Seaweed extract- based biostimulant as drought mitigation in sugarcane
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Data
2021-12-10
Autores
Jacomassi, Lucas Moraes
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Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Resumo
Drought is one of abiotic factors most inherent to the decrease in field yields, inducing the plant to morphological and physiological responses, severely affecting plant metabolism due to cellular oxidative stress, even in C4 crops species as sugarcane. Algae extracts based as biostimulants are agricultural practices used to mitigate negative plant responses caused by drought conditions. However, it remain unexplored its effects as foliar aplication in sugarcane field exposed to water stress that can promote increases in plant metabolism, stalk and sugar yields, as well as an extracted juice with greater technological quality. Thus, study aimed to evaluate the effectiveness of using an algae extract based foliar fertilizer at application timings under the influence of the driest period of the year in late harvest sugarcane. The commercial sugarcane fields consisted of three experiments carried out in harvest seasons of 2018 (site 1), 2019 (site 2) and 2020 (site 3) in Brazil, using RB85-5536 and SP80-3280 varieties in different ratoons (5th and 3rd). The treatments consisted of application and no application timings of foliar biostimulant in June (sites 2 and 3) and July (site 1). The dose used was 500 ml a.i ha-1 in a 100 L ha-1 water volume. The use of seaweed extract (SWE) mitigated the negative effects of drought, increasing the stalk yield per hectare by up to 3.08 Mg ha-1, in addition to enabling greater accumulation of sucrose in the stalks by up to 2.8%, generating gains of 3.4 kg Mg -1 of sugar per hectare, which raises the quality of the industrializable raw material. The Trolox-equivalent antioxidant capacity of treated plants was improved by up to 22%, increasing the activity of antioxidant enzymes in relation to the decrease of the metabolite 3-carbon dialdehyde MDA. Leaf analysis shows an efficient metabolic activity for SWE aplication, decreasing carbohydrate reserve levels in leaves while increasing total sugars by up to 34%. By positively stabilizing the cellular redox balance of plants, the action of SWE increases biomass production, resulting in greater energy generation up to 10.5%. Thus, the SWE strategy is a tool in alleviating drought stress while enhancing sugarcane development, stalk yield and sugar production, and improving plant physiological and enzymatic processes.
A seca é um dos fatores abióticos mais inerentes à diminuição da produtividade das culturas no campo, induzindo a planta a respostas morfológicas e fisiológicas, afetando severamente o metabolismo vegetal devido ao estresse oxidativo celular, mesmo em espécies de cultivo C4 como a cana-de-açúcar. O uso de extratos de algas com ação bioestimulante é uma prática agrícolas quem vem sendo usada para mitigar as respostas negativas das plantas causadas pelas condições ambientais de seca. No entanto, ainda é pouco explorado seus efeitos na aplicação foliar em canaviais comerciais expostos ao estresse hídrico. Esses extratos podem promover aumentos no metabolismo da planta, produtividade de colmos e açúcar, bem como um caldo extraído com maior qualidade tecnológica. Assim, esse estudo teve como objetivo avaliar a eficácia da utilização de um fertilizante foliar à base de extrato de algas em épocas de aplicação sob a influência do período mais seco do ano na cana-de-açúcar de colheita tardia. O trabalho consistia em três experimentos realizados nas safras de 2018 (site 1), 2019 (site 2) e 2020 (site 3), utilizando as variedades RB85-5536 e SP80-3280 em diferentes soqueiras (5ª e 3ª soqueiras). Os tratamentos foram a aplicação ou não aplicação do bioestimulante foliar em junho (site 2 e 3) e julho (site 1). A dose utilizada foi de 500 ml a.i ha-1 em um volume de água de 100 L ha-1 . O uso do extrato de algas marinhas (SWE – Seaweed extract) mitigou os efeitos negativos da seca, aumentando a produtividade de colmos por hectare em até 3,08 Mg ha-1 , além de possibilitar maior acúmulo de sacarose nos colmos em até 2,8%, gerando ganhos de 3,4 kg Mg-1 de açúcar por hectare, o que eleva a qualidade da matériaprima industrializável. A capacidade antioxidante equivalente a Trolox das plantas tratadas foi melhorada em até 22%, aumentando a atividade das enzimas antioxidantes em relação à diminuição do metabólito dialdeído 3-carbono MDA. A análise das folhas mostra uma atividade metabólica eficiente para aplicação do bioestimulante, diminuindo os níveis de reserva de carboidratos nas folhas enquanto aumenta os açúcares totais em até 34%. Ao estabilizar positivamente o balanço redox celular das plantas, a ação do SWE aumenta a produção de biomassa, resultando em maior geração de energia em até 10,5%. Assim, a estratégia de SWE é uma ferramenta para aliviar o estresse hídrico e, ao mesmo tempo, melhorar o desenvolvimento da cana-de-açúcar, o rendimento do colmo e a produção de açúcar, além de melhorar os processos fisiológicos e enzimáticos da planta.
A seca é um dos fatores abióticos mais inerentes à diminuição da produtividade das culturas no campo, induzindo a planta a respostas morfológicas e fisiológicas, afetando severamente o metabolismo vegetal devido ao estresse oxidativo celular, mesmo em espécies de cultivo C4 como a cana-de-açúcar. O uso de extratos de algas com ação bioestimulante é uma prática agrícolas quem vem sendo usada para mitigar as respostas negativas das plantas causadas pelas condições ambientais de seca. No entanto, ainda é pouco explorado seus efeitos na aplicação foliar em canaviais comerciais expostos ao estresse hídrico. Esses extratos podem promover aumentos no metabolismo da planta, produtividade de colmos e açúcar, bem como um caldo extraído com maior qualidade tecnológica. Assim, esse estudo teve como objetivo avaliar a eficácia da utilização de um fertilizante foliar à base de extrato de algas em épocas de aplicação sob a influência do período mais seco do ano na cana-de-açúcar de colheita tardia. O trabalho consistia em três experimentos realizados nas safras de 2018 (site 1), 2019 (site 2) e 2020 (site 3), utilizando as variedades RB85-5536 e SP80-3280 em diferentes soqueiras (5ª e 3ª soqueiras). Os tratamentos foram a aplicação ou não aplicação do bioestimulante foliar em junho (site 2 e 3) e julho (site 1). A dose utilizada foi de 500 ml a.i ha-1 em um volume de água de 100 L ha-1 . O uso do extrato de algas marinhas (SWE – Seaweed extract) mitigou os efeitos negativos da seca, aumentando a produtividade de colmos por hectare em até 3,08 Mg ha-1 , além de possibilitar maior acúmulo de sacarose nos colmos em até 2,8%, gerando ganhos de 3,4 kg Mg-1 de açúcar por hectare, o que eleva a qualidade da matériaprima industrializável. A capacidade antioxidante equivalente a Trolox das plantas tratadas foi melhorada em até 22%, aumentando a atividade das enzimas antioxidantes em relação à diminuição do metabólito dialdeído 3-carbono MDA. A análise das folhas mostra uma atividade metabólica eficiente para aplicação do bioestimulante, diminuindo os níveis de reserva de carboidratos nas folhas enquanto aumenta os açúcares totais em até 34%. Ao estabilizar positivamente o balanço redox celular das plantas, a ação do SWE aumenta a produção de biomassa, resultando em maior geração de energia em até 10,5%. Assim, a estratégia de SWE é uma ferramenta para aliviar o estresse hídrico e, ao mesmo tempo, melhorar o desenvolvimento da cana-de-açúcar, o rendimento do colmo e a produção de açúcar, além de melhorar os processos fisiológicos e enzimáticos da planta.
Descrição
Palavras-chave
Drought, Saccharum spp, Bio-stimulant, Antioxidant metabolism, Protection, Yield, Seca, Cana-de-açúcar, Bioestimulante, Metabolismo antioxidante, Proteção, Produtividade