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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.64.2014.tde-16062014-141152
Document
Author
Full name
Riviane Maria Albuquerque Donha
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 2014
Supervisor
Committee
Lavres Junior, José (President)
Bacchi, Marcio Arruda
Nogueira, Marco Antonio
Title in Portuguese
Fungos micorrízicos arbusculares e nível de potássio no solo na absorção de 137césio e efeitos na resposta antioxidativa do feijoeiro
Keywords in Portuguese
Atividade específica
Coeficiente de transferência
Espécies reativas de oxigênio
Phaseolus vulgaris
Abstract in Portuguese
Associações entre fungos micorrízicos arbusculares e plantas hospedeiras podem transferir césio (137Cs) para o vegetal. A mobilidade do césio (Cs+) nos solos e sua similaridade química com o potássio (K+) constituem a principal ameaça à contaminação da vegetação pelo radionuclídeo. Foi realizado experimento com plantas de feijão (Phaseolus vulgaris L.) variedade Iapar Tangará, com o objetivo de avaliar o coeficiente de transferência direta do 137Cs do solo para a planta, a absorção, o transporte e o acúmulo do radionuclídeo 137Cs nas folhas, caule e raízes das plantas, a produção de massa seca do feijoeiro, o diâmetro do caule das plantas, a peroxidação lipídica, avaliar as enzimas do sistema antioxidativo (catalase, ascorbato peroxidase, glutationa redutase e superóxido dismutase), o teor de clorofila em unidade SPAD, em função dos efeitos da: (I) inoculação ou não com fungos micorrízicos arbusculares (FMA) e (II) do nível de potássio em quatro tipos de solos: Nitossolo, Chernossolo, Argissolo e Gleissolo. O delineamento experimental foi o de blocos completos ao acaso, utilizando esquema fatorial de quatro tipos de solo x dois níveis de potássio x presença e ausência de micorrizas com três repetições, totalizando 48 unidades experimentais. Foi calculada a atividade específica do 137Cs no solo e na planta e, por fim, a determinação do coeficiente de transferência direta do 137Cs do solo para o vegetal. Nas plantas cultivadas em Argissolo, Chernossolo e Gleissolo, foi observada maior atividade específica de 137Cs nas raízes do feijão em relação às folhas e ao caule, na condição de baixo nível de potássio e ausência de inoculação de FMA. O coeficiente de transferência solo-planta do 137Cs e a atividade na planta foram maiores no Argissolo e Nitossolo, com baixo teor de potássio e sem a presença de FMA. Constatou-se interação entre os tipos de solo, teor de K e presença de FMA quanto à peroxidação de lipídeos, sendo que houve maior dano nas folhas das plantas cultivadas no Chernossolo, principalmente no tratamento sem aplicação de FMA e com baixo teor de K. Não foi observada interação entre os solos e a inoculação com FMA para a quantificação de peróxido de hidrogênio (H2O2) nas folhas, todavia, constatou-se efeito para os teores de K no solo. Quanto ao sistema enzimático antioxidativo, a atividade da catalase, glutationa redutase, ascorbato peroxidase e superóxido dismutase houve interação entre os tipos de solo, níveis de K e presença ou ausência de FMA. Maior atividade da superóxido dismutase (SOD) foi demonstrada nas plantas cultivadas no Argissolo, sem a presença de FMA, também independente dos teores de K. O aumento nos teores de K nos solos não impediu a transferência direta de 137Cs do solo para as plantas, porém, reduziu a absorção do nuclídeo pelo feijoeiro. O tipo de solo influenciou na disponibilidade de 137Cs às plantas de feijão e por sua vez, nas atividades das enzimas do sistema de defesa da planta. A inoculação com os FMA não foi efetiva para evitar a transferência e a absorção de 137Cs pelas plantas
Title in English
Arbuscular mycorrhizal fungi and soil potassium supply on the 137césio uptake and its effects on the antioxidative response of common bean
Keywords in English
Phaseolus vulgaris
Reactive oxygen species
Specific activity
Transfer coefficient
Abstract in English
Associations between arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) and host plants might transfer cesium (137Cs) for the plant. The mobility of cesium (Cs+) in soils and their chemical similarity to potassium (K+) are the main threat to contamination of vegetation by radionuclide. Experiment with common bean (Phaseolus vulgaris L.) variety Iapar Tangara was conducted with the objective of evaluating the coefficient of direct transfer of 137Cs from soil to the plant, absorption, transport and accumulation of the radionuclide 137Cs in the leaves, stem and plant roots, the dry mass of bean stem diameter of plants, lipid peroxidation, evaluate the antioxidant system enzymes (catalase, ascorbate peroxidase, glutathione reductase and superoxide dismutase), the content of chlorophyll SPAD unit, due to the effects of: (I) or without inoculation with mycorrhizal fungi (AMF) and (II) the level of potassium in four types of soil: Nitosol Chernosol, Alfisol and Ultisol. The experimental design was a randomized complete block, factorial design using four soil types x two levels of potassium x presence and absence of mycorrhizae with three replications, totaling 48 experimental units. The specific activity of 137Cs in soil and plant and finally, the coefficient of 137Cs direct transfer from soil to plant was calculated. In plants grown in Alfisol and Ultisol Chernosol, higher specific activity of 137Cs in bean roots compared to the leaves and the stem was observed under the condition of low potassium and absence of AMF inoculation. The coefficient of soil-plant transfer of 137Cs activity and yield were higher in the Ultisol and Alfisol with low potassium and without the presence of AMF. Found an interaction between soil types, K content and the presence of AMF as to lipid peroxidation, and there was more damage on the leaves of plants grown at Chernosol, primarily in the treatment without application of AMF and low in K. No interaction between soil and AMF inoculation for quantification of hydrogen peroxide (H2O2) in the leaves was observed, however, it was found to effect the K in the soil. As for the antioxidant enzyme system, the activity of catalase, glutathione reductase, ascorbate peroxidase and superoxide dismutase was no interaction between soil types, levels of K and the presence or absence of AMF. Increased activity of superoxide dismutase (SOD) has been demonstrated in plants grown in Ultisol without the presence of AMF, independent of the levels of K. The increase of K in the soil did not prevent the direct transfer of 137Cs from soil to plants, however, reduced the uptake of the nuclide by bean. Soil type influenced the availability of 137Cs to bean plants and in turn, the enzyme activities of the plant defense system. Inoculation with AMF was not effective to prevent the transfer and uptake of 137Cs by plants
 
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Publishing Date
2014-06-26
 
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  • DONHA, R. M. A., et al. Intervalos ótimos para nutrientes e metais pesados no milho sob aplicação de lodo de esgoto. In XXX Reunião Brasileira de Fertilidade do Solo e Nutrição de Plantas; XIV Reunião Brasileira sobre Micorrizas; XII Simpósio Brasileiro de Microbiologia do Solo; I Simpósio sobre Selênio no Brasil; IX Reunião Brasileira de Bilogia do Solo, Maceió-AL, 2012. FertBio2012.Viçosa : Sociedade Brasileira de ciência do Solo, 2012. Resumo.
  • DONHA, R. M. A., et al. Mycorrhiza inoculation and Ca supply on the 137Cs uptake by common bean and lipid peroxidation. In XIV Congresso Brasileiro de Fisiologia Vegetal, Poços de Caldas, 2013. XIV Congresso Brasileiro de Fisiologia Vegetal.Rio Claro - SP : Sociedade Brasileira de Fisiologia Vegetal, 2013. Resumo. Dispon?vel em: http://fisiologia2013.com.br/.
  • FURLAN, F., et al. Leaf area and dry matter of four forage grasses of genus Urochloa subjected to doses of aluminum in nutrient solution. In 2013 International Annual Meetings of the 105th American Society of Agronomy, 58th Crop Science Society of America, and 77th Soil Science Society of America, Tampa-FL, 2013. Water, Food, Energy & Innovation for a Sustainable World.Madison-WI : ASA, CSSA, and SSSA, 2013. Abstract. Available from: http://https://www.acsmeetings.org/.
  • FURLAN, F., et al. Peroxidação lipídica em plantas do gênero Brachiaria submetidas a doses de alumínio. In 6º Simpósio Científico dos Pós-graduandos no CENA/USP, Piracicaba-SP, 2013. Agricultura e Recursos Ambientais: da pesquisa e tecnologia aos impactos da inovação.Piracicaba-SP : Associação de Pós-Graduandos do Centro de Energia Nuclear na Agricultura, 2013. Resumo. Dispon?vel em: http://www.cena.usp.br/apg/index.php/simposio.
  • MACEDO, F. G., et al. Inclusão de elementos potencialmente tóxicos nas normas DRIS para avaliação do estado nutricional do milho. In XXX Reunião Brasileira de Fertilidade do Solo e Nutrição de Plantas; XIV Reunião Brasileira sobre Micorrizas; XII Simpósio Brasileiro de Microbiologia do Solo; I Simpósio sobre Selênio no Brasil; IX Reunião Brasileira de Bilogia do Solo, Maceió-AL, 2012. FertBio2012.Viçosa : Sociedade Brasileira de ciência do Solo, 2012. Resumo.
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  • MACEDO, F. G., et al. Root and shoot dry matter yield of soybean plants subjected to nickel rates and two soil base-cation saturation ratios. In 2013 International Annual Meetings of the 105th American Society of Agronomy, 58th Crop Science Society of America, and 77th Soil Science Society of America, Tampa-FL, 2013. Water, Food, Energy & Innovation for a Sustainable World.Madison-WI : ASA, CSSA, and SSSA, 2013. Resumo. Dispon?vel em: http://https://www.acsmeetings.org/.
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  • SOUZA, R. C., et al. A interação feijão caupi [Vigna unguiculata (l.) Walp] microrganismos em solos Terra Preta da Amazônia. In XXXIV Congresso Brasileiro de Ciência do Solo, Florianópolis - SC, 2013. XXXIV Congresso Brasileiro de Ciência do Solo.Viçosa-MG : Sociedade Brasileira de Ciência do Solo, 2013. Resumo.
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