Morfologia, relações hídricas e fotossíntese em duas cultivares de Coffea canephora submetidas ao déficit hídrico

Abstract

Neste estudo, investigaram-se as estratégias morfológicas e fisiológicas envolvidas na tolerância diferencial à seca em Coffea canephora, utilizando-se duas cultivares, Apoatã e Clone 120, respectivamente das variedades robusta e kouillou. As plantas foram cultivadas em vasos, em casa de vegetação. Após um ano de cultivo, aplicaram-se dois tratamentos: plantas permanentemente irrigadas (plantas-controle) e plantas submetidas à desidratação, imposta pela suspensão da irrigação (déficit hídrico), até que as plantas desidratadas atingissem um potencial hídrico na antemanhã ( Ψ am ) de, aproximadamente, -3,5 MPa, quando foram então reirrigadas. Foram medidos o potencial hídrico da folha, as trocas gasosas e a fluorescência da clorofila a, a condutância hidráulica entre o solo e a folha (K L ) e o extravazamento de eletrólitos, a cada duas dias. Curvas pressão-volume foram obtidas a Ψ am próximos de -2,0 MPa e -3,5 MPa. As cultivares estudadas exibiram diferenças morfológicas marcantes: Apoatã, com copa mais aberta, acumulou mais biomassa (45%), teve copa mais alta (11 cm), e área foliar maior (60%), em relação ao Clone 120. A razão área foliar/superfície radicular foi 21% superior no Apoatã em relação à do Clone 120. O déficit hídrico severo ( Ψ am = -3,5 MPa) foi atingido aos 10 e 14 dias após a suspensão da irrigação, no Apoatã e no Clone 120, respectivamente. Observou-se ajustamento osmótico no Clone 120, mas não no Apoatã. O déficit hídrico acarretou aumentos no módulo global de elasticidade (ε) em ambas as cultivares. Contudo, ε foi maior (70%) no Clone 120 que no Apoatã. As plantas-controle do Apoatã exibiram maiores valores de K L , taxa transpiratória (E), taxa líquida de assimilação de CO 2 (A), condutância estomática (g s ) e condutância mesolífica (g m ). Ao longo do ciclo de desidratação, os decréscimos em A, g s e em g m foram mais pronunciados no Apoatã que no Clone 120. A maior sensibilidade estomática do Apoatã à redução de Ψ am não se traduziu em maiores decréscimos em E. Os tratamentos aplicados afetaram somente ligeiramente algumas variáveis de fluorescência da clorofila a. Os danos celulares aumentaram em 20% nas plantas estressadas do Apoatã em relação aos das plantas estressadas do Clone 120. Observou-se, ao fim do experimento, desfolhamento substancial (~50%), porém apenas nas plantas estressadas do Apoatã. A menor tolerância à seca, no Apoatã, em relação ao Clone 120, foi associada a maiores valores absolutos de g s e K L , sistema radicular menos profundo e maior razão parte aérea/sistema radicular, bem como, maior vulnerabilidade à cavitação e danos celulares para um dado potencial hídrico.

In this study we aimed to expand our earlier understanding on the mechanisms associated with drought tolerance within Coffea canephora. Two cultivars of C. canephora, robusta (drought-sensitive) and kouillou (drought-tolerant) were grown in 24-L pots until 12-month old, when an irrigation and a drought treatment were applied. Plants were droughted until predawn water potential ( Ψ pd ) reached –3.5 MPa, when they were re-watered. Physiological variables were evaluated over the course of drying whereas morphological traits were assessed at the end of the experiment. Under control conditions, robusta showed less dense crowns with larger leaf area (60%), larger biomass accumulation (45%), and larger leaf area to root surface ratio (21%) than kouillou. Internal water stress developed faster in robusta than in kouillou after withholding irrigation. Kouillou, but not robusta, was able to adjust osmotically, although both cultivars showed decreased tissue elasticity (chiefly in kouillou) under drought. Under control conditions, apparent hydraulic conductance K L , long-term transpiration rate (E), rate of net carbon assimilation (A), stomatal conductance (g s ) and mesophyll conductance (g m ) all were larger in robusta than in kouillou. During the course of drying, decreases in A, g s and g m were stronger in the former. However, the larger stomatal sensitivity to decreasing Ψ pd in robusta was not translated into larger decreases in E. Regardless of cultivars and treatments, changes in g m paralleled those of g s . Treatments affected only slightly some of the chlorophyll a fluorescence parameters. Cellular damages were more pronounced in droughted plants of robusta than in those of kouillou. Leaf area was halved, but only in stressed plants of robusta. The lower drought tolerance of robusta in comparison to kouillou was associated with higher absolute values of g s , E and K L , shallower root system and larger shoot-to-root ratio, larger vulnerability towards cavitation and cellular damages for a given water potential.