Silício via fertirrigação, com e sem fertilização potássica sob três regimes hídricos em campo, na mitigação de estresses fisiológicos em feijoeiro

Abstract

A deficiência hídrica é o estresse abiótico que mais afeta a produtividade das culturas no mundo e está sendo agravado com as mudanças climáticas. O silício (Si) é um elemento benéfico que pode diminuir os danos ocasionados pelo déficit hídrico, enquanto o potássio (K) é um elemento essencial requerido pelas plantas e fundamental no controle do potencial osmótico nas plantas. Uma estratégia para potencializar a eficiência do uso da água e o ótimo crescimento da cultura seria o emprego de Si e K. Portanto aplicações de Si por fertirrigação podem ser eficientes para atenuar os danos gerados pela deficiência hídrica. Objetivou-se avaliar os efeitos de doses de Si aplicada via fertirrigação em diferentes regimes hídricos, na ausência e na presença de adubação potássica nas trocas gasosas, na eficiência de uso da água e no crescimento da cultura do feijão cultivado sob condições de campo. Foram realizados dois experimentos: com e sem o fornecimento de K, avaliando os mesmos tratamentos em ambos os experimentos. Os tratamentos consistiram em fatorial 3x4, sendo três regimes hídricos: 80% (sem déficit hídrico), 60% (déficit hídrico moderado) e 40% (déficit hídrico severo) da capacidade de retenção de água no solo e quatro doses de Si fornecidas via fertirrigação: 0; 4; 8 e 12 kg ha-¹. As doses de Si para aplicação via fertirrigação que promoveram maior absorção do elemento na planta foram incrementadas com a diminuição do teor de água no solo, ou seja, foram iguais a 6,6; 7,0 e 7,1 kg ha-¹, para o regime sem déficit hídrico, déficit hídrico moderado e déficit hídrico severo, respectivamente. A aplicação de Si via fertirrigação melhorou as condições das plantas que foram submetidas, especialmente ao déficit hídrico severo, independente do status de K, refletido no conteúdo relativo de água, potencial hídrico foliar e resistência da membrana que influenciaram diretamente no conteúdo de pigmentos e nas taxas de trocas gasosas. Os efeitos fisiológicos promoveram melhoria na fotossíntese das plantas sob déficit hídrico que mitigaram as perdas na produção de massa seca. Os resultados indicam pela primeira vez nesta espécie que o Si pode ser utilizado em cultivos irrigados para potencializar a eficiência de uso da irrigação, bem como, para áreas de cultivo limitadas pela baixa precipitação e que tenham restrição hídrica.

Water deficiency is the abiotic stress that most affects crop productivity in the world, especially in arid and semi-arid areas where droughts occur frequently. Silicon (Si) is a beneficial element that can reduce the damage caused by water deficit, while potassium (K) is an essential element required by plants and fundamental in controlling osmotic potential in plants. One strategy for boosting water use efficiency and optimal crop growth would be to use Si and K. Therefore, applications of Si by fertigation can be effective in alleviating the damage caused by water deficiency. The aim of this study was to evaluate the effects of doses of Si applied via fertigation under different water regimes, in the absence and presence of potassium fertilization on gas exchange, water use efficiency and growth of the bean crop grown under field conditions. Two experiments were carried out: with and without the supply of K, evaluating the same treatments in both experiments. The treatments consisted of a 3x4 factorial, with three water regimes: 80% (no water deficit), 60% (moderate water deficit) and 40% (severe water deficit) of the soil's water retention capacity and four doses of Si supplied via fertigation: 0; 4; 8 and 12 kg ha-¹. The doses of Si for application via fertigation that promoted the greatest absorption of the element in the plant were increased as the water content in the soil decreased, i.e. they were equal to 6.6, 7.0 and 7.1 kg ha-¹, for the regime without water deficit, moderate water deficit and severe water deficit, respectively. The application of Si via fertigation improved the conditions of the plants that were subjected to severe water deficit, regardless of K status, reflected in relative water content, leaf water potential and membrane resistance, which directly influenced pigment content and gas exchange rates. The physiological effects promoted an improvement in the photosynthesis of the plants under water deficit, which mitigated the losses in dry mass production. The results indicate for the first time in this species that Si can be used in irrigated crops to enhance the efficiency of irrigation use, as well as for growing areas limited by low rainfall and water restrictions.