Alumínio e Manganês: efeitos no desenvolvimento inicial do Guaranazeiro

dc.contributor.advisor1Santos, José Zilton Lopes
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/0000415998871219eng
dc.contributor.referee1Falcão, Newton Paulo de Souza
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3835722703224710eng
dc.contributor.referee1orcidhttps://orcid.org/0000-0001-5579-0861eng
dc.contributor.referee2Rocha, Josinaldo Lopes Araujo
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/8792518421189353eng
dc.contributor.referee2orcidhttps://orcid.org/0000-0003-4669-6114eng
dc.contributor.referee3Rodrigues, Maria do Rosário Lobato
dc.contributor.referee3Latteshttp://lattes.cnpq.br/5455423167795816eng
dc.contributor.referee3orcidhttps://orcid.org/0000-0003-3617-5112eng
dc.contributor.referee4Santos, Lauana Lopes dos
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/1935740694647429eng
dc.contributor.referee4orcidhttps://orcid.org/0000-0002-8788-9951eng
dc.creatorFerreira, João Cleber Cavalcante
dc.creator.Latteshttps://lattes.cnpq.br/4033135692787505eng
dc.creator.orcidhttps://orcid.org/0000-0003-0745-9108eng
dc.date.issued2026-06-26
dc.description.abstractIn acidic soils, the availability of aluminum (Al) and manganese (Mn) increases, intensifying their phytotoxic effects on plant metabolism. Although several studies have described the toxicity mechanisms of these elements in agronomically important species, their isolated effects on the initial growth of guarana remain poorly understood. To address this knowledge gap, we conducted two greenhouse experiments to evaluate the effects of increasing Al and Mn concentrations on physiological, biochemical, nutritional, and anatomical responses. In the first study, we evaluated the effects of five soil Al levels (0, 1.0, 2.0, 3.0, and 4.0 cmolc dm-3) on the initial development of the guarana cultivar BRS-Noçoquém. In the second study, we evaluated the factorial combination of six Mn levels (0.0, 2.5, 5.0, 10.0, 20.0, and 40.0 mg dm-3) and two guarana cultivars, BRS-Amazonas (CMU-300) and BRS-Maués (CMU-871). We grew the plants in pots under a completely randomized design, with one plant per experimental unit, using five replicates in the first study (25 plants) and four replicates in the second study (48 plants). In the first study, Al toxicity in the cultivar BRS-Noçoquém significantly reduced biomass, particularly root biomass, and caused anatomical changes, including xylem thickening and phloem reduction. The stress also impaired the nutritional status of the plants by reducing the concentration and accumulation of P and Cu in leaves and roots, Ca, Mg, and Fe in leaves, and Mn in roots, while restricting Ca translocation to the leaves and increasing proline accumulation and P use efficiency. In the second study, excess Mn reduced growth and altered the nutritional balance of the cultivars CMU-300 and CMU-871, mainly from 10 mg dm-3 Mn in the soil onward, with genotype-dependent responses. The cultivar CMU-871 showed greater tolerance, maintaining higher photochemical performance (Fv/Fm, PIabs, and PItotal), greater nutrient-use efficiency, and higher proline accumulation, particularly in the roots, whereas cultivar CMU-300 accumulated more Mn in the leaves and exhibited lower physiological performance. Overall, the results demonstrate that Al and Mn phytotoxicity act through distinct mechanisms: Al more strongly impairs root growth and architecture, whereas Mn predominantly affects leaf physiology. The evaluated cultivars showed sensitivity to excess levels of these elements, although they exhibited distinct responses and adopted metabolic maintenance strategies through biochemical and nutritional adjustments.eng
dc.description.resumoEm solos ácidos, a disponibilidade de alumínio (Al) e manganês (Mn) aumenta, intensificando seus efeitos fitotóxicos sobre o metabolismo vegetal. Embora os mecanismos de toxicidade desses elementos sejam descritos em diversas espécies de interesse agronômico, seus impactos isolados no crescimento inicial do guaranazeiro permanecem pouco elucidados. Para suprir essa lacuna, foram conduzidos dois experimentos em casa de vegetação para avaliar o efeito de concentrações crescentes de Al e Mn sobre respostas fisiológicas, bioquímicas, nutricionais e anatômicas. No primeiro estudo, avaliou-se o efeito de cinco níveis de Al no solo (0; 1,0; 2,0; 3,0 e 4,0 cmolc dm-3) sobre o desenvolvimento inicial da cultivar de guaranazeiro BRS-Noçoquém. No segundo estudo, avaliou-se a combinação fatorial entre seis níveis de Mn (0,0; 2,5; 5,0; 10,0; 20,0 e 40,0 dm-3) e duas cultivares de guaranazeiro, BRS-Amazonas (CMU-300) e BRS-Maués (CMU-871). Em ambos os estudos, as plantas foram cultivadas em vasos, em delineamento inteiramente casualizado, com uma planta por unidade experimental, sendo o primeiro conduzido com cinco repetições (25 plantas) e o segundo com quatro repetições (48 plantas). No primeiro estudo, a toxidez por Al na cv. BRS-Noçoquém reduziu significativamente a biomassa, sobretudo radicular, e promoveu alterações anatômicas, como espessamento do xilema e redução do floema. O estresse também comprometeu o estado nutricional das plantas, reduzindo o teor e o acúmulo de P e Cu em folhas e raízes, de Ca, Mg e Fe nas folhas, e de Mn nas raízes, restringindo a translocação de Ca para as folhas e, ao mesmo tempo, aumentando o acúmulo de prolina e a eficiência de uso de P. No segundo estudo, o excesso de Mn reduziu o crescimento e alterou o equilíbrio nutricional das cvs. CMU-300 e CMU-871, principalmente a partir de 10 mg dm-3 de Mn no solo, com respostas genótipo-dependentes. A cv. CMU-871 demonstrou maior tolerancia , mantendo desempenho fotoquímico superior (Fv/Fm, PIabs, PItotal), maior eficiência nutricional e acúmulo de prolina, sobretudo nas raízes, enquanto a cv. CMU-300 concentrou mais Mn nas folhas e apresentou menor desempenho fisiológico. Em conjunto, os resultados evidenciam que a fitotoxidez de Al e Mn atuam por mecanismos distintos: o Al compromete de forma mais acentuada o crescimento e a arquitetura radicular, enquanto o Mn afeta predominantemente a fisiologia foliar. As cultivares avaliadas mostraram sensibilidade ao excesso desses elementos, ainda que com respostas diferenciadas, adotando estratégias de manutenção metabólica por meio de ajustes bioquímicos e nutricionais.eng
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superioreng
dc.description.sponsorshipFAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonaseng
dc.formatapplication/pdf*
dc.identifier.citationFERREIRA, João Cleber Cavalcante. Alumínio e Manganês: efeitos no desenvolvimento inicial do guaranazeiro. 2026. 117 f. Tese (Doutorado em Agronomia Tropical) - Faculdade de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Amazonas, Manaus, 2026.eng
dc.identifier.urihttps://tede.ufam.edu.br/handle/tede/12011
dc.languageporeng
dc.publisherUniversidade Federal do Amazonaseng
dc.publisher.countryBrasileng
dc.publisher.departmentFaculdade de Ciências Agráriaseng
dc.publisher.initialsUFAMeng
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Agronomia Tropicaleng
dc.rightsAcesso Aberto
dc.rights.urihttps://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/por
dc.subjectPaullinia cupanapor
dc.subjectToxicidade por Al e Mnpor
dc.subjectFotossistema IIpor
dc.subjectAcúmulo de prolina epor
dc.subjectEficiência nutricionalpor
dc.subject.cnpqCIENCIAS AGRARIASeng
dc.subject.otherGuaraná — Cultivopor
dc.subject.otherGuaraná - Efeito do alumíniopor
dc.thumbnail.urlhttps://tede.ufam.edu.br/retrieve/98468/TESE_JoaoCleberFerreira_PPGATR.pdf.jpg*
dc.titleAlumínio e Manganês: efeitos no desenvolvimento inicial do Guaranazeiroeng
dc.title.alternativeAluminum and manganese: effects on the initial development of guarana plantspor
dc.typeTeseeng

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