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Post on 14-Jul-2020
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PLANTAS DE ALFACE TRATADAS COM ÁCIDO L-PIROGLUTÂMICO AUMENTAM
O RENDIMENTO SOB ESTRESSE HÍDRICO
1. INTRODUÇÃO
Escassez de água para a irrigação → preocupação mundial
No entanto, a pesquisa sobre a resposta das culturas à irrigação deficitária e ao
estresse causado pela seca está atraindo mais atenção do que as pesquisas sobre
o estudo do estresse pelo déficit hídrico.
Isso afetou a agricultura de perspectivas industriais, acadêmicas e governamentais,
em grande parte devido ao baixo apoio financeiro.
1. INTRODUÇÃO
Diminuição progressiva da disponibilidade de água →estresse por déficit de irrigação → segurançaalimentar
Até 2013: 56% das áreas sob agricultura irrigadaforam altamente afetadas
Atualmente: 36% da população habita zonas comdificuldade de acesso a fontes de água
A irrigação é a causa mais importante das perdasde água no mundo → até 90% da oferta
Portanto, é importante encontrar novas abordagenspara aumentar a produtividade das plantas em áreasde "água doce limitada". Encontrar soluçõesviáveis para esse problema é crucial para a segurançaalimentar, para evitar perdas de produtividadeagrícola que possam ameaçar uma população mundialem constante crescimento.
A alface é uma importante hortaliça cultivada
quase em todo o mundo:
China, EUA, Espanha, Itália, Índia e Japão.
Alta sensibilidade ao déficit de irrigação e à seca
folhas com alto teor de água
sistema radicular superficial
Novas estratégias se tornarão críticas para
aumentar a produtividade sob irrigação deficiente
1. INTRODUÇÃO
Intensificação de pesquisas sobre a aplicação de compostos naturais:
aumentar a produção e atenuar os efeitos de estresses abióticos
hormônios vegetais, bioestimulantes, aminoácidos e vitaminas
Tratamento com L-prolina:
fornece osmoproteção → aumenta ocrescimento das plantas sob estresses (déficithídrico)
Uso de hidrolisados protéicos comobioestimulantes:
modulam processos moleculares e fisiológicosde plantas → favorecem o crescimento,aumentam a produtividade e aliviam o impactodo estresse abiótico
A submissão de plantas ao estresse hídrico resulta em inibição ou retardamento docrescimento.
1. INTRODUÇÃO
Síntese de aminoácidos: precursores → aspartato, glutamina e glutamato
Glutamato se destaca como o aminoácido no qual o N é absorvido e assimilado
pelas plantas
Vários autores confirmam sua participação como substâncias redutoras de estresse,
precursoras de hormônios e carreadores de N.
No entanto, os pesquisadores estudaram a influência de um conjunto de
aminoácidos, mas os dados sobre sua eficácia, por si só, são escassos.
1. INTRODUÇÃO
Ácido piroglutâmico
Ácido L-piroglutâmico
5-oxoprolina
derivado de aminoácido nãoproteico sintetizado quando oácido glutâmico ou a glutaminasão ciclizados como lactama, ese torna um metabólito nociclo da glutationa
Convertido em glutamato
1. INTRODUÇÃO
De acordo com o efeito estudado da aplicação deglutamato (forma ionizada do ácido glutâmico) noaumento da capacidade antioxidante de plantas sobcondições ambientais adversas e no papel de espéciesreativas de oxigênio (ROS) no metabolismo de prolina,supomos que a aplicação exógena de PG poderia agircomo um precursor da prolina sob condições deestresse para enfrentar um desequilíbrio osmótico.
Os resultados obtidos destacam a capacidade desteaminoácido em aumentar a tolerância ao déficit hídrico.
Ácido L-piroglutâmico
1. INTRODUÇÃO
MATERIAL VEGETAL, TRATAMENTOS E DELINEAMENTO EXPERIMENTAL
Material: plantas de alface Iceberg (Lactuca sativa L.) com 30 dias
Local:
Escola de Capacitação Agrária de Tacoronte, Ilhas Canárias
Área coberta com telhado impermeável
Sistema de irrigação por gotejamento
Cada tratamento: duas repetições →100.000 plantas
Realizado durante três anos consecutivos
Controle: temperaturas máximas e mínimas, tipo de solo, evapotranspiração, volumede irrigação, umidade de solo
2. MATERIAL E MÉTODOS
MATERIAL VEGETAL, TRATAMENTOS E DELINEAMENTO EXPERIMENTAL
Regimes de irrigação:
Controle:WW, capacidade de campo de 95%
Irrigação deficiente: WD, 30% menor que o controle → inicio duas semanas após o
transplante
Ácido L-piroglutâmico:
Adição de 0,5 kg ha-1 através do sistema de irrigação
O tratamento começou uma semana após o transplante e foi repetido a cada
semana até o final do experimento (quando as cabeças de alface eram colhidas)
2. MATERIAL E MÉTODOS
2. MATERIAL E MÉTODOS
Avaliações:
Medições de produção, RWC (teor relativo de água) e vazamento de eletrólitos
Medições de troca de gás
Determinação de carboidratos totais e prolina
Capacidade antioxidante (ORAC)
Determinações microbiológicas
Análises nutricionais (Ca, K, Mg)
A alface é extremamente sensível à seca → sistema radicular curto e
alto teor de água contido nas folhas:
Estudos anteriores → déficit hídrico de 40% reduz drasticamente o
peso da alface e aumenta o dano oxidativo
Neste estudo → déficit hídrico de 30% também reduziu
consideravelmente o peso fresco da cabeça de alface e a produção
final
PG → efeito protetor nos parâmetros de produtividade
RESULTADOS E DISCUSSÃO
PESO FRESCO DE CABEÇA DE ALFACE, PRODUTIVIDADE E PERDA DE RWC
PG: aumento de 37% no peso fresco da cabeça de alface e de 31% na produção
+37% +31%
Peso fresco da cabeça de alface (g) Produção (Kg/m²)
RESULTADOS E DISCUSSÃO
WD: aumento de 47% → - 300g
Pouca ou nenhuma produção +400 e±350g
WW + PG: distribuição constante
WD + PG: semelhante a WW + PG comuma perda de 10% nas cabeças frescasacima de 400 g
PESO FRESCO DE CABEÇA DE ALFACE, PRODUTIVIDADE E PERDA DE RWC
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Distribuição das plantas de alface por
porcentagem de cada categoria de peso
+47%
*
Conteúdo relativo de água das folhas
WD: queda de 10% no RWC
foliar após duas semanas
PESO FRESCO DE CABEÇA DE ALFACE, PRODUTIVIDADE E PERDA DE RWC
RESULTADOS E DISCUSSÃO
PESO FRESCO DE CABEÇA DE ALFACE, PRODUTIVIDADE E PERDA DE RWC
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Efeito individual do WD e PG e sua interação → peso fresco da cabeça e o RWC
* * * * *
Alterações no carboidrato total durante 4 semanas:
FOTOSSÍNTESE, CARBOIDRATOS TOTAIS E ANÁLISE NUTRICIONAL
RESULTADOS E DISCUSSÃO
WD: inibição da fotossíntese →
redução ± 40% no total de
carboidratos
WD-PG: redução no total de
carboidratos
diferenças nunca foram
inferiores a 10% quando
comparadas com o tratamento
WW-PG
PG previne esses efeitos
negativos
3.2. FOTOSSÍNTESE, CARBOIDRATOS TOTAIS E ANÁLISE NUTRICIONAL
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Seca → deficiências nutricionais → propriedades físico-químicas do solo podem levar
à redução da mobilidade e à absorção de nutrientes individuais
PG → maior acúmulo de Ca, K e Mg
Ca → pós-colheita e vida útil da alface
K e Mg → abertura e fechamento de estômatos e da biossíntese clorofila.
Seca → limitação da fotossíntese → debilita a eficiência de todos os outros
processos biológicos → levando a um menor crescimento e produção
WD: redução da fotossíntese líquida e a condutância estomática
PG: valores mais altos → redução das perdas
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Fotossíntese líquida Condutância estomática Eficiência do uso da água
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Aparência das plantas:
A acumulação de osmólitos é frequentemente citada como um
mecanismo chave putativo para aumentar a produtividade das culturas
sujeitas a condições de seca:
L-prolina → a mais estudada sob condições de estresse
Eliminação de radicais e agente de osmo-proteção → protege a
célula contra danos
RESULTADOS E DISCUSSÃO
WW x WD:
Sem diferenças significativas
WD-PG:
≠ 2ª semana
aumento de 40% na última
semana: compensar a pressão
osmótica induzida pelo déficit
hídrico
3.3. PROLINA, CAPACIDADE ANTIOXIDANTE E PERDA DE ELETRÓLITOS
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Cinética do acúmulo de prolina (3semanas)
+40%
Mazelis e Pratt (1976) → o PG é convertido em ácido glutâmico em plantas
o ácido glutâmico é um precursor na biossíntese de prolina sob condições de
estresse
na soja, o tratamento direto com ácido glutâmico não aumentou o acúmulo de
prolina
Neste estudo:
PG → acumulação de prolina em plantas tratadas
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Esquema hipotético: efeito do PG
nos mecanismos de defesa contra
o estresse hídrico em plantas de
alface:
Condições bem regadas:
PG permanece como
reservatório
Condições de déficit hídrico:
PG → glutamato → prolina
RESULTADOS E DISCUSSÃO
WW x WD:
≠ durante a terceira semana
PG:
≠ com as não tratadas
melhora a eliminação de ROS,
elevando a capacidade
antioxidante total → maior
tolerância
3.3. PROLINA, CAPACIDADE ANTIOXIDANTE E PERDA DE ELETRÓLITOS
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Capacidade antioxidante:
Plantas sob estresses: produção de espécies reativas de oxigênio (ROS)
ROS podem reagir com proteínas, lipídeos e outras macromoléculas importantes e
desnaturar sua estrutura e função
O vazamento eletrolítico não apresentou diferenças em após a
submissão de plantas ao estresse por irrigação deficitária (dados não
mostrados):
baixo estresse oxidativo nas folhas de alface → alta umidade e
temperaturas suaves que sofreram
3.3. PROLINA, CAPACIDADE ANTIOXIDANTE E PERDA DE ELETRÓLITOS
RESULTADOS E DISCUSSÃO
3.4. ESTUDO DE MICRORGANISMOS DO SOLO
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Análise microbiana: o PG não afetou negativamente os microrganismos do solo
PG: aumento de microrganismos solubilizadores de fosfato (PSM):
no solo, 99,9% do P está na forma insolúvel ou não absorvível → ação de MO
O PG mostra um efeito claramente protetor nos parâmetros de rendimento:
aumento de 37% no peso e 31% no rendimento
O PG parece promover a tolerância à deficiência hídrica agindo em diferentes níveis:
taxa de fotossíntese, balanço osmótico e hídrico e defesas antioxidantes, sem
evidência de efeitos tóxicos no solo
Destaques do estudo:
evidências para o efeito protetor do PG contra as limitações do suprimento de
água, usando o tratamento das raízes
uso potencial do PG como indutor para melhorar a tolerância da cultura a
condições ambientais adversas e sua aplicação prática na agricultura
CONCLUSÕES
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