Comunidades de fungos micorrízicos arbusculares autóctones de vinhedos da região do Vale da Uva Goethe (SC) e seus efeitos no crescimento e parâmetros fisiológicos da videira

Abstract

Vinhedos do Sul do Brasil apresentam níveis altos de cobre no solo em consequência da aplicação de produtos para o controle de doenças. O excesso deste elemento no solo poder ter efeitos negativos sobre as plantas e organismos do solo. Fungos micorrízicos arbusculares (FMA) podem proteger as plantas da toxidez de metais, mas os benefícios da associação com esses fungos variam com espécies e isolados. O efeito benéfico depende tanto da planta como do FMA, que tem diferentes estratégias ecológicas e respondem de forma diversa a variáveis ambientais e de manejo dos vinhedos. O objetivo deste trabalho foi avaliar a colonização radicular e a riqueza de espécies de fungos micorrízicos arbusculares (FMA) em vinhedos com diferentes tempos de cultivo e concentrações de cobre, além dos efeitos de comunidades de FMA autóctones sobre o crescimento e parâmetros fisiológicos da videira em solos com diferentes concentrações de cobre. Em uma primeira etapa avaliaram-se, em amostras de três vinhedos com diferentes tempos de cultivos (<10, entre 30 e 40 e >60 anos), do Vale da Uva Goethe, SC, Brasil a riqueza de FMA, por extração de esporos do solo e de culturas armadilha, assim como a colonização micorrízica de videiras. Nos solos com altos teores de cobre houve maior colonização micorrízica nas videiras e ocorrem espécies de FMA de hábitos ruderais, como os da família Glomeraceae. Glomus ambisporum foi a espécie dominante, e teores elevados de cobre no solo e pH acima de 6,0 relacionaram-se negativamente com a presença de espécies de FMA tolerantes a estresse, como Acaulosporaceae. Também se avaliaram a resposta da comunidade de FMA de um vinhedo jovem, com baixos teores de Cu, a adições crescentes de Cu (0, 50, 100 e 150 mg kg-1) e suas consequências no crescimento e parâmetros fisiológicos de porta-enxertos de videira ?P1103? (Vitis berlandieri x rupestris). Avaliaram-se riqueza de FMA, colonização radicular e parâmetros fisiológicos e de crescimento das plantas. Houve resposta negativa da colonização e riqueza de FMA às maiores adições de Cu no solo, mas a estrutura da comunidade de FMA se manteve, e não houve efeitos negativos sobre o crescimento das plantas. Também verificou-se como a inoculação com uma comunidade de FMA de solos de vinhedos antigos, com altos teores de Cu (Ar), ou com Rhizophagus clarus (Rh) procedente de uma área de mineração, afeta o desempenho de porta-enxertos de videira Paulsen ?1103? plantadas em solos de vinhedos jovens (<10 anos) e antigos (>60 anos). Houve maior crescimento das plantas nos solos vinhedos mais antigos que no solo do vinhedo mais jovem, o que se relacionou com o maior conteúdo de nutrientes no solo. Nos dois vinhedos as plantas de videira inoculadas com Ar apresentaram melhor capacidade de assimilação fotossintética, enquanto as plantas inoculadas com Rh tiveram maior assimilação de carbono. Assim, a resposta das videiras à inoculação por FMA foi positiva em diferentes condições de solo. Em conclusão, plantas de videira em solos com altas concentrações de Cu têm preferência por espécies de FMA com hábitos ruderais, como a família Glomeraceae, e maior tempo de cultivo leva a que estas espécies predominem no ambiente. Espécies autóctones adaptadas a condições de alto teor de Cu, quando inoculadas em plantas em solos com baixo ou alto acúmulo de Cu, promovem o crescimento e os parâmetros fisiológicos das videiras. Além do Cu, outras variáveis, como o fósforo disponível e pH, afetam a resposta dos FMA, evidenciando a complexidade dos processos envolvendo essa associação.

Abstract: Vineyards in southern Brazil have high levels of soil copper (Cu), due to continuous application of plant disease control products. High soil copper can have adverse effects on plants and soil organisms. Arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) can protect plants from metal toxicity, but benefits from the association with those fungi vary with fungal species and isolates. Beneficial effects depend on plant and AMF. They have different ecological strategies and responses to environmental and management variables. This work aimed to evaluate root colonization and specific richness of arbuscular mycorrhizal fungi (FMA) in vineyards with different cultivation times and copper concentrations, and the effects of indigenous FMA communities on grapevine growth and physiological parameters, in soils with different copper concentrations. In a first stage, soil samples and grapevine roots from three vineyards with different cultivation times (<10, between 30 and 40 and >60 years old) from Vale da Uva Goethe, SC, Brazil, were used to evaluate AMF species richness of FMA, using spores from soil and trap cultures, as well as grapevine root mycorrhizal colonization. Soils with high soil copper had higher root mycorrhizal colonization and abundance of ruderal AMF, such as those from the Glomeraceae family Glomus ambisporum was the predominant species. High levels of soil copper and pH above 6.0 correlated negatively with the presence of stress-tolerant FMA species, such as Acaulosporaceae. The response of the AMF community from a young vineyard, with low Cu levels, to increasing Cu additions (0, 50, 100, and 150 mg kg-1) was evaluated, as well as its consequences on growth and physiological parameters of ?P1103? (Vitis berlandieri x rupestris) rootstock plantlets. The variables analyzed were AMF richness, grapevine root colonization growth, and physiological parameters such as height, stem diameter, number of leaves, and dry shoot and root mass. AMF root colonization and richness responded negatively to high soil copper additions, but the AMF community was maintained, and there were no negative effects on plant growth. This work also evaluated whether inoculation with an AMF community from an old high-soil copper vineyard soil (Ar) or Rhizophagus clarus (Rh) from a mining area affected the performance of ?P1103? rootstock plantlets established in soils from a young (<10 years) or an old (> 60 years) vineyards. There was higher plant growth in the old vineyard soil than in the younger vineyard soil, and that is related to the higher nutrient content in the soil from the old vineyard. In both soils, grapevine plantlets inoculated with Ar had higher photosynthetic assimilation capacity, while plants inoculated with Rh had higher carbon assimilation. Therefore, the response to AMF inoculation was positive for grapevines in different soil conditions. In conclusion, in soils with high soil copper, grapevines have a preference for AMF species with ruderal habits, such as the Glomeraceae family, and that longer cultivation time leads to their predominance. Native species adapted to high soil copper, inoculated in young plants, in soils with low or high copper accumulation, promote grapevine growth, and improve physiological parameters. In addition to copper, other soil variables, such as available phosphorus and pH, affect AMF response, showing the complexity of the processes involving the mycorrhizal association.