???item.export.label??? ???item.export.type.endnote??? ???item.export.type.bibtex???

Please use this identifier to cite or link to this item: https://tede.ufrrj.br/jspui/handle/tede/303
???metadata.dc.type???: Tese
Title: Eficiência de absorção e utilização de fósforo em genótipos de feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.) sob fixação biológica de nitrogênio
Other Titles: Efficiency of phosphorus absorption and utilization in common bean genotypes (Phaseolus vulgaris L.) under biological nitrogen fixation.
???metadata.dc.creator???: Araújo, Adelson Paulo de 
???metadata.dc.contributor.advisor1???: Almeida, Dejair Lopes de
???metadata.dc.description.resumo???: A produção de feijão (Phaseolus vulgaris L.) nos solos tropicais é freqüentemente limitada pela baixa disponibilidade de P, sendo esta uma das maiores restrições nutricionais à fixação biológica de N2. A variação genotípica no crescimento vegetal sob suprimento limitado de P é condição necessária para desenvolver cultivares mais produtivas em solos de menor fertilidade. Foram conduzidos três experimentos em vasos e um experimento de campo para avaliar a variabilidade de caracteres associados à eficiência de absorção e utilização de P em genótipos de feijoeiro sob fixação biológica de N2. Dois experimentos foram conduzidos em vasos com 4 kg de solo francoarenoso. Em duas doses de P (20 e 80 mg P kg-1 solo, respectivamente P1 e P2), foram crescidos 20 genótipos silvestres e 7 cultivados no Experimento 1, e 4 genótipos silvestres e 27 cultivados no Experimento 2. A análise de variância identificou efeitos significativos de genótipo e fósforo em quase todos os caracteres; a interação genótipo ´ fósforo foi significativa em um maior número de caracteres no Experimento 1 do que no Experimento 2. No Experimento 1, parte da variabilidade genotípica foi atribuída à maior interação genótipo x ambiente dos acessos silvestres, enquanto no Experimento 2 parte da variação na produção de biomassa foi devida a distintas fenologias dos genótipos cultivados. O maior suprimento de P aumentou o número de folhas, a área foliar e a acumulação de biomassa, particularmente de nódulos. Os genótipos além de maior massa seca de raiz e razão raiz : parte aérea, sugerindo que a seleção resultou em plantas que investem preferencialmente em raízes. Os genótipos silvestres apresentaram maior teor de P na parte aérea em P1, indicando uma menor eficiência de utilização de P. Apesar dos acessos silvestres terem demonstrado menor tolerância à baixa disponibilidade de P, apresentaram amplitude de variação genotípica similar aos genótipos cultivados, constituindo provável fonte de diversidade em programas de melhoramento. A produção de raízes foi controlada principalmente pela planta, como indicado pela interação genótipo x fósforo não significativa na biomassa radicular nos dois experimentos. O conteúdo de P total e a razão de eficiência radicular (conteúdo de P : área radicular) apresentaram maior amplitude de variação em P2 do que em P1, e a taxa de absorção sofreria maior efeito do suprimento de P que o crescimento radicular. Parte da variação na área radicular e na razão de eficiência radicular foi compensatória, resultando em conteúdos de P similares nos genótipos. Como a interação genótipo x fósforo não foi significativa na massa seca e no teor de P na parte aérea no Experimento 2, a eficiência de utilização pode ser útil como critério de seleção de genótipos cultivados sob diferentes regimes nutricionais. Em experimento em vasos com 10 kg de solo franco-arenoso, foi avaliada a variação genotípica das taxas de absorção e utilização de P em feijoeiro, através da análise de crescimento vegetal. Utilizou-se um arranjo fatorial 8´2´3, i.e. oito genótipos, duas doses de P (20 e 80 mg P kg-1, respectivamente P1 e P2) e três coletas. A interação genótipo x coleta significativa em quase todos os caracteres indica diferentes ritmos de crescimento e acumulação de P das cultivares, associados às distintas fenologias. Todas as cultivares apresentaram resposta para P na massa seca de caule, folha e total; as respostas na área e biomassa radicular tiveram maiores variações genotípicas. Na 1a coleta, o raio radicular foi menor em P1, e a produção de raízes mais finas garantiu valores similares de área radicular nas duas doses de P. O maior suprimento de P aumentou o número de folhas e a área foliar, mas não afetou a taxa de assimilação líquida. Alguns genótipos apresentaram aumento da taxa de assimilação líquida após a floração e outros diminuição. A maioria das cultivares teve aumento no número de nódulos com as coletas, mas algumas tiveram redução após a floração; a variabilidade genotípica da nodulação foi maior em P1. Apesar da tendência de diminuição do influxo de P com a ontogenia, alguns genótipos mantiveram influxos estáveis após a floração. Foi identificado um mecanismo compensatório entre produção de área radicular e influxo de P, que resultou em conteúdos de P similares nas cultivares. Este mecanismo compensatório apresentou variações ontogenéticas, associadas a diferenças genotípicas nas estratégias de produção de área radicular. Foram observadas diferenças genotípicas no teor de P na folha e na taxa de utilização específica de P em P1, mas não em P2, denotando que a utilização de P é um importante componente no crescimento sob suprimento limitado de P. As elevadas correlações entre as taxas de assimilação líquida e de utilização específica de P sugerem que a utilização de P foi controlada principalmente pela atividade fotossintética. Em experimento de campo, foi avaliado o efeito do suprimento de P no crescimento e produção de grãos de cultivares de feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.), sob fixação biológica de N2. Foram cultivados oito genótipos em duas doses de P (12 e 50 kg P ha-1, respectivamente P1 e P2), efetuando-se amostragens de biomassa em três estádios ontogenéticos. Os efeitos de genótipo e fósforo foram significativos na maioria dos caracteres, mas a interação genótipo ´ fósforo não foi significativa, indicando pequena variabilidade para respostas ao P. As cultivares apresentaram diferentes ritmos de produção de biomassa, particularmente de raízes, com alguns genótipos demonstrando crescimento radicular precoce. Em P1 a acumulação de P manteve-se após o início de formação das vagens, e foi menor a translocação de P da raiz para a parte aérea, sugerindo que a retenção de P na raiz pode contribuir com a absorção em estádios tardios. A senescência de nódulos observada após a floração pode ter xxvii reduzido a fixação de N2, que não teria suprido os requerimentos da cultura. As respostas do crescimento vegetativo ao P não se refletiram na produção de grãos, que aumentou apenas 6 % em P2, onde também foi menor o índice de colheita. As cultivares com maiores produções de grãos apresentaram menores teores de P no grão, sugerindo uma relação entre rendimento e utilização de P no grão. Um suprimento sub-ótimo de N e de água pode ter limitado a expressão do potencial produtivo dos genótipos, e reduzido a variabilidade genotípica das respostas ao P. Dentro da amostragem da diversidade genética em P. vulgaris avaliada, foi identificada considerável variação genotípica em caracteres morfológicos e fisiológicos associados ao crescimento, nodulação, absorção e utilização de P. Vários dos caracteres mensurados sofreram influência da idade da planta, demandando avaliações em diversos estádios de crescimento, o que pode dificultar sua utilização como critérios de seleção em programas de melhoramento. Uma abordagem mais compreensiva do crescimento vegetal torna-se necessária, para a definição do ideótipo para aumento da produção de feijão sob baixo suprimento de P no solo.
Abstract: Production of common bean (Phaseolus vulgaris L.) in the tropics is often limited by low soil P availability, and P deficiency is therefore a major nutritional constraint to N2 fixation. The genetic variation in plant growth under limited P supply is a necessary condition to obtain cultivars more productive on low P-available soils. Three pot experiments and one field experiment were carried out to evaluate the variability of traits associated with P absorption and utilization in common bean genotypes under biological N2 fixation. Two experiments were conducted in pots with 4 kg of sandy loam soil. At two P levels (20 and 80 mg P kg-1 soil, P1 and P2 respectively), 20 wild and 7 cultivated genotypes were grown in Experiment 1, and 4 wild and 27 cultivated genotypes were grown in Experiment 2. Analysis of variance identified significant effects of genotype and phosphorus for almost every trait; the genotype ´ phosphorus interaction was significant for a greater number of traits in Experiment 1 than in Experiment 2. In Experiment 1, part of genotypic variability resulted from a greater genotype ´ environment interaction of wild accessions, whereas in Experiment 2 part of the variation in biomass production was due to distinct phenologies of cultivated genotypes. The higher P supply increased the number of leaves, leaf area, and biomass accumulation, particularly of nodules. The cultivated genotypes exhibited fewer leaves but greater leaf dry weight, producing larger and thicker leaves. The cultivated genotypes presented greater root dry weight and root : shoot ratio, suggesting that bean selection could have resulted in plants which invest preferentially in root production. The wild accessions presented higher shoot P concentration at P1, indicating a lower efficiency of P utilization. Regardless the lower tolerance to limited P supply shown by wild accessions, they offered a magnitude of variation similar to cultivated genotypes, which suggests these materials as a source of genetic diversity for nutritional breeding programs. The production of root system was mainly controlled by the plant, as indicated by the genotype ´ phosphorus interaction not significant for root biomass in both experiments. The total P content and root efficiency ratio (P content : root area) presented greater amplitude of variation at P2 than at P1; therefore the absorption efficiency could have been more influenced by P supply than root expansion. Part of the variation in root area and root efficiency ratio was compensatory, resulting in a narrow variation of P content. Since the genotype ´ phosphorus interaction was not significant for shoot biomass and P concentration in Experiment 2, P utilization efficiency may be useful as a selection criterion for cultivated genotypes across different nutritional regimes. An experiment was conducted in pots with 10 kg of sandy loam soil to evaluate the genotypic and ontogenetic variations of P absorption and utilization in common bean, through the plant growth analysis. A 8´2´3 factorial design was employed, i.e. eight genotypes, two levels of applied P (20 and 80 mg P kg-1, P1 and P2 respectively) and three times of harvest. The significance of genotype ´ harvest interaction for most traits denotes different genotypical patterns of growth and P accumulation, associated with distinct phenologies. Every genotype presented significant P responses for stem, leaf and total dry weight; the responses of root weight and root area were more variable. At first harvest, the root radius was smaller at P1, and production of finer roots provided similar values of root area at both P levels. The higher P supply increased the number of leaves and leaf area, but did not affect the net assimilation rate. Some genotypes showed an increase, while others a reduction, in net assimilation rate after flowering. Most cultivars showed an increased number of nodules with time of harvest, but some of them had a reduction in nodulation after flowering. The genotypic variability of nodulation was greater at P1. Despite the overall tendency of reduced P influx with ontogeny, some genotypes kept P influx stable after flowering. A compensatory mechanism between production of root area and P influx was identified, which resulted on similar P contents among cultivars. Such compensatory mechanism showed ontogenetic variations, associated with different genotypic strategies of producing root area. There were genotypic differences in leaf P concentration and P specific utilization rate at P1, but not at P2, denoting that P utilization could be an important component of growth under limited P supply. The strong correlation between net assimilation and P specific utilization rates suggests that P utilization was mainly controlled by photosynthetic activity. In a field experiment, the effect of P supply on growth, nutrient accumulation and yield of common bean (Phaseolus vulgaris L.) cultivars were evaluated, under biological N2 fixation. Eight genotypes were grown at two P levels (12 and 50 kg P ha-1, P1 and P2 respectively); in each experimental unit samples of biomass were collected at three different ontogenetic stages. The effects of genotype and phosphorus were significant for most traits, but the genotype ´ phosphorus interaction was not significant, denoting a low variability of P responses. The cultivars presented different patterns of biomass production, particularly of root system, and some genotypes exhibited an early root growth. At P1 the P accumulation persisted after the beginning of pod filling, and also the P translocation from roots to shoots was lower, suggesting that retention of P by roots may allow P absorption at late growth stages. The nodule senescence observed after flowering could have reduced N2 fixation, which might have not supplied the crop requirement. The responses of the vegetative growth to the higher P supply did not reflected on yield, which increased only 6 % at P2, where also the harvest index was lower. The genotypes with highest yields presented lower grain P concentrations, suggesting a relationship between productivity and P utilization by grain. A sub-optimal supply of N and water could have limited the expression of the yield potential of cultivars, reducing the genotypical variability of P responses. Within the sample of genetic diversity in P. vulgaris evaluated herein, there were considerable genotypic variability in morphological and physiological traits related to growth, nodulation, P absorption and utilization. However, various traits were affected by the time of harvest, demanding evaluations at different growth stages, which could difficult their use as selection criteria in breeding programs. A more comprehensive approach to the plant growth is required, in order to define an ideotype for bean production under limited soil P supply.
Keywords: rizóbio
nodulação e utilização de P
???metadata.dc.subject.cnpq???: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::CIENCIA DO SOLO
Language: por
???metadata.dc.publisher.country???: Brasil
Publisher: Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro
???metadata.dc.publisher.initials???: UFRRJ
???metadata.dc.publisher.department???: Ciências Agrárias
???metadata.dc.publisher.program???: Curso de Pós-Graduação em Agronomia - Ciência do Solo
Citation: ARAÚJO, Adelson Paulo de. Efficiency of phosphorus absorption and utilization in common bean genotypes (Phaseolus vulgaris L.) under biological nitrogen fixation.. 1996. 374 f. Tese (Doutorado em Ciências Agrárias) - Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro, Seropedica, 1996.
???metadata.dc.rights???: Acesso Aberto
URI: https://tede.ufrrj.br/jspui/handle/tede/303
Issue Date: 9-Dec-1996
Appears in Collections:DOUTORADO EM AGRONOMIA - CIÊNCIA DO SOLO

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
1992 - Adelson Paulo de Araújo.pdf917.41 kBAdobe PDFThumbnail

Download/Open Preview


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.