Effect of Selenium Enrichment and Type of Application on Yield, Functional Quality and Mineral Composition of Curly Endive Grown in a Hydroponic System

Resumo

O selênio (Se) é um elemento essencial para a saúde humana e a quantidade recomendada (RDA) de ingestão de Se por adulto é de 55–70 µg dia^-1. A principal fonte de ingestão de Se é representada pela dieta, mas sua concentração em vegetais é geralmente limitada em relação às necessidades humanas. O objetivo desta pesquisa foi avaliar o efeito da dose e do tipo de aplicação de Se (fertirrigação ou pulverização foliar) na produtividade, propriedades funcionais e composição mineral da escarola cultivada em sistema hidropônico. Cinco níveis de Se (0,0, 1,0, 2,0, 4,0 e 8,0 µmol L⁻¹) foram fornecidos via fertirrigação ou por pulverização foliar na forma de selenato (Na₂SeO₄)​https://doi.org/10.3390/agronomy9040207. Os resultados mostram que uma implementação de Se de 4 μmol Se L^-1 para plantas enriquecidas via fertirrigação e 8 μmol Se L^-1 para plantas biofortificadas via pulverização foliar melhorou com sucesso parâmetros de desempenho de produção, como peso da cabeça (42,6% e 27,8%, respectivamente)., SSC (16,7% e 14,3%, respectivamente), ácido ascórbico (33,2% e 33,7%, respectivamente), fenólico total (58,9% e 54,5%, respectivamente) e concentração de Se (22,2% e 20,3%, respectivamente). Além disso, a concentração foliar de Se em plantas enriquecidas via fertirrigação variou de 0,71 a 17,61 mg kg^-1 de peso seco (PS), enquanto em plantas biofortificadas via pulverização foliar a concentração foliar de Se variou de 0,72 a 12,67 mg kg^-1 de PS. As plantas cultivadas com a maior dosagem de Se distribuída via fertirrigação ou pulverização foliar apresentaram redução na concentração foliar de N total em 39,4% e 28,6%, respectivamente, em comparação com as plantas não enriquecidas. Nossos resultados indicam que um consumo de 47,4 g dia^-1 de endívia crespa enriquecida com Se, cultivada em cultura sem solo e tratada com 8 μmol L^-1 de selenato aplicado via pulverização foliar, pode ser suficiente para cobrir as necessidades fisiológicas humanas deste elemento.

Abstract

Selenium (Se) is an essential element for humans’ health and the recommended amount (RDA) of Se intake per adult is 55–70 µg day⁻¹. The main source for Se intake is represented by diet, but its concentration in vegetables is generally limited with respect to human needs. The aim of this research was to assess the effect of Se application rate and type (fertigation or foliar spray) on yield, functional properties and mineral composition of curly endive grown in a hydroponic system. Five levels of Se (0.0, 1.0, 2.0, 4.0 and 8.0 µmol L⁻¹) were supplied via fertigation or by foliar spray in the form of selenate (Na₂SeO₄). The results show that a Se implementation of 4 μmol Se L⁻¹ for plants enriched via fertigation and 8 μmol Se L⁻¹ for plants biofortified via foliar spray successfully enhanced production performance parameters such as head weight (42.6% and 27.8%, respectively), SSC (16.7% and 14.3%, respectively), ascorbic acid (33.2% and 33.7%, respectively), total phenolic (58.9% and 54.5%, respectively) and Se concentration (22.2% and 20.3%, respectively). Furthermore, leaf Se concentration in plants enriched via fertigation ranged 0.71–17.61 mg kg⁻¹ of dry weight (DW), whereas, in plant biofortified via foliar spray leaf Se concentration ranged 0.72–12.67 mg kg⁻¹ DW. Plants grown with the highest dosage of Se distributed via fertigation or foliar spray showed a reduction in total-N leaf concentration by 39.4% and 28.6%, respectively, compared with the non-enriched plants. Our results indicate a consumption of 47.4 g day⁻¹ of Se-enriched curly endive grown in soilless culture and treated with 8 μmol L⁻¹ of selenate applied via foliar spray could be sufficient to cover the human physiological needs of this element.