Silício reduz danos causados pelo déficit hídrico em feijão- caupi “brs
guariba”
Igor Eneas Cavalcante *1, Duval Chagas da Silva2, Alberto Soares de Melo3, Yuri Lima Melo4, Maurisrael de Moura Rocha5. 1
RESUMO – Objetivo desse trabalho foi avaliar o silício como atenuador de estresse hídrico
em feijão-caupi “BRS Guariba” submetido à irrigação deficitária. Para isso, o estudo foi realizado em uma área experimental da Universidade Estadual da Paraíba em Campina Grande-PB, sendo conduzido em vasos com capacidade para 25L, arranjados no delineamento experimental em blocos ao acaso, com cinco repetições. Os fatores avaliados foram constituídos por duas lâminas de irrigação (50 e 100% da demanda evaporativa do ar) e três concentrações de silício (0, 100 e 200 mg L-1) aplicadas via foliar, na forma de silicato de potássio. Foram realizadas avaliações de crescimento e fisiológicas. O silício proporcionou melhoria no crescimento e desenvolvimento do cultivar, sendo a concentração de 200 mgL-1, a mais eficiente na mitigação dos efeitos do estresse. O teor de prolina livre foi potencializado com a aplicação de ambas as concentrações, contudo as mesmas não foram eficazes na manutenção do potencial hídrico.
PALAVRAS-CHAVE: Vigna unguiculata (L.) Walp. Silicato de potássio. Crescimento. Prolina. ABSTRACT: The objective of this work was to evaluate silicon as a water stress attenuator
in cowpea BRS Guariba submitted to deficient irrigation. For this, the study was carried out in an experimental area of the State University of Paraíba, Campina Grande-PB, and was conducted in pots with 25L capacity, arranged in a randomized complete block design with five replications. The factors evaluated were composed of two irrigation slides (50 and 100% of the air evaporative demand) and three silicon concentrations (0, 100 and 200 mg L-1)
applied through the leaf in the form of potassium silicate. Growth and physiological evaluations were performed. The silicon provided an improvement in the growth and development of the cultivar, being the concentration of 200 mgL-1, the most efficient in mitigating the effects of stress. The free proline content was potentiated with the application of both concentrations, however they were not effective in maintaining the water potential.
KEY WORDS: Vigna unguiculata (L.) Walp. Potassium silicate. Growth. Proline.
1 Pós-graduando em Agrobioenergia e agricultura familiar, Programa de pós-graduação em Ciências Agrárias, Universidade Estadual da Paraíba-UEPB. Campina Grande-PB. Brasil. igorencavalcante@gmail.com.
2 Mestre em Agrobioenergia e agricultura familiar, Programa de pós-graduação em Ciências Agrárias, Universidade Estadual da Paraíba-UEPB. Campina Grande-PB. Brasil. chagas@hotmail.com.
3 Departamento de Biologia, Centro de Ciências Biológicas e da Saúde-CCBS, Universidade Estadual da Paraíba-UEPB. Campina Grande-PB. Brasil. alberto@uepb.edu.br.
4 Pró-reitora de Pós-graduação e Pesquisa, Programa de Pós-graduação em Ciências Agrárias, Universidade Estadual da Paraíba, Campina Grande-PB. Brasil. yurimelo86@gmail.com.
5 Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária-EMBRAPA, Centro de Pesquisa Agropecuária do Meio-Norte-CPAMN. Teresina-PI. Brasil. maurisrael.rocha@embrapa.br.
INTRODUÇÃO
O feijão-caupi (Vigna unguiculata (L.) Walp.) é uma leguminosa amplamente cultivada nas regiões Norte e Nordeste do Brasil. Nessas regiões ele se destaca tanto pelo seu valor nutritivo quanto pelo seu valor comercial, representando uma das principais fontes de renda para os agricultores familiares, os quais enfrentam uma série de problemas durante a cadeia de produção, encontrando dificuldades para produzir em grande escala e se tornarem competitivos (SILVA et al., 2018).
Um dos fatores mais agravantes para a perda da produtividade, de acordo com Freitas et al. (2017), é o estresse por deficiência hídrica, já que quando acomete as culturas vegetais, pode provocar vários danos, tais como: alterações fisiológicas em nível de área foliar, matéria seca total, fotossíntese, transpiração e potencial hídrico foliar, refletindo na produtividade final do vegetal (FREITAS et al., 2017).
Por sua vez, é importante salientar que sob restrição de água no solo, as plantas apresentam ajustamento osmótico por meio da acumulação ativa de osmólitos compatíveis, tais como a prolina, como um importante mecanismo de adaptação à seca (OLIVEIRA-NETO et al., 2016). Nesse sentido, a indução de melhorias na fisiologia e morfologia do feijão-caupi torna-se uma ferramenta importante para a viabilidade do cultivo em regiões com predominância de deficiência hídrica. Para tanto, Araújo (2017) afirma que o estresse abiótico pode ser atenuado por meio da aplicação de silício, substância que confere vários benefícios as plantas, e cuja aplicação já vem sendo estudada em várias espécies, principalmente na indução de tolerância à seca. Contudo, as pesquisas acerca da influência dessa substância em feijão-caupi ainda são escassas.
Dessa maneira, o presente trabalho teve como objetivo avaliar o silício como atenuador do déficit hídrico em feijão-caupi “BRS Guariba” submetido à irrigação deficitária.
MATERIAL E MÉTODOS
O estudo foi realizado em uma área experimental da Universidade Estadual da Paraíba (UEPB) em Campina Grande-PB, sendo conduzido em vasos com capacidade para 25L de solo (substrato), onde foram estudados dois fatores: reposição hídrica (RH) e silício (Si), cuja combinação (2 RH x 3 Si) resultaram em seis tratamentos arranjados no delineamento experimental em blocos ao acaso, com cinco repetições.
Para a instalação do experimento seis sementes foram semeadas por vaso as quais seguiram sendo irrigadas diariamente, até que no final da fase V(2-3) (primeiro trifólio aberto), as plantas foram submetidas, via pulverização foliar, à aplicação dos níveis de Si (0, 100 e 200 mg.L-1) na forma de silicato de potássio, em intervalos de três dias, durante nove dias. No dia seguinte a aplicação do silício, o fator déficit hídrico foi inserido, com as plantas sendo submetidas a duas lâminas de irrigação, onde a primeira foi conduzida com 100% de reposição hídrica da demanda evaporativa do ar (W100) e a outra com apenas 50% (W50), simulando a condição de estresse, monitoradas com auxílio de um evaporímetro.
Foram realizadas avaliações de crescimento (altura da planta e diâmetro caulinar) em uma planta útil por vaso durante dois períodos (vinte e cinco dias após a emergência e onze dias após a aplicação do Silício). A altura das plantas (cm) foi avaliada com auxílio de régua milimétrica medindo-a da base do caule até a mais alta ramificação de ramos/folhas, e o diâmetro caulinar foi avaliado através de um paquímetro digital. Em seguida, foi determinada a taxa de crescimento absoluto (TCA) para altura e a taxa de expansão caulinar (TEA) para o diâmetro do caule, aplicando-se a equação TCA= AF-AI/Δt (BENICASA, 2003; FLOSS, 2004).
repetição (vinte dias após a aplicação do Si), visando mensurar o potencial hídrico da folha (Ψf), usando a bomba de pressão de Scholander, a área foliar, através de um medidor de área foliar modelo Li-Cor 3100 e a quantificação de prolina livre nos tecidos, através do método colorimétrico proposto por Bates et al., (1973).
Os dados obtidos foram avaliados por análise de variância (teste F até 5% de probabilidade), seguidos por análises do teste de comparação de médias (Tukey, p < 0,05), utilizando-se o software SISVAR 5.6.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Na ausência de silício o potencial hídrico não sofreu alteração com a imposição do estresse hídrico, assim como foi observado por Freitas et al., (2017), onde o w de cultivares de feijão-caupi submetidos à restrição hídrica não diferiu daquele apresentado pelas plantas que receberam reidratação. Contudo, com a aplicação de 100 mg L-1 dessa substância, e 50% de reposição hídrica, observou-se diminuição de 41% dessa variável em comparação com aqueles que não a receberam, enquanto que com a aplicação da concentração de 200 mg L-1 observou-se aumento de 16% em comparação com a concentração de 100 mg L-1, com os
indivíduos, nesse caso, apresentando potencial hídrico semelhante ao das plantas que não foram submetidas a condição de déficit hídrico (tabela 1).
Tabela 1: Potencial hídrico (ΨW); taxa de crescimento absoluto (TCA); taxa de expansão absoluta (TEA); área foliar (AFO); massa fresca total (MFT) e teor de prolina livre (PRL) de feijão-caupi BRS Guariba condicionados a dois regimes hídricos (W-100 e W-50) e três concentrações de silício (100 e 200 mg L-1). Campina Grande, PB, 2018.
TRATAMENTOS ΨW (MPa) TCA (cm dia-1) TEA (cm dia-1) AFO (cm2) MFT (g) PRL (μmol gMF-1) W100 -0,54 a 0,257 a 0,026 ab 157,509ab 13,785 a 0,198 c W50 -0,57 a 0,187 b 0,014 b 88,744 b 4,360 b 0,415 bc W50+Si100 -0,92 b 0,139 b 0,050 a 147,469ab 10,361 a 1,085 a W50+Si200 -0,775ab 0,277 a 0,026 ab 198,8255a 13,486 a 0,717 b * As letras comparam as médias dentro das colunas, onde as iguais não apresentam diferença significativa entre si ao nível de 5% de probabilidade.
A taxa de crescimento absoluto (TCA) assim como a taxa de expansão absoluta (TEA) apresentaram redução de 28% e 46% respectivamente, com a imposição ao estresse hídrico na ausência de silício. Já com a aplicação da concentração de 100 mg L-1, apenas a TEA expressou aumento significativo (257%) em relação aos indivíduos que não receberam essa substância na lâmina W50 e de 92% em relação a lâmina W100. Enquanto isso, com a aplicação da concentração de 200 mg L-1 na condição de estresse, pode-se observar aumento significativo de 50% para TCA e de 85,71% para TEA, em comparação com aqueles que não receberam essa substância (tabela 1), o que pode ser explicado pelo fato dessa substância possibilitar a otimização dos processos bioquímicos e fisiológicos refletindo-se no crescimento absoluto das culturas (LIMA et al., 2011).
Quanto a área foliar total (AFO), com a aplicação das concentrações de 100 e 200 mg L-
1 de silício, observou-se aumentos de 66% e 124% respectivamente em relação à lâmina W50
e ausência dessa substância (tabela 1). Já a massa fresca total (MFT) que apresentou diminuição de 69% com a imposição do estresse na ausência de silício, expressou aumentos significativos de 137% e 209% com a aplicação das concentrações de 100 mg L-1 e 200 mg L
-1, o que pode ser explicado pelo fato de o silício ser prontamente absorvido pelas plantas e
depositado principalmente nas paredes das células da epiderme (KORNDÖRFER, 2006), podendo assim, atuar na manutenção dos processos metabólicos e status hídrico, em consequência de menor perda de água por transpiração foliar (TAIZ et al., 2017).
O teor de prolina livre (PRL) - na lâmina W50 - apresentou aumento significativo em relação aos indivíduos submetidos a 100% de reposição hídrica e foi potencializado em 161,44 e 72,77% com a aplicação das concentrações de 100 e 200 mg L-1 de silício respectivamente, (tabela 1), corroborando com os resultados observados por Araújo (2017), onde cultivares de feijão-caupi submetidos à déficit hídrico, expressaram aumento no teor de prolina livre quando foram suplementados com silício.
CONCLUSÕES
1. Apesar de não contribuir com a manutenção do potencial hídrico do tecido foliar, nas condições do presente estudo, a aplicação de 200 mg L-1 de silício proporcionou aumentos na taxa de crescimento absoluto, na expansão da área foliar e na manutenção da massa fresca total, mesmo em condições de estresse.
2. As aplicações de silício contribuíram para o aumento nos teores de prolina em condições de estresse, que alcançou seus maiores níveis na dose de 100 mg L-1 de silício.
AGRADECIMENTOS
A UEPB por toda estrutura durante a realização da pesquisa; ao Laboratório de Ecofisiologia de Plantas Cultivadas (ECOLAB) pela realização das análises; ao CNPQ pela bolsa de iniciação científica e a EMBRAPA MEIO-NORTE pela concessão das sementes utilizadas no experimento.
REFERÊNCIAS
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