Eficiência de uso de fósforo por cultivares de café e adaptação morfológica do sistema radicular sob deficiência do nutriente

Abstract

O fósforo (P) é um elemento essencial à produção agrícola, finito e insubstituível em suas funções no metabolismo vegetal. A baixa disponibilidade do nutriente nos solos tropicais está relacionada à sua forte interação com os colóides e íons na solução do solo, por meio da adsorção e precipitação, que reduzem a fração disponível. As plantas desenvolvem mecanismos de adaptação sob deficiência de P nos solos. Diversos estudos indicam variação genotípica das plantas em relação ao uso eficiente do nutriente. O aumento da eficiência de uso pode ser conseguida pelo aumento da aquisição do nutriente do solo (eficiência de absorção) e pelo aumento da produção por unidade de P absorvido (eficiência de utilização). Esta pesquisa foi realizada com o objetivo de caracterizar os cultivares das espécies Coffea arabica e Coffea canephora quanto ao uso de P, agrupar em relação a eficiência e resposta ao nutriente, e avaliar as adaptações morfológicas do sistema radicular do cafeeiro submetido a baixa disponibilidade de P. O crescimento do cafeeiro reduziu sob baixa disponibilidade de P, e a concentração do nutriente foi superior nos cultivares de C. canephora. As folhas jovens concentraram mais P, principalmente na forma de Pi. A colonização micorrízica em C. arabica foi superior nas raízes sob deficiência de P, e a atividade da enzima fosfatase ácida não variou com os níveis do nutriente. Os cultivares de C. canephora foram eficientes na absorção de P, enquanto os cultivares de C. arabica eficientes na utilização do nutriente. A eficiência de P variou entre os cultivares de café, em que E16 Shoa, E22 Sidamo, Iêmen e Acaiá foram eficientes e responsivos. A deficiência de P reduziu o crescimento e o acúmulo de biomassa no cafeeiro, mas aumentou a razão raiz/parte aérea em C. arabica. As raízes sob deficiência de P foram mais finas e cresceram menos. A eficiência de absorção de P correlacionou positivamente com a área superficial, comprimento, volume de raízes, número de ramificações e densidade de tecido de raiz, e negativamente com o comprimento específico. A eficiência de utilização correlacionou positivamente com a altura, número de folhas, massa seca e razão raiz/parte aérea, e negativamente com a concentração e acúmulo de P nos tecidos. Os cultivares mais eficientes em P apresentaram maior área superficial, comprimento, volume de raízes e densidade de tecido radicular, e menor comprimento específico sob deficiência do nutriente. Os cultivares mais eficientes em P foram: E22 Sidamo, Acaiá, Jimma Tane, Obatã, Ouro Verde, Caturra Amarelo, Icatu Precoce e Guarini.

Phosphorus is a nutrient essential to agricultural production, finite and irreplaceable in their functions in plant metabolism. Low P availability in tropical soils is related to its strong interaction with colloids and ions in soil solution by means of adsorption and precipitation, which reduce the fraction available. Plants develop adaptation mechanisms under P deficiency in soils. Several studies indicate genotypic variation of plants in relation to the efficient use of P. Increased use efficiency can be achieved by increasing soil nutrient acquisition (uptake efficiency) and by enhancing production per unit of P absorbed (utilization efficiency). The objective of this study was to characterize cultivars of the species Coffea arabica and Coffea canephora regarding the use of P, group them in terms of efficiency and response to P and assess the morphological adaptations of the root system of coffee cultivars subjected to low availability of P. Coffee growth reduced under low availability of P, and P concentration was higher in cultivars of C. canephora. Young leaves concentrated more P, mostly in the form of Pi. Mycorrhizal colonization of C. arabica was higher in the roots under P deficiency, and the activity of the phosphatase acid enzyme did not vary with nutrient levels. Cultivars of C. canephora were efficient in P uptake, while the cultivars of C. arabica were more efficient in nutrient utilization. P efficiency varied between the coffee cultivars, and E16 Shoa, E22 Sidamo, Iêmen and Acaiá were efficient and responsive. P deficiency reduced growth and biomass accumulation in the coffee plant, but increased the root/shoot ratio in C. arabica. Roots under P deficiency were thinner and grew less. The P uptake efficiency correlated positively with the surface area, length, root volume, number of branches and root tissue density, and negatively with the specific length. P utilization efficiency correlated positively with height, number of leaves, dry matter and root/shoot ratio, and negatively with the concentration and accumulation of P in the tissues. Cultivars that were more efficient in P uptake showed more surface area, length, root volume and root tissue density, and smaller specific length under P deficiency. The most P efficient cultivars were: E22 Sidamo, Acaiá, Jimma Tane, Obatã, Ouro Verde, Caturra Amarelo, Icatu Precoce and Guarini.