Seaweeds (Macroalgae) and their extracts as contributors of plant productivity and quality: the current status of our understanding

Resumo

Os efeitos benéficos das algas marinhas (macroalgas) e dos seus extratos nos sistemas vegetais têm sido utilizados há muitos séculos para melhorar as propriedades do solo e para aumentar a produtividade e a qualidade das culturas agrícolas, das plantas ornamentais e da relva. No entanto, só recentemente os avanços na investigação científica revelaram as aplicações potenciais dos extratos de macroalgas produzidos comercialmente como bioestimulantes de plantas. Uma extensa literatura sobre extratos derivados de algas marinhas como bioestimulantes para melhorar a tolerância das plantas ao estresse abiótico e/ou biótico, promoção do crescimento das plantas e seus efeitos nas interações raiz/micróbio, demonstrou os diversos papéis na saúde das plantas, qualidade/biofortificação e melhoria do solo. Estes efeitos têm sido apoiados por mecanismos fisiológicos, bioquímicos e moleculares, como é evidente através de investigações utilizando plantas modelo. Esta revisão discute aspectos selecionados do papel das algas marinhas e seus extratos no crescimento das plantas; também fornece uma visão geral dos mecanismos de atividade e potenciais componentes bioativos. A revisão é apresentada para estimular novos estudos sobre o uso de extratos derivados de macroalgas para aplicações na agricultura e horticultura.

Abstract

The beneficial effects of seaweeds (macroalgae) and their extracts on plant systems has been used for many centuries to improve soil properties and to enhance the productivity and quality of agricultural crops and ornamental plants and turf grass. However, it has only been recently that advances in scientific research have uncovered the potential applications for commercially produced macroalgal extracts as plant biostimulants. Extensive literature on seaweed-derived extracts as biostimulants to improve plant tolerance to abiotic and/or biotic stress, plant growth promotion and their effects on root/microbe interactions, have demonstrated the varied roles in plant health, quality/biofortification and soil improvement. These effects have been supported by physiological, biochemical and molecular mechanisms, as evident through investigations using model plants. This review discusses selected aspects of the role of seaweeds and their extracts on plant growth; it also provides an overview of mechanisms of activity and potential bioactive components. The review is presented to stimulate further studies on the use of macroalgal-derived extracts for applications in agriculture and horticulture.