Silício aumenta eficiência fotoquímica, mas não é suficiente para atenuar a deficiência de nitrogênio em plantas de amendoim

Abstract

A deficiência de nitrogênio (N) é uma limitação recorrente no cultivo de diversas culturas agrícolas e pode ocorrer, inclusive, em espécies leguminosas quando não há estabelecimento eficiente da associação com bactérias fixadoras de N, como observado na cultura do amendoim (Arachis hypogaea L.). O silício (Si) tem sido reconhecido como um elemento-chave na atenuação de condições de estresse, por promover melhorias nas respostas fisiológicas e nutricionais das plantas, incluindo aquelas associadas à privação de N. Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar se a aplicação de Si é capaz de mitigar os efeitos negativos da deficiência de N sobre os pigmentos fotossintéticos, a eficiência fotoquímica, o crescimento vegetativo e o acúmulo de biomassa em plantas de amendoim. O experimento foi conduzido em ambiente controlado, em delineamento inteiramente casualizado, em esquema fatorial, com duas concentrações de N (deficiência: 0 mmol L⁻¹ e suficiência: 9 mmol L⁻¹) e duas concentrações de Si (deficiência: 0 mmol L¹ e suficiência: 2 mmol L¹), com cinco repetições. Foram avaliadas as concentrações de clorofila total, feofitina total e carotenoides, a eficiência fotoquímica do fotossistema II (PSII), a altura das plantas, o diâmetro do caule e o acúmulo de biomassa. A deficiência de N diminuiu a concentração de N nas plantas, os teores de clorofila total, feofitina total, carotenoides, eficiência quântica do PSII e a eficiência de conversão da energia absorvida. Esses prejuízos fisiológicos refletiram-se na redução do diâmetro do caule e da massa seca da parte aérea. A aplicação de Si sob condição de deficiência de N atenuou a degradação dos pigmentos fotossintéticos, aumentou a eficiência quântica do PSII, a altura e o diâmetro do caule da planta, mas não alterou a eficiência de conversão de energia absorvida. Os ganhos fisiológicos não foram convertidos em incremento na massa seca das plantas de amendoim. Conclui que o Si não teve importância agronômica para mitigar a deficiência de N no amendoim para as condições deste cultivo.

Nitrogen (N) deficiency is a recurrent limitation in the cultivation of several agricultural crops and may occur, even, in leguminous species when efficient associations with N-fixing bacteria are not established, as observed in peanut (Arachis hypogaea L.). Silicon (Si) has been recognized as a key element in alleviating stress conditions by improving plant physiological and nutritional responses, including those associated with N deprivation. Thus, the objective of this study was to evaluate whether Si application can mitigate the negative effects of N deficiency on photosynthetic pigments, photochemical efficiency, vegetative growth, and biomass accumulation in peanut plants. The experiment was conducted under controlled conditions in a completely randomized design with a factorial arrangement, consisting of two N concentrations (deficiency: 0 mmol L⁻¹; sufficiency: 9 mmol L⁻¹) and two Si concentrations (deficiency: 0 mmol¹; sufficiency: 2 mmol L¹), with five replicates. Total chlorophyll, total pheophytin, and carotenoid concentrations, the photochemical efficiency of photosystem II (PSII), plant height, stem diameter, and biomass accumulation were evaluated. Nitrogen deficiency reduced plant N concentration, total chlorophyll, total pheophytin, and carotenoid contents, PSII quantum efficiency, and the efficiency of absorbed energy conversion. These physiological impairments were reflected in reduced stem diameter and shoot dry mass. The application of Si under N deficiency conditions attenuated the degradation of photosynthetic pigments, increased the quantum efficiency of PSII, and the height and stem diameter of the plant, but did not alter the efficiency of conversion of absorbed energy. The physiological gains were not converted into an increase in the dry mass of peanut plants. It is concluded that Si was not of agronomic importance to mitigate N deficiency for peanuts under the conditions of this crop.