Characterization of the use of rubidium as a potassium tracer in maize crop (Zea mays L.)

O conhecimento da dinâmica do potássio no sistema solo-planta é importante para entender a disponibilidade desse nutriente as culturas. O uso de isótopos possibilita especificar a quantidade do nutriente recuperada pela planta proveniente do fertilizante. O 42K, isótopo radioativo do potássio, apresenta meia-vida de 12,4 horas o que impossibilita o seu uso em pesquisas relacionadas à eficiência dos fertilizantes. Como alternativa há o Rb que é análogo ao K, tem propriedades químicas semelhantes, e realiza algumas funções do K nas plantas. Entretanto, por não se tratar do mesmo elemento, persiste a dúvida em relação à quantidade de Rb que não prejudique o desenvolvimento das culturas a fim de usá-lo como marcador. Essa pesquisa tem como objetivo identificar as relações de massa entre o K e o Rb em estudos de aproveitamento do nutriente. O experimento foi desenvolvido em casa de vegetação com delineamento experimental em blocos ao acaso e quatro repetições. Para verificação do objetivo estudou-se dois métodos, da substituição de K por Rb e da adição de Rb. No método da substituição foram utilizados os seguintes tratamentos: sem Rb, 10%, 20%, 40%, 50%, 70%, 85% e 100% de Rb; no método de adição utilizou os seguintes tratamentos: sem Rb, 10%, 20%, 40%, 50%, 70%, 85% e 100% de Rb adicionado ao total aplicado de K (150 mg dm-3). Para avaliação dos tratamentos o milho foi conduzido até o estádio V8, ao final do qual determinaram-se atributos relacionados ao desenvolvimento e a fotossíntese, os teores de Rb, de macronutrientes (K, N, P, S, Ca e Mg) e micronutrientes (Mn, Fe, Zn e Cu) na parte aérea e nas raízes da planta. A substituição do K pelo Rb prejudicou o desenvolvimento do milho, sem haver dano à planta na adição. Os teores de nutrientes na parte aérea e nas raízes variaram diferenciadamente em cada método. A eficiência de recuperação do K foi superior à do Rb. O desenvolvimento da planta foi limitado pela substituição de 10% do K por Rb. A adição máxima aceitável de Rb foi 30%, estabelecida pelo decréscimo nos teores de nutrientes.The knowledge of the potassium dynamics in the soil-plant system is important to understand the nutrient availability in cultures. The use of isotopes allows to specify the amount of nutrient recovered by the plant from the fertilizer. The 42K, radioactive isotope of potassium has a half-life of 12.4 hours, which precludes its use in research related to the efficiency of fertilizers. Alternatively, Rb is analogous to K and has similar chemical properties, thus, it can perform certain K functions in plants. However, because it is not the same element, questions arise regarding the amount of Rb that does not harm the plant development when used for K labeling. This research aims to identify the relationship between the mass of K and Rb in nutrient utilization studies. The experiment was conducted in a greenhouse in a randomized block design with four replications. Two methods, replacing K by Rb and adding Rb, were used. In the replacement method, the following treatments were used: without Rb, 10%, 20%, 40%, 50%, 70%, 85% and 100% of Rb, and in the addition method: without Rb, 10%, 20%, 40%, 50%, 70%, 85% and 100% of the Rb added to total applied K (150 mg dm-3). For the evaluation of treatments, maize plants were grown until the V8 stage, after which the attributes related to development and photosynthesis, contents of Rb, macronutrients (K, N, P, S, Ca and Mg) and some micronutrients (Mn, Fe, Cu and Zn) were determined in the shoots and roots of the plant. The replacement of K by Rb hindered the corn development, and no damage was observed to the plant with the addition of Rb. Nutrient concentration in the shoots and roots varied differently in each method. The efficiency of recovery was higher for K. The plant growth was limited by the replacement of 10% of K by Rb. The maximum acceptable addition of Rb was 30% established by the decrease in nutrient content