Growth and metabolism of onion seedlings as affected by the application of humic substances, mycorrhizal inoculation and elevated CO2

Resumo

A cebola (Allium cepa L.) é uma cultura de grande importância econômica em todo o mundo. O vigor das mudas desempenha um papel crucial no crescimento posterior e na qualidade dos bulbos. A aplicação de substâncias húmicas (SH), a inoculação de fungos micorrízicos arbusculares (FMA) no solo e o aumento do CO2 atmosférico são três fatores que podem influenciar o crescimento e o desenvolvimento das plantas. Portanto, nosso principal objetivo foi avaliar o efeito de cada um dos fatores acima mencionados, separadamente ou em interação, no metabolismo e crescimento de mudas de cebola antes da formação do bulbo e em casa de vegetação. Os resultados mostraram que esses três fatores aparecem como técnicas hortícolas válidas para melhorar o crescimento e a qualidade das mudas de cebola cultivadas em casa de vegetação, mesmo quando a colonização micorrízica das raízes não atinge altas taxas. Os efeitos benéficos do HS foram aditivos aos da inoculação micorrízica ou CO2 elevado (ECO2) na produção de biomassa da parte aérea e da raiz. A tripla interação entre aplicação exógena de SH, inoculação micorrízica e ECO2 induziu o maior acúmulo de açúcares solúveis, proteínas e prolina nas folhas, sugerindo que tal interação foi a mais efetiva para aumentar a qualidade de brotos de cebola como órgãos fonte para crescimento posterior e qualidade de bulbos e também para aumentar a tolerância das mudas de cebola aos estresses ambientais.

Abstract

Onion (Allium cepa L.) is a crop with great economic importance over the world. The vigor of seedlings plays a crucial role in the posterior growth and quality of bulbs. Application of humic substances (HS), inoculation of arbuscular mycorrhizal fungi (AMF) in the soil and enhancement of atmospheric CO2 are three factors that can influence plant growth and development. Therefore, our main objective was to assess the effect of each of the abovementioned factors, separately or interacting, on the metabolism and growth of onion seedlings before bulb formation and under greenhouse conditions. Results showed that these three factors appear as valid horticultural techniques for improving growth and quality of onion seedlings cultivated in greenhouse even when mycorrhizal colonization of roots does not achieve high rates. Beneficial effects of HS were additive to those of mycorrhizal inoculation or elevated CO2 (ECO2) on shoot and root biomass production. The triple interaction between exogenous HS application, mycorrhizal inoculation and ECO2 induced the highest accumulation of soluble sugars, proteins and proline in leaves, suggesting that such interaction was the most effective for increasing the quality of onion shoots as source organs for posterior growth and quality of bulbs and also for enhancing the tolerance of onion seedlings to environmental stresses.