Resumo A deficiência hídrica é um importante estresse abiótico que limita a produção de biomassa e dirige a distribuição de espécies vegetais. Nós avaliamos os efeitos da deficiência hídrica sobre parâmetros ecofisiológicos e bioquímicos de plantas jovens de Tabebuia aurea, uma espécie arbórea nativa da “Caatinga”, um bioma semiárido. Plantas foram submetidas à irrigação diária (controle) e ao estresse promovido por deficiência de água no solo por 29 dias. A área foliar, biomassa da planta, trocas gasosas, índice SPAD, rendimento quântico máximo (Fv / Fm) efetivo do PSII (ΦPSII), atividade da superóxido dismutase (SOD) e L-ascorbato peroxidase (APX), peroxidação lipídica e teores de prolina foram determinados. As plantas responderam ao estresse hídrico reduzindo a área foliar e acumulando prolina. A condutância estomática também foi reduzida limitando a perda de água por transpiração. Contudo, a limitação da absorção de CO2 causou reduções nas taxas fotossintéticas e na biomassa. O excesso de energia não utilizada pela fotossíntese provocou uma redução no índice SPAD e em ΦPSII. Como resultado, nós observamos um aumento nas atividades de SOD e APX, protegendo as membranas dos cloroplastos de danos causados pela peroxidação de lipídeos. Nossos resultados indicam que T. aurea tem capacidade de sobreviver sob deficiência hídrica reduzindo a abertura estomática, mas afetando a taxa de assimilação de CO2. Apesar disso, as plantas mostraram mecanismos de prevenção de danos ao aparato fotossintético. Tal plasticidade é uma importante adaptação para plantas crescendo em ambientes semiáridos como a Caatinga.

Abstract Water deficiency is a major abiotic stress that limits biomass production and drives plant species distributions. We evaluate the effects of water deficiency on ecophysiological and biochemical parameters of seedlings of Tabebuia aurea. Plants were subjected to daily watering (control) and to stress by soil water deficiency for 29 days. Leaf area, plant biomass, gas exchange, SPAD index, maximum quantum yield (Fv / Fm), quantum yield of PSII (ΦPSII), superoxide dismutase (SOD) and L-ascorbate peroxidase (APX) activity, lipid peroxidation, and proline content were recorded. Plants responded to water deficit by reducing leaf area and accumulating proline. Stomatal conductance was reduced to limit the water loss by transpiration. However, limiting CO2 uptake caused reduction in photosynthesis and biomass. The excess of energy unutilized by photosynthesis reduced SPAD index and ΦPSII. As a result, we observed an increase in SOD and APX activity, protecting chloroplast membranes from further damages caused by lipid peroxidation. Our results indicate that T. aurea have capacity to survive under water deficiency reducing stomatal aperture, but affecting the rate of CO2 assimilation. Nevertheless, plants showed mechanisms to preventing damages to the photosynthetic apparatus. Such plasticity is an important adaptation for plants growing in dry environmental.

Resumo O chumbo (Pb) é um metal pesado caracterizado como o principal poluente do solo. A fitorremediação é uma alternativa sustentável e economicamente viável para reduzir a concentração de Pb no ambiente. Inga uruguensis é uma espécie leguminosa arbórea com características favoráveis à fitorremediação, como crescimento rápido e alta produção de biomassa. O objetivo desse trabalho foi avaliar o potencial inicial de tolerância e fitorremediação de I. uruguensis para Pb. O experimento foi realizado em casa de vegetação. Além do controle, a contaminação do solo foi realizada com as seguintes doses de Pb: 100, 200, 300, 400 e 500 mg.dm³, com 5 repetições em cada tratamento, totalizando 30 vasos. Foram avaliados crescimento, número e massa de nódulos, teor de clorofila, ureídeos, aminoácidos, proteínas e carboidratos solúveis em folhas, raízes e nódulos, índice de tolerância, matéria seca e teor de Pb nos tecidos de I. uruguensis. Os dados foram analisados pelo teste de Tukey, utilizando os softwares R e SISVAR. Não houve efeito negativo no crescimento de I. uruguensis, a relação simbiótica com a rizobia foi mantida, mesmo com alto teor de Pb e o índice de tolerância não inferior a 0,69. Inga uruguensis apresenta tolerância inicial e potencial para ser usada como fitorremediadora em solos contaminados por Pb.

Abstract Lead (Pb) is a heavy metal considered one of the major soil pollutants. Phytoremediation is a sustainable and economically viable biological method for reducing Pb content in the environment. Inga uruguensis is a tree legume species that has characteristics favorable to phytoremediation, such as rapid growth and high biomass production. The objective of this work was an initial evaluation of tolerance and phytoremediation potential of I. uruguensis to Pb. The experiment was carried out in a greenhouse. In addition to the control, soil contamination was carried out with the following Pb doses: 100, 200, 300, 400, and 500 mg.dm³, with 5 repetitions in each treatment, totaling 30 vases. We assessed growth, number and mass of nodules, chlorophyll content, ureids, amino acid, protein and soluble carbohydrates in leaves, roots and nodules, tolerance index, dry matter, and tissues Pb content of I. uruguensis. The data were analyzed by the Tukey test using R and SISVAR software. There was no negative effect of Pb in soil on I. uruguensis growth, the symbiotic relationship with rhizobia was kept, even at high Pb content and the tolerance index was not lower than 0.69. Inga uruguensis has initial tolerance and potential to be used as phytoremediation in soils contaminated by Pb.

Resumo Plantas nativas do Cerrado geralmente apresentam características peculiares que permitem tolerar o estresse hídrico e nutricional. Astronium fraxinifolium, é uma das espécies arbóreas de Anacardiaceae do Cerrado brasileiro. O objetivo desta pesquisa foi caracterizar morfofisiologicamente as folhas de A. fraxinifolium, com o objetivo de reconhecer características relacionadas a aclimatação da espécie em diferentes condições de solo. Para tanto, duas populações de A. fraxinifolium foram amostradas em diferentes áreas de estudo, A1 (Solo degradado) e A2 (“Solo não degradado”). A partir dessas amostras foram quantificados compostos nitrogenados, carboidratos totais, amido, clorofila, conteúdo nutricional, densidade estomática, trocas gasosas, alocação de carbono e altura da parte aérea, comparando as áreas de estudo. Um número elevado de estômatos foi observado na superfície abaxial das folhas de A. fraxinifolium, com uma densidade estomática mais elevada ocorrendo em indivíduos de A1. Já os valores de clorofila a, b e total foram significativamente maiores em A2. O conteúdo nutricional não diferiu entre as áreas, exceto o boro, que apresenta maior concentração nas plantas de A2. É possível que a menor concentração de boro nas plantas A1 esteja relacionado a produção de clorofila. Em relação às demais análises, não houve diferenças significativas entre as áreas. Os resultados mostram que esta espécie sofre alterações na produção de clorofila, mas a fotossíntese líquida não é perturbada, sendo o baixo teor de clorofila em A1 compensado pela maior densidade estomática. Assim, essas mudanças podem ser o resultado da aclimatação dessa espécie às diferentes condições ambientais às quais está exposta.

Abstract Plants native from Cerrado generally have peculiar characteristics that allow tolerating water and nutritional stress. Astronium fraxinifolium is a Anacardiaceae tree of from Brazilian Cerrado. The aim of this research was to characterize A. fraxinifolium leaves morphophysiologically, in order to recognize characteristics related to acclimatization of the species in different soil conditions. Two populations of A. fraxinifolium were sampled in different study areas, A1 (Degraded Soil) and A2 (“Undegraded Soil”). Nitrogen compounds, total carbohydrates, chlorophyll, nutritional content, stomatal density and gas exchanges were quantified, comparing the areas. A high number of stomata was observed on the abaxial surface of A. fraxinifolium leaves, with a higher density occurring in A1 individuals. The values of chlorophyll and boron content were significantly higher in A2 plants. It’s possible that the lowest concentration of boron in A1 plants is related to chlorophyll production. Regardinf the other analysis, there weren’t significant differences between the areas. The results show that this species undergoes changes in production of chlorophyll, but liquid photosynthesis isn’t impaired, considering the low chlorophyll content in A1 being compensated by the higher stomatal density. Thus, these changes may be the result of acclimating this species to different environmental conditions to which it’s exposed.

RESUMO O objetivo do trabalho foi determinar se a aplicação de silicato de potássio em plantas de mamoeiro induz resistência ao ácaro-rajado, Tetranychus urticae, e diminui sua infestação. Em casa de vegetação foi avaliado o efeito da aplicação de silicato de potássio, via foliar e via solo, em mudas infestadas artificialmente. Foram testadas duas doses de silicato de potássio, 2 e 4L.ha-1, aplicadas em diferentes momentos, resultando em tratamentos com números diferentes de pulverizações. Para avaliação dos ácaros foram realizadas três avaliações, com 20, 30 e 40 dias após a infestação dos ácaros, contando-se o número de ovos, formas ativas e exúvias de T. urticae presentes ao longo da nervura principal. Em laboratório foram construídas tabelas de vida de fertilidade de T. urticae alimentado com folhas de mamoeiro retiradas das plantas dos tratamentos que receberam aplicação de silicato de potássio via foliar. O efeito residual foi avaliado com a pulverização de discos de folhas em torre de Potter e transferência das fêmeas 24 horas após. Foram realizadas análises fisiológicas das folhas para avaliação de componentes fisiológicos indicativos de ativação de mecanismos de defesa das plantas. A aplicação de silicato de potássio induziu a produção de substâncias de defesa da planta reduzindo os valores da taxa líquida de reprodução (Ro). Por outro lado, no experimento de efeito residual houve a indução de hormoligose, com aumento do número de ovos por fêmea. Em casa de vegetação, a aplicação de silicato de potássio não resultou em redução da infestação de T. urticae.

ABSTRACT The study objective was to determine whether potassium silicate application on papaya plants induces resistance to twospotted spider mite, Tetranychus urticae, and decreases its infestation. In greenhouse, the effects of potassium silicate in foliar and soil application on seedlings artificially infested, were evaluated. Two doses of potassium silicate 2 and 4L.ha-1 applied at different times were tested, resulting in treatments with different spray frequencies. Mites were submitted to three assessments, 20, 30 and 40 days after infestation, counting the number of eggs, mites and exuviae of T. urticae present along the main vein. In laboratory, fertility life tables of T. urticae fed with papaya leaves taken from plants of treatments receiving foliar application of potassium silicate were built. The residual effect was evaluated by spraying leaf discs in a Potter tower and transfer of females after 24 hours. Physiological analyses of leaves were performed to assess the physiological components indicative of activation of the defense mechanism of plants. The application of potassium silicate induced the production of plant defense substances reducing the net reproduction rate values (Ro). On the other hand, in the experiment about residual effect, it was observed hormoligosis induction with increased number of eggs per female. In the greenhouse, potassium silicate application did not result in reduced T. urticae infestation.

O nitrogênio mineral afeta negativamente a simbiose e a fixação biológica do nitrogênio em plantas cultivadas. Entretanto, este efeito não é verificado em algumas espécies arbóreas, pouco estudadas até o momento. O objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade de Lonchocarpus muehlbergianus, espécie arbórea nativa do Cerrado, em utilizar o nitrogênio molecular, na presença do nitrogênio mineral (nitrato), característica desejável para plantas fixadoras crescendo em solos com nitrato como principal forma de nitrogênio disponível. Foram determinados o número e a massa seca dos nódulos, da parte aérea e das raízes, bem como o conteúdo de nitrato, aminoácidos e ureídeos, transportados pelo xilema e a atividade da redutase do nitrato. Foi observado que o número e a massa seca dos nódulos não foram negativamente afetados pelo nitrato. Ocorreu pequeno aumento na massa seca da parte aérea e do sistema radicular de plantas noduladas tratadas com nitrato, resultado verificado também para os teores de aminoácidos, ureídeos e atividade da redutase do nitrato. Os resultados obtidos sugerem que a espécie tem capacidade de utilizar tanto nitrogênio mineral quanto molecular, uma vez que o transporte de ureídeos, do sistema radicular para a parte aérea, não foi reduzido em plantas noduladas tratadas com nitrato.

It is well established that mineral nitrogen negatively affects symbioses and molecular nitrogen utilization by crops. Nevertheless, symbiosis and nitrogen fixation of tree species, less studied, has been showed certain tolerance to nitrate. The aim of this work was to evaluated the nitrogen molecular use by nodulated Lonchocarpus muehlbergianus, a Cerrado legume tree, even supplied with mineral nitrogen as nitrate, important feature for symbiotic plants growing in soil where nitrate is the prominent source of nitrogen. For this purpose, the number and dry weight of nodules, shoot and roots, as well as content of xylem sap amino acids, nitrate and ureides, product of symbiotic nitrogen fixation, and nitrate reductase activity were determined. At the end of the experiment, it was observed that the number and dry weight of nodules was not affected by nitrate. Addictionally, it was verified a short increment in shoots and roots treated with nitrate. Similar results were found for amino acids and ureides content and foliar nitrate reductase activity. Our results suggest that Lonchocarpus muehlbergianus is able to utilize at the same time both mineral and molecular nitrogen since transport of ureides from roots to shoots was not reduced when nodulated plants was fed with nitrate.

Nitrogênio é o nutriente mineral mais limitante e importante para produção vegetal e o entendimento de como esse elemento é assimilado e como seu metabolismo é regulado, são essenciais para plantas cultivadas. O objetivo deste trabalho foi estudar as variações no metabolismo de nitrogênio em Canavalia ensiformis, em resposta ao nitrato, durante o período reprodutivo. A dose de nitrato fornecida mudou as concentrações de udeídeos exportados via xilema, enquanto alterações no estádio de desenvolvimento mostrou influenciar a forma de ureídeo exportado via xilema. Considerando o nível de ureídeos como um indicador do status da fixação biológica, é possível dizer que a fixação do nitrogênio pode ter sido afetada na presença do nitrato em C. ensiformis.

Nitrogen is frequently the limiting mineral nutrient for plant productivity and it is essential to obtain an understanding of how this element is assimilated and its metabolism regulated, in crop plants. The objective of this work was to study nitrogen metabolism in the tropical legume Canavalia ensiformis, a plant species used as a green manure. The nitrate dose provided changed the concentrations of ureides exported via the xylem, whilst the developmental stage alterations demonstrated to influence the form of ureide exported via the xylem. Considering the content of ureides as an indicator of N-fixation status, it could be concluded that N-fixation was affected in the presence of nitrate in C. ensiformis.