Physiology of citrus nursery tree production under water deficit

Conhecimentos sobre fisiologia da produção de mudas cítricas sob condições de deficiência hídrica são necessários para fomentar as práticas de irrigação em viveiros telados. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de deficiência hídrica induzido por polietileno glicol (PEG) e por interrupção da irrigação sobre o desenvolvimento e variáveis fisiológicas de mudas de laranja Valência (Citrus sinensis L. Osbeck) enxertada sobre limão Cravo (Citrus limonia Osbeck) e citrumelo Swingle (Poncirus trifoliata (L.) Raf x Citrus paradisi Macf). As mudas foram produzidas em sacolas plásticas de 4,5L contendo substrato a base de casca de pinus e submetidas à deficiência hídrica durante três fases fenológicas, e em duas estações do ano (outono-inverno e primavera-verão). O trabalho foi dividido em dois experimentos. No primeiro, avaliaram-se plantas mantidas em capacidade de container e submetidas à interrupção intermitente da irrigação, até o potencial hídrico do substrato atingir -15kPa, e a duas concentrações de PEG, correspondentes ao potencial hídrico no substrato de respectivamente -15 e -25kPa. No segundo experimento, avaliaram-se plantas mantidas em capacidade de container e submetidas a interrupção intermitente da irrigação até o potencial hídrico do substrato atingir respectivamente -15 e -25kPa. Dados coletados incluíram variáveis biométricas, concentrações foliares de nutrientes, de prolina e de clorofila, concentração de carboidratos em raízes, caule e folhas, aproveitamento comercial de mudas, taxa de assimilação de CO2, condutância estomática, transpiração e eficiência do uso da água. O delineamento adotado foi o de blocos ao acaso, seguindo o esquema fatorial 2 x 3 x 4 (porta-enxerto x fase de crescimento x deficiência hídrica), perfazendo 24 tratamentos e cinco repetições para o primeiro experimento, e esquema fatorial 2 x 3 x 3, com 18 tratamentos e seis repetições no segundo experimento. A parcela experimental foi constituída de seis plantas. Mudas de laranja Valência enxertadas sobre limão Cravo e citrumelo Swingle apresentam crescimento e características fisiológicas distintas, sendo que maior vigor é induzido por aquele porta-enxerto. O emprego de PEG como osmólito em estudos para indução de deficiência hídrica in vivo não é indicado para citros em vasos, já que este material acarreta efeitos fisiológicos distintos daqueles apresentados por plantas submetidas à interrupção da irrigação. Mudas sobre ambos porta-enxertos são afetadas pela interrupção da irrigação entre a retirada do fitilho e a maturação do segundo fluxo de crescimento do enxerto, sendo os prejuízos proporcionais à duração da deficiência hídrica. Os efeitos da seca temporária são mais intensos quando aplicados isoladamente a partir da maturação do primeiro fluxo de crescimento, devido ao maior tamanho das plantas. A interrupção da irrigação até que o potencial hídrico do substrato seja de -15kPa permite produção satisfatória de mudas de laranja Valência sobre limão Cravo e citrumelo Swingle, independentemente do período em que ocorra a deficiência hídrica. A interrupção da irrigação até que o potencial hídrico do substrato atinja -25kPa afeta significativamente a produção das mudas cítricas. O limão Cravo induziu maior aclimatação à copa, apresentando grande capacidade de recuperação do crescimento e do desempenho fisiológico após sucessivos ciclos de suspensão / restauração da irrigação.Physiological aspects of citrus nursery tree production submitted to water deficit are necessary to support irrigation management in screen houses. This work evaluated water stress induced either by polyethylene glycol (PEG) or irrigation suspending on growth and physiological traits of Valencia sweet orange (Citrus sinensis L. Osbeck) budded on Rangpur lime (Citrus limonia Osbeck) and Swingle citrumelo (Poncirus trifoliata (L.) Raf x Citrus paradisi Macf). Nursery trees were produced in 4.5L containers filled with composted pine bark, and submitted to water stress in three phenological phases in two seasons (autumn-winter and spring-summer). Experimental works were divided in two trials. In the first one, evaluation was carried on plants submitted to container capacity, irrigation suspending when substrate water potential dropped to -15kPa, and two PEG concentrations in water equivalents to substrate water potential of -15 and -25kPa. In the second trial, evaluation was carried on plants submitted to container capacity and irrigation suspending when substrate water potential dropped to -15 and -25kPa. Data collected included biometric variables, leaf concentrations of nutrients, proline and chlorophyll, carbohydrates concentrations in roots, stems and leaves, commercial feasibility of nursery trees, CO2 assimilation rate, stomatal conductance, leaf transpiration and temperature, and water use efficiency. Experimental design was randomized blocks with a 2 x 3 x 4 factorial (rootstock x phenological phase x water stress), performing 24 treatments and five replicates for the first experiment, and a 2 x 3 x 3 factorial with 18 treatments and six replicates for the second experiment. Experimental unit consisted of six nursery plants aligned on concrete benches. Valencia sweet orange budded on Rangpur lime and Swingle citrumelo had different growth and physiological behavior, with the first rootstock inducing higher vigor. PEG should not be used for in vivo water stress studies in containerized citrus, as a result of toxicity and physiological effects distinct from those observed in plants submitted to suspended irrigation. Nursery trees on both materials are affected by suspended irrigation from unwrapping to the maturation of scion second growth flush. Damages to plant development due to water deficit are proportional to stress duration. However, temporary drought is more harmful when partially induced after the scion first growth flush, probably because of higher plant size and container restriction. Substrate water potential of -15kPa can be used as adequate irrigation threshold for Valencia sweet orange nursery production on Rangpur lime and Swingle citrumelo rootstocks regardless of phenological phase. On the other hand, substrate water potential of -25kPa significantly reduces horticultural value of citrus nursery trees. Rangpur lime induces higher morphological and physiological acclimation to the scion due to irrigation suspending, and it also has great plasticity and recovery of growth and physiological performance after successive suspending / restoring irrigation cycles