Effect of aluminium on bananas (Musa spp.) cultivated in acid solutions. II. Water and nutrient uptake

Effet de l'aluminium sur les bananiers (Musa spp.) cultivés en solutions acides. II. Absorption d'eau et d'éléments nutritifs

Université catholique de Louvain, Unité des sciences du sol, Place Croix-du-Sud 2/10, B-1348 Louvain-la-Neuve (Belgium)

Received: 19 May 2000
Accepted: 4 September 2000

Abstract

Introduction. A previous paper showed that Al in the nutrient solution affected the growth, biomass production and chemical composition of bananas (Musa spp.). This paper aims at providing complementary results on the effect of Al on water and nutrient uptake by young banana plants. Materials and methods. Vitroplants of five cultivars (Grande Naine, Agbagba, Obino l'Ewaï, Igitsiri and Kayinja) were grown for 40 d in a phytotron with a temperature close to that of their cropping areas. Dilute nutrient solutions without Al and with 78.5 μM Al were supplied continuously with peristaltic pumps. Measurements of daily water and nutrient uptake were carried out twice a week. Rhizosphere acidification or alcalinisation were also monitored. Results and discussion. Aluminium reduced plant water uptake and cumulative detrimental effects were observed. After 40 d, water uptake was only 30-40% of the control. Without Al, nutrient uptake (Ca, Mg, K, P, NO₃-N, NH₄-N) increased with time, whereas Al inhibited the uptake of all elements, particularly Mg. As for water absorption, cumulative effects were observed: after 40 d, most nutrient uptake rates were reduced by more than 50% relatively to the control. The plantain bananas, Agbagba and Obino l'Ewaï, were more resistant to Al than the others. Changes of temperature are likely to modify Al sensitivity as one cultivar, Kayinja, showed greater Al sensitivity at 28/25°C than at 24/20°C.

Résumé

Introduction. Dans un article précédent, il a été montré que l'aluminium (Al) introduit dans la solution nutritive affectait la croissance, la production de biomasse et la composition chimique des bananiers (Musa spp.). Le travail présenté vise à fournir des résultats complémentaires concernant l'effet de Al sur l'absorption d'eau et d'éléments nutritifs. Matériel et méthodes. Les vitroplants de cinq cultivars de bananiers (Grande Naine, Agbagba, Obino l'Ewaï, Igitsiri et Kayinja) ont été cultivés pendant 40 jours en phytotron, à des températures proches de celles trouvées dans leurs aires de culture. Des solutions nutritives sans et avec 78,5 μM Al ont été continuellement apportées aux plants à l'aide de pompes péristaltiques. Des mesures de l'absorption quotidienne d'eau et d'éléments nutritifs ont été effectuées deux fois par semaine. L'acidification ou l'alcalinisation de la rhizosphère ont été également contrôlées. Résultats et discussion. L'aluminium a réduit l'absorption d'eau par les plants et des effets nocifs cumulatifs ont été observés. Après 40 jours, l'absorption d'eau a été seulement de 30 à 40 % par rapport à celle des plants témoins. Sans Al, l'absorption d'éléments nutritifs (Ca, Mg, K, P, NO₃-N, NH₄-N) a augmenté avec le temps, alors que la présence de Al a empêché l'absorption de tous ces éléments, en particulier du magnésium. Comme dans le cas de l'eau, des effets cumulatifs ont été observés : après 40 jours, la plupart des taux d'absorption d'éléments nutritifs ont été réduits de plus que 50 % par rapport aux plants témoins. Les bananiers plantains (Agbagba et Obino l'Ewaï) ont été plus résistants à Al que les autres cultivars. Les variations de température sont susceptibles de modifier la sensibilité à Al ; en effet, le cultivar Kayinja a montré une plus grande sensibilité à Al à 28/25°C qu'à 24/20°C.