ABSORÇÃO, TRANSLOCAÇÃO E REDISTRIBUIÇÃO DO NITROGÊNIO (15N) EM LARANJEIRA
Tatiele Anete Bergamo Fenilli1, Antonio Enedi Boaretto1, José Albertino Bendassolli2, Takashi Muraoka3 e Paulo César Ocheuze Trivelin2
Centro de Energia Nuclear na Agricultura - CENA-USP/SP Laboratório de Nutrição Mineral de Plantas1
Laboratório de Isótopos Estáveis2 Laboratório de Fertilidade do Solo3
Av. Centenário 303
13400-970 São Dimas, Piracicaba, SP, Brasil
RESUMO
O objetivo foi estudar a absorção de 15N da solução nutritiva por laranjeiras jovens e a translocação e redistribuição do N absorvido. Os tratamentos foram constituídos por quatro períodos de marcação com 15N (primavera, verão, outono e inverno). No primeiro tratamento, laranjeiras jovens foram colocadas em solução nutritiva contendo 15N durante toda a primavera e no final deste período cinco plantas foram colhidas. A parte nova, constituída pelos órgãos que se desenvolveram durante o período de marcação com 15N, foi separada da outra parte da planta (parte velha) em ramo e folha e ainda em flor e fruto quando haviam. A parte velha foi separada em folhas, caule e raiz. O mesmo procedimento foi adotado nos demais tratamentos. O N total e a razão isotópica foram determinados em espectrômetro de massa.
A maior parte do N absorvido na primavera e verão foi translocado para a parte nova (folhas e ramos), mas no outono e inverno o N absorvido concentrou-se na parte velha da planta. A redistribuição do N absorvido foi mais intensa no outono e no inverno.
Keywords: 15N, citrus, nitrogen absorption, N translocation, nutrient solution.
I. INTRODUÇÃO
Atualmente o Brasil é o maior produtor mundial de laranja, com mais de 18 milhões de toneladas métricas, seguido pelos Estados Unidos e México. Além disto, o Brasil é o maior produtor e exportador de suco cítrico concentrado do mundo, exportando quase 100% do total produzido, ao redor de 1 milhão de toneladas métricas. O Estado de São Paulo é responsável por mais de dois terços da produção de citros do Brasil [1].
Na cultura de citros, a adubação nitrogenada é um importante fator no aumento da produção de frutos.
Estudos sobre ciclagem do N em sistemas agrícolas são de grande importância para melhorar a eficiência da adubação nitrogenada e minimizar as perdas de N.
Uma característica na nutrição de plantas perenes é a armazenagem de grande quantidade de compostos nitrogenados em certos órgãos e sua mobilização de acordo com o seu ciclo de crescimento [2 e 3]. Geralmente, o N é absorvido durante o crescimento vegetativo, e é reciclado durante o desenvolvimento dos órgãos no estágio de crescimento reprodutivo [4].
O uso de fertilizante enriquecido em 15N permite estudar a ciclagem do N na planta. Pesquisas sobre absorção de N em mudas de Valência, cultivadas em areia
utilizando fertilizante enriquecido em 15N, mostraram que o N encontrado em órgãos novos (folhas, flores e fruto) veio principalmente das reservas de N das folhas velhas, ramos, caule e raiz [4].
De acordo com estas considerações, o objetivo deste trabalho foi estudar a absorção, translocação e redistribuição do nitrogênio em laranjeiras jovens, cultivadas em solução nutritiva.
II. METODOLOGIA
O experimento foi realizado no Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA/USP).
Foram utilizadas mudas de laranjeira da variedade 'Pera' (Citrus sinensis Osbeck) sobre limoeiro 'Cravo' (Citrus limonia (L.) Burm) cultivadas em solução nutritiva durante o primeiro ano após o plantio, em casa de vegetação.
Os tratamentos foram constituídos por 4 períodos de marcação com 15N (primavera, verão, outono e inverno) e 5 repetições. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado.
A princípio 5 mudas foram colhidas para servirem de testemunhas.
Antes de iniciar o período de marcação das plantas com o 15N, a parte aérea já existente nas laranjeiras foi devidamente identificada para possibilitar a sua separação da parte que cresceu a partir da aplicação da solução de 15N até a coleta das plantas.
A marcação das plantas com 15N seguiu o esquema da Tabela 1.
Após o período de marcação das plantas com 15N, as 5 repetições de cada tratamento foram colhidas. A parte nova, ou seja, aquela que desenvolveu durante o período de marcação com 15N, foi separada do restante da planta, sendo dividida em ramos e folhas, e também em flores e frutos quando haviam. O restante das plantas já existente antes do período de marcação com 15N foi separado em folhas, partes lenhosas e raízes. As diferentes partes da planta foram pesadas e postas a secar em estufa a 65o C até o peso tornar-se constante. A seguir as amostras foram moídas e acondicionadas em frascos de vidro para análises.
Nas amostras foram determinadas a concentração de N e a razão isotópica 15N/14N por espectrometria de massas no ANCA-SL da Europa Scientific [5], do Laboratório de Isótopos Estáveis.
TABELA 1. Tratamentos
Trat. Prim. Verão Outono Inverno Prim.
23/09/00 22/12/00 21/03/01 21/06/01 23/09/01
1 15Na Xb
2 Nc 15N X
3 N N 15N X
4 N N N 15N X
a. 15N - Aplicação de solução enriquecida com 15N, realizada a partir do
início de cada estação. Durante o período de marcação com 15N, o N foi
suprido na forma de nitrato de amônio duplamante marcado, com
enriquecimento de 15N de 4,285 de átomos % em excesso.
b. X - Colheita das plantas, que ocorreu ao início da estação subsequente à
estação de marcação com 15N.
c. N - nitrato de amônio com abundância natural.
III. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Produção de massa de material seco. Na Tabela 2 estão as produções de massa de material seco (MS) das diferentes partes das plantas colhidas antes de iniciar os tratamentos (testemunhas) e das plantas dos tratamentos correspondentes a primavera, verão, outono e inverno
A variação de massa seca (∆MS) numa determinada estação foi calculada pelas equações (1), (2) e (3) a seguir:
∆MSN = MSn (1) ∆MSV = MSn - (MSV + MSN)n-1 (2) ∆MSR = MSn - MSn-1 (3)
sendo: N, V e R = partes novas, partes velhas e raiz, respectivamente e n = período estudado (primavera, verão, outono e inverno).
Pela figura 1, relacionando a ∆MS com as estações do ano, verificou-se que nos períodos primavera e verão
houve um maior desenvolvimento das partes novas das plantas.
No outono houve um pequeno acréscimo de massa seca distribuídos entre as partes velhas e novas. E no inverno houve maior desenvolvimento das partes velhas das plantas. Provavelmente, o maior desenvolvimento de órgãos velhos no inverno se deve a acumulação de N nestes órgãos que vão ser as reservas de N da planta e suprir as necessidades nos períodos subseqüentes.
TABELA 2. Massa Seca das Plantas Testemunhas e das Plantas dos Períodos Correspondentes a Primavera, Verão, Outono e Inverno (média de 5 repetições).
Fração Massa seca (g)
Test. Prim. Verão Outono Inverno
FR - - - 12,82 9,51 FL - - - 5,14 7,30 FN - 24,89 28,74 7,86 17,48 RN - 4,69 5,19 2,14 2,87 FV 12,40 15,47 23,97 46,76 62,32 RV e C 10,67 21,66 30,78 43,29 88,53 R 28,00 38,93 42,41 53,01 92,79 FR - Fruto; FL - Flores; FN - Folhas novas; RN - Ramos novos; FV - Folhas velhas; RV e C - Ramos velhos e caule; R - Raiz.
Figura 1. Variação de Massa Seca (g) das Diferentes Partes da Planta Durante Primavera, Verão, Outono e Inverno.
Teor de N nas diferentes partes da planta durante primavera, verão, outono e inverno. A Tabela 3 mostra os teores de N nas diferentes partes das mudas de laranjeira 'Pera', durante os períodos correspondentes a primavera, verão, outono e inverno.
O teor de N durante a primavera foi maior em folhas novas, folhas velhas e raiz, diminuindo em ramos novos e ramos velhos e caule. No verão a porcentagem de
N também foi maior em folhas novas, folhas velhas e raiz, decrescendo em ramos novos e ramos velhos e caule.
Durante os 2 últimos períodos estudados, correspondentes a outono e inverno, houve a formação de flores e crescimento de frutos, sendo estes incluídos no balanço do N. O teor de N durante estes períodos (outono e inverno) foi maior em folhas novas, folhas velhas, flores e
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Primavera Verão Outono Inverno
Var iação de m atér ia seca (g) R RV e C FV RN FN FL FR
fruto, diminuindo em ramos novos, raiz e ramos velhos e caule.
Com os resultados da tabela 3, pode-se observar que do total de N presente nas folhas da testemunha, e sabendo-se que essas folhas correspondem a folhas velhas na primavera, constata-se que, se a folha velha do tratamento 1 acumulou cerca de 10% do N da solução nutritiva (verificado no item III.3), o N restante encontrado neste órgão foi translocado das outras partes da planta para esta. O mesmo pode ser observado para as demais partes da planta, verificando que há um contínuo transporte de N nos órgãos da planta.
Observando que folhas novas e folhas velhas do tratamento 1 (primavera) fazem parte do total de folhas velhas do tratamento 2 (verão) e que no verão, folhas velhas acumularam cerca de 13% do N da solução nutritiva (verificado no item III.3), verifica-se que este órgão neste período (verão) certamente translocou mais N do que acumulou, ou seja, translocou o N já existente em suas reservas.
O mesmo foi observado para os tratamentos outono e inverno, ou seja, que as folhas velhas nestes períodos translocaram N para outras partes da planta. Nestes 2 períodos, o N translocado foi menor que o absorvido sendo acumulado neste órgão para posterior redistribuição durante o desenvolvimento de órgãos novos na primavera.
A figura 2 mostra o conteúdo de N nas diferentes partes da planta, e através dela pode-se observar que nos períodos primavera e verão, as maiores reservas de N estavam nas folhas novas e raízes. Já nos períodos correspondentes a outono e inverno, as maiores reservas de N eram folhas velhas, raiz e ramos velhos e caule.
TABELA 3. Teores de N, Durante os Períodos Correspondentes a Primavera, Verão, Outono e Inverno (média de 5 repetições).
Fração % N
Muda Prim. Verão Outono Inverno
FR - - - 3,00 3,46 FL - - - 4,45 3,65 FN - 4,59 3,94 4,94 4,53 RN - 2,35 2,00 2,73 2,44 FV 2,21 3,49 2,76 4,67 4,47 RV e C 1,51 1,09 0,93 1,69 1,54 R 0,67 2,35 1,77 2,65 2,37
FR - Fruto; FL - Flores; FN - Folhas novas; RN - Ramos novos; FV - Folhas velhas; RV e C - Ramos velhos e caule; R - Raiz.
Figura 2. Nitrogênio Total (g planta-1) Acumulado nas Diferentes Partes da Planta nos Períodos Estudados (Primavera, Verão, Outono e Inverno).
Absorção e destino do N marcado durante os períodos primavera, verão, outono e inverno. A Tabela 4 mostra o enriquecimento de 15N nas diferentes partes da planta durante a primavera, verão, outono e inverno.
O enriquecimento mais alto de 15N foi encontrado nas folhas novas e ramos novos para os períodos primavera e verão, e fruto, flores, folhas novas e ramos novos para os períodos outono e inverno. O menor enriquecimento foi observado nas folhas velhas, ramos velhos e caule em todos os períodos estudados.
O cálculo de quantidade de nitrogênio proveniente da solução nutritiva (Ndff) foi realizado pelo método de diluição isotópica utilizando a equação que segue:
Ndff (%) = ([a – c]/[b – c]) . 100 (4)
onde: Ndff = nitrogênio derivado do fertilizante (solução nutritiva)
a = abundância de 15N (% átomos) na amostra;
b = abundância de 15N (% átomos) no fertilizante - nitrato de amônio (4,652);
c = abundância natural de 15N no controle (0,367).
Observou-se que durante a primavera, em folhas novas 80% do N era proveniente da solução nutritiva (SN) e o restante, 20%, foi translocado de outros órgãos da planta. Para ramos novos, 78% do N era proveniente da SN; para folhas velhas, 50% do N era proveniente da SN, para ramos velhos e caule, 60% do N era proveniente da SN, e para raiz, 62% do N era proveniente da SN.
Durante o verão, os resultados encontrados foram bem parecidos, para folhas novas, 82% do N era proveniente da SN, para ramos novos, 82% do N encontrado era proveniente da SN, para folhas velhas, 50% do N era da SN, para ramos velhos e caule, 60% do N era proveniente da SN, e para raiz, 64% do N era da SN.
Para o período outono, do N encontrado nas folhas novas, 66% era proveniente da SN e o restante das outras partes da planta (reservas). Nos ramos novos 63% do N era
0 1 2 3 4 5 6 7 8 Testemunha Pr
imavera Verão Outono Inverno
N a cumu lado nas d iferentes partes da planta (g) FR FL FN RN FV RV e C R
proveniente da SN; para folhas velhas 34% do N era proveniente da SN; em ramos velhos e caule, 38% do N encontrado era da SN; raiz, 50% do N era proveniente da SN; 55% do N no fruto era da SN e 55% do N encontrado nas flores era proveniente da SN.
No período inverno, a porcentagem de N da SN em folhas novas representou 48%; em ramos novos 43% de todo N era proveniente da SN; em folhas velhas 26% do N era proveniente da SN; em ramos velhos e caule cerca de 26% do N era da SN; na raiz 32% do N era proveniente da SN; no fruto 35% do N era da SN e nas flores 42% do N era proveniente da SN.
O cálculo de recuperação pela planta do 15N aplicado em solução nutritiva foi obtido da equação:
R(%) = [Ndff (g planta-1)/N aplicado ] x 100 (5)
onde: Ndff (g planta-1) = [Ndff (%)/100] x conteúdo N (g) N aplicado = 2,464 g por vaso
Calculou-se que durante o período correspondente a primavera, aproximadamente 81% do N da solução nutritiva foi recuperado pela planta. Deste total, as folhas novas foram responsáveis em armazenar 37%; ramos novos, 4%; folhas velhas, 11%; ramos velhos e caule 6%; e raiz 23%.
No período correspondente ao verão, 81% do N da solução nutritiva foi recuperado pela planta, e deste, 38% dirigiu-se para folhas novas, 3% por ramos novos, 13% por folhas velhas, 7% por ramos velhos e caule e 20% pela raiz. No tratamento correspondente ao outono, 96% do N da solução nutritiva foi recuperado pela planta. Destes 96%, folhas novas foram responsáveis em armazenar 10%, ramos novos 2%, folhas velhas 31%, ramos velhos e caule 11%, raiz 28% e além destes órgãos inclui ainda o fruto com 9% e flores com 5%.
No inverno a recuperação do N da solução nutritiva pela planta atingiu 99%. Destes, folhas novas absorveram 15%, ramos novos 1%, folhas velhas 30%, ramos velhos e caule 14%, raiz 29%, fruto 5% e flores 5%.
Destes resultados e da figura 3, pode-se observar que a recuperação do N da solução nutritiva foi aumentando em folhas velhas, ramos velhos e caule durante os períodos outono e inverno, o que sugere um aumento de N nas duas reservas nestes períodos. O N é acumulado nas folhas velhas durante o outono e inverno, para durante o crescimento na primavera ser a principal fonte de N [6].
Folhas se comportaram como dreno principal do N da solução nutritiva em todos os períodos estudados. Esta tendência também foi observada por outros autores [7 e 8].
TABELA 4. Átomos % de 15N, Durante os Períodos Correspondentes a Primavera, Verão, Outono e Inverno (média de 5 repetições).
Fração % de átomos de 15N
Primavera Verão Outono Inverno
FR - - 2,74 1,85 FL - - 2,74 2,16 FN 3,80 3,88 3,20 2,40 RN 3,70 3,86 3,08 2,19 FV 2,53 2,48 1,86 1,50 RV e C 2,96 2,92 2,00 1,46 R 3,05 3,13 2,48 1,75
FR - Fruto; FL - Flores; FN - Folhas novas; RN - Ramos novos; FV - Folhas velhas; RV e C - Ramos velhos e caule; R - Raiz
Figura 3. Recuperação (g planta-1) do N-Nitrato de Amônio da Solução Nutritiva Contido nas Diferentes Partes da Planta Durante os Períodos Primavera, Verão, Outono e Inverno.
IV. CONCLUSÕES
Pode-se concluir pelos resultados obtidos que, nos períodos primavera e verão a maior parte do N absorvido da solução nutritiva foi translocado para as partes novas (folhas e ramos) e foi diluído com N das reservas prévias das plantas. Nos períodos outono e inverno maior parte do N da solução nutritiva foi translocado para as partes velhas das plantas (folhas, ramos e raiz)e foi diluído nas reservas de N existente nestes orgãos. A redistribuição do N absorvido foi mais intensa no outono e no inverno.
A recuperação pelas plantas do N da solução nutritiva foi de 81%, 81%, 96% e 99% para os períodos primavera, verão, outono e inverno respectivamente.
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
Primavera Verão Outono Inverno
Recuperação do N-n itrato de a mônio (g) FR FL FN RN FV RV e C R
AGRADECIMENTOS
Agradecimentos ao CENA pela infra-estrutura e a FAPESP pelos recursos financeiros.
REFERÊNCIAS
[1] FNP CONSULTORIA E COMÉRCIO. Agrianual 2002: Anuário estatístico da agricultura brasileira. São Paulo, 2002.
[2] TAYLOR, B. K. Storage and mobilization of nitrogen in fruit trees: a review. Journal of the Australian Institute of Agricultural Science, v. 33, p. 23-29, 1967. [3] MORENO, J. & GARCÍA-MARTÍNEZ, J. L. Nitrogem accumulation and mobilization in Citrus leaves throughout the annual cycle. Physiologia Plantarum, v. 61, p. 429-434, 1984.
[4] FEIGENBAUM, S.; BIELORAI, H. ERNER, Y. & DASBERG, S. The fate of 15N labeled nitrogen applied to mature citrus trees. Plant and Soil, v. 97, p. 179-187, 1987.
[5] MULVANEY, R. L. Mass Spectrometry. In: KNOWLES, R. & BLACKBURN, T. H. Nitrogen Isotope Techniques. Academic Press, San Diego, p. 11-57, 1993.
[6] LEGAZ, F.; SERNA, M. D. & PRIMO-MILLO, E. Mobilization of the reserve N in citrus. Plant and Soil, v. 173, p. 205-210, 1995.
[7] WALLACE, A. Nitrogen absorption and translocation by citrus cuttings at different root temperatures. Proceendings of the American Society for Horticultural Science, v. 61, p.89-94, 1953.
[8] LEGAZ, F.; PRIMO-MILLO, E.; PRIMO-YUFERA, E.; GIL, C. & RUBIO, J. L. Nitrogen fertilization in citrus. ΙΙ. Absorption and distribution of nitrogen in calamondin trees (Citrus mitis Bl.) during flowering, fruit set and initial fruit development periods. Plant and Soil, v. 66, n.3, p.339-351, 1982.
ABSTRACT
The objective was to evaluate the absorption of 15N from nutrient solution by young orange trees and the translocation and the redistribution of the absorbed N. The treatments were constituted by four periodsof 15N labelling (spring, summer, autumn and winter). In the first treatment, the young orange trees received 15N in the nutrient solution during the spring and five replicates of the plants were picked at the end of the period. The new part, which was developed during the 15N labelling period, was separated from the other part (old part) in branch and leaf, and also in flower and fruit when they were. The old part was separated in leaf, stem and root. This same procedure was followed in the other treatments. The total N and the isotope ratios
15N/14N were performed by mass spectrometry.
The major part of absorbed N during the spring and summer was translocated to the new part of the orange trees, but in autumn and winter the absorbed N was concentrated in the old plant part. The redistribution of N from of old plant parts was more intensive during the autumn and winter.
