CANTÃO, F. R. O.

MAGALHAES, P. C.

MIRANDA, G. V.

ROCHA, M. C. da

RODRIGUES, F.

RODRIGUES, J. A. S.

SCHAFFERT, R. E.

SILVA, L. A.

SOARES, M. O.

TARDIN, F. D.

VASCONCELOS, M. J. V. de

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Caracterização da Morfologia Radicular de Linhagens de Sorgo Contrastantes paraEficiência do Uso de FósforoMichel C. da Rocha1, Glauco V. Miranda2, Marcelo O. Soares3, Fernando R.O. Cantão3, LidianneA. Silva3, Fabrício Rodrigues3, Paulo C. Magalhães4, Flávio D. Tardin4, José A.S. Rodrigues4,Maria J.V. Vasconcelos4 e Robert E. Schaffert41Mestrando em Fitotecnia, UFV, e Bolsista Embrapa Milho e Sorgo, CP. 285, CEP 35701-970,Sete Lagoas-MG, michelcastelani@yahoo.com.br, 2Professor Associado, UFV, 3BolsistaEmbrapa Milho e Sorgo, 4Pesquisador Embrapa Milho e Sorgo.Palavras-chave: Sorgo, estresse abiótico, morfologia de raiz, mecanismos de adaptação, aquisiçãode fósforo.O sorgo é considerado atualmente o quinto cereal mais produzido no mundo,depois do milho, trigo, arroz e cevada (FAO, 2005). Ele apresenta uma vantagem adaptativadistinta quando comparado a outros cereais, devido à notável resistência à seca e a outrosestresses abióticos que viabiliza a sua produção em ambientes inadequados para outras culturas.Essa característica permite que a cultura do sorgo se estabeleça em regiões com distribuiçãoirregular de chuvas, particularmente na safrinha, em sucessão a culturas de verão (Caniato, 2005).Os solos do cerrado brasileiro são caracterizados pelos baixos pH e fertilidade,apresentando níveis tóxicos de Al+3, baixa disponibilidade de fósforo e alta capacidade de fixaçãode fósforo (Schaffert, 2001). No Brasil, corretivos e fertilizantes são os fatores com maiorparticipação no custo final da produção, restringindo o seu uso pelo pequeno agricultor, devido àfalta de recursos para sua aquisição (Sharpley, 2001). Devido à baixa mobilidade de fósforo nosolo as raízes se desenvolvem, sendo assim, a disponibilidade de fósforo no solo é um dos fatoresque influenciam o crescimento radicular (Lynch, 2001). Assim, a caracterização do sistemaradicular no solo e o conhecimento de suas variações genéticas são fundamentais para a escolhados melhores genótipos, ou seja, os mais adaptados às condições de estresse do solo e,consequentemente, com maior capacidade de crescimento, desenvolvimento e produtividadenestes solos (Silva, 2003; Cantão, 2007).As raízes que apresentam maiores comprimentos específicos, CE,(comprimento total de raiz/massa raiz) são capazes de explorar maior volume de solo por unidadede investimento metabólico em seus tecidos, sendo assim, mais eficientes na aquisição de água enutrientes por unidade de carbono consumido (Fitter, 1991). Entretanto, esta relação de eficiênciadas raízes com altos valores de comprimento específico pode variar entre as espécies,possivelmente porque raízes muito finas podem dificultar o funcionamento radicular e reduzir asua longevidade. Assim, separar CE nos componentes finura de raiz (comprimento/volume) edensidade de tecido de raiz (massa raiz/volume) pode trazer informações sobre a relação entrecaracterísticas de raiz e estratégias de desenvolvimento das plantas (Ryser, 1995).O objetivo deste trabalho foi avaliar e identificar características da morfologiado sistema radicular de linhagens de sorgo para a seleção de genótipos eficientes em baixofósforo.Foram avaliadas, no campo experimental da Embrapa Milho e Sorgo, SeteLagoas (MG), nove linhagens de sorgo, sendo oito pré-classificadas quanto à produtividade degrãos em estresse de fósforo (Schaffert, 2001). O experimento foi instalado em canteiros comsolos em baixa e alta disponibilidade de fósforo (5 e 20mg/dm3, respectivamente), emdelineamento experimental blocos casualizados, com três repetições. Aos 40 dias de cultivo,foram coletadas três plantas por tratamento para determinação de massa seca de parte área e paradeterminação das características do sistema radicular: Comprimento total de raiz (CTR); Área desuperfície total (AST); Diâmetro médio de raiz (DMR); Volume total de raiz (VTR);Comprimento de raiz muito fina (CRMF); Comprimento de raiz fina (CRF); Comprimento deraiz grossa (CRG); Área de superfície de raiz muito fina (ASRMF); Área de superfície de raizfina (ASRF); Área de superfície de raiz grossa (ASRG); Peso seco de parte aérea (PSPA); Pesoseco de raiz (PSRA); relação raiz/parte aérea (PSRA/PSPA); Comprimento específico (CE);Finura de raiz (FR); Densidade de tecido de raiz (DTR). Após avaliação do sistema radicular, asraízes foram levadas para estufa de circulação forçada, a 72º C até atingir peso constante, paradeterminação de massa seca.As características do sistema radicular foram avaliadas com analisador deimagens WinRhizo v. 4.0, Regent Systems, Quebec, (Canadá), acoplado a um scannerprofissional Epson XL 10000 equipado com unidade de luz adicional (TPU), seguindo osprocedimentos de análise sugerido por Bouma et al.(2000). As características de comprimento eárea de superfície por classes de diâmetro (muito finas Ǿ < 0,5 mm; finas 0,5 mm< Ǿ <2 mm egrossas Ǿ > 2 mm) foram determinadas segundo a classificação proposta por Bhom (1979). Osdados coletados de todas as características foram submetidos à análise de variância (p<0,05) ecomparações de médias pelo erro padrão.O resultado da análise de variância das características avaliadas estáapresentado na Tabela 1. Pelos  resultados  apresentados  na  Tabela 1,  verificamos  que  existemTabela 1. Análise de variância de dezesseis características de morfologia de raiz envolvendo nove genótipos desorgo. Sete Lagoas, Embrapa Milho e Sorgo, 2008. *Significativo ao nível de 5% pelo teste F e ns: Não significativo.Quadrado médioFV TRAT ResíduoCaracterísticas1 Médias CV (%)GL 8 16CTR 5152,21 16,87 2028724,48* 755585,83AST  579,56 16,27 23063,83* 8898,15VTR 5,2305 18,43 2,2054 * 0,9296DMR    0,3598 7,22 0,0013ns 0,0007CRMF 4299,48 17,71 1489399,98* 568908,58CRF 836,88 16,92 50506,00* 20062,26CRG 41,55 42,11 633,52 ns 306,21ASRMF 222,91 19,64 4831,64* 1916,73ASRF 232,07 16,34 3987,08* 1438,37ASRG 41,55 42,22 688,56 ns 307,76PSPA 5,4511 29,31 3,73 ns 2,55PSRA 0,8811 21,57 0,0703 ns 0,0361PSRA/PSPA 0,1743 20,03 0,0020 ns 0,0012CE 6084,61 21,19 2384749,38 ns 1663859,13FR 1007,58 14,59 35714,07 ns 21625,87DTR 0,1689 12,02 0,0005 ns 0,0004diferenças significativas entre as linhagens para as características CTR, ASTR, VR, CRMF, CRF,ASRMF e ASRF. Estes resultados indicam a existência de variabilidade genética em sorgo paraestas características do sistema radicular e que elas podem ser mais bem exploradas emprogramas de melhoramento genético que buscam melhor entender os mecanismos de adaptaçãode sorgo sobre estresse de fósforo.As médias de CTR e ASRMF das nove linhagens estão apresentadas nasFiguras 1 e 2, respectivamente. Apesar de existir diferenças significativas entre as linhagens,estas características não são bem informativas quanto à eficiência de produtividade destaslinhagens em baixo fósforo. Isto é evidente quando comparamos as médias de CTR e ASRMFdas linhagens eficientes, SC283 e BR008B, com as linhagens ineficientes, BR007B e BR001B, eobservamos que as linhagens eficientes apresentam valores menores ou iguais, estatisticamente,as linhagens ineficientes. Entretanto é evidente também que a linhagem ATF06B, menoseficiente, apresentou as menores médias e a linhagem BR005R, mais eficiente, apresentou asmaiores médias para estas características.0,001000,002000,003000,004000,005000,006000,007000,008000,00ATF06B BR001B BR007B BR008B ATF54B SC283 ATF40B BR005R P9401LinhagensCTR (cm)Figura 1 – Médias de Comprimento Total de Raiz (CTR) de linhagens de sorgo cultivadas em solos com baixo nívelde fósforo. As linhagens em amarelo, vermelho e azul são respectivamente, ineficientes, eficientes e não-classificadaquanto à eficiência de produtividade de grãos em baixo P.0,0050,00100,00150,00200,00250,00300,00350,00ATF06B BR001B BR007B BR008B ATF54B SC283 ATF40B BR005R P9401LinhagensASRMF (cm2 )Figura 2 – Médias de Área de Superfície de Raízes Muito Finas (ASRMF) de linhagens de sorgo cultivadas emsolos com baixo nível de fósforo. As linhagens em amarelo, vermelho e azul são respectivamente, ineficientes,eficientes e não-classificada quanto à eficiência de produtividade de grãos em baixo P.As médias apresentadas pelas linhagens para as características ASTR, VR,CRMF, CRF e ASRF seguiram o mesmo perfil de médias apresentado pelas características dasFiguras 1 e 2. O CE não apresentou diferenças significativas entre linhagens pelo teste F a 5% deprobabilidade. Entretanto, pode-se verificar pelo cálculo do erro padrão que existem diferençasentre as médias das linhagens (Figura 3). O CE também não separou as linhagens eficientes dasineficientes, mas as quatro maiores médias de CE são apresentadas por linhagens eficientes e asduas menores por linhagens ineficientes, indicando uma possivel relação entre eficiência e CE emsorgo. Esta relação evidência a importância de aspectos rizoeconômicos (custo de massa radicularpor potencial retorno) na adaptação das plantas de sorgo em ambientes de estresse de fósforo.0,001000,002000,003000,004000,005000,006000,007000,008000,00ATF06B BR001B BR007B BR008B ATF54B SC283 ATF40B BR005R P9401LinhagensCE (cm/g)Figura 3 – Médias de Comprimento Específico (CE) de linhagens de sorgo cultivadas em solos com baixo nível defósforo. As linhagens em amarelo, vermelho e azul são respectivamente, ineficientes, eficientes e não-classificadaquanto à eficiência de produtividade de grãos em baixo P.A característica que melhor agrupou as linhagens eficientes, separando-as dasineficientes foi a densidade de tecido de raiz (DTR). Esta característica está relacionada comcaracterísticas anatômicas das raízes, como a formação de aerênquima, e com a taxa decrescimento radicular. Verifica-se na Figura 4 que as linhagens eficientes apresentam as médiasmenores que as linhagens ineficientes, indicando que as plantas com superior adaptação sãocapazes de desenvolver raízes com uma menor densidade dos seus tecidos, reduzindo assim, ogasto metabólico com a taxa respiratória das raízes (Lynch, 2005).Os programas de melhoramento de sorgo podem explorar melhor avariabilidade genética existente para características do sistema radicular das plantas cultivadasem estresse de fósforo. Os resultados indicam que o CE está relacionado com a eficiência dasplantas de sorgo em estresse de fósforo e a densidade de tecido de raiz foi a característica maisinformativa para seleção de plantas de sorgo com superior adaptação por estar associada aosmecanismos de adaptação das plantas em estresse de fósforo.0,000,050,100,150,200,25ATF06B BR001B BR007B BR008B ATF54B SC283 ATF40B BR005R P9401LinhagensDTR (g/cm3 )Figura 4 – Médias de Densidade de Decido de Raiz (DTR) de linhagens de sorgo cultivadas em solos com baixonível de fósforo. As linhagens em amarelo, vermelho e azul são respectivamente, ineficientes, eficientes e não-classificada quanto à eficiência de produtividade de grãos em baixo P.Referências BibliográficasBhom W, Methods of studyng root systems. New York: Springer-Verlag, 1979. 189p.Bouma TJ, Nielson KL, Koutstaal BAS (2000) Sample preparation and scanning protocol forcomputerized analysis of root length and diameter. 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Caracterização da morfologia radicular de linhagens de sorgo contrastantes para eficiência do uso de fósforo.

http://www.alice.cnptia.embrapa.br/alice/bitstream/doc/491250/1/Caracterizacaomorfologia.pdf

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