Humic acids affect photosynthetic quantum efficiency in rice under water deficit

Resumo

A agricultura é responsável pelo consumo da maior quantidade de água no mundo. A disponibilidade de água é o fator ambiental que mais limita a sustentabilidade dos sistemas agrícolas. A adoção de tecnologias sustentáveis que melhoram a eficiência do uso da água pelas plantas tornou-se cada vez mais importante na agricultura moderna. Os ácidos húmicos (AH) atuam como bioefetores rizosféricos, estimulando as atividades bioquímicas e fisiológicas das plantas. O objetivo deste estudo foi avaliar o potencial dos ácidos húmicos do vermicomposto (AHVC), previamente caracterizados por ATR-FTIR e 1 H-NMR, em estimular a cinética de emissão da fluorescência transiente da clorofila a, as concentrações de pigmentos fotossintéticos e metabólitos solúveis, o desenvolvimento do sistema radicular e o acúmulo de biomassa fresca e seca em arroz (Oryza sativa L.) sob condições de crescimento normais e de déficit hídrico. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com quatro tratamentos (Controle; AHVC; PEG-6000; AHVC + PEG-6000). A aplicação de AHVC em plantas sob déficit hídrico foi eficiente em manter a fotossíntese, com um efeito como eustressor. O AHVC desencadeou o aumento da biomassa vegetal e o desenvolvimento radicular das plantas sob déficit hídrico. O AHVC atuou na regulação osmótica e no influxo e remobilização de diferentes formas de nitrogênio, aumentando a proteção contra o estresse. O AHVC na rizosfera induziu plantas com maior biomassa radicular, parcialmente devido ao melhor desempenho fotossintético.

Abstract

Agriculture is responsible for consuming the largest amount of water in the world. Water availability is the environmental factor that most limits the sustainability of agricultural systems. The adoption of sustainable technologies that improve plant water use efficiency has become increasingly important in modern agriculture. Humic acids (HA) acts as a rhizospheric bioeffector, stimulating the biochemical and physiological activities of plants. The objective of this study was to evaluate the potential of humic acids from vermicompost (HAVC), previously characterized by ATR-FTIR and 1 H-NMR, in stimulating the emission kinetics of the transient fluorescence of chlorophyll a, the concentrations of photosynthetic pigments and soluble metabolites, development of the root system and accumulation of fresh and dry biomass in rice (Oryza sativa L.) under normal growth conditions and water deficit. The experimental design was completely randomized, with four treatments (Control; HAVC; PEG-6000; HAVC + PEG-6000). The application of HAVC in plants under water deficit was efficient in maintaining photosynthesis, with an effect as an eustressor. HAVC triggered the increase of plant biomass and root development of plants under water deficit. HAVC acted on osmotic regulation and the influx and remobilization of different forms of nitrogen, enhancing protection against stress. HAVC in the rhizosphere induced plants with higher root biomass, partially due to better photosynthetic performance.