A biomassa de algas, extratos ou derivados tem sido considerada há muito tempo um material valioso para trazer benefícios aos seres humanos e às plantas cultivadas. Nas últimas décadas, tornou-se evidente que as formulações de algas podem induzir múltiplos efeitos nas culturas (incluindo um aumento na biomassa, rendimento e qualidade), e que os extratos de algas contêm uma série de compostos bioativos e moléculas de sinalização, além de nutrientes minerais e orgânicos. A necessidade de reduzir a entrada química não renovável na agricultura tem recentemente incentivado o aumento do uso de extratos de algas como bioestimulante vegetal, também devido à sua capacidade de promover o crescimento das plantas em condições subótimas, como ambientes salinos. Neste artigo, discutimos algumas áreas de pesquisa que são críticas para a implementação na agricultura de extratos de macro e microalgas como bioestimulantes vegetais. Especificamente, fornecemos uma visão geral do conhecimento atual e das conquistas sobre métodos de extração, composições e mecanismos de ação dos extratos de algas, com foco na tolerância ao estresse salino. Também delineamos as limitações atuais e possíveis direções de pesquisa. Concluímos que a comparação e a integração do conhecimento sobre a resposta molecular e fisiológica das plantas ao estresse salino e aos extratos de algas também devem orientar os procedimentos de extração e métodos de aplicação. Os efeitos dos bioestimulantes de algas têm sido principalmente investigados a partir de uma perspectiva aplicada, e a exploração de diferentes disciplinas científicas ainda é muito necessária para o desenvolvimento de novas estratégias sustentáveis para aumentar a tolerância das culturas ao estresse salino.
Enhancing Sustainability by Improving Plant Salt Tolerance through Macro- and Micro-Algal Biostimulants
- Petronia Carillo
- Loredana F. Ciarmiello
- Pasqualina Woodrow
- Giandomenico Corrado
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Pasquale Chiaiese
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Youssef Rouphael
Resumo
Abstract
Algal biomass, extracts, or derivatives have long been considered a valuable material to bring benefits to humans and cultivated plants. In the last decades, it became evident that algal formulations can induce multiple effects on crops (including an increase in biomass, yield, and quality), and that algal extracts contain a series of bioactive compounds and signaling molecules, in addition to mineral and organic nutrients. The need to reduce the non-renewable chemical input in agriculture has recently prompted an increase in the use of algal extracts as a plant biostimulant, also because of their ability to promote plant growth in suboptimal conditions such as saline environments is beneficial. In this article, we discuss some research areas that are critical for the implementation in agriculture of macro- and microalgae extracts as plant biostimulants. Specifically, we provide an overview of current knowledge and achievements about extraction methods, compositions, and action mechanisms of algal extracts, focusing on salt-stress tolerance. We also outline current limitations and possible research avenues. We conclude that the comparison and the integration of knowledge on the molecular and physiological response of plants to salt and to algal extracts should also guide the extraction procedures and application methods. The effects of algal biostimulants have been mainly investigated from an applied perspective, and the exploitation of different scientific disciplines is still much needed for the development of new sustainable strategies to increase crop tolerance to salt stress.
