GAS EXCHANGE AND PHOTOCHEMICAL EFFICIENCY IN LIMA BEAN GENOTYPES GROWN IN COMPACTED SOILS

• Published in: Caatinga Vol. 31; no. 2; pp. 306 - 314
• Main Authors: SOUZA, RENATO FRANCISCO DA SILVA, SANTOS, DJAIL, PEREIRA, WALTER ESFRAIN, MACEDO, FABRÍCIO LOPES DE, VENDRUSCOLO, JHONY
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Mossoro Universidade Federal Rural do Semiárido 01-04-2018; Universidade Federal Rural do Semi-Árido
• Subjects: AGRICULTURE, DAIRY & ANIMAL SCIENCE; AGRONOMY; Carbon dioxide; FISHERIES; FOOD SCIENCE & TECHNOLOGY; FORESTRY; Phaseolus lunatus; Physical properties; Soil compaction; VETERINARY SCIENCES; Phaseolus lunatus L; Photosynthetic rate; Physical impediment; Taxa fotossintética; Impedimento físico
• DOI: 10.1590/1983-21252018v31n206rc
• EISSN: 1983-2125
• ISSN: 0100-316X; 1983-2125

ABSTRACT The effects of soil compaction on crop growth and productivity have been well studied in recent years, however, studies on the physiological responses of crops to compaction are scarce. The objective of this study was to evaluate the effect of soil compaction on gas exchange, and photochemical efficiency of lima bean (Phaseolus lunatus L.) genotypes of different growth habits. The experimental design was a randomized block in a 3×4 factorial arrangement, with three lima bean genotypes (Branca-Pequena, Orelha-de-Vó and Roxinha) and four compaction levels (soil densities of 1.1, 1.3, 1.5 and 1.7 g cm-3), with four replications. The following variables were evaluated at 38 days after sowing: photosynthetic rate (A), leaf transpiration (E), stomatal conductance (gs), internal CO2 concentration (Ci), instantaneous water use efficiency (WUE), intrinsic water use efficiency (iWUE), instantaneous carboxylation efficiency (iCE) and photochemical efficiency (Fo, Fm, Fv and Fv/Fm). The data were subjected to analysis of variance at 5% probability by the F test. The genotypes showed a reduction in the photosynthetic rate with increasing soil compaction. The soil compaction affected the photochemical efficiency of the genotype Orelha-de-Vó, with the Fm and Fv fitting to the linear model, and the Fv/Fm fitting to the quadratic model. The genotype Orelha-de-Vó had the highest rate of E and gs at the soil densities of 1.24 and 1.29 g cm-3, respectively. Regarding the photosynthetic rate, the genotype Roxinha is more efficient than Branca-Pequena at the soil density of 1.7 g cm -3.
RESUMO Os efeitos da compactação do solo no crescimento e produtividade das culturas têm sido muito estudados nos últimos anos, porém, as respostas fisiológicas das culturas à compactação não têm recebido a devida atenção. Objetivou-se avaliar o efeito da compactação do solo nas trocas gasosas e na eficiência fotoquímica de genótipos de fava (Phaseolus lunatus L.) de diferentes hábitos de crescimento. O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados no arranjo fatorial 3 × 4, sendo três genótipos de fava (Branca pequena, Orelha de vó e Roxinha) e quatro níveis de compactação (densidades de solo de 1,1; 1,3; 1,5 e 1,7 g cm-3), com quatro repetições. Aos 38 dias após a semeadura, analisaram-se as seguintes variáveis: taxa fotossintética (A), transpiração foliar (E), condutância estomática (gs), concentração interna de CO2 (Ci), eficiência instantânea no uso da água (EUA), eficiência intrínseca no uso da água (EIUA), eficiência instantânea de carboxilação (EiC) e eficiência fotoquímica (Fo, Fm, Fv e Fv/Fm). Os dados foram submetidos à análise de variância a 5% de probabilidade pelo teste F. Os genótipos apresentaram redução na taxa fotossintética com aumento da compactação do solo. Houve efeito da compactação do solo na eficiência fotoquímica apenas para o genótipo ‘Orelha de vó’, com ajustes do modelo linear para Fm e Fv, e quadrático para relação Fv/Fm. O genótipo ‘Orelha de vó’ atingiu a maior taxa de E e gs nas densidades de solo 1,24 e 1,29 g cm-3, respectivamente. Em relação a taxa fotossintética, o genótipo ‘Roxinha’ é mais eficiente que o genótipo ‘Branca pequena’ na densidade do solo de 1,7 g cm-3.