Metabolismo do nitrogênio e senescência em razão da aplicação de níquel no cafeeiro arábica

Abstract

O nitrogênio é o nutriente exigido em maior quantidade pelo cafeeiro e o segundo mais exportado pela planta. Usualmente se aplica ureia no cafeeiro e o N desta fonte é rapidamente metabolizado e incorporado na forma de aminoácidos e amidas. A assimilação do nitrogênio é afetada por diversos micronutrientes, entre eles o níquel (Ni), por ser este um constituinte da enzima urease, responsável pela degradação da ureia. O entendimento da interação do Ni com o metabolismo do N e o processo de senescência no cafeeiro é importante para o uso eficiente do nitrogênio pelas plantas. Pouco se sabe a respeito da nutrição com Ni no metabolismo do N, na senescência foliar e na interferência na absorção e transferência de outros nutrientes. A presente pesquisa foi realizada para avaliar se a aplicação de Ni (i) interferiria na absorção e transferência de outros nutrientes, bem como na partição de biomassa do cafeeiro e; (ii) aumentaria a eficiência de uso do N, tanto pela maior degradação da ureia, via atividade da urease, quanto pelo aumento da redistribuição de reservas de nitrogênio, por meio do incremento do catabolismo da arginina; e (iii) se o fornecimento de Ni atrasaria a senescência foliar, pela diminuição da produção de etileno endógeno na planta, o que aumentaria a duração foliar. A aplicação de Ni reduziu a biomassa do cafeeiro somente no maior teor do elemento disponível no solo (105 mg dm -3 ), e essa redução na biomassa afetou a concentração e acúmulo, principalmente, dos macronutrientes (N, P, K, Ca e Mg). Com relação aos micronutrientes metálicos (Cu, Fe, Mn e Zn), o incremento gradual no teor de Ni disponível, reduziu ou elevou gradualmente a concentração desses micronutrientes no cafeeiro. Os coeficientes de eficiência de uso de N pelo cafeeiro foram afetados somente em razão do nível de N, sem alteração em função do Ni disponível no solo. A aplicação de Ni no solo até teores de 60 mg dm -3 não afetou o crescimento da planta de cafeeiro, mas aumentou a retenção foliar no nível deficiente de N. O Ni reduziu a biossíntese de etileno na planta, apesar das concentrações de MDA e prolina aumentarem com o teor disponível de Ni no solo na pré-antese. Com relação ao N, houve incremento na redistribuição de N dos órgãos de reserva (ramo) para atender a demanda de folha e fruto.

Nitrogen is the nutrient required in greatest quantity by the coffee and the second most exported within the plant. Usually, N is applied as urea to coffee and urea-N is rapidly metabolized and incorporated into amino acids and amides. The assimilation of N is affected by several micronutrients, including nickel (Ni). Ni is a constituent of urease, the sole enzyme responsible for degradation (and subsequent assimilation) of urea. Understanding Ni interaction with N metabolism and the aging process is important for the efficient use of nitrogen by coffee, and by plants in general. Little is known about Ni nutrition as it relates to N metabolism in leaf senescence and its possible interference in the absorption and transfer of other nutrients. The present study was conducted in coffee to assess whether the application of Ni (i) interferes with the absorption and transfer of other nutrients as well as biomass partitioning; (Ii) increases the nitrogen use efficiency, both for greater degradation of urea via urease activity, and increased redistribution of nitrogen reserves by increased catabolism of arginine; and (iii) delays leaf senescence by decreasing endogenous ethylene production, thereby increasing leaf duration. Ni application reduced biomass of coffee only at the highest level of soil availability (105 mg dm -3 ). This level also brought about the reduction in biomass concentration and accumulation of macronutrients (N, P, K, Ca and mg). With respect to mineral micronutrients (Cu, Fe, Mn and Zn), gradual increases in available Ni content, either reduced or gradually increased the concentration of these micronutrients. N-use efficiency ratios in coffee were affected only by variations in management of N, and not by changes in available soil Ni . Soil Ni applications to 60 mg dm-3 did not affect the growth of the coffee plant, but increased foliar retention under N limitation. Ni reduced plant ethylene biosynthesis, in spite of the concentrations of MDA and proline increasing rising with increasing soil Ni during pre-anthesis. As Ni levels rose, there was an increase in the redistribution of N of storage organs (branch) to meet the demand of leaf and fruit.