A Physiological behavior and tolerance of Lactuca sativa to lead nitrate and silver nitrate heavy metals / Comportamento fisiológico e tolerância de Lactuca sativa aos metais pesados nitrato de chumbo e nitrato de prata

This study goal to evaluate the effects of different concentrations of lead (Pb) and silver (Ag) on germination, initial growth and anatomical alterations of Lactuca sativa L. Plants use various mechanisms to reduce the impacts caused by anthropic action, such as xenobiotic elements of soils and water contaminated by heavy metals. These metals were supplied as lead nitrate and silver nitrate and the following treatments were established: control for both metals, maximum dose of heavy metals, for arable soils, allowed by the National Council of the Environment (Ag = 25 mg. Kg-¹, Pb = 180 mg. Kg-¹), double (Ag = 50 mg. Kg-¹, Pb = 360 mg. Kg-¹) and triple (Ag = 75 mg. Kg-¹, Pb = 540 mg. Kg-¹) of this dosage. Vigor and germination tests of the seeds and possible anatomical changes in the leaves and roots of lettuce plants were performed. The species showed a high capacity to germinate under Pb and Ag stress, and the germination was never completely inhibited; however, the germination decreased with increasing Pb concentrations, but not under Ag stress. The use of increasing doses of metals reduced seed vigor and increased chlorophyll content. An increase in biomass was also observed in plants from treatments submitted to Pb. The phytotoxic effects of metals were more pronounced at 15 days after sowing. Anatomically, L. sativa was influenced by metal concentrations, and had a reduction of up to 79.9% in root epidermis thickness at the highest Pb concentration, although some structures did not suffer significant changes. The results suggest that L. sativa presents tolerance to high concentrations of heavy metals, showing possible mechanisms to overcome the stress caused by these metals. In this research lettuce possibly used the mechanism of exclusion of metals retaining Pb and Ag in the roots preserving the photosynthetic apparatus in the aerial part of the plants. In general, the chemical element Pb was more toxic than Ag, in these experimental conditions.

Este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos de diferentes concentrações de chumbo (Pb) e prata (Ag) na germinação, crescimento inicial e alterações anatômicas de Lactuca sativa L. As plantas utilizam vários mecanismos para reduzir os impactos causados pela ação antrópica, como elementos xenobióticos de solos e água contaminada por metais pesados. Esses metais foram fornecidos como nitrato de chumbo e nitrato de prata e foram estabelecidos os seguintes tratamentos:controle para ambos os metais, dose máxima de metais pesados, para solos cultiváveis, permitida pelo Conselho Nacional do Meio Ambiente (Ag = 25mg.Kg-¹, Pb = 180mg.Kg-¹), dobro (Ag = 50mg.Kg-¹, Pb = 360mg.Kg-¹) e triplo (Ag = 75mg.Kg-¹, Pb = 540 mg.Kg-¹) desta dosagem. Foram realizados testes de vigor e germinação das sementes e possíveis alterações anatômicas nas folhas e raízes das plantas de alface. A espécie apresentou alta capacidade de germinar sob estresse de Ag e Pb, e a germinação nunca foi completamente inibida; entretanto, a germinação diminuiu com o aumento das concentrações de Pb, mas não sob estresse de Ag. O uso de doses crescentes dos metais, reduziu o vigor das sementes e aumentou o teor de clorofila. Também foi observado aumento da biomassa nas plantas a partir dos tratamentos submetidos ao Pb. Os efeitos fitotóxicos dos metais foram mais acentuados aos 15 dias após a semeadura. Anatomicamente, L. sativa foi influenciada pelas concentrações de metais, e teve uma redução de até 79,9% na espessura da epiderme radicular na maior concentração de Pb, embora algumas estruturas não tenham sofrido alterações significativas. Os resultados sugerem que L. sativa apresenta tolerância a altas concentrações de metais pesados, mostrando possíveis mecanismos para superar o estresse causado por esses metais. Nesta pesquisa a alface possivelmente utilizou o mecanismo de exclusão de metais retendo Pb e Ag nas raízes preservando o aparato [...].

A Physiological behavior and tolerance of Lactuca sativa to lead nitrate and silver nitrate heavy metals

Abstract This study goal to evaluate the effects of different concentrations of lead (Pb) and silver (Ag) on germination, initial growth and anatomical alterations of Lactuca sativa L. Plants use various mechanisms to reduce the impacts caused by anthropic action, such as xenobiotic elements of soils and water contaminated by heavy metals. These metals were supplied as lead nitrate and silver nitrate and the following treatments were established: control for both metals, maximum dose of heavy metals, for arable soils, allowed by the National Council of the Environment (Ag = 25 mg. Kg-1, Pb = 180 mg. Kg-1), double (Ag = 50 mg. Kg-1, Pb = 360 mg. Kg-1) and triple (Ag = 75 mg. Kg-1, Pb = 540 mg. Kg -1) of this dosage. Vigor and germination tests of the seeds and possible anatomical changes in the leaves and roots of lettuce plants were performed. The species showed a high capacity to germinate under Pb and Ag stress, and the germination was never completely inhibited; however, the germination decreased with increasing Pb concentrations, but not under Ag stress. The use of increasing doses of metals reduced seed vigor and increased chlorophyll content. An increase in biomass was also observed in plants from treatments submitted to Pb. The phytotoxic effects of metals were more pronounced at 15 days after sowing. Anatomically, L. sativa was influenced by metal concentrations, and had a reduction of up to 79.9% in root epidermis thickness at the highest Pb concentration, although some structures did not suffer significant changes. The results suggest that L. sativa presents tolerance to high concentrations of heavy metals, showing possible mechanisms to overcome the stress caused by these metals. In this research lettuce possibly used the mechanism of exclusion of metals retaining Pb and Ag in the roots preserving the photosynthetic apparatus in the aerial part of the plants. In general, the chemical element Pb was more toxic than Ag, in these experimental conditions.

Resumo Este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos de diferentes concentrações de chumbo (Pb) e prata (Ag) na germinação, crescimento inicial e alterações anatômicas de Lactuca sativa L. As plantas utilizam vários mecanismos para reduzir os impactos causados pela ação antrópica, como elementos xenobióticos de solos e água contaminada por metais pesados. Esses metais foram fornecidos como nitrato de chumbo e nitrato de prata e foram estabelecidos os seguintes tratamentos: controle para ambos os metais, dose máxima de metais pesados, para solos cultiváveis, permitida pelo Conselho Nacional do Meio Ambiente (Ag = 25 mg.Kg-1, Pb = 180 mg.Kg-1), dobro (Ag = 50 mg.Kg-1, Pb = 360 mg.Kg-1) e triplo (Ag = 75 mg.Kg-1, Pb = 540 mg.Kg -1) desta dosagem. Foram realizados testes de vigor e germinação das sementes e possíveis alterações anatômicas nas folhas e raízes das plantas de alface. A espécie apresentou alta capacidade de germinar sob estresse de Ag e Pb, e a germinação nunca foi completamente inibida; entretanto, a germinação diminuiu com o aumento das concentrações de Pb, mas não sob estresse de Ag. O uso de doses crescentes dos metais, reduziu o vigor das sementes e aumentou o teor de clorofila. Também foi observado aumento da biomassa nas plantas a partir dos tratamentos submetidos ao Pb. Os efeitos fitotóxicos dos metais foram mais acentuados aos 15 dias após a semeadura. Anatomicamente, L. sativa foi influenciada pelas concentrações de metais, e teve uma redução de até 79,9% na espessura da epiderme radicular na maior concentração de Pb, embora algumas estruturas não tenham sofrido alterações significativas. Os resultados sugerem que L. sativa apresenta tolerância a altas concentrações de metais pesados, mostrando possíveis mecanismos para superar o estresse causado por esses metais. Nesta pesquisa a alface possivelmente utilizou o mecanismo de exclusão de metais retendo Pb e Ag nas raízes preservando o aparato fotossintético na parte aérea das plantas. De forma geral o elemento químico Pb se mostrou mais tóxico que Ag, nestas condições experimentais.

A Physiological behavior and tolerance of Lactuca sativa to lead nitrate and silver nitrate heavy metals / Comportamento fisiológico e tolerância de Lactuca sativa aos metais pesados nitrato de chumbo e nitrato de prata

This study goal to evaluate the effects of different concentrations of lead (Pb) and silver (Ag) on germination, initial growth and anatomical alterations of Lactuca sativa L. Plants use various mechanisms to reduce the impacts caused by anthropic action, such as xenobiotic elements of soils and water contaminated by heavy metals. These metals were supplied as lead nitrate and silver nitrate and the following treatments were established: control for both metals, maximum dose of heavy metals, for arable soils, allowed by the National Council of the Environment (Ag = 25 mg. Kg-1, Pb = 180 mg. Kg-1), double (Ag = 50 mg. Kg-1, Pb = 360 mg. Kg-1) and triple (Ag = 75 mg. Kg-1, Pb = 540 mg. Kg -1) of this dosage. Vigor and germination tests of the seeds and possible anatomical changes in the leaves and roots of lettuce plants were performed. The species showed a high capacity to germinate under Pb and Ag stress, and the germination was never completely inhibited; however, the germination decreased with increasing Pb concentrations, but not under Ag stress. The use of increasing doses of metals reduced seed vigor and increased chlorophyll content. An increase in biomass was also observed in plants from treatments submitted to Pb. The phytotoxic effects of metals were more pronounced at 15 days after sowing. Anatomically, L. sativa was influenced by metal concentrations, and had a reduction of up to 79.9% in root epidermis thickness at the highest Pb concentration, although some structures did not suffer significant changes. The results suggest that L. sativa presents tolerance to high concentrations of heavy metals, showing possible mechanisms to overcome the stress caused by these metals. In this research lettuce possibly used the mechanism of exclusion of metals retaining Pb and Ag in the roots preserving the photosynthetic apparatus in the aerial part of the plants. In general, the chemical element Pb was more toxic than Ag, in these experimental conditions.

Este estudo teve como objetivo avaliar os efeitos de diferentes concentrações de chumbo (Pb) e prata (Ag) na germinação, crescimento inicial e alterações anatômicas de Lactuca sativa L. As plantas utilizam vários mecanismos para reduzir os impactos causados pela ação antrópica, como elementos xenobióticos de solos e água contaminada por metais pesados. Esses metais foram fornecidos como nitrato de chumbo e nitrato de prata e foram estabelecidos os seguintes tratamentos: controle para ambos os metais, dose máxima de metais pesados, para solos cultiváveis, permitida pelo Conselho Nacional do Meio Ambiente (Ag = 25mg.Kg-1, Pb = 180mg.Kg-1), dobro (Ag = 50mg.Kg-1, Pb = 360mg.Kg-1) e triplo (Ag = 75mg.Kg-1, Pb = 540 mg.Kg -1) desta dosagem. Foram realizados testes de vigor e germinação das sementes e possíveis alterações anatômicas nas folhas e raízes das plantas de alface. A espécie apresentou alta capacidade de germinar sob estresse de Ag e Pb, e a germinação nunca foi completamente inibida; entretanto, a germinação diminuiu com o aumento das concentrações de Pb, mas não sob estresse de Ag. O uso de doses crescentes dos metais, reduziu o vigor das sementes e aumentou o teor de clorofila. Também foi observado aumento da biomassa nas plantas a partir dos tratamentos submetidos ao Pb. Os efeitos fitotóxicos dos metais foram mais acentuados aos 15 dias após a semeadura. Anatomicamente, L. sativa foi influenciada pelas concentrações de metais, e teve uma redução de até 79,9% na espessura da epiderme radicular na maior concentração de Pb, embora algumas estruturas não tenham sofrido alterações significativas. Os resultados sugerem que L. sativa apresenta tolerância a altas concentrações de metais pesados, mostrando possíveis mecanismos para superar o estresse causado por esses metais. Nesta pesquisa a alface possivelmente utilizou o mecanismo de exclusão de metais retendo Pb e Ag nas raízes preservando o aparato fotossintético na parte aérea das plantas. De forma geral o elemento químico Pb se mostrou mais tóxico que Ag, nestas condições experimentais.

Drought-induced alterations in the uptake of nitrogen, phosphorus and potassium, and the relation with drought tolerance in sugar cane / Alterações induzidas pela seca na absorção de nitrogênio, fósforo e potássio, e as relações com a tolerância da cana-de-açúcar ao deficit hídrico

ABSTRACT Although there are evidences that the proper supply of mineral nutrients to plants relieves water stress, little is known on the approach of how the drought affects the absorption and accumulation of nutrients by distinct sugar cane genotypes, or in different parts of a same plant. Thus, the objective of this study was to determine the content and accumulation of N, P and K in the aerial part of plant from three genotypes of sugar cane, submitted to three water potentials in the soil, and check the relationship of these variables with the tolerance of plants to prolonged drought. In order to access this objective, an experiment under greenhouse conditions, comprised by a fatorial 3 × 3, in a randomized block design, and four replicates was carried out. After 90 days from treatment imposition, the plant transpiration rate, plant dry mass, concentration of N, P and K were determined in leaves and culms, as well as in total plant shoot were measured. It was found that tolerance to drought in sugar cane is related to higher levels of N and K in the leaves and stems, and larger accumulations of K and P in the plant shoot. There is high positive correlations among accumulation of N, P and K in the plant shoot and dry matter production by plants submitted to drought. There are intermediate correlations among plant transpiration and nutrient uptake by plants under drought. Plants of the genotype SP81-3250 are more tolerante to prolonged drought, than the RB855453 and IACSP95-5000 plants.

RESUMO Embora existam evidências de que o adequado fornecimento de nutrientes minerais para plantas alivia o estresse hídrico, pouco se sabe sobre a abordagem de como a seca afeta a absorção e acumulação de nutrientes por distintos genótipos de cana-de-açúcar, ou por diferentes partes de uma mesma planta. Assim, o objetivo deste estudo foi determinar o teor e acúmulo de N, P e K na parte aérea da planta de três genótipos de cana-de-açúcar, submetidos a três potenciais hídricos do solo e verificar se existe relação dessas variáveis ​​com a tolerância das plantas ao déficit hídrico prolongado. Para isso, foi realizado um experimento em casa de vegetação, em um esquema fatorial 3×3, em delineamento de blocos casualizados, com quatro repetições. Após 90 dias da imposição dos tratamentos, foi determinada a massa seca e a taxa de transpiração das plantas, a concentração de N, P e K nas folhas e colmos, além do acúmulo desses nutrientes na parte aérea das plantas. Verificou-se que a tolerância à seca em cana está relacionada com níveis mais altos de N e K nas folhas e caules e maiores acumulações de K e P na parte aérea das plantas. Existem fortes correlações positivas entre acúmulo de N, P e K na parte aérea das plantas e produção de matéria seca. Existem correlações intermediárias entre a transpiração da planta e absorção de nutrientes pelas plantas sob seca. Plantas do genótipo SP81-3250 são mais tolerantes à seca prolongada, que as plantas RB855453 e IACSP95-5000.