Elementos terras raras na fisiologia, nutrição e crescimento da soja | Rare earth elements on physiology, nutrition and grown of soybean

Strategic for high technology, the rare earth elements (REE) are a group of elements having similar physical and chemical characteristics. These elements are called earth rare by their occurrence in the form of oxides, and because the difficulties of individualization in the analysis process, but, the abundance in the lithosphere is relatively high. They can exchange calcium at phosphate minerals and be added to the soil through the fertilizers. In this direction, soybean is one of the crops which receive the most phosphate fertilizers, then, frequent applications of these elements can be found. Thus, the objective of this study were to evaluate: 1) bioaccumulation and effects of lanthanum (La) on growth and mitotic index; 2) bioaccumulation and effects of samarium (Sm), gadolinium (Gd) and neodymium (Nd ) on the growth and nutritional changes of soybean under these elements; aiming to provide a better understanding about of possible mechanisms of that plants subjected to REE and to examine the beneficial or toxic potential of REE. The results of the first experiment showed a biphasic effect of application of lanthanum, depending of concentrations, stimulations in shoot production and roots at low concentrations was observed, as well as elevation in photosynthetic rate, increase in the total chlorophyll content and increased incidence of binucleated cells. Decreased growth was detected and ultrastructural changes in the cell wall, thylakoids and chloroplasts. In this study, we observed roots biomass sixty times higher than shoots. In future, is suggested to use concentrations less than 10 µM for tests with La in nutrient solution. The second experimental results showed that the application of Sm, Nd and Gd in nutrient solution at the levels studied did not provide substantial biomass gains in soybean plants. The application of rare earth elements (Sm, Gd and Nd) affect the nutritional balance of soybean plant, especially the increase in the P content and P accumulation of whole plant. The gains in photosynthetic rate and accumulation of some nutrients did not result in increase of biomass, because the toxic effect of Sm, Gd and Nd at the higher levels are interfering decisively in the construction of biomass plants due stress occasioned under these elements. In general, it is concluded that the application of REE isolated in nutrient solution has different aspects depending on the element and REE concentrations.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estratégicos para a alta tecnologia, os elementos terras raras (ETRs) constituem um grupo de elementos com características físicas e químicas semelhantes. São chamados terras pela sua ocorrência na forma de óxidos, e raros por dificuldades no processo de individualização, já que a abundância na litosfera é relativamente alta. Esses elementos podem substituir o cálcio em minerais fosfatados e serem adicionados ao solo juntamente aos fertilizantes. Nesse sentido, a soja é uma das culturas que mais recebem fertilizantes fosfatados, então, sujeita a aplicações mais recorrentes desses elementos. Assim, os objetivos desse estudo foram avaliar, em plantas de soja:1) a bioacumulação e os efeitos do lantânio (La) no crescimento e índice mitótico; 2) a bioacumulação e os efeitos do samário (Sm), gadolínio (Gd) e neodímio (Nd) no crescimento e as alterações nutricionais decorrentes do uso desses elementos; visando proporcionar melhor compreensão sobre os possíveis mecanismos pelos quais a soja apresenta-se sob o efeito da presença de ETRs e verificar o potencial benéfico ou tóxico desses elementos. Os resultados do primeiro experimento demonstraram um efeito bifásico da aplicação do lantânio, em função da dose aplicada, sendo que estímulos na produção de parte aérea e raízes em baixas concentrações, bem como estímulos na taxa fotossintética, aumento no teor total de clorofila e aumento da incidência de células binucleadas. Também foram observadas em altas doses, redução do crescimento, modificações ultraestruturais na parede celular, tilacóides e cloroplastos. Nesse estudo foi observado teores nas raízes sessenta vezes maiores que na parte aérea. Em futuros estudos são sugeridas doses inferiores a 10 µM para ensaios com La em solução nutritiva. Os resultados do segundo experimento demonstraram que a aplicação de Sm, Gd e Nd em solução nutritiva nas concentrações estudadas não proporcionaram ganhos de biomassa significativos nas plantas de soja. A aplicação dos elementos terras raras estudados, afetam o balanço nutricional nas plantas de soja, destacando-se o aumento nos teores e acumulos de P em toda a planta. Os ganhos em taxa fotossíntética e acúmulo de alguns nutrientes, não resultaram em um aumento líquido de biomassa, uma vez que o efeito tóxico do Sm, Gd e Nd nas concentrações estudadas estão interferindo de forma determinante na construção de biomassa nas plantas, devido ao possível estresse promovido por estes elemento. De forma geral, conclui-se que a aplicação de forma isolada de ETRs em solução nutritiva apresenta aspectos distintos em função do elemento e da dose estudada.