O objetivo deste trabalho foi avaliar alterações nas trocas gasosas e nos conteúdos de carboidratos e compostos nitrogenados, em pinhão-manso (Jatropha curcas) irrigado com águas residuária e salina. Empregou-se o delineamento em blocos ao acaso, com quatro tratamentos e quatro repetições: irrigação plena com água de abastecimento a 0,6 dS m-1 (controle); irrigação plena com água salinizada a 2,4 dS m-1 (SAL); e irrigação com água residuária de esgoto, plena (R100) e a 50% da capacidade de campo (R50). O tratamento R50 reduziu fortemente as trocas gasosas e a área foliar, comparado ao controle, seguido pelos tratamentos SAL e R100. A redução na fotossíntese diminuiu o nível de sacarose nas folhas, nos quatro tratamentos. Os teores de açúcares solúveis aumentaram nos tratamentos R50, SAL e R100, enquanto o conteúdo de amido permaneceu praticamente inalterado. Os conteúdos de prolina e glicina betaína aumentaram nos três tratamentos, mas a última foi mais importante, em termos quantitativos, como protetor celular e osmótico. A irrigação plena com água residuária induz efeitos similares aos causados pela irrigação com água salina. A irrigação limitada com água residuária causa estresse agudo às plantas, provavelmente pela combinação de deficiência hídrica e acúmulo de solutos no solo.

The objective of this work was to evaluate the changes in gas exchange and in the contents of carbohydrates and nitrogen compounds in physic nut (Jatropha curcas) irrigated with wastewater and saline water. The experiment was carried out in a randomized block design, with four treatments and four replicates: irrigation with tap water at 0.6 dS m-1 (control); full irrigation with saline tap water at 2.4 dS m-1 (Salt); and irrigation with wastewater at full (W100) or at 50% field capacity (W50). The W50 treatment remarkably reduced gas exchange and leaf area in comparison to the control, followed by Salt and W100 treatments. Reduction in photosynthesis lowered leaf-sucrose content in the four treatments. Total soluble sugar contents increased in W50, Salt, and W100 treatments, while starch content remained almost unaltered. Proline and glycine betaine contents increased in these treatments, but the latter was quantitatively more important as osmotic and cellular protector. Full irrigation with wastewater induces similar effects to the ones caused by irrigation with saline water. Irrigation with limited amounts of wastewater caused an acute stress to plants, probably due to a combination of water deficit and solute accumulation in the soil.

A peroxidase de fenóis (POX) é uma enzima que associa a remoção do peróxido de hidrogênio com a biossíntese de lignina, contribuindo para a inibição do crescimento pelo espessamento da parede secundária. Com o objetivo de verificar as relações entre a inibição do crescimento e a modulação oxidativa induzida por estresse salino, foram avaliadas as atividades das enzimas dismutase do superóxido (SOD), catalase (CAT), peroxidase de ascorbato (APX) e POX em raízes de feijão caupi sob salinidade. Plântulas das cultivares Pitiúba e Pérola com quatro dias foram expostas ao NaCl 0, 25, 50, 75 e 100 mM em papel de germinação sob condições controladas. Após dois dias de tratamento, o comprimento radicular foi reduzido pelo NaCl 100 mM em 56 e 26% nas cultivares Pitiúba e Pérola, respectivamente, associado ao aumento do vazamento de eletrólitos e à morte celular no ápice radicular. A salinidade não causou aumento da peroxidação de lipídios nas raízes, indicando que a morte celular se deve mais a danos nas membranas do que ao estresse oxidativo. O estresse salino reduziu a atividade das enzimas SOD, CAT e APX e causou intenso aumento da atividade de POX, demonstrando que essa última exerce algum papel na proteção oxidativa das raízes sob salinidade. Em conclusão, a redução no alongamento das raízes de feijão caupi sob salinidade pode ser atribuída, pelo menos em parte, a uma sincronia entre o aumento da atividade de peroxidase de fenóis e redução nas atividades de catalase e peroxidase de ascorbato.

Phenol peroxidase (POX) is a dual enzyme that is involved with hydrogen peroxide scavenging and lignin biosynthesis, contributing to growth inhibition by secondary wall thickening. In order to relate growth inhibition to salt-induced oxidative modulation, the activities of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), ascorbate peroxidase (APX) and POX were evaluated in cowpea roots under salinity. Four-day-old seedlings of the Pitiúba and Pérola cultivars were exposed to 0, 25, 50, 75 and 100 mM NaCl in germination paper under controlled conditions. After two days of treatment, root length was reduced under 100 mM NaCl by 56 and 26% in Pitiúba and Pérola, respectively, which was associated with enhanced electrolyte leakage and cell death in the root apex. NaCl salinity did not trigger lipid peroxidation, indicating that cell death was probably due to membrane damage instead of oxidative stress. Salt stress reduced the activity of SOD, CAT and APX and increased the POX activity, demonstrating that this enzyme plays a role in oxidative protection in cowpea roots exposed to NaCl salinity. In conclusion, salt-induced growth inhibition in cowpea roots could be attributed, at least in part, to a coordinate action involving an increase in POX activity and a drop in CAT and APX activities.

Muitos estudos têm evidenciado o papel do K em atenuar os efeitos causados pelo excesso de Na em plantas. Contudo os mecanismos de interação entre estes dois íons a nível de planta inteira ainda não estão bem compreendidos. Este trabalho foi realizado com o objetivo de caracterizar mecanismos fisiológicos envolvidos na interação entre K e Na em plantas jovens de pinhão-manso (Jatropha curcas) expostas a diferentes concentrações desses íons. O estudo foi conduzido em casa de vegetação em delineamento experimental inteiramente casualizado com esquema fatorial 2 × 2, envolvendo combinações de duas concentrações de K e Na com cinco repetições, em solução nutritiva, perfazendo os seguintes tratamentos: K0Na0 (ausência de K e de Na), K0Na1 (0 mmol L-1 de K e 50 mmol L-1 de Na); K1Na0 (10 mmol L-1 de K e 0 mmol L-1 de Na); K1Na1 (10 mmol L-1 de K e 50 mmol L-1 de Na). Os íons K e Na apresentaram forte antagonismo em termos de taxas de transporte em caule, pecíolos e folhas. Quando a concentração de K externo foi ausente, as plantas de pinhão-manso apresentaram elevada taxa de transporte de Na para as folhas, fato que contribuiu para sua acumulação excessiva na parte aérea, induzindo sintomas visuais de toxidez. Inversamente, a presença de níveis adequados de K no meio externo foi capaz de atenuar a acumulação excessiva de Na nas diversas partes da planta, pela diminuição do fluxo de Na no xilema. Dessa forma, concentrações adequadas de K nas raízes podem mitigar os efeitos adversos do excesso de Na e reduzir seu conteúdo em tecidos de pinhão-manso.

A number of studies have pointed out how potassium can alleviate the effects of sodium toxicity on plants. However, the mechanisms of interaction between these two ions at the whole plant level are poorly understood so far. This study assessed some physiological mechanisms involved with the K-Na interaction in Jatropha curcas seedlings exposed to salinity. The experiment was carried out in a completely randomized, 2 × 2 factorial design (two Na and K levels in nutrient solution, with five replications). The plants were exposed to the following treatments: K0Na0 (absence of both Na and K), K0Na1 (0 mmol L-1 K and 50 mmol L-1 Na), K1Na0 (10 mmol L-1 K and 0 mmol L-1 Na) and K1Na1 (10 mmol L-1 K and 50 mmol L-1 Na). After the test period, the results showed a strong antagonistic interaction in terms of K and Na transport rates in roots, stems and leaves. Without [K]ext in the nutrient solution, the Na transport rate in physic nut leaves was high, contributing to an excessive accumulation of this ion in the shoot and inducing toxicity symptoms in leaves. Conversely, the presence of adequate K evels alleviated the excessive accumulation of sodium in various plant parts, causing a decrease in the xylem Na flux rate. These data suggest that [K]ext can mitigate the adverse effects of sodium excess and reduce sodium contents in Jatropha curcas tissues.

A salinidade é um dos principais fatores que limitam a produtividade das culturas no mundo principalmente em regiões semiáridas. Avaliou-se a resistência da fotossíntese de plantas jovens de pinhãomanso (Jatropha curcas L.) submetidas ao estresse salino. O experimento foi realizado em delineamento inteiramente casualizado com tratamentos em fatorial 2 x 3: duas concentrações de NaCl (0 e 100 mmol L-1) e três tempos de avaliação (7 e 14 dias de exposição e três dias de recuperação). As concentrações de Na+ e Cl- e a relação K+/Na+ nas folhas, após sete dias de exposição ao sal, não indicaram níveis tóxicos, sugerindo os efeitos osmóticos induzidos pelo NaCl prevaleceram sobre as causas iônicas. Sob essas condições, o estresse salino causou redução nos parâmetros de trocas gasosas, como fixação de CO2, condutância estomática e transpiração, mas ao contrário, não alterou a eficiência fotoquímica do fotossistema II. Após 14 dias de tratamento, os íons salinos atingiram concentrações muito elevadas nas folhas, provavelmente atingindo níveis tóxicos. Em tais condições, as trocas gasosas e a atividade fotoquímica sofreram forte redução causada pelo estresse iônico. O tratamento de recuperação não induziu queda intensa nas concentrações dos íons salinos nas folhas e nenhuma melhoria foi observada no desempenho fotossintético. Plantas jovens de pinhão manso são sensíveis a condições de salinidade elevada por NaCl, mostrando altas concentrações de Na+ e Cl-, baixa razão K+/Na+ e danos fotossintéticos intensos causados tanto por limitações estomáticas como por limitações bioquímicas.

Salinity is a major limiting factor to crop productivity in the world especially in semiarid regions. The aim of this study was to evaluate the photosynthetic resistance of Jatropha curcas (L.) young plants subjected to salt stress. The experiment was carried out in a completely randomized design with treatments in a 2 x 3 factorial: two NaCl levels (0 and 100 mmol L-1) and three harvest times: 7 and 14 days of salt exposure and three days of recovery. Leaf Na+ and Cl-concentrations and the K+/Na+ ratios, after seven days of salt exposure, did not reach ionic toxic levels, suggesting that the NaCl-induced osmotic effects prevailed over the ionic ones. Under this condition, the salt stress caused reduction in leaf gas exchange parameters, such as CO2 fixation, stomatal conductance and transpiration. In contrast, salt stress did not change the photochemical efficiency of photossystem II. Conversely, after 14 days of treatment, Na+ and Clions reached very high concentrations, up to toxic levels in leaves. Under such conditions, both leaf gas exchange and photochemistry suffered strong impairment probably caused by ionic toxicity. The recovery treatment for 3d did not significantly decrease the leaf salt concentrations and no improvement was observed in the photosynthetic performance. Physic nut young plants are sensitive to high NaCl-salinity conditions, with high leaf Na+ and Cl- concentrations, low K+/Na+ ratio and great photosynthetic damages due to stomatal and biochemical limitations.