AVALIAÇÃO DE PROTOCOLO PARA DETERMINAÇÃO DE TOLERÃNCIA AO FERRO EM ARROZ SOB CONDIÇÕES DE HIDROPONIA

CRESTANI, Maraisa1; CARVALHO, Fernando Irajá Félix2; MAGALHÃES, Ariano Martins Junior1; SILVA, José Antonio Gonzalez da1; LUCHE, Henrique de Souza1; FONSECA, Daniel Andrei Robe1; NORMBERG, Rafael1; BISOGNIN, Maico1; TERRES, Laerte Reis1; LUZ, Viviane Kopp da1. 

Centro de Genômica e Fitomelhoramento – CG-FAEM/UFPel
Campos Universitário – Capão do Leão – CEP: 96010-900 
maraisacrestani@yahoo.com.br

1. INTRODUÇÃO

Os solos de várzea ou solos hidromórficos do sul do Brasil representam uma área aproximada de 6.100.000 ha, e são destinados quase que exclusivamente para o cultivo de arroz (PESKE et al., 2004). O alagamento que ocorre nessas áreas é altamente benéfico para a cultura, porém, sob determinadas condições, podem ocorrer efeitos adversos às plantas, como a toxidez ao Ferro (Fe). A redução deste elemento e o conseqüente aumento de sua disponibilidade ocorrem quando um solo é inundado, podendo ser prejudicial a cultura (Ponnamperuma, 1972). Segundo MEURER (2000), sintomas de toxidez por ferro ocorrem em diferentes condições de pH e de ferro ativo, se verificando teores críticos de ferro na solução do solo que variam de 30 mgL-1 até 500 mgL -1.
A toxidez indireta ao Fe se caracteriza pelas folhas apresentarem uma coloração alaranjada, que evolui do ápice para a base, em virtude da deposição de precipitados sobre as raízes em conseqüência dos altos teores desse elemento na solução do solo, formando uma crosta de óxido férrico, que reduz a absorção, transporte e/ou utilização de outros nutrientes pela planta, como P, K, Ca e Mg MEURER (2000). Já a toxidez direta é verificada pelas folhas apresentando pontuações castanho-escuras, e decorre da absorção e utilização excessiva do ferro, causando a morte das células onde ele é depositado (VAHL, 1991).
	A busca de constituições genéticas mais adaptadas ao sistema de cultivo irrigado é uma alternativa eficiente para contornar os problemas de toxidez que reduzem o potencial produtivo das cultivares sob esse sistema. Desta forma, a identificação de genótipos tolerantes ao Fe representa uma estratégia eficiente na recomendação de constituições genéticas mais ajustadas sob condições de solos inundados de fácil disponibilidade deste íon metálico.
	O presente trabalho teve por objetivo testar um protocolo de avaliação de genótipos de arroz quanto a tolerância ao ferro em cultivo hidropônico a fim de viabilizar o uso deste sistema como uma ferramenta auxiliar no incremento da eficiência de seleção em programas de melhoramento desta espécie. 

2. MATERIAL E MÉTODOS

	O experimento foi realizado no Laboratório de Di-haplóides e Hidroponia, do Centro de Genômica e Fitomelhoramento do Departamento de Fitotecnia da Faculdade de Agronomia Eliseu Maciel/UFPel. Foram avaliadas seis cultivares comerciais de arroz irrigado, já caracterizados quanto a tolerância e sensibilidade a toxidez ao ferro quando cultivadas em condições de campo, que foram: sensíveis (BR IRGA 409, IRGA 410 e IRGA 417) e tolerantes (BR IRGA 414, IRGA 419 e BRS AGRISUL).
	O delineamento experimental foi o completamente casualisado com três repetições num esquema fatorial dose x genótipo (7x6). 	
	As sementes dos genótipos foram colocadas para germinar em caixas gerbox com papel germiteste, em BOD a 250C por 72 horas. Posteriormente, plântulas uniformes foram transferidas para recipientes plástico contendo 1,5 litros de solução nutritiva, que teve a seguinte concentração em µM: Ca(NO3)2 4732,30; MgSO4. 7H2O 1640; KNO3 1050,70; (NH4)2SO4 168,65; KH2PO4 351,35; MnSO4. H2O 9; CuSO4.5H2O 0,15; ZnSO4.7H2O 0,15; NaCl 15; Na2MoO4.2H2O 0,077; H3BO3 18. O Fe foi suprido como Fe EDTA, na quantidade requerida para atingir as concentrações deste elemento na solução de 180, 360, 720, 1440 e 2880 µM. Esta solução é uma adaptação da utilizada por FERREIRA et al. (1997) em estudos sobre a tolerância ao Fe em arroz. As plântulas foram acondicionadas em telas plásticas adaptadas a tampa de um recipiente contendo solução nutritiva, com dez plântulas por genótipo, cujas radículas alcançavam a solução nutritiva. Corrigiu-se diariamente o pH da solução nutritiva para 4,0 com adição de HCl ou NaOH 0,5 M. As soluções foram permanentemente arejadas, com os recipientes mantidos em “banho-maria”, com temperatura de 29 ± 10C em tanque de hidroponia. O fotoperíodo foi permanente, fornecido por lâmpadas fluorescentes e incandescentes. No oitavo dia após a implantação do experimento se realizou a avaliação das plântulas, efetuando a mensuração dos caracteres comprimento de raiz (CR) e comprimento de parte aérea (CPA).
	Os dados foram submetidos a análise estatística, sendo realizado teste de comparação de médias de Tukey a 5% de significância de erro.

3. RESULDOS E DISCUSSÃO

	Através da análise de variância foi possível verificar a existência de diferenças entre as doses e genótipos empregados no experimento (Tabela 1). Ainda nesta avaliação, não foi detectado interação entre os fatores para o caráter comprimento de raiz (CR), o que viabiliza a discriminação direta desta fonte de variação. No entanto, para o comprimento de parte aérea (CPA), a interação foi evidenciada, indicando a necessidade de uma avaliação mais precisa através da decomposição em efeitos simples.

Tabela 1. Resumo da análise de variância dos caracteres comprimento de raiz (CR) e comprimento de parte aérea (CPA), de genótipos de arroz submetidos ao tratamento com ferro em hidroponia. FAEM/UFPel, 2006.

Fonte de Variação	GL	QM	
		CR	CPA	
Dose (D)	6	34,05*	59,83*	
Genótipo (G)	5	2,17*	43,53*	
D x G	30	  0,79ns	2,95*	
Erro	84	0,64	0,97	
Total	125	-	-	
Média geral		6,93	13,16	
CV%		11,57	7,51	
* Significativo a 5% de probabilidade de erro; ns = não significativo; QM = quadrado médio.
Devido as constituições genéticas de arroz avaliadas já terem sido caracterizadas para maior e menor tolerância ao ferro (condições de campo), determinando a formação de grupos distintos, o conjunto de genótipos evidenciam uma estrutura de interesse, o que permite uma análise eficaz e sucinta através de contrastes (Tabela 2).

Tabela 2. Contrastes ortogonais para discriminação dos efeitos da concentração de Fe em distintos genótipos de arroz sob condições de estresse por este íon metálico em condições de hidroponia. FAEM/UFPel, 2006.

Grupo	Contraste	GL	Média CR	QM	
			Contraste		
	BRS AGRISUL (T) x BR IRGA 414 (T)	1	7,15 x 7,29	0,004ns	
T x T	BRS AGRISUL (T) x IRGA 419 (T)	1	7,15 x 6,51	2,843*	
	BR IRGA 414 (T) x IRGA 419 (T)	1	7,29 x 6,51	3,067*	
	BR IRGA 409 (S) x IRGA 410 (S)	1	6,77 x 7,18	2,343ns	
S x S	BR IRGA 409 (S) x IRGA 417 (S)	1	6,77 x 6,67	0,029ns	
	IRGA 410 (S) x IRGA 417 (S)	1	7,18 x 6,67	1,850ns	
	BR IRGA 409 (S) x BR IRGA 414 (T)	1	6,77 x 7,29	3,590*	
	BR IRGA 409 (S) x IRGA 419 (T)	1	6,77 x 6,51	0,020ns	
	BR IRGA 409 (S) x BRS AGRISUL (T)	1	6,77 x 7,15	3,340* 	
	IRGA 410 (S) x BR IRGA 414 (T)	1	7,18 x 7,29	0,130ns	
S x T	IRGA 410 (S) x IRGA 419 (T)	1	7,18 x 6,51	1,920ns	
	IRGA 410 (S) x BRS AGRISUL (T)	1	7,18 x 7,15	0,089ns	
	IRGA 417 (S) x BR IRGA 414 (T)	1	6,67 x 7,29	2,970*	
	IRGA 417 (S) x IRGA 419 (T)	1	6,67 x 6,51	0,001ns	
	IRGAR 417 (S) x BRS AGRISUL (T)	1	6,67 x 7,15	2,747*	
T x S		1	6,98 x 6,86	1,560ns	
Erro		84	-	-	
Grupo	Contraste	GL	Média CPA	QM	
			Contraste		
	BRS AGRISUL (T) x BR IRGA 414 (T)	1	12,32 x 12,80	2,890ns	
T x T	BRS AGRISUL (T) x IRGA 419 (T)	1	12,32 x 11,11	0,904ns	
	BR IRGA 414 (T) x IRGA 419 (T)	1	12,80 x 11,11	6,930*	
	BR IRGA 409 (S) x IRGA 410 (S)	1	13,76 x 13,53	0,190ns	
S x S	BR IRGA 409 (S) x IRGA 417 (S)	1	13,76 x 15,36	10,75*	
	IRGA 410 (S) x IRGA 417 (S)	1	13,53 x 15,36	13,77*	
	BR IRGA 409 (S) x BR IRGA 414 (T)	1	13,76 x 12,80	5,190*	
	BR IRGA 409 (S) x IRGA 419 (T)	1	13,76 x 11,11	24,12*	
	BR IRGA 409 (S) x BRS AGRISUL (T)	1	13,76 x 12,32	15,68*	
	IRGA 410 (S) x BR IRGA 414 (T)	1	13,53 x 12,80	3,410ns	
S x T	IRGA 410 (S) x IRGA 419 (T)	1	13,53 x 11,11	20,06*	
	IRGA 410 (S) x BRS AGRISUL (T)	1	13,53 x 12,32	12,44*	
	IRGA 417 (S) x BR IRGA 414 (T)	1	15,36 x 12,80	30,87*	
	IRGA 417 (S) x IRGA 419 (T)	1	15,36 x 11,11	67,07*	
	IRGAR 417 (S) x BRS AGRISUL (T)	1	15,36 x 12,32	52,39*	
T x S		1	12,07 x 14,23	65,28*	
Erro		84	-	-	
CR = comprimento de raiz; CPA = comprimento de parte aérea; * significativo a 5% de probabilidade de erro; ns = não significativo; T = tolerante; S = sensível.

	De modo geral, na avaliação do caráter CR, os genótipos tolerantes demonstraram diferenças entre si, incluindo as cultivares BRS AGRISUL e BR IRGA 414 como os de melhor desempenho. Por outro lado, todos os genótipos sensíveis demonstraram o mesmo comportamento. Na avaliação direta entre cultivares sensíveis e tolerantes apenas quatro combinações entre nove evidenciaram significância, o que levanta a hipótese que provavelmente o CR não seja o caráter mais eficiente na seleção de genótipos tolerante ao Fe. 
	No caráter CPA, os genótipos do grupo tolerante evidenciaram diferenças apenas no contraste BR IRGA 414 x BR IRGA 419, ao passo que entre os sensíveis apenas o BR IRGA 409 x BR IRGA 410 não apresentaram diferenças. Nos contrastes diretos entre sensíveis e tolerantes todas as combinações apresentaram significância, com exceção do BR IRGA 410 x BR IRGA 414, justificando como provável caráter que permite maior facilidade de distinção entre os genótipos sensíveis e tolerantes.  Contudo, no contraste geral incluindo a média do grupo sensível versus do grupo tolerante, esta significância foi confirmada, o que potencializa a hipótese levantada.
	Fato relevante foi o de que os genótipos sensíveis apresentaram valores médios de CPA maiores que os de maior tolerância, sugerindo que provavelmente as concentrações empregadas não tenham sido restritivas a ponto de indicar uma amplitude entre tolerantes e sensíveis no caráter ou pelo tempo de exposição ao metal que tenha sido muito reduzido. Entretanto, no caráter CR esse fato não foi evidenciado. 

4. CONCLUSÕES

	O caráter comprimento de parte aérea representa ser o mais eficiente na seleção de genótipos tolerantes ao Fe sob condição de cultivo em solução nutritiva.
	Novos estudos devem ser realizados a ponto de incluir novas concentrações e tempo de exposição ao metal como fatores de avaliação. 

5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

FERREIRA, R.F. Tolerância de genótipos de arroz ao ferro em solução nutritiva. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 1997, v.32, n.10, 5 p.
HOWELER, R.H. Iron-induced oranging disease of rice in relation to physico-chemical changes in a flooded oxisol. Soil Science Society of America. Proceedings, Madison, v.37, p. 898-993, 1973.
MEURER, E.J. Fundamentos de química do solo. Porto Alegre: Gênesis, 2000, 174p.
PESKE, S.T.; SCHUCH, L.O.B.; BARROS, A.C.S.A. Produção de arroz irrigado. : Pelotas: Ed. Universitária – Universidade Federal de Pelotas, 3ª ed., 2004, 623p.
PONNAMPERUMA, F.N. The chemistry of submerged soils. Advances  in Agrinomy, New York, v.24, p.29-96, 1972.
VAHL, L.C. Toxidez de ferro em genótipos de arroz irrigado por alagamento. Pelotas,l 1991. Dissertação (Doutorado em Ciência do Solo), Universidade Federal de Pelotas, 1991.