Publicação: Papel benéfico do selênio em cana-de-açúcar: efeitos fisiológicos, bioquímicos e produtividade agrícola
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Data
Autores
Orientador
Reis, Andre Rodrigues dos 
Coorientador
Pós-graduação
Agronomia (Produção Vegetal) - FCAV
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Tese de doutorado
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
O selênio (Se) é um elemento benéfico para as plantas, porém as respostas fisiológicas da cana-de-açúcar com uso do Se ainda são escassas. Além disso, não está documentado qual é a fonte e dose recomendada de Se, bem como os níveis críticos de fitotoxidade. Este estudo tem como objetivo caracterizar o efeito benéfico e fitotóxico do Se em resposta à aplicação foliar de Se utilizando cinco concentrações de Se (0, 20, 40, 80, 160 g ha-1 ) e duas fontes de Se (selenato e selenito de sódio). Adicionalmente, objetiva-se validar a melhor época de aplicação (pré-seca e pré-maturação) da dose benéfica de selenato e selenito de sódio em canade-açúcar de sequeiro e irrigado em condições de campo. De modo geral, tanto os sintomas benéficos quanto os sintomas fitotóxicos foram observados em doses menores utilizando o tratamento com selenito comparado ao tratamento com selenato, devido aos efeitos combinados de rapidez na assimilação de selenito em formas orgânicas e também em razão da maior porcentagem do íon acompanhante (sódio) na fonte selenito. A dose benéfica de selenato é de 40 g ha-1 e do selenito de 20 g ha1 . O efeito benéfico do Se está relacionado ao aumento da massa de raiz, número, massa de perfilhos, taxa fotossintética, concentração de CO2, eficiência da carboxilação e do uso da água. Além disso, o Se-benéfico melhorou a qualidade tecnológica com aumento da concentração de sacarose, pol e °Brix do caldo obtido. A dose fitotóxica de selenato é de 80 g ha-1 e do selenito de 40 g ha-1 . A fitotoxicidade do Se foi caracterizada com redução do crescimento da raiz e parte aérea da canade-açúcar aliado a perdas na qualidade tecnológica do caldo obtido. Além disso, a Sefitotoxicidade promoveu acúmulo de osmólitos via homeostase do metabolismo de carboidratos e degradação de proteínas visando minimizar o estresse oxidativo (H2O2 e MDA). Além disso, a fitotoxidez desencadeou na cana-de-açúcar o acumulo de Ca, Mg, Zn, Fe, Mn e S como estratégia nutricional para acionar mecanismos enzimáticos e não enzimáticos para mitigar o estresse ocasionado pelo excesso de Se. Em condições de campo, foi possível observar que a aplicação foliar de selenito de sódio na época vegetativa mitiga o estresse hídrico em cana-de-açúcar através do estímulo da biossíntese de pigmentos fotossintetizantes e pigmentos de fotoproteção que resultou no maior acúmulo de sacarose na folha e no colmo. Na época de maturação, o melhor tratamento para mitigar o estresse hídrico foi o selenato que atuou como agente antioxidante reduzindo EROs e peroxidação lipídica. Em cana irrigada, a aplicação na época vegetativa de ambas as fontes de Se são eficazes para aumentar o potencial produtivo da cultura através do aumento do número e diâmetro de perfilhos, massa fresca da parte aérea, produtividade de perfilhos e rendimento de açúcar. Na época de maturação, apenas o selenato teve resposta positiva na cana irrigada, aumentando a concentração de clorofilas e feofitina na folha. Conclui-se que a produtividade de açúcar por hectare da cana de sequeiro foi melhorada com uso de selenato e selenito aplicado na época de época de maturação. Para cana irrigada, ambas as épocas de aplicação utilizando o selenato ou selenito foram eficazes para aumentar a produtividade de açúcar.
Resumo (inglês)
- Selenium (Se) is a beneficial element for plants, but the physiological responses of sugarcane with the use of Se are still scarce. Furthermore, it is not documented what is the source and recommended dose of Se, as well as the critical levels of phytotoxicity. This study aims to characterize the beneficial and phytotoxic effect of Se in response to Se foliar application using five Se concentrations (0, 20, 40, 80, 160 g ha-1 ) and two Se sources (Selenate and selenite of sodium). Additionally, the objective is to validate the best season of application (vegetative stage and pre-maturation) of the beneficial dose of sodium selenate and selenite in sugarcane under rainfed and irrigated field conditions. In general, both beneficial and phytotoxic symptoms were observed at lower doses using selenite treatment compared to selenate treatment, due to the combined effects of faster assimilation of selenite into organic forms and also due to the higher percentage of the ion sodium in the selenite source. The beneficial dose of selenate is 40 g ha-1 and of selenite 20 g ha-1 . The beneficial effect of Se is related to the increase in root mass, number, tiller mass, photosynthetic rate, CO2 concentration, carboxylation efficiency and water use. In addition, Se-beneficial improved the technological quality with an increase in the concentration of sucrose, pol and °Brix of the obtained broth. The phytotoxic dose of selenate is 80 g ha-1 and of selenite 40 g ha-1 . The phytotoxicity of Se was characterized by reduced root and shoot growth of sugarcane combined with losses in the technological quality of the juice obtained. In addition, Se-phytotoxicity promoted osmolyte accumulation via homeostasis of carbohydrate metabolism and protein degradation in order to minimize oxidative stress (H2O2 and MDA). In addition, phytotoxicity triggered the accumulation of Ca, Mg, Zn, Fe, Mn and S in sugarcane as a nutritional strategy to trigger enzymatic and non-enzymatic mechanisms to mitigate the stress caused by excess Se. Under field conditions, it was possible to observe that the foliar application of sodium selenite in the growing season mitigates water stress in sugarcane by stimulating the biosynthesis of photosynthetic pigments and photoprotection pigments, which resulted in greater accumulation of sucrose in the leaf. and in the culm. At the time of maturation, the best treatment to mitigate water stress was selenate, which acted as an antioxidant agent reducing ROS and lipid peroxidation. In irrigated sugarcane, the application in the growing season of both sources of Se are effective in increasing the productive potential of the crop by increasing the number and diameter of tillers, fresh mass of the aerial part, productivity of tillers and sugar yield. At the time of maturation, only selenate had a positive response in irrigated sugarcane, increasing the concentration of chlorophylls and pheophytin in the leaf. It is concluded that the sugar productivity per hectare of dry cane was improved with the use of selenate and selenite applied at the time of maturation. For irrigated cane, both application times using selenate or selenite were effective in increasing sugar productivity.
Descrição
Palavras-chave
Estresses abióticos, Sacarose, Nutrição de plantas, Cana-de-açúcar, Bioquímica vegetal
Idioma
Português
