Nível crítico de toxidez do ácido acético em culturas alternativas para solos de várzea / Acetic acid critical level in alternative crops for wetland soils

A deficiente drenagem natural dos solos de várzea proporciona um ambiente anaeróbico, favorecendo a formação de substâncias tóxicas, como o ácido acético, que afeta o desempenho de espécies de sequeiro nesses ecossistemas. O presente estudo foi conduzido com os objetivos de avaliar os efeitos e estabelecer os níveis críticos de toxidez do ácido acético para culturas de sequeiro alternativas para solos de várzea, como o milho, a soja e o sorgo. Os tratamentos constaram de seis doses de ácido acético, entre zero e 8mM, para milho (Embrapa BRS 1001) e sorgo (BRS 307), e quatro doses entre zero e 4mM, para soja (Embrapa BRS 133), com seis repetições, em delineamento completamente casualizado. Os indicadores avaliados foram os parâmetros morfológicos do sistema radicular (comprimento, raio, área e massa seca relativas) e concentração de N, P, K, Ca e Mg e massa seca relativa da parte aérea das plantas. O ácido acético foi tóxico para as culturas do milho, da soja e do sorgo, causando reduções no comprimento, na área e na massa seca radicular e na massa seca e na concentração de N, P, K, Ca e Mg da parte aérea. As concentrações de ácido acético responsáveis pela inibição de 50 por cento do comprimento radicular relativo foram de 2mM para a soja e 2,7mM para o milho e o sorgo.

The poor drainage of wetland soils originates an anaerobic environment favoring the appearance of toxic substances, like acetic acid, which affects negatively the growth of dryland crops. The present work was carried out with the objective of evaluating the effects of acetic acid and establishing its threshold for alternative crops cultivated in wetland soils, such as maize, soybean and sorghum. Plants of maize (Embrapa BRS 1001) and sorghum (BRS 307) were exposed to six acetic acid levels, from zero to 8mM; whereas plants of soybean (Embrapa BRS 133) were exposed to four levels, from zero to 4mM. The experimental design used was completely randomized with six replications. Morphological parameters of plant root system (length, root radium, area and relative dry mass), relative shoot dry mass and N, P, K, Ca and Mg concentration in plant shoot were assessed. The acetic acid was toxic to maize, soybean and sorghum, being evidenced by decreases in the root length and dry mass, in the total plant dry mass and in the N, P, K, Ca and Mg contents in the plant shoot. The acetic acid concentrations responsible for decreasing 50 percent of the relative root length were 2mM for soybean and 2.7mM for maize and sorghum.

Resíduos de azevém na superfície de um Planossolo alagado e seus efeitos na concentração de nutrientes na solução do solo e em plantas de arroz / Ryegrass residues on soil surface of a flooded Albaqualf soil and their effects on nutrients concentration in soil solution and rice plants

A incorporação de resíduos de culturas ao solo em lavouras de arroz irrigado tem o potencial de melhorar as características físicas, químicas e biológicas do solo e acelerar as reações de oxirredução durante o alagamento, proporcionando maior disponibilidade de nutrientes para as plantas, que respondem com maior crescimento e maior absorção de nutrientes. Com o objetivo de determinar a concentração de nutrientes na solução do solo e quantificar a absorção de nutrientes e o crescimento de plantas de arroz submetidas a quantidades crescentes de resíduos de azevém aplicadas na superfície do solo, foi conduzido um experimento em casa de vegetação. O experimento foi delineado em blocos ao acaso, com três repetições, sendo utilizadas como tratamentos doses de resíduos de azevém (0,0; 1,25; 2,5; 5,0; 7,5 e 10,0Mg ha-1) aplicadas na superfície de um Planossolo. Sementes de arroz pré-germinadas da cultivar 'BRS 7 Taim' foram semeadas na superfície do solo, que foi alagado 15 dias após, e as plantas foram cultivadas por um período de 45 dias. Nas plantas de arroz, foram avaliados a massa seca da parte aérea e os teores dos nutrientes: N, K, P, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu e Zn. Na solução do solo, foram avaliados o potencial redox (Eh), o pH e as concentrações de Mn, Fe, K, Ca e Mg. Os resultados mostraram que a adição de doses crescentes de resíduos de azevém na superfície do solo alagado, até a dose máxima de 10Mg ha-1, intensificou o processo de oxirredução do solo, aumentando a concentração de Mn, Fe, Ca, Mg e K na solução do solo, aumentou os teores de K e Fe na parte aérea das plantas de arroz e aumentou a massa seca de arroz.

The incorporation of ryegrass residues on the soil in rice irrigated fields can improve the physical, chemical and biological soil properties. It can also accelerate the redox reaction during the soil flooding, allowing a higher availability of nutrients to the plants, which responds with a higher growing and nutrient absorptions. The objectives of this research are to quantify the nutrient absorptions, the rice crop growing, and to determine the concentration of nutrients in the soil solution on a flooding Albaqualf soil. For this, increasing doses of ryegrass residues were applied in the soil surface. A greenhouse experiment was carried out using a randomized complete block design with six doses of ryegrass residues (0.0; 1.25; 2.5; 5.0; 7.5 and 10.0Mg ha-1) applied to the soil surface. Cultivar 'BRS 7 Taim' pre-germinated seeds were sown in plastic pots. The soil in the pots was flooded 15 days after this procedure and plants were hept in this condition for an additional 45 days. In the rice plants were evaluated the dry matter weight of the shoots and the following nutrients: N, K, P, Ca, Mg, Fe, Mn, Cu and Zn. In the soil solution were evaluated the redox potential (Eh), pH, and the concentration of Mn, Fe, K, Ca, Mg. Results show that the addition of increasing doses of ryegrass residues in the flooded soil surface until 10Mg ha-1 strengthened the soil redox reaction process increasing the concentration of Mn, Fe, Ca, Mg and K in the soil solution. It also increased the K and Fe contents in the aerial part of rice plants as well increased their dry matter weight.

Toxidez por ácido acético em arroz sob diferentes valores de pH da solução nutritiva / Acetic acid toxicity in rice under different pH values of nutritional solution

A proporção das formas associadas e dissociadas do ácido acético é dependente do pH. O aumento do pH favorece a dissociação do ácido acético, o que pode diminuir seu efeito tóxico para o arroz, pois moléculas com carga são menos solúveis nos componentes lipídicos das membranas celulares. O objetivo deste trabalho foi determinar os efeitos do pH da solução nutritiva referentes à toxidez pelo ácido acético em plantas de arroz. O experimento foi conduzido em solução nutritiva, em bancada de laboratório com fornecimento de luz artificial. Os tratamentos foram dispostos em um fatorial 4x2, em delineamento inteiramente casualizado, com três repetições, e foram testados os fatores: pH da solução nutritiva (3,7; 4,7; 5,7; 6,7) e ácido acético (testemunha sem ácido e 2,5mmol L-1 de ácido). O incremento nos valores de pH de 3,7 a 6,7 reduziu o efeito tóxico do ácido acético nas plantas de arroz, aumentando o comprimento da raiz em 90 por cento e da parte aérea em 37 por cento. Houve aumento nos teores de N em 22 por cento e diminuição nos teores de Ca em 19 por cento na mesma faixa de pH na presença do ácido acético. Os efeitos tóxicos do ácido acético sobre as plantas de arroz foram atenuados com o aumento do pH de 3,7 para 6,7.

The proportion of forms associated and undissociated acetic acid depends on pH. The increment of pH induced the dissociation of acetic acid that may reduce the toxicity of rice, therefore, molecules with charge are less soluble in lipidics components of cellular membranes. The research objective was to estimate the effect of different pH values in nutritional solution on toxicity of acetic acid on rice. The experiment was conducted in nutritional solution in laboratory with artificial light supplied. The treatments were arranged in factorial 4x2, in completely randomized design, with 3 replications, where the following factors were tested nutritional solution pH (3.7; 4.7; 5.7 and 6.7) and acetic acid (zero and 2.5mmol L-1 of acid). The increment on pH values from 3.7 to 6.7 reduced the toxic effect of acetic acid in rice plants, increasing the radicular system in 90 percent and shoot in 37 percent. It increased the N content in 22 percent and reduction on Ca content in 19 percent in plants in same values of pH on presence of acetic acid. The toxic effect of acetic acid in rice plants were attenuated with pH increment from 3.7 to 6.7.

Toxidez pelos ácidos propiônico e butírico em plântulas de arroz / Toxicity of propionic and butyric acids in rice seedlings

A decomposição anaeróbia da matéria orgânica em solos alagados produz ácidos orgânicos de cadeia curta que podem ser tóxicos para o arroz. Com o objetivo de avaliar o efeito de diferentes concentrações dos ácidos propiônico e butírico, em solução nutritiva, no crescimento de plantas de arroz (Oryza sativa L.) e na absorção de nutrientes, foram desenvolvidos dois experimentos em bancada com iluminação artificial no Laboratório de Nutrição de Plantas da DS/FAEM/UFPEL. Foram realizados dois experimentos em delineamento experimental inteiramente casualizado com seis repetições. Um dos experimentos constou de sete níveis de ácido propiônico: 0,00; 1,25; 2,50; 3,75; 5,00; 6,25; 7,50mM e o outro de sete níveis de ácido butírico:0,00; 1,00; 2,00; 3,00; 4,00; 5,00; 6,00mM. Plântulas de arroz da cultivar "RS 7" com dois dias de germinação foram cultivadas durante treze dias em tubos de ensaio contendo solução nutritiva completa e doses dos ácidos propiônico e butírico equivalentes aos diferentes tratamentos. O crescimento da raiz e da parte aérea do arroz e a produção de matéria seca foram sensivelmente reduzidos com o aumento das doses dos ácidos orgânicos na solução nutritiva. A raiz apresentou maior sensibilidade aos ácidos do que a parte aérea. Doses pequenas dos ácidos, como 1,25mM de propiônico e 1,00mM de butírico, já foram suficientes para causar uma inibição de 37 e 33 por cento no comprimento do sistema radicular, respectivamente. Os ácidos propiônico e butírico também diminuíram a absorção de N, K, Ca e Mg em plantas de arroz da cultivar "BRS 7".

The anaerobic decomposition of organic matter in flooded soils produces short chain organic acids that can be toxic for the rice crop. With the objective of studying the effect of propionic and butyric acids on the growth and nutrients uptake of rice (Oryza sativa L.) plants in nutrient solution, two experiments were carried out on the Plant Nutrition Laboratory DS/FAEM/UFPEL. The experiments were designed as complete randomized plots with six replications, consisting of seven levels of propionic (0.00; 1.25; 2.50; 3.75; 5.00; 6.25; 7.50mM) and butyric (0.00; 1.00; 2.00; 3.00; 4.00; 5.00; 6.00mM) acids, respectively. Two-day old rice seedlings of cultivar BRS 7 were placed for thirteen days on test tube containing complete nutrient solution and differents levels of propionic and butyric acids. Root and shoot growth of rice plants was decreased with an increase in organic acid levels. The root presented greater sensitivity than shoot. Small levels of acid such as 1.25mM (propionic) and 1.00mM (butyric) were enough to cause an inhibition of 37 percent and 33 percent in the length of the radicular system, respectively. The addition of propionic and butyric acids decreased N, K, Ca e Mg uptake by rice plants.