Silício na modificação da estequiometria C:N:P, eficiência nutricional, produtividade e biofortificação da quinoa

Abstract

O silício (Si) é reconhecido por desempenhar papéis importantes no crescimento e na produtividade das plantas. Para compreender melhor o efeito do Si nas plantas, é importante considerar o estudo das relações estequiométricas C:N:P, a eficiência de uso de nutrientes e a biofortificação de grãos, mas essas informações não são conhecidas em plantas de quinoa. Para isso, realizou-se esta pesquisa, objetivando-se : (a) avaliar o efeito de diferentes concentrações de Si aplicadas via solução nutritiva na modificação das relações estequiométricas C:N:P e na eficiência de uso de nutrientes refletindo no crescimento e na produtividade da quinoa; (b) avaliar se o modo de aplicação de Si poderia incrementar sua absorção e a eficiência nutricional de N e P, os teores de compostos fenólicos na parte aérea das plantas de quinoa e incrementar a produtividade e a biofortificação dos grãos com Si e ácido ascórbico. Foram desenvolvidos dois experimentos em plantas de quinoa cultivadas em sistema hidropônico. No primeiro experimento, os tratamentos corresponderam a quatro concentrações de Si (0; 1; 2 e 3 mmol L-1) aplicadas via solução nutritiva, na forma de silicato de sódio e potássio estabilizado com sorbitol. No segundo experimento, foi testada a concentração de 3 mmol L-1 de Si nas formas de aplicação: foliar, radicular em solução nutritiva, combinada radicular mais foliar e o controle, sem Si. Ficou evidenciado que o fornecimento do Si promoveu declínio na concentração de C associado à maior absorção de N e P, diminuindo principalmente as relações C:N e C:P, favorecendo a eficiência do metabolismo do C e modulando a eficiência de uso de N e P para o acúmulo de biomassa. O fornecimento de Si radicular mais foliar promoveu a maior eficiência de uso de N e P, incrementando a produtividade e a biofortificação de grãos com Si e ácido ascórbico.

Silicon (Si) is recognized for playing important roles in plant growth and productivity. To better understand the effect of Si on plants, it is important to consider the study of stoichiometric C:N:P relationships, the efficiency of use of nutrients and the biofortification of grains, but this information is not known in quinoa plants. For this, this research was carried out aiming: (a) to evaluate the effect of different Si concentrations applied via nutritive solution in the modification of stoichiometric relationships C:N:P, efficiency of use of nutrients reflecting in the growth and productivity of quinoa ; (b) evaluate if the Si application method could increase its absorption and the nutritional efficiency of N and P, the levels of phenolic compounds in the aerial part of the quinoa plants and increase the productivity and the biofortification of the grains with Si and acid ascorbic. Two experiments were carried out on quinoa plants grown in a hydroponic system. In the first experiment, the treatments corresponded to four concentrations of Si (0, 1, 2 and 3 mmol L-1) applied via nutritive solution, in the form of sodium silicate and potassium stabilized with sorbitol. In the second experiment, the concentration of 3 mmol L-1 of Si in the application forms was tested: leaf, root in nutrient solution, combined root plus leaf and control, without Si. It was evidenced that the Si supply by promoting a decline in the C levels, associated with greater uptake of N and P, especially decreased the C:N and C:P ratios, favoring the C metabolism efficiency, and modulated the N and P use efficiency for biomass accumulation. The supply of more leafy Si root promoted the highest efficiency of use of N and P, increasing the productivity and the biofortification of grains with Si and ascorbic acid.