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Artigo

Effects of microbial biofertilizer on growth, physio-biochemical traits, fruit yield, and water productivity of okra under drought stress

Resumo

A seca representa um grande desafio para a produção agrícola global, pois é considerada uma das mais graves tensões abióticas. Compreender os efeitos do biofertilizante microbiano exógeno no quiabo [Abelmoschus esculentus (L.) Moench] sob estresse de seca pode levar a novas estratégias para lidar com condições de seca. O objetivo do estudo foi examinar os efeitos do biofertilizante microbiano sobre o crescimento, características físico-bioquímicas, produção de frutos e produtividade hídrica de quiabo sob estresse da seca. Um experimento fatorial em vaso, composto por oito tratamentos de biofertilizante aplicados como uma drenagem do solo (inóculo autoclavado [controle] e inoculação com fungos micorrízicos arbusculares [FMA], fungos solubilizadores de fosfato [FSP], rizobactérias promotoras de crescimento vegetal [RPC], FMA + FSP, FMA + RPC, RPC + FSP, e FMA + FSP + RPC) e três regimes de umidade do solo (50%, 75% e 100% de capacidade de campo [CC]), foi realizado. Os resultados indicaram que a diminuição do nível de umidade do solo afetou gravemente o crescimento e o rendimento dos frutos de quiabo. A aplicação de biofertilizante microbiano efetivamente melhorou o crescimento, rendimento dos frutos e características físico-bioquímicas do quiabo sob diferentes níveis de umidade do solo. Entre os tratamentos de biofertilizante considerados, a aplicação combinada de FMA e RPC mostrou eficácia notável no aumento do crescimento e produtividade de plantas de quiabo em condições de 75% e 100% CC. Essa coinoculação aumentou significativamente a matéria seca de brotos em 51%, a matéria seca de raízes em 73%, o rendimento de frutos em 113% e a produtividade da água de irrigação em 122% em comparação com plantas cultivadas sem inoculação, independentemente dos níveis de umidade do solo. Além disso, as plantas tratadas com FMA e RPC apresentaram uma diminuição notável na acumulação de prolina livre em 31% em comparação com suas contrapartes não inoculadas. Os resultados sugerem que a aplicação de biofertilizante FMA e RPC ao solo é uma estratégia eficaz para aliviar o estresse moderado da seca. Recomenda-se aplicar FMA e RPC em combinação para melhorar o rendimento de quiabo e a produtividade da água sob estresse por seca.



Abstract

Drought poses a major challenge to global agricultural crop production, as it is considered one of the most severe abiotic stresses. Understanding the effects of exogenous microbial biofertilizer on okra [Abelmoschus esculentus (L.) Moench] under drought stress can lead to new strategies for coping with drought conditions. The objective of the study was to examine the effects of microbial biofertilizer on growth, physio-biochemical traits, fruit yield, and water productivity of okra under drought stress. A factorial pot experiment, consisting of eight biofertilizer treatments applied as a soil drench (autoclaved inoculum [control], and inoculation with arbuscular mycorrhizal fungi [AMF], phosphate-solubilizing fungi [PSF], plant growth-promoting rhizobacteria [PGPR], AMF + PSF, AMF + PGPR, PGPR + PSF, and AMF + PSF + PGPR) and three soil moisture regimes (50%, 75%, and 100% field capacity [FC]), was carried out. The results indicated that decreasing soil moisture level severely affected growth and fruit yield of okra. The application of microbial biofertilizer effectively enhanced growth, fruit yield, and physio-biochemical traits of okra under different soil moisture levels. Among the biofertilizer treatments considered, the combined application of AMF and PGPR showed remarkable efficacy in enhancing growth and productivity of okra plants under both 75% and 100% FC conditions. This co-inoculation significantly boosted shoot dry matter by 51%, root dry matter by 73%, fruit yield by 113%, and irrigation water productivity by 122% compared with plants grown without inoculation, irrespective of soil moisture levels. Furthermore, the plants treated with AMF and PGPR exhibited a noteworthy decrease in free proline accumulation by 31% compared with their non-inoculated counterparts. The results suggest that application of both AMF and PGPR biofertilizer to soil is an effective strategy to alleviate moderate drought stress. It is recommended to apply AMF and PGPR in combination to improve okra yield and water productivity under drought stress.


S. Udpuay
H. Ullah
S. K. Himanshu
R. Tisarum
P. Praseartkul
S. Cha-um
A. Datta

2024 - Biocatalysis and Agricultural Biotechnology

Termos de indexação:

Biofertilizantes, estresse hídrico, fungos micorrízicos arbusculares, rizobactérias promotoras de crescimento, rodutividade da água, prolinas, capacidade de campo, agricultura sustentável

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