Improvement of rooting and growth in kiwifruit (Actinidia deliciosa) cuttings with organic biostimulants

Resumo

Extratos de algas marinhas têm mostrado efeitos profundamente positivos no crescimento, qualidade e reprodução de culturas agrícolas e hortícolas diversas. Esses extratos podem ser usados para promover o enraizamento e o crescimento de estacas em espécies de frutas perenes, como o kiwi (Actinidia deliciosa). Neste estudo, as estacas foram tratadas com soluções de 1%, 5%, 10% e 50% de G Sap (Gracilaria edulis), K Sap (Kappaphycus alvarezii), AN (Ascophyllum nodosum), EM (Ecklonia maxima), AH (ácido húmico) e controle (água) por 6 horas como imersão de base. Posteriormente, os tratamentos com G Sap, K Sap, AN, EM, AH e controle foram repetidos a cada 15 dias durante um período de seis meses, aplicando-se 50 ml das soluções nas estacas em vasos. Todos os tratamentos apresentaram efeitos significativos na porcentagem de enraizamento em todas as cultivares de kiwi, a saber: ‘Monty’, ‘Abott’, ‘Hayward’, ‘Allison’ e ‘Bruno’ (P ≤ 0,01) em comparação com o controle. Parâmetros de crescimento de brotos e raízes, incluindo o número de folhas por estaca, número de raízes por estaca, número de ramos, altura da planta, diâmetro do broto, comprimento da raiz, diâmetro da raiz e peso da raiz, todos aumentaram positivamente com a aplicação de extratos de algas marinhas (P ≤ 0,05). As estacas tratadas com extrato de algas marinhas apresentaram níveis significativamente mais altos de pigmentos (clorofila a, clorofila b e carotenoides totais), metabólitos (carboidratos totais e fenóis solúveis) e menor vazamento de eletrólitos em comparação com as estacas de controle. Foram observadas correlações positivas e negativas significativas entre parâmetros bioquímicos combinados com a concentração de nutrientes da planta. A análise de componentes principais (PCA) revelou que o PC1 e o PC2 (primeiros dois componentes principais) representaram 75% da variação total. Enquanto o PC1 representou 63% da variação total, o PC2 representou 11% da variação total. As folhas e as raízes da cultivar de kiwi ‘Hayward’, tratadas com G Sap a 10%, K Sap a 10%, AN a 10%, EM a 10% e AH a 10%, apresentaram maior expressão dos quatro genes candidatos à promoção de raízes (GH3-3, LBD16, LBD29 e LRP1) em comparação com o controle. Portanto, pode-se concluir que o extrato de algas marinhas e o ácido húmico podem ser usados como uma alternativa adequada aos hormônios sintéticos para promover o enraizamento e o crescimento de estacas de kiwi.

Abstract

Seaweed extracts have shown profoundly positive effects on crop growth, quality and reproduction in diverse agricultural and horticultural crops. Seaweed extracts can be used to promote the rooting and growth of cuttings in perennial fruit species like kiwifruit (Actinidia deliciosa). In this study, the cuttings were treated with 1, 5, 10 and 50% solutions of G Sap (Gracilaria edulis), K Sap (Kappaphycus alvarezii), AN (Ascophyllum nodosum), EM (Ecklonia maxima), HA (Humic acid) and control (water) for 6 h as base dipping. Subsequently, the treatments of G Sap, K Sap, AN, EM, HA and control were repeated every 15 days for a period of six months as application of 50 ml solutions in the potted cuttings. All the treatments exhibited significant effects on the rooting percent in all the kiwifruit cultivars, namely ‘Monty’, ‘Abott’, ‘Hayward’, ‘Allison’ and ‘Bruno’ (P ≤ 0.01) as compared to the control. Shoot and root growth parameters including leaf number per cutting, number of roots per cutting, number of branches, plant height, shoot diameter, root length, root diameter and root weight were all positively increased with the application of seaweed extracts (P ≤ 0.05). Cuttings treated with seaweed extract exhibited significantly higher levels of pigments (chlorophyll a, chlorophyll b and total carotenoids), metabolites (total carbohydrates and soluble phenols) and less electrolyte leakage as compared to the control cuttings. Significant positive and negative correlations were observed between biochemical parameters combined with plant nutrient concentration. Principal component analysis (PCA) revealed that PC1 and PC2 (first two principal components) accounted for 75% of the entire variation. While, PC1 accounted for 63% of the total variation, PC2 accounted for 11% of the total variation. The leaves and the roots of kiwifruit cultivar ‘Hayward’ treated with G Sap at 10%, K Sap at 10%, AN at 10%, EM at 10%, HA at 10% exhibited higher expression of all four root promoting candidate genes (GH3-3, LBD16, LBD29 and LRP1) compared to the control. Therefore, it can be concluded that, seaweed extract and humic acid can be used as a suitable alternative to synthetic hormones for promoting the rooting and growth of kiwifruit cuttings.