Timing, location and crop species influence the magnitude of amelioration of aluminum toxicity by magnesium

English. The protective effect of cations, especially Ca and Mg, against aluminum (Al) rhizotoxicity has been extensively investigated in the last decades. The mechanisms by which the process occurs are however only beginning to be elucidated. Six experiments were carried out here to characterize the protective effect of Mg application in relation to timing, location and crop specificity: Experiment 1 - Protective effect of Mg compared to Ca; Experiment 2 - Protective effect of Mg on distinct root classes of 15 soybean genotypes; Experiment 3 - Effect of timing of Mg supply on the response of soybean cvs. to Al; Experiment 4 - Investigating whether the Mg protective effect is apoplastic or simplastic using a split-root system; Experiment 5 - Protective effect of Mg supplied in solution or foliar spraying, and Experiment 6 - Protective effect of Mg on Al rhizotoxicity in other crops. It was found that the addition of 50 mmol L-1 Mg to solutions containing toxic Al increased Al tolerance in 15 soybean cultivars. This caused soybean cultivars known as Al-sensitive to behave as if they were tolerant. The protective action of Mg seems to require constant Mg supply in the external medium. Supplying Mg up to 6 h after root exposition to Al was sufficient to maintain normal soybean root growth, but root growth was not recovered by Mg addition 12 h after Al treatments. Mg application to half of the root system not exposed to Al was not sufficient to prevent Al toxicity on the other half exposed to Al without Mg in rooting medium, indicating the existence of an external protection mechanism of Mg. Foliar spraying with Mg also failed to decrease Al toxicity, indicating a possible apoplastic role of Mg. The protective effect of Mg appeared to be soybean-specific since Mg supply did not substantially improve root elongation in sorghum, wheat, corn, cotton, rice, or snap bean when grown in the presence of toxic Al concentrations.

Portuguese. O efeito protetor de alguns cátions, especialmente o do Ca e do Mg, contra a rizotoxidez do alumínio (Al) tem sido investigado extensivamente nas últimas décadas. No entanto, os mecanismos envolvidos apenas começaram a ser elucidados. No presente estudo foram conduzidos seis experimentos, visando caracterizar o efeito protetor do Mg em relação à sua época de aplicação, localização, além da especificidade da cultura: Experimento 1 - efeito protetor do Mg em comparação ao Ca; Experimento 2 - efeito protetor do Mg em distintas classes de raízes de 15 genótipos de soja; Experimento 3 - efeito da época da aplicação do Mg na resposta de cultivares de soja ao Al; Experimento 4 - determinando se o efeito protetor do Mg é apoplástico ou simplástico; Experimento 5 - efeito protetor do Mg suprido via solução nutritiva ou via foliar, e; Experimento 6 - efeito protetor do Mg contra a rizotoxidez em outras culturas. Observou-se que a adição de 50 mmol L-1 Mg às soluções nutritivas contendo Al aumentou a tolerância ao metal por 15 quinze cultivares de soja. Isso fez com que cultivares de soja conhecidas por serem sensíveis ao Al se comportassem como tolerantes. A ação protetora do Mg parece requerer o suprimento constante de Mg no meio de crescimento. O suprimento de Mg até seis horas após a exposição das raízes ao Al foi suficiente para manter o crescimento radicular normal da soja, porém adições de Mg depois de 12 h da aplicação do Al não foram capazes de recuperar o crescimento radicular. A suplementação do Mg à metade do sistema radicular não exposta ao Al não foi suficiente para prevenir a toxidez do Al à outra metade do sistema radicular exposta ao metal na ausência de Mg no meio de crescimento, confirmando a existência de um mecanismo externo de proteção pelo Mg. Aplicações foliares de Mg também não conseguiram reduzir a toxidez por Al, indicando uma possível função apoplástica de proteção pelo Mg. O efeito protetor do Mg pareceu ser específico para a soja porque o suprimento de Mg não resultou em melhoria substancial no crescimento radicular de plantas de sorgo, trigo, milho, algodão, arroz e feijão quando estes foram cultivados na presença de concentrações tóxicas de Al.