Eficiência de absorção e utilização de fósforo em genótipos de feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.) sob fixação biológica de nitrogênio

Abstract

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.