Soil- and Foliar-Applied Silicon and Nitrogen Supply Affect Nutrient Uptake, Allocation, and Stoichiometry in Arabica Coffee Plants

Resumo

A aplicação de silício (Si) pode afetar a resposta da planta ao nitrogênio (N), possivelmente alterando a absorção, concentração e partição de nutrientes nos tecidos vegetais; no entanto, isso ainda não foi comprovado em plantas de café arábica. Os efeitos dos métodos de aplicação de Si [sem Si, Si solúvel aplicado no solo (168 mg Si L−1) e Si solúvel aplicado foliar (duas aplicações de 2 mg Si planta−1)] e níveis de N (0 e 80 mg N L−1) na produção e partição de biomassa e absorção, partição e estequiometria de nutrientes e Si em plantas jovens de café arábica cultivadas em condições de estufa foram avaliados. A fertilização com nitrogênio aumentou a produção de biomassa e a absorção de todos os nutrientes; no entanto, reduziu as concentrações de K, Ca, Mg, S, Mn e Si nas folhas, Si nos caules e K, Mg e S nas raízes das plantas de café como um efeito de diluição. Na presença de N, o Si aplicado no solo aumentou as concentrações de Zn nas folhas e de Ca e Si nos colmos, a absorção de K, S e Si e a relação Si:N. O Si aplicado via foliar aumentou as concentrações de N, P, K e Zn nas folhas e de Ca e Si nos colmos, bem como a absorção total de K e Si e a relação Si:N em plantas de café, sendo mais evidente com aplicação de N. Este estudo revelou que, especialmente quando aplicado no solo, o Si alterou a absorção de nutrientes, a alocação e as relações estequiométricas com o N, com consequente aumento na produção de biomassa de plantas jovens de café fertilizadas com N.

Abstract

Silicon (Si) application may affect the plant response to nitrogen (N), possibly by changing the uptake, concentration, and partitioning of nutrients in plant tissues; however, this has not yet been proven in Arabica coffee plants. The effects of Si application methods [no Si, soil-applied soluble Si (168 mg Si L−1), and foliar-applied soluble Si (two application of 2 mg Si plant−1)] and N levels (0 and 80 mg N L−1) on biomass production and partitioning and uptake, partitioning, and stoichiometry of nutrients and Si in young Arabica coffee plants grown under greenhouse conditions were evaluated. Nitrogen fertilization increased the biomass production and uptake of all nutrients; however, reduced the concentrations of K, Ca, Mg, S, Mn, and Si in the leaves, Si in the stems, and K, Mg, and S in the roots of coffee plants as a dilution effect. In the presence of N, soil-applied Si increased the concentrations of Zn in the leaves and Ca and Si in the stems, the uptake of K, S, and Si, and the Si:N ratio. Foliar-applied Si increased the concentrations of N, P, K, and Zn in the leaves and Ca and Si in the stems, as well as the total uptake of K and Si and the Si:N ratio in coffee plants, being more evident in the N fertilization presence. This study unraveled that, especially when it was soil-applied, Si altered the nutrient uptake, allocation, and stoichiometric ratios with N, with a consequent increase in biomass production of young coffee plants fertilized with N.