Sustainable enhancement in yield and quality of rain-fed maize through Gracilaria edulis and Kappaphycus alvarezii seaweed sap

Resumo

O estudo teve como objetivo avaliar não apenas a eficácia da seiva de duas algas Kappaphycus alvarezii (K-sap) e Gracilaria edulis (G-sap) na produtividade e qualidade de Zea mays sob condições de sequeiro, mas também quantificar se a aplicação de seiva é benéfico em termos de redução da pegada de carbono e fosfato dos fertilizantes minerais por unidade de produção. O experimento de campo foi realizado para testar 18 tratamentos, a saber, 5 concentrações (2,5, 5,0, 7,5, 10 e 15%) de K-seiva e G-seiva aplicadas juntamente com a dose recomendada de fertilizantes (RRF); 3 concentrações (7,5, 10 e 15%) de cada um dos dois tipos de seiva aplicadas juntamente com 50% de FRR; juntamente com 2 tratamentos de controle T1 (pulverização de água com 100% de FRR) e T18 (pulverização de água com 50% de FRR). Os tratamentos ideais que aumentaram a produtividade de grãos de milho foram 5% de seiva G ou 7,5% de seiva K aplicados em conjunto com 100% de RRF e os aumentos no rendimento de grãos variaram de 21,4 a 29,8% em comparação com T1. Aumento significativo no teor de P (35,5%) e K (14,4%) nos grãos foi observado através da aplicação de seiva G, sugerindo bioestimulação na absorção desses elementos. Notavelmente, a produção de palha com RRF reduzido em certas combinações com seiva estava no mesmo nível do T1, sugerindo uma possível poupança nas necessidades de fertilizantes para a produção de forragens em condições de sequeiro. Em comparação com T1, houve uma redução acentuada de 17,5 e 23,1% no potencial de aquecimento global por unidade de produto quando foram utilizados 7,5% de seiva K e 5% de seiva G, respetivamente, em conjunto com 100% de MRR.

Abstract

The present study aimed to assess not only the efficacy of sap from two seaweeds Kappaphycus alvarezii (K-sap) and Gracilaria edulis (G-sap) on productivity and quality of Zea mays under rain-fed condition, but also to quantify whether sap application is beneficial in terms of lowering the carbon and phosphate footprint of mineral fertilizers per unit of produce. Field experiment was carried out to test 18 treatments, viz., 5 concentrations (2.5, 5.0, 7.5, 10 and 15 %) each of K-sap and G-sap applied along with recommended rate of fertilizers (RRF); 3 concentrations (7.5, 10 and 15 %) of each of the two types of sap applied along with 50 % RRF; alongside 2 control treatments T1 (water spray along with 100 % RRF) and T18 (water spray along with 50 % RRF). The optimal treatments that enhanced the grain productivity of maize were 5 % G-sap or 7.5 % K-sap applied in conjunction with 100 % RRF and the grain yield enhancements ranged from 21.4 to 29.8 % as compared to T1. Significant increase in P (35.5 %) and K (14.4 %) content in grains was observed through G-sap application, suggesting bio-stimulation in absorption of these elements. Notably, stover yield production at reduced RRF in certain combinations with sap was at par with T1 suggesting a possible saving on fertilizer requirement for fodder production under rain-fed conditions. Compared to T1, there was marked reduction of 17.5 and 23.1 % in global warming potential per unit of produce when 7.5 % K-sap and 5 % G-sap were used respectively in conjunction with 100 % RRF.