Foliar Application of Biostimulant Mitigates Water Stress Effects on Soybean

  • G. B. Melo
  • A. G. da Silva
  • A. C. da Costa
  • A. Alves da Silva
  • M. Rosa
  • L. A. Bessa
  • C. R. Rodrigues
  • G. Castoldi
  • L. C. Vitorino
2024 - Agronomy
Palavras-chave: Extrato de algas, Ascophyllum nodosum, troca gasosa, Glycine max L., fotossíntese
Termos de indexação: Potencial hídrico, malondialdeído, homeostase celular, casa de vegetação, mudanças climáticas, estresse abiótico
 

Resumo

As mudanças climáticas têm surgido como um desafio para o cultivo da soja em todo o mundo, estimulando o desenvolvimento de alternativas tecnológicas que visam mitigar os danos causados pelo déficit hídrico. Nesta perspectiva, os bioestimulantes à base de extrato de algas têm sido testados para reduzir o estresse hídrico em várias culturas, mas pouco se sabe sobre seus efeitos na soja. Assim, hipotetizamos que um bioestimulante comercial baseado em Ascophyllum nodosum pode melhorar o desempenho fisiológico e as relações hídricas das plantas de Glycine max submetidas ao déficit hídrico. Para testar essa hipótese, montou-se um experimento em condições controladas em casa de vegetação, considerando cinco tratamentos (controle; aplicação de bioestimulante; déficit hídrico (WD); WD + aplicação de bioestimulante; e WD + aplicação dividida de bioestimulante). O experimento foi desenhado em blocos inteiramente casualizados com quatro repetições por tratamento e realizado em vasos de polietileno contendo 10 L de solo e três plantas por vaso. A irrigação foi realizada diariamente; o déficit hídrico foi de 50% de umidade do solo na capacidade de campo, começando no estágio R1 (início da floração, onde há pelo menos uma flor aberta em qualquer nó da planta) e mantida por dez dias. O bioestimulante foi aplicado concomitantemente com o início do déficit hídrico. Foi confirmada a hipótese de que a aplicação foliar de 1,0 L ha−1 do bioestimulante reduz os efeitos deletérios do déficit hídrico comum no início da fase reprodutiva da soja através da redução dos danos causados pelo estresse oxidativo (redução da síntese de malondialdeído em 31,2% em relação às plantas sob déficit hídrico ), manutenção do potencial hídrico e homeostase celular (aumento de 10,2% no teor relativo de água quando comparado com as plantas sob déficit hídrico), e conservação dos teores de clorofila nas folhas e estimulação da fotossíntese e carboxilação (aumento de 68% na taxa fotossintética líquida e aumento de 49,3% na eficiência de carboxilação em relação às plantas sob déficit hídrico). No entanto, quando aplicado em parcelas, o bioestimulante não foi eficiente na redução do estresse hídrico da soja. Portanto, concluímos que a aplicação de um bioestimulante baseado em A. nodosum pode ajudar a reduzir os efeitos nocivos do déficit hídrico nas plantas de soja, abrindo perspectivas para o uso massivo deste extrato em culturas agrícolas produzidas em larga escala.

 

Abstract

Climate change has emerged as a challenge for soybean cultivation around the world, stimulating the development of technological alternatives that aim to mitigate the damage caused by water deficit. From this perspective, algae extract-based biostimulants have been tested to reduce water stress in several crops, but little is known about their effects on soybean. Thus, we hypothesize that a commercial biostimulant based on Ascophyllum nodosum can improve the physiological performance and water relations of Glycine max plants subjected to water deficit. To test this hypothesis, we set up an experiment in controlled conditions in a greenhouse, considering five treatments (control; application of biostimulant; water deficit (WD); WD + application of biostimulant; and WD + split application of biostimulant). The experiment was designed in completely randomized blocks with four replications per treatment and conducted in polyethylene pots containing 10 L of soil and three plants per pot. The irrigation was carried out daily; the water deficit was 50% soil moisture at field capacity, starting at the R1 stage (beginning of flowering, where there is at least one flower open at any node on the plant) and maintained for ten days. The biostimulant was applied concurrently with the onset of water deficit. We confirmed the hypothesis that foliar application of 1.0 L ha−1 of the biostimulant reduces the deleterious effects of the common water deficit at the beginning of the reproductive stage of soybean through the reduction of damage from oxidative stress (reduction of malondialdehyde synthesis by 31.2% in relation to the WD plants), maintenance of water potential and cellular homeostasis (10.2% increase in relative water content when compared with WD plants), and conservation of the contents of chlorophyll in leaves and stimulation of photosynthesis and carboxylation (68% increase in net photosynthetic rate and 49.3% increase in carboxylation efficiency in relation to WD plants). However, when applied in installments, the biostimulant was not efficient in reducing soybean water stress. Therefore, we conclude that the application of a biostimulant based on A. nodosum can help reduce the harmful effects of water deficit on soybean plants, opening up perspectives for the mass use of this extract in agricultural crops produced on a large scale.
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