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Seleção de genótipos de arroz tolerantes à salinidade durante a fase vegetativa

Selection of genotypes of salinity tolerance rice during the vegetative phase

Resumos

O objetivo deste trabalho foi avaliar o grau de tolerância e sensibilidade à salinidade de genótipos de arroz durante a fase vegetativa da planta. O experimento foi conduzido sob condições de telado, nas dependências da Empresa Pernambucana de Pesquisa Agropecuária-IPA (Recife-PE), em 1996. Foram avaliados doze genótipos de arroz, sendo dez tolerantes e dois sensíveis à salinidade no estádio de desenvolvimento vegetativo. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso com arranjo fatorial (doze genótipos x quatro níveis de NaCl), em três repetições. Os resultados constataram existência de variabilidade entre os genótipos de arroz na população estudada para tolerância e sensibilidade à salinidade. As linhagens PR492, PR504, CNA8250, CNA8262 e CNA8267 são tolerantes e a CNA8270, CNA8258, CNA8269, PR475 e PR477 são sensíveis à salinidade dos solos durante a fase vegetativa.

Oryza sativa; cultivar; solos salinos; condutividade elétrica; caracteres fenotípicos


The objective of this work was to evaluate the degree of tolerance and sensibility to the salinity of genoty,pes of rice (Oryza sativa L.) during the vegetative phase of the plant. The experiment was lead under greenhouse conditions at IPA (Empresa Pernambucana de Pesquisa Agropecuária), in 1996. Twelve genotypes of rice had been evaluated, being ten tolerant and two sensible ones to salinity in the vegetative development stadium. The randomized blocks design were performed into three repetitions of factorials arrangements (twelve genotypes x four levels of NaCl). Results had evidenced variability existence among the genotypes of rice, in the specific population, for tolerance and sensitivity to the salinity. Samples PR492, PR504, CNA8250, CNA8262 and CNA8267 can be considered tolerant to salinity, while the genotypes CNA8270, CNA8258, CNA8269, PR475 and PR477 are sensible to salinity of soil during the vegetative phase.

Oryza sativa; cultivar; saline soils; electrical conductivity; phenotypic characters


ARTIGOS CIENTÍFICOS

FITOTECNIA

Seleção de genótipos de arroz tolerantes à salinidade durante a fase vegetativa

Selection of genotypes of salinity tolerance rice during the vegetative phase

Palmira Cabral Sales de MeloI; Clodoaldo José da Anunciação FilhoII; Francisco José de OliveiraII,1 1 Autor para correspondência. ; Gerson Quirino BastosII; José Nildo TabosaI; Venézio Felipe dos SantosI; Maria Rita Cabral Sales de MeloIII

IEmpresa Pernambucana de Pesquisa Agropecuária (IPA), Av. Gal. San Martin, 1371. Bonji, Caixa Postal 1022, 50761-000, Recife, PE, Brasil. E-mail: palmiracabral@globo.com

IIDepartamento de Agronomia da UFRPE, Rua D. Manoel de Medeiros, s/n – Dois Irmãos. 52171-900, Recife, PE, Brasil. E-mail: franseol@uol.com.br

IIIDepartamento de Biologia da UFRPE. Recife, PE, Brasil

RESUMO

O objetivo deste trabalho foi avaliar o grau de tolerância e sensibilidade à salinidade de genótipos de arroz durante a fase vegetativa da planta. O experimento foi conduzido sob condições de telado, nas dependências da Empresa Pernambucana de Pesquisa Agropecuária-IPA (Recife-PE), em 1996. Foram avaliados doze genótipos de arroz, sendo dez tolerantes e dois sensíveis à salinidade no estádio de desenvolvimento vegetativo. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso com arranjo fatorial (doze genótipos x quatro níveis de NaCl), em três repetições. Os resultados constataram existência de variabilidade entre os genótipos de arroz na população estudada para tolerância e sensibilidade à salinidade. As linhagens PR492, PR504, CNA8250, CNA8262 e CNA8267 são tolerantes e a CNA8270, CNA8258, CNA8269, PR475 e PR477 são sensíveis à salinidade dos solos durante a fase vegetativa.

Palavras-chave:Oryza sativa, cultivar, solos salinos, condutividade elétrica, caracteres fenotípicos.

ABSTRACT

The objective of this work was to evaluate the degree of tolerance and sensibility to the salinity of genoty,pes of rice (Oryza sativa L.) during the vegetative phase of the plant. The experiment was lead under greenhouse conditions at IPA (Empresa Pernambucana de Pesquisa Agropecuária), in 1996. Twelve genotypes of rice had been evaluated, being ten tolerant and two sensible ones to salinity in the vegetative development stadium. The randomized blocks design were performed into three repetitions of factorials arrangements (twelve genotypes x four levels of NaCl). Results had evidenced variability existence among the genotypes of rice, in the specific population, for tolerance and sensitivity to the salinity. Samples PR492, PR504, CNA8250, CNA8262 and CNA8267 can be considered tolerant to salinity, while the genotypes CNA8270, CNA8258, CNA8269, PR475 and PR477 are sensible to salinity of soil during the vegetative phase.

Key words:Oryza sativa, cultivar, saline soils, electrical conductivity, phenotypic characters.

INTRODUÇÃO

Os solos salinos ocupam cerca de 20% das áreas irrigadas do semi-árido do Nordeste Brasileiro. Além disso, as áreas de baixada ribeirinha concentram, na época seca do ano, grande quantidade de sais solúveis, o que limita o cultivo da maioria das culturas. Estas áreas que apresentam umidade no solo podem permitir o cultivo de genótipos de arroz tolerantes à salinidade (PRISCO & AGUIAR, 1987). BLACK (1975) afirma que a salinidade pode afetar as plantas de três maneiras: a) redução na disponibilidade hídrica, já que os sais solúveis presentes em excesso nos solos salinos aumentam a retenção dos solutos na água do solo, reduzindo dessa forma a água disponível para as plantas; b) o efeito específico dos íons Cl- e Na+ podem estimular ou inibir as reações metabólicas e ter um efeito tóxico na célula vegetal; e c) redução no transporte de solutos devido à presença de certos íons que podem inibir ou estimular a absorção de outros íons pelas plantas. As respostas das plantas podem ser atribuídas a vários mecanismos específicos, como capacidade em excluir o sal dos tecidos; capacidade de realizar um completo ajustamento osmótico e estabilidade das membranas, macromoléculas e sistemas enzimáticos (GALE, 1975).

A obtenção de um estande adequado de plantas em áreas salinas é freqüentemente difícil, em função do decréscimo na porcentagem de germinação (OSTER et al., 1984). Uma das alternativas para contornar esse problema é a seleção de genótipos mais tolerantes à salinidade nos estádios de germinação e estabelecimento da plântula. Na literatura, já existem estudos a respeito do efeito da salinidade nos diferentes estádios de desenvolvimento de plantas de arroz (CAMPOS & ASSUNÇÃO, 1990; SALIM et al., 1990; AHMED & GUPTA, 1991; YAN & TAN, 1991, YEO et al. 1991; LUTTS et al., 1996), havendo, no entanto, a necessidade de outras pesquisas que visem à identificação de genótipos tolerantes à salinidade. Em cultivos de arroz efetuados em solos com condutividade elétrica entre 1,4 e 25,6dS m-1, GORE & BHAGWAT (1988) verificaram uma redução na altura de planta, produção de perfilhos e produtividade. Quarenta cultivares de arroz avaliados em diferentes níveis de salinidade por FAGERIA (1991) indicaram uma diferença altamente significativa entre elas para altura de planta, perfilho e produção de matéria seca da plântula. Estudos de AKITA & CABUSLAY (1990), sob uma CE de 10dS m-1, em cultivares de arroz, observaram reduções de 13%, 15% e 27%, respectivamente, para altura de planta, número de perfilhos e produção de matéria seca de plântula, quando comparados com a testemunha. As cultivares avaliadas diferiram significativamente nas suas respostas quanto ao crescimento sob salinidade. Estes autores afirmaram que a maioria dos materiais com pouca tolerância, em condições altamente salinas, podem ser eliminados como critério de seleção e propõem que se eleve potencialmente os níveis de salinidade dos experimentos. O objetivo deste trabalho foi avaliar o grau de tolerância à salinidade de genótipos de arroz na fase vegetativa.

MATERIAL E MÉTODOS

O experimento foi conduzido sob condições de telado, nas dependências da Empresa Pernambucana de Pesquisa Agropecuária-IPA (Recife-PE). Foram avaliados doze genótipos de arroz (Oryza sativa L.), sendo dez tolerantes (PR475, PR477, PR492, PR504, CNA8258, CNA8264, CNA8266, CNA8267, CNA8269 e CNA8270) e dois sensíveis (CNA8250 e CNA8262) no estádio de germinação. O delineamento experimental usado foi o de blocos ao acaso em arranjo fatorial (12 genótipos x 4 níveis de NaCl), com três repetições. Foi utilizado como substrato solo Aluvião, o qual depois de seco ao ar, destorroado e passado em peneira de 2mm, foi colocado em 144 vasos de plástico com capacidade para 12 litros, perfurado ao lado próximo à base. Os vasos receberam na base, uma camada de brita, forrada com tecido de algodão a fim de facilitar a drenagem. Sobre essa, foi colocado o solo (g/vaso) previamente homogeneizado com a quantidade de NaCl correspondente a cada tratamento. As quantidades de NaCl utilizadas para cada tratamento foram determinadas a partir da condutividade elétrica calculada através da equação y = 1,617476 + 4,7102764x, ou seja, NaCl g kg-1 solo (0; 0,92; 2,20; 3,48), NaCl g vaso-1 (0; 9,2; 22,0; 34,8) e condutividade elétrica calculada (0; 6; 12 e 18 dS m-1). Cada vaso, ao receber 10kg de solo homogeneizado com ou sem o NaCl, foi irrigado com água de qualidade, classificada como C2S2 (RICHARDS, 1974). Nestas condições, o sistema permaneceu por um período de 30 dias, objetivando maior segurança, quanto à estabilidade da incubação. Após o período de incubação, cada vaso foi sobreposto em outro vazio e sem perfuração (vaso coletor), objetivando receber o excesso de água. Após este período, fez-se análise do extrato saturado do solo no Laboratório de Química do IPA e, para isso, retirou-se 300g de solo de cada recipiente. O experimento permaneceu até aos 53 dias após semeado, com 10 sementes. No 12° dia após semeio, foi feito o transplantio entre repetições de acordo com o tratamento, quando necessário. No 21° dia, fez-se o desbaste deixando-se 4 plantas vaso-1. Só foi necessária irrigação até o semeio, sendo o restante conduzido no período das chuvas que manteve o solo sob condições de campo ou saturação. O excesso de água foi drenado naturalmente para o vaso coletor e sempre que possível, retornado ao solo do vaso de onde havia drenado.

Foram avaliadas as seguintes variáveis: a) condutividade elétrica do extrato saturado (CE) - obtida no Laboratório de Química do IPA, através de um condutivímetro, modelo E 389, utilizando-se amostra de 300g de solo/vaso; b) altura de planta (AP) - obtida pela mensuração a partir do nível do solo até o ápice da folha mais alta de forma distendida no 17° e 53° dia após semeio; c) nota para vigor (NV) - foram atribuídas, utilizando-se escala preconizada pelo Manual de Métodos de Pesquisa em Arroz (EMBRAPA, 1977), assim discriminadas: Nota 1- plantas extra vigorosas, Nota 3 - plantas vigorosas, Nota 5 – plantas com vigor normal, Nota 7- plantas menos vigorosas que o normal, Nota 9 - plantas fracas e doentes ou mortas; d) número de perfilho (NP) - foi obtido através de contagem numérica dos perfilhos antes da colheita, no 52° dia após semeio; e) área foliar (AF) - realizou-se a coleta do material no 53° dia após semeio, utilizando -se uma lâmina para fazer o corte das plantas rente ao solo. Essas foram pesadas e, após a separação das folhas, foi realizada a mensuração da área foliar com o auxílio de um “medidor de área foliar” computadorizado modelo LI 3000 A; f) produção de matéria seca (PMS) -imediatamente, após a colheita da parte aérea, conforme descrito para determinação da área foliar, sendo pesada e posta em estufa de circulação de ar, sob temperatura de 65°C até peso constante. Após esta etapa, o material foi novamente pesado e registrada a massa da matéria seca; g) percentagem de matéria seca (%MS) - obtida através do quociente entre peso seco e peso verde do material colhido e expressa em percentagem; h) taxa de crescimento absoluto (TCA) - obtida a partir da altura de planta, considerando as mensurações realizadas no 17° e 53° dia após semeio, conforme BLEASDALE (1977). Os dados relativos ao número de perfilhos foram transformados em para se processar a análise estatística. Os dados referentes a nota para vigor (atribuídas subjetivamente mediante escala de 1 a 9) e stand final, também sofreram transformação através de antes de serem analisados, de acordo com GOMES (1990). Procedeu-se a análise de variância para testar as fontes de variação e suas interações. Com forma de desdobrar os graus de liberdade da interação genótipos x doses, efetuou-se a análise de regressão, e comparação de médias através do teste SCOTT & KNOTT (1974).

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Os resultados do teste F detectaram diferenças entre os genótipos e níveis de salinidade para os caracteres altura da planta no 53° dia, número de perfilhos, área foliar, produção e percentagem de matéria seca. As variáveis condutividade elétrica do extrato saturado do solo e nota de vigor no 17° e 27° dia apresentaram diferenças apenas para salinidade. A nota de vigor no 27° dia e taxa de crescimento absoluto foram significativas (P<0,05) apenas para genótipo (Tabela 1).

A altura média de plantas (AP) aos 53 dias após semeio (Tabela 1), diferiram pelo teste Scott-Knott. Os materiais PR492, CNA8250, CNA8266 e CNA8267 exibiram as maiores alturas neste estágio de desenvolvimento. Resultados similares foram encontrados por SAXENA & PANDEY (1981), GORE & BHAGWAT (1988), PUNYAWARDENA & DHAMASRI (1989), SALIM et al. (1990), YAN & TAN (1991), YEO et al. (1991) e FAGERIA (1991). Estudos realizados por MARASSI et al. (1989), em 81 cultivares e nove linhagens locais de arroz para tolerância à salinidade, mostraram que os materiais eram mais tolerantes na fase reprodutiva que na vegetativa e que a altura de planta e comprimento da panícula correlacionaram-se fortemente com a salinidade a 8 dS m-1. Todos os genótipos apresentaram comportamento de crescimento linear através da função Y = - 0,5147x + 66,25 e R2 = 0,9493 (Figura 1A). O coeficiente de regressão b = - 0,5147 é significativo (P<0,05), o que indica que à medida que se aumenta a inclusão da condutividade elétrica (CE) na saturação do solo, a altura das plantas reduz-se à razão de 0,5147cm para cada unidade de acréscimo da C.E aplicada.





Para os valores de condutividade elétrica do extrato saturado do solo (CE), não houve diferença. Este resultado expressa a precisão e o ajuste da função para o intervalo entre zero e 18dS m-1 de condutividade elétrica (Figura 1B). Nestas circunstâncias, os genótipos foram semeados com a equivalência entre os níveis propostos de salinidade (0,6, 12 e 18dS m-1) e a condutividade elétrica real obtida no condutivímetro que foram 4,4; 9,6; 16,7 e 23,3dS m-1. Com relação às médias de nota para vigor (NV) no 17° e 27° dia após semeio (Tabela 1), os genótipos diferiram pelo teste Scott-Knott. Os genótipos PR492, PR504, CNA8250, CNA8262 e CNA8267, com as menores notas médias no 17° e no 27° dia, refletiram o desenvolvimento equivalente à plantas vigorosas, sofrendo interferência mínima dos efeitos da salinidade nos níveis submetidos. Os resultados indicam que à medida que aumenta a condutividade elétrica (CE) na saturação do solo, a nota para vigor nos períodos estudados, também aumenta à razão de 0,19 para cada unidade de acréscimo da CE aplicada (Figuras 1C e 1D).

Quanto ao número de perfilhos (NP) os genótipos PR504, CNA8250 e CNA8262 apresentaram o mesmo comportamento, mas diferiram dos demais. No entanto, o genótipo CNA8262 exibiu o maior número de perfilhos, em média, 4,57, enquanto o CNA8270, o menor número de perfilhos, em média de 3,37. Entretanto, o CNA8262, PR504 e CNA8250 exibiram maior número de perfilhos quando comparados com os demais, indicando serem mais tolerantes ao NaCl. O efeito da salinidade sob o perfilhamento apresentou comportamento linear mostrando que, à medida que aumenta o nível de salinidade, o número de perfilhos diminui (Figura 1E). Segundo PEDROSO (1989), uma das características associada a alto rendimento de grão é o perfilhamento vigoroso, pois viabiliza a produção de um elevado número de panículas. A queda na produção de perfilhos com o aumento da salinidade do solo coincide com as observadas por diversos autores (SAXENA & PANDEY, 1981; FAGERIA et al., 1981; GORE & BHAGWAT, 1988 e FAGERIA, 1991).

Os valores médios de área foliar entre os genótipos diferiram. Os genótipos PR492 e CNA8262 não diferem entre si, mas diferiram estatisticamente dos demais genótipos e exibiram as maiores áreas foliares (Tabela 1). A análise de regressão apresentou configuração linear, ou seja, quando aumenta a condutividade elétrica (CE) na saturação do solo, reduz a área foliar das plantas explicada pela figura 1F.

Os resultados para a produção de matéria seca mostram que os genótipos PR475, PR477, PR492 e CNA8262, não diferiram, mas foram diferentes entre as demais linhagens e exibiram os valores mais altos para este caráter (Tabela 1). As linhagens PR492, CNA8262 e PR504 destacaram-se com as maiores produções de matéria seca, respectivamente, 11,34g, 10,46g e 10,13g; e com o menor valor a CNA8270. FAGERIA et al. (1981) concluíram que as cultivares de arroz classificadas como tolerantes, produziram significativamente mais matéria seca do que as sensíveis. Para a matéria seca a análise de regressão apresentou comportamento linear, conforme ilustrado na figura 1G. Para a percentagem de matéria seca os genótipos PR477, PR492, PR504, CNA8250, CNA8262 e CNA8267 não houve diferença entre si, mas diferiram dos genótipos PR475, CNA8258, CNA8264, CNA8266, CNA8269 e CNA8270. A relação entre a percentagem de matéria seca e a condutividade elétrica explica que, quando aumentou a condutividade elétrica, a percentagem de matéria seca decresceu à razão de 0,3023% para cada unidade de acréscimo da C.E (figura 1H). As linhagens PR492, PR504, CNA8250, CNA8266, CNA8267 e CNA8270 exibiram as maiores taxas de crescimento absoluto. A taxa de crescimento absoluto representa a velocidade média de crescimento ao longo do período de observação.

Na tabela 2, a análise de variância para altura da planta no 17° dia e nota para vigor no 53° dia, apresentou diferenças para interação genótipo x níveis de salinidade. A altura da planta no 17° dia dos genótipos de arroz diferiu para os níveis de salinidade 9,4 e 16,7dS m-1. A linhagem CNA8269 diferiu estatisticamente das PR477 e CNA8270 para o nível de salinidade de 9,4dS m-1. Entretanto, no nível de salinidade de 16,7dS m-1, as linhagens CNA8269 e CNA8258 diferiram entre si, a primeira exibiu altura média superior aos demais materiais, nos níveis de salinidade de 4,4, e 9,4dS m-1. A linhagem CNA8264 atingiu a maior altura quando submetidos os níveis de 9,6 e 16,7dS m-1, tendo refletido interferência mínima dos efeitos de salinidade nestes níveis. Dentre os genótipos avaliados, o que apresentou a maior variação para altura neste estádio de desenvolvimento, em função dos níveis de salinidade, foi o CNA8269. No entanto, o mais estável foi o CNA8267 que apresentou a menor variação, evidenciando pouca influência do NaCl, quando comparado com os demais, podendo ser considerado como o mais tolerante ao NaCl em relação à altura de planta no 17° dia. Análise de regressão foi linear para todos os genótipos avaliados. Verifica-se que os valores médios de nota para vigor dos genótipos de arroz aos 53° dia após semeio, diferiram apenas entre as linhagens CNA8258 e CNA8262, no nível de salinidade de 16,7dS m-1. Ao nível de condutividade elétrica de 23,3dS m-1 a linhagem PR492 foi diferente da CNA8269 e CNA8270. Resultados semelhantes foram obtidos por CAMPOS & ASSUNÇÃO (1990) no estádio de desenvolvimento vegetativo da planta. Os genótipos CNA8267, CNA8250, PR504 e PR492 apresentaram as menores notas para vigor no maior nível de salinidade (23,3dS m-1) indicando menor sensibilidade ao NaCl. Entretanto, o genótipo CNA8258 apresentou valores altos de notas para vigor no 53° dia em todos os níveis de salinidade, evidenciando maior sensibilidade na presença de NaCl neste estádio de desenvolvimento. O CNA8270, CNA8269, CNA8264, CNA8262, PR475 e PR477 exibiram os maiores valores de notas para vigor no 53° no nível de 23,3dS m-1 e conseqüentemente, maior sensibilidade ao NaCl.

O “stand” final, não apresentou diferença entre genótipos e níveis de salinidade nos níveis de 4,4, 9,6 e 16,7. No entanto, no nível mais alto (23,3dS m-1) os genótipos PR477, CNA8250, CNA8258 e CNA8262 não diferiram entre si, mas estas linhagens diferiram das linhagens CNA8264, CNA8266 e CNA8269. No nível máximo de salinidade, as linhagens PR477, CNA8250, CNA8258 e CNA8262 permaneceram com o “stand” inalterado e na linhagem CNA8269 ocorreu uma redução drástica.

CONCLUSÕES

Os genótipos de arroz na população estudada apresentam variabilidade para tolerância e sensibilidade à salinidade. As linhagens PR492, PR504, CNA8250, CNA8262 e CNA8267 são tolerantes e a CNA8270, CNA8258, CNA8269, PR475 e PR477 são sensíveis à salinidade dos solos durante a fase vegetativa do arroz.

APRESENTAÇÃO

Parte da dissertação de mestrado apresentada pelo primeiro autor à Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE), Recife, PE, Brasil.

Recebido para publicação 24.05.04

Aprovado em 20.07.05

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  • 1
    Autor para correspondência.
  • Datas de Publicação

    • Publicação nesta coleção
      13 Jan 2006
    • Data do Fascículo
      Fev 2006

    Histórico

    • Aceito
      20 Jul 2005
    • Recebido
      24 Maio 2004
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