Impacto do Silício na estequiometria C:N:P, na eficiência nutricional e na produtividade da primeira soqueira de cana-de-açúcar em condições de campo sob diferentes regimes hídricos

Abstract

A fertirrigação com silício (Si) tem se mostrado uma alternativa promissora para solucionar o déficit hídrico na cultura da cana-de-açúcar, permitindo o uso eficiente da água pelas plantas. Estudos indicam que os efeitos do Si na estequiometria do carbono (C), nitrogênio (N) e fósforo (P) podem estar relacionados a esses benefícios, entretanto, as pesquisas restringiram-se em ambientes controlados, necessitando de novas verificações em condições de campo. Diante desse contexto, o objetivo deste trabalho é avaliar se a fertirrigação com Si modifica a estequiometria de C, N e P, com o intuito de aumentar a eficiência nutricional na produção de biomassa da cana-de-açúcar em condições de campo e reduzir os prejuízos na produtividade da cultura. Para alcançar esse objetivo, foi realizado um experimento em uma área de primeiro ano de soqueira, após o corte do primeiro ciclo de cultivo. O experimento foi realizado em delineamento experimental de blocos casualizados, seguindo um esquema fatorial 2 x 2, testando dois níveis de capacidade de retenção de água no solo (restrição hídrica - 35% e ausência de restrição hídrica - 70%) e dois níveis de fornecimento de Si via fertirrigação (0 mM e 1,8 mM) com 5 repetições. Os resultados demonstraram que a aplicação de Si promoveu um aumento significativo no acúmulo de N, P e Si nas folhas e colmos da cana-de-açúcar, especialmente na condição de 70% de capacidade de retenção de água. Observou-se uma correlação negativa entre as concentrações de C e Si, sugerindo uma substituição estequiométrica entre esses elementos. Além disso, a fertirrigação com o Si resultou em uma melhoria na eficiência de uso de P e um aumento na produtividade da cana-de-açúcar em ambas as condições hídricas. Foi evidenciado que a presença de Si mitigou os efeitos do estresse por déficit hídrico promovendo um balanço mais eficiente entre C:N:P e elevando aumento do número de colmos e a produção de biomassa. Estes achados sugerem que a integração do Si no manejo agrícola pode ser uma prática essencial para garantir a sustentabilidade e a produtividade da cultura da cana-de-açúcar em cenários com ou sem escassez de recursos hídricos.

Fertigation with silicon (Si) has emerged as a promising alternative to address water deficit in sugarcane cultivation, enabling efficient water use by plants. Studies suggest that the effects of Si on the stoichiometry of carbon (C), nitrogen (N), and phosphorus (P) may be linked to these benefits; however, most research has been limited to controlled environments, necessitating further studies under field conditions. In this context, the objective of this research is to evaluate whether Si fertigation modifies the stoichiometry of C, N, and P with the aim of increasing nutrient efficiency in biomass production of sugarcane under field conditions and reducing the adverse effects on crop yield. To achieve this objective, an experiment was conducted in a first-year ratoon area, following the harvest of the first crop cycle. The experiment was carried out using a randomized block design, following a 2 x 2 factorial scheme, testing two levels of soil water retention capacity (water deficit - 35% and no water deficit - 70%) and two levels of Si supply via fertigation (0 mM and 1.8 mM) with 5 repetitions. The results demonstrated that Si application significantly increased the accumulation of N, P, and Si in sugarcane leaves and stalks, particularly under the 70% water retention capacity condition. A negative correlation was observed between C and Si concentrations, suggesting a stoichiometric substitution between these elements. Additionally, Si fertigation improved P use efficiency and increased sugarcane yield under both water conditions. It was evidenced that the presence of Si mitigated the effects of drought stress by promoting a more efficient balance between C:N:P and increasing the number of stems and biomass production. These findings suggest that integrating Si into agricultural management may be an essential practice to ensure the sustainability and yield of sugarcane crops in scenarios with or without water resource scarcity.