Crescimento, características fotossintéticas e compostos nitrogenados em plantas jovens de Inga macrophylla fertilizadas com nitrato e amônio

The carbon assimilation depends essentially on the ability of plants to capture and use the primary recourses available, of which stand out the form and amount of nitrogen. Legumes species, when in symbioses with soil bacteria, fix atmospheric nitrogen (N2) and endow plants with higher content of this nutrient. However, the availability of mineral nitrogen in soil as nitrate and ammonium can reduce the biological nitrogen fixation process and bring on changes on transport of nitrogen compounds by xylem. Thus, information related to the use of different nitrogen forms by species of leguminous are important to better understand the use of nitrogen, the effect on photosynthesis, and consequently the growth and biomass gain. The objective of this research was to investigate the growth response, carbon assimilation, the sensitivity of the biological nitrogen fixation process and possible modifications of transported compounds by xylem in young plants nodulated of Inga macrophylla and subjected to fertilization with different forms of mineral nitrogen (nitrate and ammonium) at a concentration of 5 mM. During 150 days of experiment and at regular intervals the following variables were determined: relative and absolute growth rate in height and diameter; leaf morphology; nodulation; accumulation and allocation of dry mass; foliar and root nutrient content; pigment chloroplastid contents; chlorophyll a fluorescence; gas exchange; nitrate, ammonium and ureide accumulation in leaf, root, nodules and sap and the transport of nitrogen compounds via the xylem. In general, ammonium and nitrate fertilization promoted the highest relative and absolute growth rates in height compared with other treatments, while the fertilization with ammonium resulted in higher accumulation of total dry mass and investment in total leaf area and average leaf area. Leaf nitrogen content did not differ between the treatments, indicating the nitrogen contribution from biological fixation in non-fertilized plants. Regarding the physiological aspect, the fertilization with nitrate proportionate higher investment in Chl a, Chl b, Cx+c, Chltotal. Difference was not observed between photosynthesis values, as well as to the variables Fv/Fm, PIABS e PItot. Although, plants fertilized with ammonium exhibited stomatal limitation . The fertilization with nitrate favored the nodulation, while the ammonium partially inhibited the nodulation. In all the treatments the ureides were the main form of N transport by xylem sap. The analysis of amino acid profile by xylem sap indicated the asparagine (ASN) as the most prominent amino acid. In this way, it concludes that plants of Inga macrophylla has the ability to use the mineral nitrogen both as ammonium as nitrate form at a concentration of 5 mM favoring growth, besides have strategies to conciliate use of mineral nitrogen and maintain the N2 fixation.A assimilação de carbono depende, essencialmente, da capacidade das plantas em capturar e usar os recursos primários disponíveis, dentre os quais destaca-se a forma e a quantidade de nitrogênio. Espécies de leguminosas, quando em simbiose com bactérias do gênero Rhizobium presentes no solo, fixam o nitrogênio molecular (N2) e passam a ter maiores teores desse nutriente. No entanto, a disponibilidade de nitrogênio mineral no solo na forma de nitrato e amônio pode reduzir o processo de fixação biológica do nitrogênio e ocasionar mudanças no transporte de compostos nitrogenados via xilema. Assim, informações que relacionam o uso das diferentes formas de nitrogênio por espécies de leguminosas são necessárias para melhor compreensão do uso do nitrogênio, do efeito sobre a fotossíntese e, por conseguinte, o crescimento e ganho de biomassa. O objetivo desta pesquisa foi investigar as respostas de crescimento, assimilação de carbono, a sensibilidade do processo de fixação biológica do nitrogênio e as possíveis alterações de compostos transportados via xilema em plantas jovens de Inga macrophylla noduladas e submetidas à fertilização com nitrogênio mineral (nitrato e amônio) na concentração de 5 mM. Durante 150 dias de experimentação e com intervalos regulares, as seguintes variáveis foram determinadas: taxa de crescimento relativo e absoluto em altura e diâmetro; morfologia foliar; nodulação; acúmulo e alocação de massa seca; teores foliares e radiculares de nutrientes; teores de pigmentos cloroplastídicos; fluorescência da clorofila a, trocas gasosas, acúmulo de nitrato, amônio e ureídeos em folhas, raízes, nódulos e seiva e o transporte de compostos nitrogenados via xilema. De modo geral, a fertilização amoniacal e nítrica promoveu as maiores taxas de crescimento absoluto e relativo em altura em relação aos demais tratamentos, enquanto que a fertilização com amônio resultou no maior acúmulo de massa seca total e investimento em área foliar total e área média foliar. Os teores foliares de nitrogênio não diferiram entre os tratamentos, indicando a contribuição do nitrogênio proveniente da fixação biológica em plantas não fertilizadas. Quanto aos aspectos fisiológicos, à fertilização com nitrato proporcionou o maior investimento em Chl a, Chl b, Cx+c, Chltotal. Não foi observada diferença entre os valores de fotossíntese, bem como para as variáveis Fv/Fm, PIABS e PItotal. Contudo, plantas do tratamento com amônio apresentaram limitação estomática. A fertilização com nitrato favoreceu a nodulação, enquanto que o amônio inibiu parcialmente. Em todos os tratamentos, os ureídeos foram à principal forma de transporte de nitrogênio pela seiva do xilema. A análise do perfil de aminoácidos pela seiva do xilema indicou a asparagina (ASN) como o aminoácido mais proeminente. Desta forma, conclui-se que plantas de Inga macrophylla tem a capacidade de usar o nitrogênio mineral tanto na forma de amônio quanto de nitrato na concentração de 5 mM favorecendo o crescimento, além de possuir estratégias para conciliar o uso do nitrogênio mineral e manter a fixação do N2