Mitigation of water restriction effects on soybean with biofertilizer: metabolic and stomatal conductance changes

Resumo

A demanda por soja tem aumentado no mercado internacional, sendo a restrição hídrica um fator importante na redução de sua produtividade. Portanto, o desenvolvimento de tecnologias voltadas para a redução dos danos causados pelo estresse hídrico torna-se estratégico. Assim, o objetivo foi demonstrar o papel do aminoácido ácido L-glutâmico na mitigação do estresse hídrico em plantas de soja. Foi realizado um estudo em casa de vegetação utilizando plantas de soja em estádio vegetativo submetidas à restrição hídrica e aplicações foliares de biofertilizante obtido a partir da fermentação bacteriana, contendo 25% do aminoácido ácido L-glutâmico, pulverizado três dias antes da imposição da restrição hídrica e quando a umidade do substrato atingiu 50% da capacidade de retenção de água (WRC). A resistência estomática foi determinada ao longo dos dias e foram realizadas três coletas de material vegetal: no início da restrição hídrica, um e quatro dias após a reidratação para análises bioquímicas e enzimáticas. Plantas que receberam biofertilizante no início da restrição hídrica apresentaram menor resistência estomática, enquanto plantas que receberam aplicação três dias antes de 50% de CRA apresentaram aumento no acúmulo de açúcares, no teor de aminoácidos livres e prolina e na atividade das enzimas nitrato redutase e peroxidase , consequentemente, reduzindo a peroxidação lipídica, mitigando os efeitos do estresse oxidativo.

Abstract

The demand for soybean has increased in the international market, and water restriction is an important factor in reducing its yield. Therefore, the development of technologies aimed to reducing the damage caused by water stress becomes strategic. Thus, the objective was to demonstrate the role of the amino acid L-glutamic acid in mitigating water stress in soybean plants. A study was conducted in a greenhouse using soybean plants in vegetative stage subjected to water restriction and foliar applications of biofertilizer obtained from bacterial fermentation, containing 25% of the amino acid L-glutamic acid, sprayed three days before the imposition of water restriction and when the substrate moisture reached 50% of the water retention capacity (WRC).  Stomatal resistance was determined throughout the days and three collections of plant material were carried out: at the beginning of water restriction, one and four days after rehydration for biochemical and enzymatic analyses. Plants that were supplied with biofertilizer at the beginning of water restriction showed lower stomatal resistance, while plants that received application three days before 50% WRC showed increases in sugar accumulation, in free amino acids and proline content, and in nitrate reductase and peroxidase enzymes activity, consequently, reducing lipids peroxidation, mitigating the effects of oxidative stress.