Reduction of plant water consumption through anti-transpirants foliar application in tomato plants (Solanum lycopersicum L)

Resumo

Otimizar a eficiência  no uso da água (EUA) é um objetivo crucial em todo o mundo. No entanto, para garantir a sustentabilidade econômica para os produtores, a economia de água não deve ser feita à custa do rendimento e/ou da qualidade dos frutos. Foi realizado um estudo de campo para investigar o impacto de diferentes anti-transpirantes (ATS) sobre EUA, necessidades de água (NH), taxa de assimilação de carbono líquido (A), produtividade e qualidade de frutos de plantas de tomate (Solanum lycopersicum L.). O objetivo deste estudo foi selecionar o anti-transpirante (TA) mais adequado que produza um rendimento satisfatório com menos água em condições de campo. Três tipos de ATS foram pulverizados no primeiro estágio de frutificação: caulim (KA) 3% e 5% como um AT refletor, emulsão de óleo de semente de linho tri-etanolamina (EOL) 1% e 2% como um AT formador de filme e ácido fúlvico (AF) 0,15% e 0,2% como um AT metabólico. Os resultados mostraram que a aplicação de ATS aumentou o conteúdo relativo de água (CRA), especialmente no caso do AF. No entanto, a taxa de assimilação de CO2 foi reduzida, com a redução mínima observada sob a aplicação de AF. A aplicação de KA reduziu a temperatura do dossel (Td), enquanto AF e EOL não tiveram efeito. Os ATS reduziram significativamente o consumo de água do tomate (NH), onde a redução da água de irrigação variou entre 21% e 28%  do aplicado às plantas de controle, com ou sem redução significativa da produtividade ou efeitos sobre os parâmetros de qualidade dos frutos, dependendo do tipo e concentração das ATS. Os resultados indicaram que o AF a 0,2% proporcionou a máxima redução no no consumo de água da planta (28%) e a mínima redução da A (11,13%) e rendimento comercializável (2,3%), consequentemente o EUA foi aumentado em cerca de 33,45% em relação às plantas não tratadas.  Assim, os materiais ATS podem ser usados para manter o rendimento das culturas e aumentar o EUA nos locais onde os recursos hídricos são limitados.

Abstract

Optimizing water use efficiency (WUE) is a crucial goal worldwide. However, water savings must not be made at the expense of yield and/or fruit quality to secure economical sustainability for producers. A field study was undertaken to investigate the impact of different anti-transpirants (ATS) on WUE, water requirements (WR), net carbon assimilation rate (P-net), yield and fruit quality of tomato plants (Solanum lycopersicum L.). The aim of this study was to select the most suitable anti-transpirant (AT) that produces a satisfactory yield with less water under field conditions. Three types of ATS were sprayed at first fruit set stage: kaolin (KA) 3% and 5% as a reflective AT, Emulsion of Linus seed Oil tri-ethanolamine (ELO) 1% and 2% as a film forming AT and Fulvic acid (FA) 0.15% and 0.2% as a metabolic AT. The results showed that ATS application increased the relative water content (RWC) especially in the case of FA. However, CO₂ assimilation rate was reduced with the minimum reduction observed under FA application. KA application reduced the canopy temperature (Ct) meanwhile, FA and ELO had no effect. ATS significantly reduced tomato WR where irrigation water reduction ranged between 21% up to 28% of that applied to control plants, with or without significant yield reduction or effects on fruit quality parameters depending on the ATs type and concentration. The results indicated that FA at 0.2% gave the maximum reduction in plant WR (28%) and the minimum reduction of P-net (11.13%) and marketable yield (2.3%), consequently WUE was increased by about 33.45% as compared to the untreated plants. Thus, ATS materials can be used to maintain crop yield and increase WUE in the locations where water resources are limited.