Nitrogen and potassium supply and the morphogenetic, nutritional and productive characteristics of Marandu palisadegrass

O nitrogênio e o potássio são essenciais para o desenvolvimento das plantas, são os nutrientes extraídos em altas quantidades e sua disponibilidade pode alterar as características produtivas e nutricionais das plantas. Assim, objetivou-se estudar: a) as características morfogênicas e a produção de massa seca da parte aérea e das raízes da Brachiaria brizantha cv. Marandu e b) a concentração de nitrogênio, potássio, nitrato e amônio nas lâminas de folhas recém-expandidas e nas raízes, bem como o valor SPAD, a atividade da enzima redutase do nitrato, a distribuição percentual do nitrato e amônio nas partes da planta forrageira e a distribuição percentual de nitrato e amônio entre parte aérea e raízes na Brachiaria brizantha cv. Marandu, submetida a combinações de doses de nitrogênio e potássio. O experimento foi realizado em casa de vegetação em solução nutritiva empregando-se sílica como substrato no período de dezembro de 2007 a fevereiro de 2008. Utilizou-se o esquema fatorial 52 fracionado, com 13 combinações de nitrogênio e potássio, as quais foram distribuídas segundo o delineamento de blocos ao acaso, com quatro repetições. Foram realizados dois cortes nas plantas. A interação doses de nitrogênio x doses de potássio foi significativa para número de perfilhos e de folhas, área foliar, massa seca da parte aérea e de raízes, comprimento e superfície total radicular e comprimento e superfície específica das raízes. A produção de massa seca da parte aérea teve forte correlação positiva com os parâmetros produtivos. As doses de nitrogênio se mostraram moduladoras do desenvolvimento do sistema radicular, o comprimento e superfície específicos diminuíram com emprego de altas doses de nitrogênio e potássio. A interação doses de nitrogênio x doses de potássio foi significativa para as concentrações de nitrogênio, potássio, nitrato e amônio em lâminas de folhas recém-expandidas e nas raízes. A atividade da enzima redutase do nitrato sofreu incremento com aumento das doses de nitrogênio e de potássio, em si. A distribuição percentual de nitrato e amônio ocorreu na ordem: colmos mais bainhas > lâminas de folhas recém-expandidas > folhas em expansão > lâminas de folhas maduras, evidenciando os colmos mais bainhas como parte da planta de acúmulo de nitrato e amônio e de mais baixa atividade da enzima redutase do nitrato. As doses de nitrogênio mostraram-se grande influenciadoras do valor SPAD, que aumentou com incremento de nitrogênio na solução nutritiva. O nitrogênio e o potássio alteram as características morfogênicas do capim-Marandu sendo determinantes para produção de massa seca da parte aérea e das raízes e que o desenvolvimento do sistema radicular é dependente de adequada nutrição, principalmente com nitrogênio. O nitrogênio e o potássio influenciaram o estado nutricional do capim-Marandu sendo determinantes para incremento do valor SPAD, atividade da enzima redutase do nitrato e concentração de nitrogênio, potássio, nitrato e amônio na parte aérea e nas raízes dessa gramínea.Nitrogen and potassium are essentials for plant development, are extracted by plants in high amounts and their availabilities may change the morphogenetic, productive and nutritional characteristics of plants. The objectives of this research were: a) to assess fertilization with nitrogen and potassium rates on morphogenetic and shoot and root dry matter production of Brachiaria brizantha cv. Marandu; b) to evaluate the nitrogen, potassium, nitrate and ammonium concentration in the recently expanded leaf laminae and in the roots, SPAD values, and nitrate reductase activity, and ammonium and nitrate distribution in parts of Marandu palisadegrass in response to nitrogen and potassium rates combinations in nutrient solution. A greenhouse experiment was carried out, using ground quartz as a substrate, from December/2007 to February/2008. The experimental design used was fractionated 52 factorial, with 13 combinations of nitrogen and potassium rates, set in randomized block design with four replications. Two harvests were done in the plants. The nitrogen rates x potassium rates interaction was significant for the number of tiller, number of leaves, leaf area, above-ground, roots dry matter, total and specific root length, and total and specific root surface. Forage grass above-ground yield was positively correlated with number of tillers, number of leaves and leaf area. Nitrogen rates modulated the root system development, and the root specific length and surface decreased when high rates of both nitrogen and potassium were applied. Nitrogen rates x potassium rates interaction was significant for nitrogen, potassium, nitrate and ammonium concentrations in the recently expanded leaf laminae and in the roots. Nitrate reductase activity was increased with increasing the rates of both nitrogen and potassium. Nitrate and ammonium content in plant shoot were distributed following the order: culms+sheaths > recently expanded leaf laminae > emergent leaves > mature leaf laminae, showing culms+sheaths as a plant part of nitrate and ammonium a low nitrate reductase activity. Nitrogen rates highly influenced SPAD values, which increased with nitrogen rates in the nutrient solution. Nitrogen and potassium may affect the morphogenetic characteristics of Marandu palisadegrass, which were determinant for above-ground and root dry matter. The development of the root system depended on adequate plant nutrition, mainly in nitrogen. Nitrogen and potassium influenced the mineral nutrition status of Marandu palisadegrass and they increased the SPAD values, nitrate reductase activity, and nitrogen, potassium, nitrate and ammonium concentrations in shoots and roots of grass