Kinetics of phosphorus uptake and root morphology of local and improved varieties of maize

ABSTRACT

Interspecific and intraspecific differences in the efficiency of utilization of soil phosphorus (P) are explained, in part, by plant morphological and physiological variations, which characterize the plant for nutrient acquisition. As part of a study on maize genotypes characterization for P-uptake and use efficiency, kinetic parameters of P uptake and root morphological characters were evaluated for six local and improved maize varieties, grown in nutrient solution. The kinetic parameters related to P influx were maximal transport rate (Vmax), the Michaelis-Menten constant (Km), and the external concentration when net uptake is zero (Cmin). Measured root morphological characters were root length, radius, and surface area. Shoot and root dry matter yield and the P content in these parts were also determined. Diferences among varieties were observed in the kinetic parameters Vmax and Km, root length and in root/shoot dry matter ratio. Lower Km values were better indicatives of P uptake ability of the varietes and were significantly correlated to higher dry matter production and P-efficiency index.

RESUMO

Diferenças inter e intraespecíficas na capacidade de utilizar o fósforo (P) do solo são explicadas, em parte, por variações na morfologia e fisiologia das raízes, as quais caracterizam as plantas quanto à aquisição do nutriente. Como parte de um estudo de caracterização de genótipos de milho quanto à eficiência na absorção e utilização de P, avaliou-se a cinética de absorção e as características morfológicas do sistema radicular de seis variedades locais e melhoradas cultivadas em solução nutritiva. Foram determinados os parâmetros cinéticos de absorção de P velocidade máxima (Vmax), a constante de Michaelis-Menten (Km) e a concentração mínima para a qual o influxo líquido é zero (Cmin); os parâmetros morfológicos da raiz comprimento, raio e área do sistema radicular; e as variáveis de produção de matéria seca (MS) da parte aérea e raízes, da relação raiz/parte aérea, do conteúdo de P nessas partes e do índice de eficiência de utilização de P. Essas variáveis foram relacionadas às características cinéticas e morfológicas. As variedades diferiram quanto aos parâmetros Vmax, Km, comprimento de raízes e relação raiz/parte aérea. Os menores valores de Km e Cmin foram bons indicadores da capacidade de absorção de P das variedades, tendo se relacionado com as maiores produções de matéria seca e os maiores índices de eficiência de utilização de P.