Micropropagation and biochemical, physiological and nutritional aspects of Aloe vera (L.) burm.f cultivated ex vitro under nitrogen rates

A babosa (Aloe vera (L.) Burm. f.), família Asphodelaceae, reconhecida e explorada mundialmente pela indústria farmacêutica e cosmética devido aos princípios medicinais de seus compostos fenólicos e principalmente ao gel de polissacarídeos específicos, foi submetida a dois experimentos interligados. O primeiro, refere-se a micropropagação no qual foram avaliados tratamentos de desinfestação de ápices caulinares, multiplicação in vitro e condições de aclimatação ex vitro. O segundo experimento refere-se ao cultivo das plantas em areia lavada e irrigada com solução nutritiva, em condições controladas de casa de vegetação, onde foram testados os efeitos de doses (105; 210 e 315 ppm) de nitrogênio avaliados aos 90; 180 e 270 dias de cultivo. Os efeitos foram avaliados em função dos teores foliares dos macronutrientes e dos micronutrientes boro, cobre, ferro manganês e zinco, de proteínas totais solúveis (PTS), de açúcares redutores (AR) e açúcares totais solúveis (ATS) e sobre o crescimento por meio do índice de área foliar (IAF), da taxa de assimilação líquida (TAL), taxa de crescimento relativo (TCR), taxa de crescimento absoluto (TCA) e incrementos de massas de matérias fresca (IMMF) e seca (IMMS). Todos os dados foram analisados estatisticamente. Em relação a micropropagação, a eficiência de desinfestação foi aumentada em torno de 40% na obtenção de ápices caulinares verdes em início de brotação quando as plantas colhidas a campo foram previamente desinfestadas por lavagem com solução de hipoclorito de sódio com 0,5% de cloro ativo ou com solução de dicloroisocianurato de sódio (Sumaveg®) 0,66%. p.v-1 e os ápices caulinares submetidos a imersões alternadas nas soluções dos dois produtos utilizados. A fase multiplicativa da microproagação em meio MS apresentou um rendimento de 1:5,3 a cada intervalo de 30 dias de multiplicação. A partir de 136 ápices caulinares desinfestados, verdes, em início de brotação, foram obtidas 40.495 microplantas. Classificadas em pequenas, médias e grandes, foram submetidas a condições de aclimatação observando-se que bandejas de 64 células com 40 cm3 de substrato apresentaram economia em torno de 50% de substrato e em espaço físico na casa-de-vegetação com micro-aspersão e exaustão de ar em sistema \"pad-house\", e durante o processo de aclimatação e transporte das microplantas aclimatadas. Em relação ao cultivo das plantas em doses de nitrogênio, apesar de algumas variáveis responderem melhor à dose de 105 ppm e outras à dose de 315 ppm, a dose de 210 ppm de nitrogênio favoreceu as melhores respostas para os teores de açúcares totais solúveis (504,21 mgATS.g-1 de MMS), que são diretamente relacionados ao conteúdo de polissacarídeos específicos, de interesse comercial da cultura de Aloe vera. Esses teores, por sua vez, foram propiciados pelos melhores valores de IAF, TCA, IMMF e IMMS, todos observados aos 270 dias de cultivo, ratificando a significância do fator tempo e da dose de 210 ppm de nitrogênio no cultivo dessa espécie vegetal.Aloe vera (L.) Burm. f., family Asphodelaceae, worldwide renowned and explored by pharmaceutics and cosmetics industries due to its phenolics bearing medicinal principles and mainly to the specific polysaccharides present in the gel, was submitted to two interlinked experiments. The first one refers to apical shoot micropropagation evaluating different disinfection treatments of the explants, the in vitro bud multiplication and ex vitro acclimatization of the microplants. The second one refers to cultivation in greenhouse of the micropropagated plants in washed sand and irrigated with nutritive solution, in the presence of three nitrogen rates (105, 210 and 315 ppm); the plant material was harvested at 90-, 180- and 270-day. All data were statistically analyzed. The effects of nitrogen were evaluated on the content of the macronutrients, the following micronutrients: B, Cu, Fe, Mn and Zn and total soluble proteins, reducing sugars, total soluble sugars; the growth of the Aloe vera plants was measured through the foliar area index, the rate of liquid assimilation, rates of relative and absolute growth and increases in the fresh and dry weights. In regards to micropropagtion, the efficiency of the disinfection process was increased by 40% when the plants harvested in the field were previously washed either with sodium hypochloride (0.5% active chlorine) solution or sodium dichloroisocyanurate (Sumaveg®) 0.66% w.v-1 solution and the apical shoots explants were afterwards alternatively treated with the two disinfectants. The multiplication phase in MS medium showed a rate of 1:5.3 of microplant production at each 30-day interval with a production of 40.495 microplants out of the 136 initial disinfected apical shoots. The microplants were classified as small, medium and large plants and acclimatized in polyethylene trays bearing 64 cells with 40 cm3 of substrate each cell, a 50% saving in terms of substrate amount and free space in the greenhouse equipped with micro-aspersion irrigation, pad-house and air exhaustion systems and also in the transport of the acclimatized microplants. In regards to the effect of nitrogen rates on the development of Aloe vera plants, besides the fact that the best responses were observed either to 105 ppm or 315 ppm nitrogen by some variables, at 210 ppm nitrogen rates the best result was obtained for total soluble sugars (504.21 mg.g-1DW); the sugars are directly related to specific polysaccharides of Aloe vera and are of great importance for the industries. On the other hand, these values were favored by the best values reached by the physiological variables studied in this work at 270-day validate the significance of the time factor and the 210 ppm N rates in the Aloe vera production system