Fertilization of bean plants with tomato plants hydrolysates. Effect on biomass production, chlorophyll content and N assimilation.
Resumo
Substâncias semelhantes a húmicos obtidas por hidrólise alcalina de resíduos orgânicos compostados são conhecidas por melhorar a produtividade das plantas. Pouco se sabe sobre o efeito no crescimento vegetal de hidrolisados obtidos por tratamento alcalino de resíduos vegetais não compostados. O objetivo deste estudo foi preparar, caracterizar e aplicar na horticultura as frações solúveis e insolúveis obtidas por hidrólise alcalina de tomateiros exauridos. Os hidrolisados foram preparados em planta piloto a partir do resíduo do tomateiro na forma de pó e caracterizados por espectrometria de RMN de 13C no estado sólido, análise elementar e titulação potenciométrica. A caracterização do hidrolisado solúvel evidenciou porções de lignina e hemicelulose, juntamente com proteínas, peptídeos ou aminoácidos, enquanto a maior parte da celulose foi encontrada na fração insolúvel. O feijão vegetal foi cultivado em substrato de turfa e areia adubado com baixa taxa de aplicação do pó de tomateiro e dos correspondentes hidrolisados. O efeito em plantas de feijão foi avaliado pela determinação do crescimento da planta, teor de clorofila, atividade de nitrato redutase, glutamina sintetase, glutamato sintase e proteínas solúveis. O pó de tomateiro não teve efeito em todos os parâmetros medidos nas plantas de feijão crescidas. Ao contrário, as substâncias insolúveis e solúveis provenientes da hidrólise alcalina do pó do tomateiro apresentam fortes efeitos, principalmente o aumento da assimilação de nitrogênio típico dos bioestimulantes. Os resultados sugerem que as biomassas vegetais residuais são fonte de bioestimulante eficiente e propõem a hidrólise da biomassa residual como um processo viável e lucrativo para contribuir com melhorias importantes também para as práticas de gerenciamento de resíduos.
Abstract
Humic-like substances obtained by alkaline hydrolysis of composted organic wastes are known to improve plant productivity. Little is known concerning the effect on plant growth of hydrolysates obtained by alkaline treatment of non-composted vegetal residues. The aim of this study was to prepare, characterize, and apply in horticulture the soluble and the insoluble fractions obtained by alkaline hydrolysis of exhausted tomato plants. The hydrolysates were prepared in a pilot plant from the tomato plants residue in powder form and characterized by solid state 13C NMR spectrometry, elemental analysis and potentiometric titration. The characterization of the soluble hydrolysate gave evidence of lignin and hemicellulose moieties, together with protein, peptide or amino acids while most of the cellulose was found in the insoluble fraction. Plant beans were grown on a peat and sand substrate fertilized with low application rate of the tomato plant powder and of the corresponding hydrolysates. The effect on bean plants was assessed by determination of plant growth, chlorophyll content, nitrate reductase, glutamine synthetase, glutamate synthase activities and soluble proteins. The tomato plant powder had no effect on all parameters measured on the grown bean plants. On the contrary, the insoluble and soluble substances sourced by alkaline hydrolysis of the tomato plant powder exhibit strong effects, mainly the increase of nitrogen assimilation typical of biostimulants. The results suggest that residual plant biomasses are source of efficient biostimolant and propose the hydrolysis of residual biomass as a viable profitable process to contribute important improvements also for waste management practices.
