi mantido em 5,5 a 6,0, com exceção da solução para o tratamento com Al, cujo pH foi mantido em 4,0. Foram analisadas as seguintes características: produção de matéria seca; crescimento da raiz e da parte aérea; resistência estomática e transpiração utilizando o porômetro; quantificação de Cd, Ni, Zn, Ca, Mg por espectrometria de absorção atômica, K por fotometria de chama, P por colorimetria, S por turbidimetria, N pelo método de Kjeldahl (N total) e Al pelo método da aluminona. A eficiência fotoquímica do fotossistema II (PSII) foi estimada à temperatura ambiente, utilizando-se o fluorômetro PEA, a atividade da enzima redutase do nitrato (RN) nas raízes e, ao final do experimento, procedeu-se à coleta de material, que foi separado em raiz, caule e folha e fixado em álcool 70% para a realização de cortes anatômicos. Com os resultados, podem-se verificar sintomas de amarelecimento para o Cd e Zn, clorose para o Ni, necrose e enrugamento para Cd, Ni, Zn e Al. Verificou-se redução na produção de matéria seca e no comprimento da raiz, caule, folha e parte aérea, na presença de todos os metais, além de redução no comprimento R/PA. Observou-se elevação na resistência estomática e na taxa de transpiração, quando na presença do Cd. Todos os metais avaliados tiveram aumento de teor em todas as partes da planta, à medida que se aumentava a concentração aplicada. Observou-se redução nos teores de N, P, K, Ca, Mg e S nas raízes, caules e folhas, quando na presença dos metais. Houve decréscimo na eficiência fotoquímica do fotossistema II (PSII), no último mês de avaliação em todas as concentrações. No caso do Cd, foi observada maior eficiência quando houve aumento da concentração. Para os outros tratamentos, não houve diferença significativa. A enzima redutase do nitrato (RN) teve sua atividade reduzida na presença dos metais. Observou-se redução no número de estômatos nos tratamentos com todos os metais aplicados, independente das concentrações.

With the objective of evaluate the effect of different concentrations of Aluminum (Al), Cadmium (Cd), Nickel (Ni) and Zinc (Zn), on the development of rubber tree plants [Hevea brasiliensis (Willd. ex Adr. of Juss.) Muell. Arg.], young plants were grown in greenhouse, by hydroponic techiniques at the Department of Biology - Plant Physiology of the Universidade Federal de Lavras. Thirty days after germination, the plants were transplanted to trays contaniny 30 L of modified Bolle – Jones solution. Ninety days after germination, the plants were transferred to 8,0 L recipients, containing the same solution. Ninety days after transplant, the plants were submitted to treatments with metals (Cd: 0, 270, 400 and 530 μM; Ni: 0, 29, 56 and 85 μM; Zn: 0, 250, 380 and 510 μM; e Al: 0, 1000, 1800 and 3600 μM). The pH of the solution ranged between 5,5 to 6,0, with the exception of the solution of the Al treatment which pH was kept in 4,0. The following characteristics were analyzed: dry matter production; above and below ground growth; the stomatal resistance and transpiration were analyzed whith a Steady Statte Porometer (LICOR 1600); the leaf water potential was evaluated by a possure chamber (Soil Moisture-model 3005); spectrophotometric quantification of heavy metals and the N, P, K ,Mg and S in roots, shoot and leaves through the nitric-perchloric digestion by of atomic absorption. The photosynthetic efficience of PS II was characterized by a fluorimeter (PEA, Hansatech, Norflok, the United kingdom); the activity of the Nitrate Reductase enzyme (RN) in roots; and at the end of the experiment, the samples of the leaves shoots and roots were colleted and fixed in alcohol 70% for anatomical studies. Yellow colour symptoms were verified for Cd and Zn, chlorosis for the Ni, necrosis and wrinkling for Cd, Ni, Zn and Al. A reduction in the production of dry matter and the length in the root, shoot, leaf and aboveground part, in the presence of all metals, in addition to a reduction in values of ratio R/PA. An increment in the estomatal resistance in transpiration rate was observed in the presence of Cd. All the evaluated metals had an increase in their concentration in all the plant parts, concomitantly with the increase o concentration. There was observed a reduction in N, P, K, Ca, Mg and S levels in roots, shoots and leafs when in presence of metals. There was decrease in photochemical efficiency of photosystem II(PSII) in last month of evaluation in all concentrations used. In relation to Cd it was observed a higher efficiency where occurred an increase in concentration. For all the treatments there were no significative difference. The Nitrate Reductase enzyme (RN) had its activity reduced in the presence of the metals. A reduction in the number of stomata was observed for all the studied concentrations for all evaluated metals.