Effect of wheat phosphorus status on leaf surface properties and permeability to foliar-applied phosphorus

Resumo

Objetivos
Este estudo teve como objetivo analisar o efeito do estado nutricional de fósforo (P) nas propriedades da superfície foliar do trigo, em relação à absorção e translocação de P aplicado via foliar.
Métodos
Plantas de Triticum aestivum cv. Axe foram cultivadas com três doses de P radicular (equivalente a 24, 8 e 0 kg P ha⁻¹) em condições controladas. Tratamentos foliares com P foram aplicados e a taxa de retenção de gotas, foi medida a absorção e translocação de P. As superfícies foliares adaxial e abaxial foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura e de transmissão. Os ângulos de contato, a energia livre superficial e o trabalho de adesão para a água foram determinados.
Resultados
As folhas de trigo são marcadamente não molháveis, o lado abaxial da folha tendo algum grau de adesão de gotas de água versus a forte repulsão de gotas de água pelo lado adaxial. A área foliar total, as densidades de estômatos e tricomas, a espessura da cutícula e os ângulos de contato diminuíram com a deficiência de P, enquanto o trabalho de adesão para a água aumentou. Plantas deficientes em fósforo não conseguiram absorver o P aplicado via foliar.
Conclusões
A deficiência de fósforo alterou a estrutura e o funcionamento da superfície das folhas de trigo, que se tornaram mais molháveis e tiveram um maior grau de adesão de gotas de água, mas se tornaram menos permeáveis ao P aplicado via foliar. Os resultados obtidos são discutidos dentro de um contexto agronômico e ecofisiológico.

Abstract

Aims
This study aimed to analyse the effect of phosphorus (P) nutritional status on wheat leaf surface properties, in relation to foliar P absorption and translocation.
Methods
Plants of Triticum aestivum cv. Axe were grown with three rates of root P supply (equivalent to 24, 8 and 0 kg P ha−1) under controlled conditions. Foliar P treatments were applied and the rate of drop retention, P absorption and translocation was measured. Adaxial and abaxial leaf surfaces were analysed by scanning and transmission electron microscopy. The contact angles, surface free energy and work-of-adhesion for water were determined.
Results
Wheat leaves are markedly non-wettable, the abaxial leaf side having some degree of water drop adhesion versus the strong repulsion of water drops by the adaxial side. The total leaf area, stomatal and trichome densities, cuticle thickness and contact angles decreased with P deficiency, while the work-of-adhesion for water increased. Phosphorous deficient plants failed to absorb the foliar-applied P.
Conclusions
Phosphorous deficiency altered the surface structure and functioning of wheat leaves, which became more wettable and had a higher degree of water drop adhesion, but turned less permeable to foliar-applied P. The results obtained are discussed within an agronomic and eco-physiological context.