The Effect of Plant-Derived Biostimulants on White Head Cabbage Seedlings Grown under Controlled Conditions

Resumo

O objetivo deste estudo foi investigar o potencial do uso de matérias-primas naturais que não foram utilizados para a produção de bioestimulantes de crescimento vegetal. Esses produtos podem contribuir efetivamente para superar o desafio colocado pela crescente demanda por alimentos. A extração assistida por ultrassom (UAE) foi escolhida para preparar bioestimulantes inovadores. O resultado esperado desta pesquisa foi gerar produtos que mostrem efeitos benéficos no crescimento do repolho branco, desenvolvimento e qualidade nutricional. Os resultados provaram que as plantas superiores (artemísia, calêndula, coneflower roxo, camomila, manjericão, goldenrod gigante, confrei, dente de leão e valeriana) podem ser utilizadas com sucesso para a produção de bioestimulantes. Por exemplo, produtos baseados em dente-de-leão apresentaram a maior atividade bioestimulante. Em um grupo tratado com extrato de flor a 2,5%, brotos de repolho eram 37% mais longos, enquanto no grupo tratado com 0,5% de extrato de folhas, as raízes eram mais de 76% em comparação com um grupo de controle tratado com água. Bioestimulantes à base de artemísia (na dose de 0,5%) e dente-de-leão comum (raiz) (na dose de 1,0%) aumentaram a massa de brotos e raízes de repolho em 106% e 246%, respectivamente. A maioria dos bioestimulantes aumentou o teor de pigmentos fotossintéticos (clorofila e carotenóides) e diminuiu o teor de polifenóis. Os extratos botânicos também apresentaram impacto variado na atividade antioxidante do repolho. Levando em consideração os benefícios para um amplo escopo de aplicações, espera-se que a utilização desses tipos de produtos deve aumentar no futuro. Esses produtos podem desempenhar um papel fundamental na agricultura sustentável

Abstract

The aim of this study was to investigate the potential of using natural raw materials
that have not been used for the production of biostimulants of plant growth. These products can
effectively contribute to overcome the challenge posed by the increasing demand for food. Ultrasound
assisted extraction (UAE) was chosen to prepare innovative biostimulants. The expected outcome of
this research was to generate products that show beneficial effects on white head cabbage growth,
development, and nutritional quality. The results proved that higher plants (mugwort, calendula,
purple coneflower, chamomile, basil, giant goldenrod, comfrey, dandelion, and valerian) can be
successfully used for the production of biostimulants. For example, products based on common
dandelion showed the highest biostimulating activity. In a group treated with 2.5% flower extract,
cabbage shoots were 37% longer, whereas in a group treated with 0.5% leaves extract, roots were
longer by 76% as compared with a control group treated with water. Biostimulants based on common
mugwort (at a dose of 0.5%) and common dandelion (root) (at a dose of 1.0%) increased the mass of
cabbage shoots and roots by 106% and 246%, respectively. The majority of biostimulants increased
the content of photosynthetic pigments (chlorophyll and carotenoids) and decreased the content of
polyphenols. Botanical extracts also showed varied impact on the antioxidant activity of cabbage.
Taking into account the benefits for a wide scope of applications, it is expected that the utilization
of these types of products should increase in the future. These products can play a key role in
sustainable agriculture