TOXIDEZ  DO ÁCIDO PROPIÔNICO EM RAÍZES DE ARROZ SOB DIFERENTES CONCENTRAÇÕES DE CÁLCIO EM SOLUÇÃO NUTRITIVA 

FORTES, Magali de Ávila1; SCHMIDT, Fabiana 2; SOUSA, Rogério Oliveira de 3; VAHL, Ledemar Carlos3

1Aluna de doutorado (Bolsista CAPES); 2Aluna de graduação (Bolsista FAPERGS); 3Professor do Depto Solos, FAEM/ UFPEL, Pelotas/RS; Cx. Postal 354, CEP: 96010-900.
magalifortes7@yahoo.com.br

1.	Introdução

A incorporação de resíduos orgânicos em solos sob condições anaeróbias pode, levar à formação de ácidos orgânicos de cadeia curta, como o ácido propiônico, que são tóxicos para o arroz. A toxidez por ácidos orgânicos se manifesta pelo menor crescimento radicular e da parte aérea do arroz (Sousa & Bortolon, 2002), como resultado da inibição de processos fisiológicos importantes, como respiração anaeróbia das raízes e absorção de nutrientes (Takenaga, 1995) e danos às membranas celulares (Armstrong & Armstrong, 2001). 
É possível que a nutrição por cálcio possa influenciar na toxidez por ácidos orgânicos, pois a principal função do cálcio na planta é estrutural, e está relacionada com a capacidade de coordenação, que estabelece ligações intermoleculares estáveis, mas, reversíveis, na parede celular e na membrana plasmática. Em células deficientes em cálcio há um aumento na perda de solutos de baixo peso molecular, e se a deficiência for severa causa desintegração total da estrutura da membrana e a perda da compartimentalização celular.O efeito protetor do cálcio na membrana é mais proeminente sob condições de estresse com baixas temperaturas e anaerobiose (Zsolodos & Karvaly, 1978 citados por Marschner, 1995), e em presença de concentrações tóxicas de Al3+ (Noble e Sumner, 1998), H+ e Na+ (Kinraide, 1998).
Na ausência de cálcio no meio externo, a elongação da raiz pára em poucas horas. Este efeito é mais evidente em solução nutritiva na ausência de cálcio do que em água destilada. Esta observação é consistente com a função do cálcio em contrabalancear o efeito negativo da alta concentração de outros cátions na membrana plasmática. Embora o cálcio esteja envolvido também na divisão celular, a parada no crescimento na ausência de cálcio no meio externo é primeiramente o resultado da inibição na elongação (Armstrong & Armstrong, 2001).  
Devido a todas as funções que este nutriente apresenta na integridade das membranas, realizou-se o presente trabalho com o objetivo de determinar o efeito de diferentes doses de cálcio em solução nutritiva sobre a toxidez por ácido propiônico em arroz irrigado.

2.	Material e métodos

	O experimento foi conduzido em solução nutritiva, no Laboratório de Nutrição de Plantas do Departamento de Solos da FAEM/UFPel, em bancada de laboratório com fornecimento de luz artificial. Os tratamentos foram dispostos em um fatorial 3 x 2, em delineamento inteiramente casualizado, com 4 repetições, onde foram testados os seguintes fatores: concentração de cálcio (0,2; 1,0 e 5,0 mM) e ácido propiônico (Testemunha sem ácido e 1,25 mM de ácido). 
	Sementes de arroz da variedade BRS 7 (TAIM) foram pré-germinadas e quando a radícula apresentou aproximadamente 2 cm de comprimento, realizou-se uma seleção das plântulas mais uniformes, que foram transferidas para vasos plásticos de 2 L de volume envoltos por folhas de alumínio para diminuir a luminosidade evitando assim a proliferação de algas. Foram cultivadas três plantas por vaso por um período de 21 dias em solução nutritiva completa que foi renovada a cada 7 dias. Após este período, a solução nutritiva foi trocada, aplicando-se a essa, doses de cálcio utilizando-se CaCl2 e Ca (NO3)2 que permitisse a concentração final de 0,2; 1,0 e 5,0 mM e uma quantidade de ácido propiônico que permitisse a concentração final de 1,25 mM. O pH da solução nutritiva foi ajustado diariamente ao valor de 4,7, pela adição de HCl 0,5 M ou NaOH 0,5 M. A solução nutritiva foi trocada semanalmente. As plantas foram colhidas após um período de 15 dias sob efeito dos tratamentos. 
	Nas plantas de arroz foram avaliados os parâmetros morfológicos (comprimento total, raio e área) do sistema radicular segundo Tennant (1975), o peso de matéria seca do sistema radicular que foi feito em balança de precisão após secagem em estufa a 60 ºC e comprimento da raiz principal através da medição com régua milimetrada na coleta das plantas. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância e Teste de Duncan a 5 % de probabilidade utilizando o programa estatístico Winstat (Machado, 2001).

3.	Resultados e discussão

	Na tabela 1 são apresentados os resultados obtidos nos parâmetros morfológicos do sistema radicular de plantas de arroz sob diferentes concentrações de cálcio na solução nutritiva em presença de ácido propiônico e na sua ausência.
	 O crescimento da raiz principal foi reduzido a valores próximos a 65% na presença do ácido propiônico, em todas as concentrações de cálcio. Houve aumento do raio, área e peso da matéria seca das plantas, com a adição do ácido propiônico, nas doses de 0,2 e 1 mM de cálcio. 
Kopp (2004) trabalhando com diferentes genótipos de arroz verificou que o comprimento e o peso de matéria seca radicular foram os indicadores mais suscetíveis à toxidez pelos ácidos orgânicos acético, propiônico e butírico. Com isso, tem-se utilizado o comprimento da raiz para selecionar os genótipos mais tolerantes aos ácidos em programas de melhoramento de arroz. 
 Armstrong & Armstrong (2001) analisaram os efeitos fisiológicos relacionados à toxidez pelos ácidos orgânicos em arroz e verificaram que eles causam inibição da divisão celular no sistema radicular que está diretamente em contato com os ácidos, o que, provavelmente, contribui para um menor crescimento radicular. Além disso, os mesmos autores verificaram sintomas de amarelecimento das células externas das raízes, com apenas 24 horas sob efeito do ácido acético, provavelmente devido ao acúmulo de polissacarídeos contendo compostos fenólicos.

Tabela 1. Valores médios do comprimento total, área, raio e peso de matéria seca do sistema radicular e comprimento da raiz principal de plantas de arroz da cultivar BRS 7 sob efeito do ácido propiônico em diferentes doses de cálcio em solução nutritiva.
Ácido Propiônico	Concentrações de cálcio (mM)	Média	
 (mM) 	0,2	1,0	5,0		
	--------------- Comp. total (cm) ------------	

0	280,7	299,7	298,6	292,3 A	
1,25	245,5	276,5	227,1	249,7 B	
Média	263,1a	291,2 a	262,9 a		
	----------------- Área (cm2) -------------------	

0	569,5 Ab	719,07 Aab	836,3 Aa	708,3	
1,25	676,9 Aab	828,03 Aa	633,7 Aab	712,9	
Média	623,2	773,5	735,0		
	------------------ Raio (cm-2) ------------------	

0	0,325 Bb	0,399 Bab	0,411 Aa	0,378	
1,25	0,441 Aa	0,470 Aa	0,407 Aa	0,439	
Média	0,383	0,434	0,409		
	---------------- Peso MS (g) -----------------	

0	  0,024 Bb	0,037 Ba	0,045 Aa	0,035	
1,25	0,059 Aa	0,061 Aa	0,044 Ab	0,055	
Média	0,042	0,049	0,045		
	-------- Cresc. Raiz principal (cm) -------	

0	22,9 	24,9 	23,5 	23,8 A	
1,25	14,4 	16,7 	14,8 	15,3 B	
Média	18,7 a	20,8 a	19,2 a		
Médias seguidas de letras maiúsculas distintas nas colunas e minúsculas nas linhas em relação a cada nutriente diferem estatisticamente pelo teste de Duncan a 5 % de probabilidade.

Os efeitos do ácido propiônico no crescimento radicular não foram atenuados com o aumento das doses de 0,2 para 5,0 mM. Embora, o cálcio apresentando função importante na estabilização das membranas e parede celular, uma maior nutrição pelo elemento não se refletiu em uma maior tolerância das plantas de arroz ao ácido propiônico. Tal comportamento também foi relatado por Fortes (2006), porém, quando as plantas foram submetidas à toxidez por ácido acético. Na figura 1 pode-se visualizar as plantas de arroz no momento da coleta.

           0,2    1,0       5,0
        Sem ácido propiônico

 0,2     1,0       5,0
 Com ácido propiônico

Figura 1. Plantas de arroz crescidas em solução nutritiva sob três concentrações de cálcio em mM na ausência e presença de ácido propiônico (1,25 mM).

4.	CONCLUSÃO

	O aumento da concentração de cálcio na solução nutritiva não diminuiu os efeitos tóxicos do ácido propiônico sobre o crescimento do arroz.

5.	REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

ARMSTRONG, J. & ARMSTRONG, W. Rice and Phragmites: effects of organic acids on growth, root permeability, and radial oxygen loss to the rhizosphere. American Journal of Botany, v.88 (8), p.1359-1370, 2001.
FORTES, M. A. Toxidez por ácido acético em arroz sob diferentes valores de pH e concentrações de cálcio em solução nutritiva. 2006. 71f. Dissertação (Mestrado) – Programa de Pós-Graduação em Agronomia/Solos. Universidade Federal de Pelotas, Pelotas.
KINRAIDE, T. B. Three Mechanisms for the Calcium Alleviation of Mineral Toxicities. Plant Physiology, v. 118, p.513-520, 1998.
MACHADO, A. Sistema de análise estatístico para o Windows (WINSTAT). Universidade Federal de Pelotas, 2001. Pelotas.
MARSCHNER, H. Mineral nutrition of higher plants. London: Academic Press. 1995. 889p. 
NOBLE, A. D. & SUMNER, M. E. Calcium and al interactions and soybean growth in nutrient solutions. COMMUN. IN SOIL SCI. Plant anal.v.19 (7-12), p.1119-1131, 1988. 
SOUSA, R.O.; BORTOLON, L. Crescimento radicular e da parte aérea do arroz (Oryza sativa L.) e adsorção de nutrientes, em solução nutritiva com diferentes concentrações de ácido acético. Revista Brasileira de Agrociência, Pelotas, v.8, n.3, p.231-235, 2002.
TAKENAGA, H. Nutrient absorption in relation to environmental factors. In: MATSUO, T. KUMAZAWA, K., ISHII, R., et al. Science of the rice plant: physiology. Tokyo: Nosan Gyoson Bunka Kyokai, 1995. p.278-294.
TENNANT, A. A Test of Modified Line Intersect Method of Estimating Root Lenght. J. Appl. Ecol., London, v.63, n.6, p.995–1001, 1975.