Physiology and biochemistry evaluation of sugarcane varieties RB 83-5089 and SP 83-5089 in the initial stage of growth submitted to doses of nitrate

A cana-de-açúcar do ponto de vista socioeconômico e do agronegócio é atualmente uma das culturas mais importantes e em ascensão em regiões dos trópicos e subtrópicos do mundo pela sua produção de biomassa e seu potencial como biocombustível. Para expandir o seu cultivo é necessário uma série de estudos, sobretudo no que se refere ao levantamento de características ecofisiológicas e agroclimáticas envolvidas na produção. A carência de estudos, juntamente com a baixa diversidade genética dos genótipos utilizados nos programas de melhoramento, limita a oferta de variedades adaptadas com alto potencial de rendimento. Desde a revolução verde, é reconhecido o papel da nutrição mineral no aumento da produtividade das culturas. Notadamente, a carência de nitrogênio é um dos principais fatores limitantes da produtividade canavieira. Assim, os objetivos gerais desta tese visam contribuir para a compreensão dos mecanismos de regulação da nutrição nitrogenada (eficiência no uso do nitrogênio), a partir dos processos envolvidos no transporte e redução do nitrato e seus efeitos no balanço carbono - nitrogênio, nas fases iniciais de desenvolvimento da cana-deaçúcar. Para isto foi feito um estudo nutricional nas variedades RB83-5089 e SP80- 3280 por até 60 dias, num sistema hidropônico. Foi utilizada a solução de Hoagland e Arnon (1950) modificada como base nutricional na qual foram adicionadas doses baixas (0.05; 0.1; 0.25; 0.5 mM) e altas (1.0; 2.5; 5.0; 10.0; 15.0 e 25.0 mM) de nitrato para medir os efeitos bioquímicos e fisiológicos na atividade da nitrato redutase em folhas e raízes. Foram utilizados como parâmetros o índice de massa e massa seca da parte aérea e raízes, o conteúdo e a razão clorofila \"a\" e \"b\", a taxa de assimilação fotossintética, a condutância estomática e a transpiração. Os resultados mostraram que a variedade SP80-3280 foi mais responsiva às aplicações de baixas e altas doses de nitrato e, de forma geral, a atividade da nitrato redutase não apresentou limitação na mobilização de nitrato via xilema e se confirmou que a cinética do processo foi dependente da dose fornecida para as duas variedades. Nas análises dos teores de clorofila \"a\", as duas variedades foram responsivas ao aumento das doses de N, entretanto, os teores de clorofila \"b\" foram direta e inversamente proporcionais às doses de N nas variedades SP80-3280 e RB83-5089, respectivamente. A análise de índice de massa junto com a massa seca permitiu estabelecer que não houveram diferenças significativas entre estas variedades no acúmulo de matéria seca.The sugarcane from the standpoint of socioeconomic and agribusiness is currently one of the most important crops in the tropics and subtropics areas of the world and it is in rising growth for its production of biomass and potential as biofuel. In order to expand the cultivation it is necessary a series of studies, especially with regard to agroclimatical ecophysiological characteristics involved in the production. The lack of studies, along with low genetic diversity of the genotypes used in breeding programs, limits the supply of adapted varieties with high yield potential. Since the green revolution, it is recognized the importance of nutrition to increase crop productivity. Notably, the deficiency of nitrogen is one of the main limiting factors affecting sugarcane yield. Thus, the overall objectives of this thesis aim to contribute to understand the regulatory mechanisms of nitrogen nutrition (nitrogen use efficiency), by the processes involved in the transport, nitrate reduction and its effects on the carbon - nitrogen balance, in early stages of development of sugarcane. To this, a nutritional study was prepared using sugarcane varieties RB83-5089 and SP80-3280 for 60 days in a hydroponic system. It was used Hoagland and Arnon (1950) modified solution as the nutritional basis on which was added low (0.05, 0.1, 0.25; 0.5 mM) and high (1.0, 2.5, 5.0, 10.0, 15.0 and 25.0 mM) doses of nitrate to measure the biochemical and physiological effects on the activity of nitrate reductase in leaves and roots. The parameters analysed were, the index of mass and dry weight of shoots and roots, chlorophyll \"a\" and \"b\" content and its ratio, photosynthetic assimilation rate, stomatal conductance and transpiration. The results showed that the variety SP80-3280 was more responsive to low and high levels of nitrate and, in general, the activity of nitrate reductase showed no limitation in the mobility of nitrate via xylem and it confirmed that the kinetics of the process was dependent on the doses provided to the two varieties. In the analysis of chlorophyll \"a\" content, the two varieties were responsive to the increase of N doses. However, the level of chlorophyll \"b\" was directly and inversely proportional to N rates in SP80- 3280 and RB83-5089, respectively. The analysis of mass index with dry weight allowed establishing that there were no significant differences between these varieties regarding to dry tissue accumulation