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Title in Portuguese: Crescimento das plantas, formação e partição de fotoassimilados e produção e qualidade de frutos de meloeiro cantaloupe cultivados sob diferentes níveis de salinidade
Title: Plant growth, photoassimilates formation and partition, and fruits production and quality of cantaloupe melon plants grown under different salinity levels
Author: Lima, Reivany Eduardo Morais
Advisor(s): Bezerra, Marlos Alves
Co-advisor(s): Ferreira, Jorge Freire da Silva
Keywords: Cucumis melo L
Enriquecimento natural 13C/ 12C
Metabolismo de carboidratos
Issue Date: 2018
Citation: LIMA, Reivany Eduardo Morais. Crescimento das plantas, formação e partição de fotoassimilados e produção e qualidade de frutos de meloeiro cantaloupe cultivados sob diferentes níveis de salinidade. 2018. 116 f. Tese (Doutorado em Engenharia Agrícola) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2018.
Abstract in Portuguese: O melão é uma cultura de grande relevância nas exportações brasileiras. É produzido quase em sua totalidade na região Nordeste, por esta apresentar condições edafoclimáticas favoráveis. Aqui, a cultura passa por algumas dificuldades, como a salinidade das águas de irrigação e a baixa qualidade dos frutos, que afetam sua produção comercial. Assim, o objetivo desse estudo foi avaliar a biometria das plantas, as trocas gasosas, a translocação de fotoassimilados, empregando a técnica de marcação isotópica com carbono-13, a produção e qualidade de frutos de dois híbridos de melão cantaloupe, sob condições de salinidade. Foram realizados dois experimentos no Campo Experimental de Pacajus, da Embrapa Agroindústria Tropical. O primeiro experimento foi realizado em delineamento de tratamento do tipo parcela subdividida com 4 repetições. O fator primário (parcela) tratou dos níveis de salinidade da água de irrigação CEa: 0,5, 2,0, 3,5 e 5,0 dS.m-1, enquanto o fator secundário (subparcela) tratou dos híbridos de melão do tipo cantaloupe: Zielo e SV1044. Nesse primeiro experimento foi avaliada a evolução da salinidade no solo, a absorção de Na e Cl, a quantificação de açucares nas folhas, as trocas gasosas, medidas fenológicas de crescimento, além da produção e qualidade de frutos. A partir dessas variáveis, que foram avaliadas estatisticamente pelo software SISVAR, foi indicado qual híbrido apresentou-se mais tolerante a salinidade. O segundo experimento foi um fatorial entre níveis de salinidade da água CEa: 0,5 e 3,5 dS.m-1, e região da planta: basal, mediana e apical tanto do ramo primário quanto do ramo secundário; com quatro repetições. Foram analisadas a concentração de Na, Cl, açúcares, produção e partição de fotoassimilados e produção e qualidade dos frutos. Para caracterizar o comportamento dos fotoassimilados produzidos e translocados foi realizada a marcação com gás 13CO2 de uma folha da região basal e apical do ramo primário e de uma folha da região apical do ramo secundário na antepenúltima e última semana do ciclo da cultura. Seis horas após o enriquecimento com 13CO2, a planta foi seccionada em folhas (grupo de três folhas da região basal, mediana e apical do ramo primário e/ou secundário) e frutos para avaliação do valor isotópico, podendo ser indicado se tais partes receberam ou não 13C assimilado nas folhas enriquecidas. Foi utilizado o valor natural de 13C das diversas partes da planta para definir se houve translocamento. A elevação no teor de sais de Na e Cl no perfil do solo ocasionou acúmulo desses íons nas plantas prejudicando seu crescimento, desenvolvimento, produção e qualidade de frutos mediante efeito tóxico específico e osmótico, como pode ser observado pela redução da condutância estomática e fotossíntese das plantas. O híbrido Zielo foi tolerante até uma CEa de 2,18 dS m-1 (CEs = 2,11 dS.m-1) e o híbrido SV1044 até 1,19 dS m-1 (CEs = 1,54 dS.m-1). As perdas de produtividade por aumento unitário de CEa foram de 12,4 e 16,1%, respectivamente, indicando menor impacto negativo da salinidade ao híbrido Zielo. As plantas sob estresse salino apresentaram uma menor discriminação do 13C quando comparadas as plantas controle. Na antepenúltima semana os frutos são drenos preferenciais das folhas basais e apicais que estão vigorosas e translocando bastante fotoassimilados independente da salinidade. Porém na última semana há uma diferenciação no translocamento, de forma que em condições de salinidade as folhas continuam contribuindo com fotoassimilados para os frutos, principalmente as folhas basais e as folhas basais e apicais das plantas irrigadas com água de boa qualidade reduzem ou param a contribuição para o fruto, indicando um retardo no metabolismo de fotoassimilados de plantas de melão sob estresse salino.
Abstract: Melon is a great relevance crop in Brazilian exports. It is produced almost entirely in the Northeast region due to favorable soil and climatic conditions to the detriment of other regions, there are some difficulties that affect its commercial production: the salinity of irrigation water and the low fruit quality. Thus, the objective of this study was to evaluate the plant biometry, gas exchanges, photoassimilate translocation, using the carbon-13 isotopic enrichment technique, fruit yield and quality of two cantaloupe melon hybrids, under saline conditions. Two experiments were carried out at the Experimental Station of Pacajus, Embrapa Agroindústria Tropical. The first experiment was carried out in a split-plot treatment design with 4 replicates. The primary factor was irrigation water saline levels: 0.5, 2.0, 3.5 and 5.0 dS.m-1, while the secondary factor was cantaloupe melon hybrids: Zielo and SV1044. In this first experiment the soil salinity evolution, the Na and Cl uptake, quantification of sugars in leaves, gas exchanges, phenological measures of growth, as well as fruit production and quality were evaluated. The variables were statistically evaluated by SISVAR software and the hybrid presented more tolerance to salinity was indicate. The second experiment was a factorial between water saline levels (ECw): 0.5 and 3.5 dS.m-1, and plant region: basal, middle and apical leaves of primary and secondary stem; with 4 replicates. Na, Cl, sugars concentrations, photoassimilates production and partion, fruit production and quality were analyzed. To characterize the behavior of photoassimilates produced and translocated, the isotopic enrichment with 13CO2 gas was used in basal and apical leaf of the primary stem and in apical leaf of the secondary stem in two weeks before last and in last week of the crop cycle. Six hours after enrichment with 13CO2, the plant was sectioned into leaves (a three leaves group from the basal, middle and apical region of the primary and/or secondary stem) and fruits to evaluate the isotopic value, and this might indicate whether the parties have received 13C assimilated from enriched leaves. The 13C natural value of diffent parts of the plant was used to determine whether there was enrichment. The increase in Na and Cl concentration in the soil profile caused accumulation of these ions in plants, impairing their growth, development, fruit production and quality through specific toxic effects and osmotic, as can be observed by the stomatal conductance and photosynthesis reduction of plants. The Zielo hybrid was tolerant until 2.18 dS.m-1 (ECe = 2.11 dS.m-1) of ECw and the SV1044 hybrid until 1.19 dS m-1 (ECe = 1.54 dS.m-1). Productivity losses per unit increase of ECw were 12.4 and 16.1%, respectively, indicating a lower negative impact of salinity on the Zielo hybrid. Plants under saline stress had a lower 13C discrimination when they were compared with plants without stress. In two weeks before last fruits are preferential sinks of basal and apical leaves that are vigorous and translocating quite photoassimilates independent of the salinity. However, in last week there is a translocation differentiation, so that in saline conditions leaves continue to contribute with photoassimilates to fruits, especially basal leaves, and basal and apical leaves of the plants irrigated with good quality water reduce or stop the contribution to the fruit, indicating a delay in photoassimilates metabolism of melon plants under saline stress.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/31550
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