Coffee leaf and stem anatomy under boron deficiency

Abstract

Boron deficiency in coffee is widely spread in Brazilian plantations, but responses to B fertilizer have been erratic, depending on the year, form and time of application and B source. A better understanding of the effects of B on plant physiology and anatomy is important to establish a rational fertilization program since B translocation within the plant may be affected by plant anatomy. In this experiment, coffee plantlets of two varieties were grown in nutrient solutions with B levels of 0.0 (deficient), 5.0 μM (adequate) and 25.0 μM (high). At the first symptoms of deficiency, leaves were evaluated, the cell walls separated and assessed for B and Ca concentrations. Scanning electron micrographs were taken of cuts of young leaves and branch tips. The response of both coffee varieties to B was similar and toxicity symptoms were not observed. Boron concentrations in the cell walls increased with B solution while Ca concentrations were unaffected. The Ca/B ratio decreased with the increase of B in the nutrient solution. In deficiency of B, vascular tissues were disorganized and xylem walls thinner. B- deficient leaves had fewer and deformed stomata.A deficiência de B é muito comum nos cafezais brasileiros, mas as respostas do cafeeiro ao B têm sido erráticas, dependendo do ano, do modo e época de aplicação e, ainda, da fonte de B empregada. Um melhor entendimento dos efeitos do B na fisiologia e anatomia do cafeeiro é importante para o desenvolvimento de um programa racional de adubação boratada, uma vez que a anatomia da planta pode influenciar a translocação do nutriente. Neste experimento, plantas de dois cultivares foram cultivadas em soluções nutritivas com 0,0 (deficiente), 5,0 (adequado) e 25,0 μM (alto) de B. Quando os primeiros sintomas de deficiência apareceram, as folhas foram cortadas e tiveram suas paredes celulares isoladas e analisadas quanto aos teores de B e Ca. Cortes foram feitos em folhas novas e no ápice de ponteiros e fotografados em microscópio eletrônico de varredura. A resposta dos dois cultivares ao B foi semelhante, não tendo sido observados sintomas de toxidez. O teor de B nas paredes celulares foi aumentado com o incremento da concentração desse elemento na solução, enquanto o teor de Ca não foi afetado. A relação Ca/B decresceu com o aumento da concentração de B na solução. Com deficiência de B, os tecidos vasculares foram desorganizados e as paredes do xilema ficaram mais finas. Folhas de café com deficiência deste nutriente apresentaram menos estômatos, os quais se encontravam.