UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA CENTRO DE CIÊNCIAS RURAIS PROGRAMA DE PĨS-GRADUÃO EM CIÊNCIA DO SOLO Matheus Severo de Souza Kulmann EFICIÊNCIA DE ABSORÇÃO DE NITROGÊNIO E DINÂMICA DO CRESCIMENTO DO SISTEMA RADICULAR DE Vitis vinifera e Eucalyptus sp SUBMETIDOS À ADUBAÇÃO NITROGENADA Santa Maria, RS 2019 Matheus Severo de Souza Kulmann EFICIÊNCIA DE ABSORÇÃO DE NITROGÊNIO E DINÂMICA DO CRESCIMENTO DO SISTEMA RADICULAR DE Vitis vinifera e Eucalyptus sp SUBMETIDOS ADUBAầO NITROGENADA Dissertaỗóo apresentada ao Curso de PúsGraduaỗóo em Ciência Solo, da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM, RS), como requisito parcial para obtenỗóo tớtulo de Mestre em Ciência Solo Orientador: Prof Dr Gustavo Brunetto Co-orientador: Prof Dr Luciano Colpo Gatiboni Santa Maria, RS 2019 _ © 2019 Todos os direitos autorais reservados a Matheus Severo de Souza Kulmann A reproduỗóo de partes ou todo deste trabalho sú poderỏ ser feita mediante a citaỗóo da fonte E- mail: matheuskulmann@hotmail.com AGRADECIMENTOS Agradeỗo primeiramente a Deus, por me conceder a vida e as pessoas que fazem parte dela, que a cada dia motivam-na a ser vivida Aos meus pais, Jorge Rodrigues Kulmann e Sandra Severo de Souza Kulmann, que intensamente dedicaram-se a ensinar-me que educaỗóo, respeito e humildade vờm em primeiro lugar Agradeỗo toda dedicaỗóo e carinho que contribuớram para construir meus valores pessoais Obrigado pelo esforỗo de vocờs e confianỗa a mim depositada minha famớlia, minha avó, Marina Severo de Souza, meus irmãos, Cristiane Mandicaju e Lucas Severo de Souza Kulmann, pelo carinho, apoio, companheirismo Vocês sempre foram exemplos de ética e honestidade Em especial minha namorada, Greicy Sofia Maysonnave, com quem compartilho alegria, sonhos, bons e maus momentos, mas que sempre me motivou e incentivou a enfrentar todos os medos Agradeỗo a Deus por ter conhecido a melhor pessoa mundo Não caberia em uma frase o quanto sou grato a ti, obrigado por tudo, meu amor Amo muito você Ao professor Gustavo Brunetto, mais que um orientador, um grande amigo Obrigado pelo incentivo, motivaỗóo e contribuiỗừes para realizaỗóo deste trabalho O senhor ộ um agente de inỳmeros avanỗos pessoais, tộcnicos e cientớficos Sempre serỏ um exemplo de dedicaỗóo, postura e profissionalismo Ao professor Carlos Alberto Ceretta, pela orientaỗóo desde a iniciaỗóo cientớfica, pela confianỗa, conselhos e incentivos, que me motivaram a dedicaỗóo pesquisa À professora Maristela Machado Araujo, pela disponibilidade e concessão da área experimental À banca examinadora, Dra Luciane Almari Tabaldi, Dr Danilo Eduardo Rozane, por aceitarem o convite e tempo dedicado a revisóo material e, contribuiỗừes realizadas Aos colegas de laboratúrio, alunos de Pús-Graduaỗóo, Lincon Stefanello, Adriele Tassinari, Carina Marchezan, Betânia de Paula, Edicarla Trentin, Isley Bicalho e Paula Sete, pelo convívio e trocas de conhecimento Aos colegas de laboratúrio, alunos de Iniciaỗóo Cientớfica, Amanda Krug, Beatriz Vitto, Carolina Parcianello, Fernanda Mieth, Filipe Nunes, Gabriel Sans, Giulian da Luz, Gustavo Scopel, Jacson Hindersmann, Jỗo Jung, Julia Neu, Letícia Morsch, Luana Garlet, Vanessa Marques, Luana Alberti, Lucas Dotto, Ricardo Vidal e Wagner Arruda Obrigado pela amizade, auxớlio na conduỗóo de experimento e anỏlises laboratoriais Vocờs foram essenciais para obtenỗóo dos resultados desse trabalho Aos meus sogros, Jorge Maysonnave e Maria Helena da Cruz, pelo carinho, incentivo e confianỗa depositados Miolo Wine Group, vinícola Almadén, representada pelo Fabrício Domingues, pela disponibilidade de vinhedos experimentais, contribuiỗừes e apoio em atividades experimentais À Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) e ao Programa de Pús-Graduaỗóo em Ciờncia Solo (PPGCS) pela estrutura cedida e oportunidade de realizaỗóo Curso de Mestrado Aos professores Departamento de Solos, especialmente, Celso Aita, Danilo Rheinheimer dos Santos, Fabrício Pedron, Leandro Sousa da Silva, Ricardo Simão Dalmolin, Rodrigo Jacques, Sandro José Giacomini, e Zaida Antoniolli, pelo conhecimento compartilhado e pela oportunidade de aprendizado durante o curso À Elci e ao Hộverton, pela dedicaỗóo e competờncia Vocờs sóo exemplos de funcionários públicos Ao CNPq pela concessão da bolsa de Mestrado À CAPES, CNPq, FAPERGS, FINEP e EMBRAPA Uva e Vinho, os quais contribuớram financeiramente, possibilitando a realizaỗóo dos estudos A liỗóo nỳmero um, eu aprendi com meu pai, Quem não sabe pra onde vai, não vai a lugar nenhum” (Luiz Marenco) RESUMO EFICIÊNCIA DE ABSORÇÃO DE NITROGÊNIO E DINÂMICA DO CRESCIMENTO DO SISTEMA RADICULAR DE Vitis vinifera e Eucalyptus sp SUBMETIDOS À ADUBAÇÃO NITROGENADA AUTOR: Matheus Severo de Souza Kulmann ORIENTADOR: Prof Dr Gustavo Brunetto CO-ORIENTADOR: Prof Dr Luciano Colpo Gatiboni Solos arenosos e com baixos teores de matéria orgânica não fornecem a quantidade de nitrogênio (N) suficiente para suprir a demanda de Vitis vinifera e Eucalyptus sp pelo N Porém, nem sempre o N aplicado é aproveitado em grandes quantidades por estas culturas Por isso, convém selecionar os porta-enxertos e clones mais eficientes na absorỗóo de N Além disso, definir as melhores doses de N e modos de fornecimento, que possam promover crescimento adequado sistema radicular, favorecendo a absorỗóo de ỏgua e nutrientes, como as formas minerais de N, o que pode promover elevadas produtividades, mas com uvas de qualidade; bem como rápido crescimento, no caso de Eucalyptus sp Isso promoverỏ racionalizaỗóo dos fertilizantes e diminuirỏ a contaminaỗóo ambiente O trabalho objetivou estabelecer a eficiờncia de absorỗóo de N e o crescimento sistema radicular em Vitis vinifera e Eucalyptus sp., submetidas adubaỗóo nitrogenada Dois estudos foram conduzidos Cada estudo foi composto por dois experimentos, um com videira e outro com eucalipto O Estudo abordou a seleỗóo de porta-enxertos de videiras e clones de eucalipto, quanto a eficiờncia de absorỗóo de N Um experimento com dois porta-enxertos de videiras (“Paulsen 1103” e “Magnólia”) e, outro com dois clones de eucalipto (“Eucalyptus saligna (32864)” e “Eucalyptus grandis (GPC 23)”), foram conduzidos Os porta-enxertos de videiras e clones de eucalipto foram cultivados por 20 e 30 dias, respectivamente, em vasos contendo soluỗóo com CaSO4 a 0,1 mol L-1 Após, foram avaliadas a fluorescência da clorofila a e a taxa fotossintética As plantas foram novamente submetidas soluỗóo de Hoagland, onde foram realizadas coletas periúdicas de soluỗóo durante 65 horas de avaliaỗóo Apús, parõmetros morfolúgicos da parte aộrea e sistema radicular, matộria seca, concentraỗóo de N foram avaliados Os parõmetros cinộticos de absorỗóo de NO3- e NH4+ (velocidade mỏxima de absorỗóo - Vmax, constante de Michaelis-Menten - Km, concentraỗóo mớnima - Cmin e influxo - I)) foram calculados utilizando o software Influx O Estudo abordou o efeito de modos de aplicaỗóo e doses de N no crescimento sistema radicular No Experimento videiras ‘Alicante Bouschet’, enxertadas sobre o porta-enxerto Paulsen 1103 foram submetidas s aplicaỗừes de 0, 40 e 100 kg N ha-1 ano-1, fornecidas sem irrigaỗóo (N surf) e via fertirrigaỗóo (N Fert) No experimento clones de Eucalyptus grandis (GPC 23) foram submetidos a três modos de fornecimento de N: controle (sem N) (C), N em superfície (SN) e N em cova (CN) Concentraỗóo de N em folhas, componentes de produtividade e parõmetros de crescimento radicular (ỏrea superficial, nỳmero, produỗóo e diâmetro médio de raízes), usando minirhizotron, foram avaliados No Estudo o porta-enxerto Paulsen 1103 e Eucalyptus grandis apresentaram maior eficiờncia em absorỗóo de NO3- e NH4+, pois apresentaram menores valores de Cmin e Km, nas duas formas de N, o que permite a extraỗóo de N pelas raớzes, mesmo em baixas concentraỗừes em soluỗóo, devido a maior afinidade dos sớtios de absorỗóo das raớzes por NO3- e NH4+ Os parâmetros de comprimento, área e volume de raízes auxiliaram o porta-enxerto Paulsen 1103 e o clone Eucalyptus grandis na sua eficiờncia em absorỗóo e, consequentemente melhor desempenho fotossintộtico e maior produỗóo de matộria seca de raớzes e parte aộrea No Estudo as maiores doses de N (40 e 100 kg N ha-1 ano-1) para videira e o modo CN para eucalipto incrementaram maiores teores de NH4+ e NO3- no solo, o que estimulou maiores valores de ỏrea superficial, produỗóo e nỳmero de raớzes Isso contribui para maiores absorỗừes de N, verificado na concentraỗóo de N em folhas, o que aumentou de parâmetros produtivos, como altura e diâmetro colo para eucalipto e, produtividade e número de cachos para videira No entanto, o aumento da produtividade alterou a composiỗóo mosto da uva, especialmente, aumentando a acidez total titulável e reduzindo os teores de antocianinas totais e sólidos solúveis totais no mosto Palavras-chave: Amônio Eucalipto Morfologia sistema radicular Nitrato Parõmetros cinộticos Produỗóo de raớzes Videira ABSTRACT NITROGEN UPTAKE EFFICIENCY AND DYNAMICS OF RADICULAR SYSTEM GROWTH OF Vitis vinifera E Eucalyptus sp SUBMITTED TO NITROGEN FERTILIZATION AUTHOR: Matheus Severo de Souza Kulmann ADVISOR: Prof Dr Gustavo Brunetto CO-ADIVISOR: Prof Dr Luciano Colpo Gatiboni Sandy soils and with low organic matter content not provide provide enough nitrogen (N) to supply the demand of Vitis vinifera and Eucalyptus sp However, the applied N is not always used in large quantities by these crops Therefore, it is advisable to select the most efficient rootstocks and clones for N uptake Also, define the best N doses and modes of supply that can promote adequate root system growth, favoring water and nutrient uptake, such as mineral forms of N, which may promote high yields, but as quality grapes; as well as rapid growth in the case of Eucalyptus sp This will promote rationalization of fertilizers and decrease environmental contamination The work aimed to establish the efficiency of N uptake and root growth dynamics in Vitis vinifera and Eucalyptus sp., submitted to nitrogen fertilization Two studies were conducted Each study consisted of two experiments, one with grapevine and one with eucalyptus Study included selecting of vines rootstocks and eucalyptus clones for the uptake efficiency of N An experiment with two grapevine rootstocks (“Paulsen 1103” and “Magnólia”) and, another with two eucalyptus clones (“Eucalyptus saligna (32864)” and “Eucalyptus grandis (GPC 23)”), it was conducted The vines rootstocks and eucalyptus clones were cultivated for 20 and 30 days, respectively, in pots containing solution with CaSO4 to 0,1 mol L-1 After, chlorophyll a fluorescence and photosynthetic rates were evaluated The plants were again subjected to Hoagland solution, where periodic solution collections were performed during 65 hours of evaluation After, shoot and root system morphological parameters, dry matter, N concentration were evaluated The kinetic parameters of the uptake of NO3- and NH4+ (maximum absorption speed - Vmax, Michaelis-Menten constant - Km, minimum concentration - Cmin and influx - I)) were calculated using Influx software Study addressed the effect of N modes and doses on root system growth In Experiment 'Alicante Bouschet' grapevines, grafted onto Paulsen 1103 rootstock were submitted to applications of 0, 40 and 100 kg kg N ha-1 year-1, supplied without irrigation (N surf) and via fertigation (N Fert) In the experiment Eucalyptus grandis clones (GPC 23) were submitted to control (without N) (C), surface N (SN) and N in hole (CN) Leaf N concentration, yield components and root growth parameters (surface area, number, production and average diameter of roots) using minirhizotron were evaluated In Study 1, Paulsen 1103 rootstock and Eucalyptus grandis clone presented higher NO3- and NH4+ uptake efficiency, since they presented lower Cmin and Km values, in both forms of N, which allows the extraction of N by roots, even in low concentrations in solution due to the higher affinity of the root uptake sites for NO3- and NH4+.The parameters of root length, surface area aid the Paulsen 1103 rootstock and Eucalyptus grandis clone in their absorption efficiency and, consequently, better photosynthetic performance and higher root and shoot dry matter production In Study the highest doses of N (40 and 100 kg N ha-1 year-1) for grapevine and the CN mode for eucalyptus increased higher levels of NO3- and NH4+ in the soil, which stimulated higher values of production and surface área of roots This contributes to higher N uptake, as observed in leaf N concentration, which increased production parameters such as eucalyptus height and stem diameter, productivity and number of vine clusters However, increased productivity altered grape must composition, especially increasing total titratable acidity and reducing total anthocyanin and total soluble solids contents Keywords: Ammonium Eucalypt Root system morphology Nitrate Kinetic parameters Root production Grapevine LISTA DE ILUSTRAÇÕES ARTIGO Figura – Surface area (a), root volume (b), average diameter (c), length (d) and percentage distribution of roots for each diameter range (e) of ‘Paulsen 1103’ and ‘Magnolia’ rootstocks, grown in Hoagland nutrient solution after 20 days of reduced internal nutrient reserves Means with dif-ferent letters indicate significant differences by Student’s t-test (P