Phosphorus uptake and use efficiency of corn (Zea mays L.) genotypes in nutrient solution.

Este estudo foi conduzido com genótipos de milho (Zea mays crescidos sob condições de casa de vegetação em solução nutritiva, com níveis de fósforo com o objetivo de: caracterizar genótipos previamente selecionados como eficientes e ineficientes na absorção e utilização do P, quanto ao peso da matéria seca, desenvolvimento do sistema radicular, velocidade de absorção, teor de P, acúmulo de P, e relação e índice de eficiência na utilização do P. Foram conduzidos dois ensaios: no ensaio 1 o material vegetal utilizado constituiu-se de três híbridos de milho: HS 1227, HS 7777 e HD 7974; no ensaio 2 foram utilizados quatro linhagens e quatro híbridos, sendo as linhagens: 1) Ip 48.5.3 (L4); 2) 11.23.3.1 (L40); 3) 10.11.11 (L29); 4) 11.30.11 (L42); e os híbridos: 1) AG 401; 2) HS1(L29 x L42); 3) HS2 (L40 x L04); 4) HS3 (L4 x L29). O delineamento utilizado foi o de blocos casualizados. As plantas foram crescidas em solução nutritiva sob condições de casa de vegetação com 4 mg de P/ litro de por um período de 29 dias (Ensaio 1) e 21 dias (Ensaio 2) e após esse período as plantas foram transferidas para câmara de crescimento sob condições controladas onde foram mantidas por 24 horas em solução sem P. Após esse período, estas foram colocadas em solução nutritiva completa com três níveis de P: 2,0; 4,0 e 8,0 mg P/ litro. Foram retiradas alíquotas destas soluções em intervalos de tempo cronometrados de 30 minutos (Ensaio 1) e 45 minutos (Ensaio 2) num total de sete intervalos. As taxas de absorção de P foram calculadas com base no decréscimo de P na solução nutritiva, a cada intervalo de tempo. Após esse período as plantas foram colhidas e separadas em parte aérea e raízes para as seguintes determinações: comprimento de raízes, peso da matéria seca e concentração de P nas várias partes da planta Outros parâmetros foram calculados como conteúdo na parte aérea e raiz, índice de eficiência do uso; e razão comprimento de raízes / matéria seca na parte aérea. Através dos resultados obtidos verificou-se que as linhagens de milho previamente selecionadas como eficientes, apresentaram maiores sistemas radiculares (comprimento de raízes), maiores velocidades de absorção de P (imol p/h/vaso), maiores conteúdos de P e maior eficiência na utilização de P para produção de matéria seca. As linhagens L29 e L42 (eficientes) mostraram uma tendência superior as linhagens L40 e L04 (ineficientes). No caso dos híbridos, estes mostraram-se, de maneira geral, superiores às linhagens e os híbridos derivados da linhagem L29 salientaram-se aos demais.Também o HD 7974 mostrou-se superior aos HS 7777 e HS 1227, indicando que as características avaliadas são herdáveis e estão sob controle genético.Two experiments were carried out under greenhouse conditions in nutrient solutions with different levels of phosphorus and corn (Zea mays L.) genotypes. The objective was to characterize previously selected P-efficient and P-inefficient corn genotypes as to top dry matter yield, root dry matter yield, root length, P uptake rate, P concentration P content, and efficiency of use index. In the first experiment, three hybrids were used: HS 1227, HS 7777 and HD 7974. In the second experiment four inbred lines and four hybrids were used: 1) Ip 48.5.3 (L4); 2) 11.23.3.1 (L40); 3) 10.11.11 (L29); 4) 11.30.11 (L42); and the hybrids: 1) AG 401; 2) HS1(L29 X L42); 3) HS2(L40 X L04); 4) HS3(L4 X L29). Both experiments were set in randomized complete block designs. Young plants were grown in nutrient solutions with 4 mg P/liter (2.8 liter pots) during 29 days (experiment 1) and 21 days (experiment 2). After that, plants were transfered to 2.8 liter pots containing new P-free nutrient solutions, in growth-chamber with controlled temperature and light conditions. After 24 hours three levels of P were added to the pots: 2.0; 4.0 and 8.0 mg P/liter. Phosphorus depletion in the nutrient solution was determined in seven intervals of 45 minutes in the experiment 1, and of 30 minutes in the experiment 2. The rates of P uptake were calculated form P contents in the nutrient solutions in each time interval. After that, plants were harvested, separated in tops and roots for the following determinations: root lengh (fresh material), dry matter weights, and P concentrations in plants parts. Other parameters were calculated as P content in tops and roots, efficiency of use index; and root length/top dry matter ratio.The results indicated that previously selected P-efficient corn inbred lines (L29 and L42) showed grater root systems (longer roots), higher P uptake rates expressed by the whole root system (umol P/h/vaso), higher P contents in plant parts and higher efficiency of use index. In general, hybrids showed superior behavior, but those derived from the P-efficient L29 were the best. The HD 7974 derived from the HS 777 X HS 1227 showed also better results, indicating that the P-efficiency characters studied are heritable and under genetic control