Evaluation of porosity and iron plaque on rice roots grown under hypoxia

A alta difusividade do oxigênio em diversos materiais dificulta a criação e, ou, manutenção de um ambiente livre de O2. As técnicas utilizadas são pouco eficientes na exclusão do O2 e, portanto, não expressam a condição do solo alagado. Os objetivos deste trabalho foram desenvolver um método para obtenção de raízes em condição de hipoxia e avaliar a placa férrica e a formação de aerênquima no arroz. Foi criada uma condição de hipoxia semelhante à do solo alagado em tanques de 50 L, explorando a capacidade de difusão do O2 por meio do vinil em contato com solo reduzido. Cada tanque preenchido com solo (Gleissolo háplico) recebeu cinco sacos de vinil e foi mantido alagado. Plantas dos genótipos IRGA 423 e IRGA 424 previamente cultivadas em campo foram coletadas, tendo as raízes cortadas junto ao colo, lavadas e um terço da lâmina foliar removido. Cada saco de vinil recebeu 12 plantas de cada genótipo e solução nutritiva. Após sete dias, as novas raízes adventícias formadas foram utilizadas na determinação da porosidade e a da placa férrica em segmentos de 0–2, 2–4 e 4–6 cm a partir da ponta da raiz. As raízes foram colocadas em contato com a solução de um solo em processo de redução por 4 h e a placa férrica determinada após a extração do Fe com HCl 0,5 mol L-1. A porosidade foi determinada pela aplicação de ciclos de vácuo, com auxílio de seringas. A diferença de peso antes e depois do tratamento com vácuo e entrada de água foi assumida como sendo a estimativa da magnitude do aerênquima ao longo da raiz. A eficácia do método foi testada com a produção de raízes adventícias em saco de vinil com aeração e hipoxia. A porosidade nas raízes foi maior em ambiente hipóxico, comparado à aeração. A porosidade foi maior na proximidade da base da planta e, à medida que a porosidade aumentou, houve aumento do conteúdo de Fe na superfície das raízes, indicando que a placa férrica pode servir como estimativa da formação de aerênquima no arroz. O método de obtenção de raízes foi eficiente em promover a eliminação de O2 do saco de vinil para estudar a formação do aerênquima.The high oxygen diffusion in different materials makes the establishment and maintenance of oxygen-free environments difficult. The techniques used to obtain oxygen-free environments are little efficient and not representative of flooded soil conditions. The purpose of this study was to develop a method for obtaining roots in a hypoxic environment to evaluate iron plaque and aerenchyma formation in rice plants. A hypoxic condition similar to that of flooded soils was created in 50 L tanks, based on the oxygen diffusion capacity through vinyl plastic in contact with flooded soil. Each tank was filled with soil (Gley soil), five vinyl bags and then flooded. Rice plants of the genotypes IRGA 423 and IRGA 424 grown in the field were collected, the roots cut at the stem, washed and 1/3 of the leaves removed. Each bag was filled with 12 plants of each genotype and nutrient solution. After seven days, the new adventitious roots were used to determine the iron plaque and aerenchyma formation in the segments 0–2, 2–4 and 4– 6 cm from the root tips. The roots were exposed the solution of a flooded soil for 4 hours. The iron plaque was determined in the root segments after iron extraction with HCl 0.5 mol L-1. Porosity was determined in vacuum cycles applied with a syringe. The weight difference before and after vacuum treatment and water entrance was assumed as estimate of the magnitude of the aerenchyma of the roots. The method was tested with the production of new adventitious roots in vinyl bags under aerated and hypoxic conditions. Root porosity was higher in the hypoxic than in the aerated environment. Porosity was higher near plant base and as porosity increased, iron increased near the root surface, indicating the iron plaque as a parameter to estimate aerenchyma formation in rice roots. The tested root-growth method was efficient in eliminating O2 from the vinyl bags to study aerenchyma formation