Physiological and biochemical responses of soybean to drought as represented by the fraction of transpirable soil water / Respostas fisiológicas e bioquímicas da soja à seca representadas pela fração de água transpirável do solo

ABSTRACT

The influence of water deficit on plant physiological and biochemical responses as measured by the fraction of transpirable soil water (FTSW) has not been investigated in cultivars developed by the world's largest soybean producer. This information can help obtain plants with improved tolerance to the abiotic stress that most affects soybean production in Brazil, enabling adaptation to edaphoclimatic conditions to enhance the crop's yield potential. We aim to determine the FTSW threshold for transpiration and evaluate changes in the growth, physiological activities, and biochemical and antioxidant responses of soybean cultivars. Three trials were sown on 11/19/2018 (T1), 12/28/2018 (T2), and 9/9/2019 (T3), representing almost the entire soybean sowing window in Brazil. The estimated FTSW threshold values were 0.33, 0.29, and 0.31 in T1; 0.35, 0.41, and 0.43 in T2; and 0.31, 0.49, and 0.45 in T3 for cultivars BMX GARRA IPRO, DM 66I68 RSF IPRO, and NA 5909 RG, respectively. In the three trials, NA 5909 RG showed the greatest height. The POD enzyme was activated in non-irrigated plants in T2 only in cvs. DM 66I68 RSF IPRO and NA 5909 RG. We conclude that cvs. DM 66I68 RSF IPRO and NA 5909 RG showed a more efficient stomatal control, conserving soil water for a longer time, which indicates greater tolerance to water deficit.

RESUMO

A influência do déficit hídrico nas respostas fisiológicas e bioquímicas das plantas pelo estudo da fração de água transpirável do solo (FATS) não foi investigada para cultivares produzidas pelo maior produtor mundial de soja. Essas informações podem auxiliar na obtenção de plantas com maior tolerância ao estresse abiótico que mais afeta a produção de soja no Brasil, possibilitando a adaptação às condições edafoclimáticas para explorar o potencial produtivo da cultura. Nosso objetivo é determinar a FATS crítica para a transpiração, avaliar mudanças no crescimento, atividades fisiológicas e respostas bioquímicas e antioxidantes em cultivares de soja. Três ensaios foram semeados em 19/11/2018 (E1), 28/12/2018 (E2) e 9/9/2019 (E3), representando quase toda a janela de semeadura da soja no Brasil. Os valores de FATS crítica estimados foram 0,33, 0,29 e 0,31 em E1, 0,35, 0,41 e 0,43 em E2 e 0,31, 0,49 e 0,45 em E3 para os cultivares BMX GARRA IPRO, DM 66I68 RSF IPRO e NA 5909 RG, respectivamente. Nos três ensaios, NA 5909 RG apresentou uma estatura superior. A enzima POD foi ativada em plantas não irrigadas em E2 apenas em DM 66I68 RSF IPRO e NA 5909 RG. Concluímos que DM 66I68 RSF IPRO e NA 5909 RG mostraram um controle estomático mais eficiente, conservando a água do solo por mais tempo, o que indica maior tolerância ao déficit hídrico.