Uptake, redistribution and potassium (rubidium) use efficiency by soybean cultivars with indeterminate growth type

Estudos referentes à eficiência de absorção e utilização de potássio (K), bem como a definição de valores críticos de K no solo e na planta para cultivares de soja com tipo de crescimento determinado (TCD) e indeterminado (TCI) são fundamentais para a seleção de genótipos quanto às exigências nutricionais, possibilitando o posicionamento desses materiais para o cultivo em distintos ambientes edáficos. Este trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência de absorção de K (rubídio - Rb) por meio dos parâmetros cinéticos de absorção (Vmáx, Km e Cmín) e da morfologia radicular; a eficiência de utilização de K por meio do transporte e redistribuição de K (e de Rb) nas partes das plantas; e definir valores críticos de K no solo e nas folhas utilizadas para diagnose em soja com TCI. Os dois primeiros experimentos (cinética de absorção de Rb e morfologia radicular, e transporte e redistribuição de K/Rb) foram desenvolvidos em condições de casa de vegetação no CENA/USP, no período de outubro de 2012 a janeiro de 2013, e o terceiro experimento, foi desenvolvido em condições de campo na Embrapa Soja, no período de setembro de 2010 a março de 2013. Para os dois primeiros experimentos, foi utilizado um cultivar de soja com TCD (TMG 1066 RR) e outros três com TCI (VMAX RR, NA 5909 RG e BRS 360 RR) e para o último experimento, utilizou-se os cultivares de soja com TCI VMAX RR e BRS 360 RR. Houve variação genotípica quanto aos parâmetros morfológicos de raízes, exceto para o diâmetro radicular. Os parâmetros cinéticos de absorção Vmáx, Km e Cmín variaram em função dos cultivares utilizados em cada concentração de Rb. Contudo, não foram verificadas diferenças quanto a eficiência de absorção de K entre cultivares do grupo TCD e TCI. Houve interação significativa entre genótipos e tratamentos de Rb para as variáveis produção de grãos, putrescina, acúmulo de K e Rb, redistribuição de Rb, transporte a longa distância e eficiência de utilização de K. Os cultivares TMG 1066 RR e VMAX RR possuem maior eficiência em produção e utilização de K. Não foram verificadas diferenças quanto ao acúmulo e redistribuição de K para cultivares TCD e TCI. No último experimento, foram verificados sintomas de deficiência de K nos dois cultivares de soja a partir do início da formação de vagens e enchimento de grãos. O NC externo de K para o cultivar VMAX RR e BRS 360 RR foi de, respectivamente, 0,38 e 0,29 cmolc dm-3, enquanto que o NC interno de K para os mesmos cultivares foi de 25,4 e 21,3 g kg-1, respectivamente. Os valores de NC externo e interno obtidos neste estudo são superiores aos verificados na literatura para genótipos de soja com tipo de crescimento determinado (TCD)Studies on the potassium use efficiency (KUE), potassium uptake efficiency (KUpE) as well as the definition of critical values of K in soil and plant for soybean cultivars with determinate growth type (DGT) and indeterminate (IGT) are fundamental to the selection of genotypes to nutritional requirements and allow placement of these materials for cultivation in different edaphic environments. This study aimed to evaluate the K (and Rubidium - Rb) uptake efficiency by uptake kinetics (Vmax, Km and Cmín) assessment and root morphology, the K use efficiency (KUE) through the transport and redistribution of K (and Rb) in plant parts, and define critical values of K in the soil and leaves used for diagnosis for soybeans with IGT. The first two experiments (uptake kinetics of Rb and root morphology, transport and redistribution of K/Rb) were carried out in greenhouse conditions at CENA/USP, from October 2012 to January 2013, and the third experiment was developed under field conditions at Embrapa Soybean, from September 2010 to March 2013. For the first two experiments, one cultivar with DGT (TMG 1066 RR) and three with IGT (VMAX RR, NA RG 5909 and BRS 360 RR) was used, and for the last experiment was used the soybean cultivars with IGT VMAX RR and BRS 360 RR. There was genotypic variation in morphologic parameters of the roots, except for the root diameter. The uptake kinetics parameters Vmax, Km and Cmín ranged among the cultivars on each concentration of Rb. However, no difference was observed on the K uptake efficiency (KUpE) among the cultivars from DGT or IGT group. There was a significant interaction between genotypes and treatments of Rb for the variables grain mass yield, putrescine, K and Rb accumulation, Rb redistribution, long distance transport of K and K use efficiency (KUE). The TMG 1066 RR and VMAX RR cultivars have a greater efficiency in production and use of K. No differences were found concerning the accumulation and redistribution of K for DGT and IGT cultivars. Symptoms of K deficiency were found in two soybean cultivars from the beginning of pod formation and grain filling. The soil critical levels of K to VMAX RR and BRS 360 RR genotypes were 0.38 and 0.29 cmolc dm-3, respectively, while the plant-tissue critical levels of K for the same cultivars were 25.4 and 21.3 g kg-1, respectively. The soil and plant-tissue critical level values obtained in this study are higher than those in the literature for genotypes with determinate growth type (DGT