Avaliação da porosidade e placa férrica de raízes de arroz cultivado em hipoxia Evaluation of porosity and iron plaque on rice roots grown under hypoxia

A alta difusividade do oxigênio em diversos materiais dificulta a criação e, ou, manutenção de um ambiente livre de O2. As técnicas utilizadas são pouco eficientes na exclusão do O2 e, portanto, não expressam a condição do solo alagado. Os objetivos deste trabalho foram desenvolver um método para obtenção de raízes em condição de hipoxia e avaliar a placa férrica e a formação de aerênquima no arroz. Foi criada uma condição de hipoxia semelhante à do solo alagado em tanques de 50 L, explorando a capacidade de difusão do O2 por meio do vinil em contato com solo reduzido. Cada tanque preenchido com solo (Gleissolo háplico) recebeu cinco sacos de vinil e foi mantido alagado. Plantas dos genótipos IRGA 423 e IRGA 424 previamente cultivadas em campo foram coletadas, tendo as raízes cortadas junto ao colo, lavadas e um terço da lâmina foliar removido. Cada saco de vinil recebeu 12 plantas de cada genótipo e solução nutritiva. Após sete dias, as novas raízes adventícias formadas foram utilizadas na determinação da porosidade e a da placa férrica em segmentos de 0-2, 2-4 e 4-6 cm a partir da ponta da raiz. As raízes foram colocadas em contato com a solução de um solo em processo de redução por 4 h e a placa férrica determinada após a extração do Fe com HCl 0,5 mol L-1. A porosidade foi determinada pela aplicação de ciclos de vácuo, com auxílio de seringas. A diferença de peso antes e depois do tratamento com vácuo e entrada de água foi assumida como sendo a estimativa da magnitude do aerênquima ao longo da raiz. A eficácia do método foi testada com a produção de raízes adventícias em saco de vinil com aeração e hipoxia. A porosidade nas raízes foi maior em ambiente hipóxico, comparado à aeração. A porosidade foi maior na proximidade da base da planta e, à medida que a porosidade aumentou, houve aumento do conteúdo de Fe na superfície das raízes, indicando que a placa férrica pode servir como estimativa da formação de aerênquima no arroz. O método de obtenção de raízes foi eficiente em promover a eliminação de O2 do saco de vinil para estudar a formação do aerênquima.<br>The high oxygen diffusion in different materials makes the establishment and maintenance of oxygen-free environments difficult. The techniques used to obtain oxygen-free environments are little efficient and not representative of flooded soil conditions. The purpose of this study was to develop a method for obtaining roots in a hypoxic environment to evaluate iron plaque and aerenchyma formation in rice plants. A hypoxic condition similar to that of flooded soils was created in 50 L tanks, based on the oxygen diffusion capacity through vinyl plastic in contact with flooded soil. Each tank was filled with soil (Gley soil), five vinyl bags and then flooded. Rice plants of the genotypes IRGA 423 and IRGA 424 grown in the field were collected, the roots cut at the stem, washed and 1/3 of the leaves removed. Each bag was filled with 12 plants of each genotype and nutrient solution. After seven days, the new adventitious roots were used to determine the iron plaque and aerenchyma formation in the segments 0-2, 2-4 and 4-6 cm from the root tips. The roots were exposed the solution of a flooded soil for 4 hours. The iron plaque was determined in the root segments after iron extraction with HCl 0.5 mol L-1. Porosity was determined in vacuum cycles applied with a syringe. The weight difference before and after vacuum treatment and water entrance was assumed as estimate of the magnitude of the aerenchyma of the roots. The method was tested with the production of new adventitious roots in vinyl bags under aerated and hypoxic conditions. Root porosity was higher in the hypoxic than in the aerated environment. Porosity was higher near plant base and as porosity increased, iron increased near the root surface, indicating the iron plaque as a parameter to estimate aerenchyma formation in rice roots. The tested root-growth method was efficient in eliminating O2 from the vinyl bags to study aerenchyma formation

Resposta do arroz irrigado ao suprimento de amônio e nitrato Rice growth as affected by combined ammonium and nitrate supply

No arroz cultivado sob alagamento, ocorre a elevação dos teores de NH4+ no solo, sendo assim considerada a principal fonte de N para a cultura. Entretanto, o O2 transportado pelo aerênquima e liberado pelas raízes cria um ambiente favorável à nitrificação na rizosfera, determinando a formação de proporções entre amônio e NO3- disponíveis. Nesse caso, acredita-se que o NO3- pode favorecer o desenvolvimento da cultura e ao mesmo tempo evitar a toxidez por NH4+ no solo alagado. Este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar o efeito de diferentes proporções dos íons NH4+ e NO3- no crescimento do arroz em solução nutritiva. O experimento foi realizado em casa de vegetação, no período de setembro a novembro de 2007, em solução nutritiva e substrato inerte, visando criar um meio poroso, para o crescimento radicular com as seguintes proporções de NH4+ e NO3-:100:0, 75:25 e 25:75 % na concentração de 10,0 mmol L-1 de N. Os baldes foram preenchidos com um substrato inerte, visando criar um meio poroso para o desenvolvimento das raízes. Foram comparados os genótipos IRGA 417 (indica) e Sasanishiki (japônica), e avaliadas a produção de biomassa, a distribuição e o comprimento de raízes e a absorção de N, Ca, Mg e K. O NH4+ das proporções 100:0, 75:25 % causou toxidez às plantas, porém, na maior proporção de NO3- , houve redução da toxidez. O suprimento combinado de NH4+ e NO3- aumentou a produção de biomassa em relação ao NH4+ suprido isoladamente. O sistema radicular do arroz cresceu basicamente na camada de 0-10 cm dos cultivares testados, e o maior comprimento ocorreu no tratamento NH4+ 75:25 NO3- para a IRGA 417. O NH4+ afetou negativamente a absorção do Ca, porém não teve efeito sobre a absorção de N, Mg e K. O N, K e Ca total absorvidos indicam maior eficiência de absorção com o suprimento combinado das duas fontes de N no cultivar IRGA 417, porém sem diferença para Sasanishiki. Assim, conclui-se que o NH4+ é tóxico para o arroz em concentrações elevadas. A presença de NO3- é imprescindível para aumentar a absorção de N, melhorando o crescimento e desenvolvimento da planta e a absorção de cátions.<br>In rice cultivated under flooded conditions, the anaerobic condition favors the formation of NH4+ in the soil, and is therefore considered the main available N source for this crop. However, the process of O2 transport through the aerenchyma and its release by roots, create a favorable environment for nitrification in the plant rizosphere. Nitrification intensity determines the proportions between available NH4+ and NO3- . In this case, it is believed that the presence of NO3- can favor rice growth and simultaneously avoid NH4+ toxicity. This experiment was carried out to evaluate the effect of different proportions between NH4+ and NO3- in nutrient solution on rice growth. The experiment was performed in a greenhouse, from September to November 2007, in a nutrient solution with the following NH4+ and NO3- proportions: 100:0, 75:25 and 25:75, in a 10.0 mmol L-1 N concentration. The plots were fulfilled with a inert substrate to create conditions to root growth. The genotypes IRGA 417 and Sasanishiki were compared and the biomass production, root length, root distribution and the N, Ca, Mg and K uptake were evaluated. The presence of NH4+ in the 100:0, 75:25 proportions resulted in plant toxicity, however, as the NO3- proportion increased, toxicity was reduced. The combined supply of NH4+ and NO3- increased biomass production compared to solely NH4+ supply. The rice root system of the two cultivars developed mainly in the 0-10 cm layer and the - greatest root length was observed in the treatment NH4+ 75:25 NO3- for IRGA 417. The presence of NH4+ in soil solution affected negatively calcium absorption, whereas no affect was observed on N, Mg or K absorption. The total absorbed N, K, and Ca indicated a higher absorption efficiency with the combined supply for IRGA 417, but for cultivar Sasanishiki no differences were verified. It was concluded that NH4+ is toxic to rice plants, and is not the main available source of nitrogen. Nitrate is indispensable to increase the N uptake, normal plant growth and total cation absorption