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Artigo

Phosphorus requirement for biomass accumulation is higher compared to photosynthetic biochemistry for three ornamental shrubs

Resumo

Os produtores de viveiros ornamentais cultivam uma variedade de espécies de plantas em substratos sem solo e dependem de aplicações frequentes de água e nutrientes para maximizar o crescimento e a qualidade das plantas. Este estudo foi realizado para entender a base morfofisiológica da resposta das plantas às adições de fósforo (P) e para identificar a concentração ideal de P necessária para três espécies ornamentais lenhosas comuns: Hydrangea quercifolia ‘Queen of Hearts’, Cornus obliqua ‘Powell Gardens’ e Physocarpus opulifolius ‘Seward’. Em um experimento em estufa agrícola, todas as plantas foram irrigadas com uma solução nutritiva completa que variava em concentração de P (0, 0,7, 1,3, 2,5, 3,7, 6,5 mg L-1). A concentração ideal de P para a bioquímica fotossintética dependeu do táxon e variou entre 2,5 e 3,7 mg L-1. Para a biomassa seca total, a concentração ideal de P foi de aproximadamente 4,0 mg L-1 para todos os três táxons. A concentração de fósforo abaixo de 2,5 mg L-1 reduziu o tamanho da folha e resultou em maior partição de biomassa e P para o crescimento da raiz. A análise das respostas da fotossíntese à concentração de dióxido de carbono intercelular (curvas A/Ci) indicou um aumento contínuo nos parâmetros fotossintéticos para aumentar a concentração de P. A taxa de rubisco para carboxilação (Vcmax), a taxa de regeneração de RuBP (J) e a taxa de uso de fosfato de triose (TPU) limitaram a fotossíntese em plantas com deficiência de P nos três táxons. A eficiência da coleta de luz (Fv’/Fm’) para os três taxa foi menos sensível à adição de P do que a bioquímica fotossintética ou o crescimento da planta. As concentrações ideais de P identificadas neste estudo são menores do que as recomendações comuns e menores do que as quantidades fornecidas pelos fertilizantes comerciais típicos. Portanto, para esses três taxa, a aplicação de P acima de 4 mg L-1 em combinação com o excesso de irrigação que resulta em lixiviado pode ter consequências ambientais negativas sem melhorar o crescimento ou a fisiologia da cultura.



Abstract

Ornamental nursery producers grow a variety of plant taxa in soil-less substrates and rely on frequent water and nutrient applications to maximize plant growth and quality. This study was performed to understand the morpho-physiological basis of plant response to phosphorus (P) additions and to identify the optimum P concentration required for three common woody ornamental taxa: Hydrangea quercifolia ‘Queen of Hearts’, Cornus obliqua ‘Powell Gardens’ and Physocarpus opulifolius ‘Seward’. In a greenhouse experiment, all plants were watered with a complete nutrient solution that varied in P concentration (0, 0.7, 1.3, 2.5, 3.7, 6.5 mg L−1). Optimum P concentration for photosynthetic biochemistry was dependent on taxa and ranged between 2.5 and 3.7 mg L−1. For total dry biomass, the optimum P concentration was approximately 4.0 mg L−1 for all three taxa. Phosphorus concentration below 2.5 mg L−1 reduced leaf size and resulted in greater partitioning of biomass and P to root growth. Analysis of responses of photosynthesis to intercellular carbon dioxide concentration (A/Ci curves) indicated a continuous increase in photosynthetic parameters to increasing P concentration. Rate of rubisco for carboxylation (Vcmax), RuBP regeneration rate (J), and the rate of triose phosphate use (TPU) limited photosynthesis in P-deficient plants for all three taxa. Light-harvesting efficiency (Fv’/Fm’) for all three taxa was less sensitive to P addition than photosynthetic biochemistry or plant growth. The optimal P concentrations identified in this study are lower than common recommendations and less than the amounts provided by typical commercial fertilizers. Thus, for these three taxa, application of P above 4 mg L−1 in combination with excess irrigation resulting in leachate could have negative environmental consequences without improving crop growth or physiology.


S. Poudyal
J. S. Owen Jr
T. D. Sharkey
R. T. Fernandez
B. Cregg

2021 - Scientia Horticulturae

Palavras-chave:

Curvas A/Ci, troca de gases, manejo de viveiros, partição de fósforo, sustentabilidade

Termos de indexação:

Nutrição vegetal, plantas ornamentais lenhosas, fotossíntese, eficiência no uso de nutrientes, substratos sem solo, viveiros, aplicação de fósforo

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