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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.64.2015.tde-19052015-143424
Documento
Autor
Nome completo
Guilherme de Castro Franco
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Piracicaba, 2015
Orientador
Banca examinadora
Lavres Junior, José (Presidente)
Camara, Gil Miguel de Sousa
Casarin, Valter
Título em português
Tratamento de sementes de soja com níquel para o aumento da fixação biológica e atividade da urease
Palavras-chave em português
Abundância natural de 15N
Fixação simbiótica de N
Glycine Max
Nitrogenase
Nitrogênio
Resumo em português
O Níquel (Ni) é um micronutriente para as plantas, por ser componente estrutural das enzimas urease e hidrogenase, que desempenham função no metabolismo do nitrogênio (N) nas plantas leguminosas. A aplicação de Ni via tratamento de semente em soja pode potencializar o processo de fixação biológica de nitrogênio (FBN) com a finalidade de proporcionar maior produção de biomassa da parte aérea e de grãos. Objetivou-se com este trabalho avaliar o efeito da aplicação de doses de Ni, via tratamento de semente, no processo de FBN em plantas de soja, por meio da atividade de nitrogenase (ANase) e da abundância natural de 15N (? 15N?). Foi realizado um experimento em casa de vegetação, em condições controladas. O genótipo de soja BMX POTÊNCIA RR foi cultivado em solo arenoso e submetido à aplicação de 0; 45; 90; 135; 180; 360; e 540 mg kg-1 de Ni aplicado via tratamento de semente. As plantas de soja foram conduzidas até o estádio fenológico R7 (maturação dos grãos). Foram avaliadas a concentração de macro e micronutrientes nas folhas utilizadas para diagnose, determinou-se o teor de clorofila, a atividade enzimática da urease, bem como se quantificou a massa seca de nódulos, no estádio fenológico R1 (Início da floração: até 50% das plantas com flor). Foram ainda determinados: as produções de massa seca de parte aérea e de grãos, o índice de colheita, os acúmulos de Ni e de N na semente e a contribuição da fixação biológica de nitrogênio, por meio da técnica de abundância natural de 15N e indiretamente através da técnica da redução do acetileno (atividade da nitrogenase). Observou-se que as doses de Ni exerceram efeitos em todos os parâmetros avaliados. A aplicação de Ni na dose de 45 mg kg-1 aumentou a fixação biológica de N na ordem de 12% em relação ao tratamento controle (sem adição de Ni) e incrementou o acúmulo de Ni e de N no grão, com efeito na atividade da enzima urease. A aplicação de 45 e 90 mg kg-1 de níquel via semente resultou, respectivamente, no aumento de 67% e 77% da atividade da NAase em relação ao controle. Pela análise da abundância natural de 15N no grão (?15N?) observou-se que houve diferença na FBN entre os tratamentos e que a aplicação da dose de 45 mg kg-1, de Ni via semente, revelou que 99% do N acumulado no grão foi proveniente da FBN, enquanto que no tratamento sem adição de Ni via semente, a contribuição da FBN foi de apenas 77%. Nas condições do experimento, a aplicação de Ni na semente refletiu em maior produção de massa seca de parte aérea e na produção de grãos de soja
Título em inglês
Nickel soybean seed treatment for improving biological nitrogen fixation and urease activity
Palavras-chave em inglês
15N natural abundance
Glycine max
Nitrogen
Nitrogenase
Symbiotic nitrogen fixation
Resumo em inglês
Nickel (Ni) is an essential micronutrient for plants due to its role on structural component of the enzymes urease and hydrogenase, which perform nitrogen (N) metabolism in legumes plants. Seed treatment with Ni in soybean might improve the symbiotic or biological nitrogen fixation (BNF) process, by increasing biomass production and grain yield. The objective of this study was to evaluate the effect of soybean seed treatment with Ni rates on the biological nitrogen fixation (BNF) process by evaluating the nitrogenase activity (NAase), the natural 15N abundance (? 15N ?) and urease activity in soybean plants, as well. The experiment was carried out in greenhouse with controlled conditions. The soybean cultivar used was BMX POTÊNCIA RR, which was grown in sandy soil, and submitted to application of 0, 45, 90,135, 180, 360 and 540 mg kg-1 of Ni on the seed treatment. Soybean plants were grown up to the R7 developmental stage (grain maturity). Macro and micronutrients concentration in the leaves used for diagnosis, as well as the chlorophyll content and urease activity have been determined on these tissues, and dry weight of nodules were evaluated in developmental stage R1 (flowering stage). The following measurements also were made: dry matter yield of plant top, dry matter yield of grains, the harvest index, uptake of Ni and N in the seed and the contribution of biological nitrogen fixation by 15N natural abundance and to indirectly way by the reduction of acetylene technique (nitrogenase activity), as well. It was observed that Ni rates influenced all parameters. Application of Ni rate of 45 mg kg-1 increased biological nitrogen fixation in the order of 12% as compared to the control. Ni rates of 45 and 90 mg kg-1 via seed treatment increased the NAase activity, respectively, in 67% and 77% compared to the control. Other benefits of Ni-soybean seeds treatment were the increased accumulation of Ni and N on the grain and its positive influence on the urease activity. By analyzing the natural abundance of 15N on the grain (?15N ?) it was observed that there were differences between treatments in the symbiotic nitrogen fixation. Around 99% of total N taken up in the seeds came from biological nitrogen fixation by supplying Ni-seed application rate of 45 mg kg-1, whereas in the control, the contribution of BNF was only 77%. In these experimental conditions, seed treatment with Ni reflected in higher dry matter production of plant top and grain yield
 
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Data de Publicação
2015-05-28
 
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