Osmoprotection in Salvia hispanica L seeds under water stress attenuators / Osmoproteção em sementes de Salvia hispanica L sob atenuadores do estresse hídrico

Salvia hispanica cultivation is recent in Brazil and occurs in the off-season, when there is lower water availability in the soil. Water deficit is one of the abiotic factors that most limit germination for compromising the sequence of metabolic events that culminate with seedling emergence. Several attenuating substances have been used to mitigate the effects resulting from this stress and give higher tolerance to the species. Thus, the objective of this study was to evaluate the action of different agents as water stress attenuators in the germination and accumulation of organic compounds in S. hispanica seedlings. The treatments consisted of pre-soaking the seeds for 4 hours in salicylic acid (1 mM.L-¹), gibberellic acid (0.4 mM.L-¹), distilled water and control treatment (without soaking). The seeds were germinated at osmotic potentials of 0.0, -0.1, -0.2, -0.3 and -0.4 MPa, using PEG 6000 as an osmotic agent. The variables germination percentage, germination speed index, shoot and primary root lengths, total dry mass, proline, total soluble sugars and total free amino acids were analyzed. Salicylic acid and gibberellic acid led to the best results among the attenuators tested, increasing germination, length, dry mass and biochemical components of S. hispanica seedlings under water deficit. Therefore, salicylic and gibberellic acids are efficient in mitigating water stress in S. hispanica seeds up to the potential of -0.4 MPa.

O cultivo da Salvia hispanica é recente no Brasil e se dá no período de entressafra, quando há menor disponibilidade hídrica no solo. O déficit hídrico é um dos fatores abióticos que mais limitam a germinação por comprometer a sequência de eventos metabólicos que culminam com a emergência da plântula. Diversas substâncias atenuadoras têm sido empregadas com a finalidade de mitigar os efeitos resultantes desse estresse e conferir maior tolerância às espécies. Desse modo, objetivou-se avaliar a ação de diferentes agentes como atenuadores do estresse hídrico na germinação e acúmulo de compostos orgânicos em plântulas de S. hispanica. Os tratamentos consistiram na pré-embebição das sementes durante 4 horas em ácido salicílico (1 mM.L-¹), ácido giberélico (0,4 mM.L-¹), água destilada e o tratamento controle (sem embebição). As sementes foram germinadas sob os potenciais osmóticos 0,0, -0,1, -0,2, -0,3 e -0,4 MPa, utilizando PEG 6000 como agente osmótico. Analisaram-se as variáveis porcentagem de germinação, índice de velocidade de germinação, comprimento da parte aérea e da raiz primária, massa seca total, prolina, açúcares solúveis totais e aminoácidos livres totais. O ácido salicílico e o ácido giberélico apresentaram os melhores resultados, dentre os atenuadores testados, incrementando a germinação, o comprimento, a massa seca e os componentes bioquímicos de plântulas de S. hispanica sob déficit hídrico. Logo, os ácidos salicílico e giberélico são eficientes na mitigação do estresse hídrico em sementes de S. hispanica até o potencial -0,4 MPa.

Ionic homeostasis, biochemical components and yield of Italian zucchini under nitrogen forms and salt stress / Homeostase iônica, componentes bioquímicos e produção da abobrinha italiana sob formas de nitrogênio e estresse salino

This research was carried out aiming at evaluating the effects of nitrate and ammonium ions on nutrient accumulation, biochemical components and yield of Italian zucchini (cv. Caserta) grown in a hydroponic system under salt stress conditions. The experiment was carried out in a greenhouse utilizing an experimental design in randomized blocks, arranged in a 2 x 5 factorial scheme, with 4 replications. The treatments consisted of two forms of nitrogen (nitrate - NO3- and ammonium - NH4+) and 5 electrical conductivity levels of irrigation water (ECw) (0.5, 2.0, 3.5, 5.0 and 6.5 dS m-1). The analysis of the results indicated that supply of N exclusively in NH4+ form promotes greater damage to the leaf membrane and reduction in accumulation of macronutrients and higher Na+/K+, Na+/Ca++ and Na+/Mg++ ratios in the shoots of zucchini plants. Electrical conductivity of irrigation water above 2.0 dS m-¹ reduces the accumulation of nutrients in shoot and yield of Italian zucchini plant. The toxicity of NH4+ under Italian zucchini plants overlap the toxicity of the salinity, since its fertilization exclusively with this form of nitrogen inhibits its production, being the NO3- form the most suitable for the cultivation of the species.

Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar os efeitos dos íons nitrato e amônio sobre o acúmulo de nutrientes e produção da abobrinha italiana (cv. Caserta) cultivada em sistema hidropônico sob estrese salino. O experimento foi conduzido em casa de vegetação utilizando o delineamento experimental em blocos casualizados, arranjados em esquema fatorial 2 x 5, com 4 repetições. Os tratamentos foram constituídos de duas formas de nitrogênio (nitrato - NO3- e amônio - NH4+) e cinco níveis de condutividade elétrica da água de irrigação (CEa) (0,5; 2,0; 3,5; 5,0 e 6,5 dS m-¹). As análises dos resultados indicaram que suprimento de N exclusivamente em forma de NH4+ promove maiores danos na membrana foliar e redução no acúmulo de macronutrientes e maiores relações Na+/K+, Na+/Ca++ e Na+/Mg++ na parte aérea das plantas de abobrinha. A irrigação com água a cima de 2,0 dS m-¹ reduz o acúmulo de nutrientes na parte aérea das plantas e a produção de abobrinha. A toxicidade do NH4+ sob abobrinha italiana sobrepõe-se à toxicidade da salinidade, pois a fertilização exclusiva com esta forma de nitrogênio inibe sua produção, sendo a forma NO3- a mais adequada para o cultivo da espécie.

Osmoprotection in Salvia hispanica L. seeds under water stress attenuators

Abstract Salvia hispanica cultivation is recent in Brazil and occurs in the off-season, when there is lower water availability in the soil. Water deficit is one of the abiotic factors that most limit germination for compromising the sequence of metabolic events that culminate with seedling emergence. Several attenuating substances have been used to mitigate the effects resulting from this stress and give higher tolerance to the species. Thus, the objective of this study was to evaluate the action of different agents as water stress attenuators in the germination and accumulation of organic compounds in S. hispanica seedlings. The treatments consisted of pre-soaking the seeds for 4 hours in salicylic acid (1 mM.L-1), gibberellic acid (0.4 mM.L-1), distilled water and control treatment (without soaking). The seeds were germinated at osmotic potentials of 0.0, -0.1, -0.2, -0.3 and -0.4 MPa, using PEG 6000 as an osmotic agent. The variables germination percentage, germination speed index, shoot and primary root lengths, total dry mass, proline, total soluble sugars and total free amino acids were analyzed. Salicylic acid and gibberellic acid led to the best results among the attenuators tested, increasing germination, length, dry mass and biochemical components of S. hispanica seedlings under water deficit. Therefore, salicylic and gibberellic acids are efficient in mitigating water stress in S. hispanica seeds up to the potential of -0.4 MPa.

Resumo O cultivo da Salvia hispanica é recente no Brasil e se dá no período de entressafra, quando há menor disponibilidade hídrica no solo. O déficit hídrico é um dos fatores abióticos que mais limitam a germinação por comprometer a sequência de eventos metabólicos que culminam com a emergência da plântula. Diversas substâncias atenuadoras têm sido empregadas com a finalidade de mitigar os efeitos resultantes desse estresse e conferir maior tolerância às espécies. Desse modo, objetivou-se avaliar a ação de diferentes agentes como atenuadores do estresse hídrico na germinação e acúmulo de compostos orgânicos em plântulas de S. hispanica. Os tratamentos consistiram na pré-embebição das sementes durante 4 horas em ácido salicílico (1 mM.L-1), ácido giberélico (0,4 mM.L-1), água destilada e o tratamento controle (sem embebição). As sementes foram germinadas sob os potenciais osmóticos 0,0, -0,1, -0,2, -0,3 e -0,4 MPa, utilizando PEG 6000 como agente osmótico. Analisaram-se as variáveis porcentagem de germinação, índice de velocidade de germinação, comprimento da parte aérea e da raiz primária, massa seca total, prolina, açúcares solúveis totais e aminoácidos livres totais. O ácido salicílico e o ácido giberélico apresentaram os melhores resultados, dentre os atenuadores testados, incrementando a germinação, o comprimento, a massa seca e os componentes bioquímicos de plântulas de S. hispanica sob déficit hídrico. Logo, os ácidos salicílico e giberélico são eficientes na mitigação do estresse hídrico em sementes de S. hispanica até o potencial -0,4 MPa.

Ionic homeostasis, biochemical components and yield of Italian zucchini under nitrogen forms and salt stress

Abstract This research was carried out aiming at evaluating the effects of nitrate and ammonium ions on nutrient accumulation, biochemical components and yield of Italian zucchini (cv. Caserta) grown in a hydroponic system under salt stress conditions. The experiment was carried out in a greenhouse utilizing an experimental design in randomized blocks, arranged in a 2 x 5 factorial scheme, with 4 replications. The treatments consisted of two forms of nitrogen (nitrate - NO3- and ammonium - NH4+) and 5 electrical conductivity levels of irrigation water (ECw) (0.5, 2.0, 3.5, 5.0 and 6.5 dS m-1). The analysis of the results indicated that supply of N exclusively in NH4+ form promotes greater damage to the leaf membrane and reduction in accumulation of macronutrients and higher Na+/K+, Na+/Ca++ and Na+/Mg++ ratios in the shoots of zucchini plants. Electrical conductivity of irrigation water above 2.0 dS m-1 reduces the accumulation of nutrients in shoot and yield of Italian zucchini plant. The toxicity of NH4+ under Italian zucchini plants overlap the toxicity of the salinity, since its fertilization exclusively with this form of nitrogen inhibits its production, being the NO3- form the most suitable for the cultivation of the species.

Resumo Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar os efeitos dos íons nitrato e amônio sobre o acúmulo de nutrientes e produção da abobrinha italiana (cv. Caserta) cultivada em sistema hidropônico sob estrese salino. O experimento foi conduzido em casa de vegetação utilizando o delineamento experimental em blocos casualizados, arranjados em esquema fatorial 2 x 5, com 4 repetições. Os tratamentos foram constituídos de duas formas de nitrogênio (nitrato - NO3- e amônio - NH4+) e cinco níveis de condutividade elétrica da água de irrigação (CEa) (0,5; 2,0; 3,5; 5,0 e 6,5 dS m-1). As análises dos resultados indicaram que suprimento de N exclusivamente em forma de NH4+ promove maiores danos na membrana foliar e redução no acúmulo de macronutrientes e maiores relações Na+/K+, Na+/Ca++ e Na+/Mg++ na parte aérea das plantas de abobrinha. A irrigação com água a cima de 2,0 dS m-1 reduz o acúmulo de nutrientes na parte aérea das plantas e a produção de abobrinha. A toxicidade do NH4+ sob abobrinha italiana sobrepõe-se à toxicidade da salinidade, pois a fertilização exclusiva com esta forma de nitrogênio inibe sua produção, sendo a forma NO3- a mais adequada para o cultivo da espécie.

Ionic homeostasis, biochemical components and yield of Italian zucchini under nitrogen forms and salt stress / Homeostase iônica, componentes bioquímicos e produção da abobrinha italiana sob formas de nitrogênio e estresse salino

This research was carried out aiming at evaluating the effects of nitrate and ammonium ions on nutrient accumulation, biochemical components and yield of Italian zucchini (cv. Caserta) grown in a hydroponic system under salt stress conditions. The experiment was carried out in a greenhouse utilizing an experimental design in randomized blocks, arranged in a 2 x 5 factorial scheme, with 4 replications. The treatments consisted of two forms of nitrogen (nitrate - NO3 - and ammonium - NH4 + ) and 5 electrical conductivity levels of irrigation water (ECw) (0.5, 2.0, 3.5, 5.0 and 6.5 dS m-1). The analysis of the results indicated that supply of N exclusively in NH4 + form promotes greater damage to the leaf membrane and reduction in accumulation of macronutrients and higher Na+ /K+ , Na+ /Ca++ and Na+ /Mg++ ratios in the shoots of zucchini plants. Electrical conductivity of irrigation water above 2.0 dS m-1 reduces the accumulation of nutrients in shoot and yield of Italian zucchini plant. The toxicity of NH4 + under Italian zucchini plants overlap the toxicity of the salinity, since its fertilization exclusively with this form of nitrogen inhibits its production, being the NO3 - form the most suitable for the cultivation of the species.

Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar os efeitos dos íons nitrato e amônio sobre o acúmulo de nutrientes e produção da abobrinha italiana (cv. Caserta) cultivada em sistema hidropônico sob estrese salino. O experimento foi conduzido em casa de vegetação utilizando o delineamento experimental em blocos casualizados, arranjados em esquema fatorial 2 x 5, com 4 repetições. Os tratamentos foram constituídos de duas formas de nitrogênio (nitrato - NO3 - e amônio - NH4 + ) e cinco níveis de condutividade elétrica da água de irrigação (CEa ) (0,5; 2,0; 3,5; 5,0 e 6,5 dS m-1). As análises dos resultados indicaram que suprimento de N exclusivamente em forma de NH4 + promove maiores danos na membrana foliar e redução no acúmulo de macronutrientes e maiores relações Na+ /K+ , Na+ /Ca++ e Na+ /Mg++ na parte aérea das plantas de abobrinha. A irrigação com água a cima de 2,0 dS m-1 reduz o acúmulo de nutrientes na parte aérea das plantas e a produção de abobrinha. A toxicidade do NH4 + sob abobrinha italiana sobrepõe-se à toxicidade da salinidade, pois a fertilização exclusiva com esta forma de nitrogênio inibe sua produção, sendo a forma NO3 - a mais adequada para o cultivo da espécie.

Osmoprotection in Salvia hispanica L. seeds under water stress attenuators / Osmoproteção em sementes de Salvia hispanica L. sob atenuadores do estresse hídrico

Salvia hispanica cultivation is recent in Brazil and occurs in the off-season, when there is lower water availability in the soil. Water deficit is one of the abiotic factors that most limit germination for compromising the sequence of metabolic events that culminate with seedling emergence. Several attenuating substances have been used to mitigate the effects resulting from this stress and give higher tolerance to the species. Thus, the objective of this study was to evaluate the action of different agents as water stress attenuators in the germination and accumulation of organic compounds in S. hispanica seedlings. The treatments consisted of pre-soaking the seeds for 4 hours in salicylic acid (1 mM.L-1), gibberellic acid (0.4 mM.L-1), distilled water and control treatment (without soaking). The seeds were germinated at osmotic potentials of 0.0, -0.1, -0.2, -0.3 and -0.4 MPa, using PEG 6000 as an osmotic agent. The variables germination percentage, germination speed index, shoot and primary root lengths, total dry mass, proline, total soluble sugars and total free amino acids were analyzed. Salicylic acid and gibberellic acid led to the best results among the attenuators tested, increasing germination, length, dry mass and biochemical components of S. hispanica seedlings under water deficit. Therefore, salicylic and gibberellic acids are efficient in mitigating water stress in S. hispanica seeds up to the potential of -0.4 MPa.

O cultivo da Salvia hispanica é recente no Brasil e se dá no período de entressafra, quando há menor disponibilidade hídrica no solo. O déficit hídrico é um dos fatores abióticos que mais limitam a germinação por comprometer a sequência de eventos metabólicos que culminam com a emergência da plântula. Diversas substâncias atenuadoras têm sido empregadas com a finalidade de mitigar os efeitos resultantes desse estresse e conferir maior tolerância às espécies. Desse modo, objetivou-se avaliar a ação de diferentes agentes como atenuadores do estresse hídrico na germinação e acúmulo de compostos orgânicos em plântulas de S. hispanica. Os tratamentos consistiram na pré-embebição das sementes durante 4 horas em ácido salicílico (1 mM.L-1), ácido giberélico (0,4 mM.L-1), água destilada e o tratamento controle (sem embebição). As sementes foram germinadas sob os potenciais osmóticos 0,0, -0,1, -0,2, -0,3 e -0,4 MPa, utilizando PEG 6000 como agente osmótico. Analisaram-se as variáveis porcentagem de germinação, índice de velocidade de germinação, comprimento da parte aérea e da raiz primária, massa seca total, prolina, açúcares solúveis totais e aminoácidos livres totais. O ácido salicílico e o ácido giberélico apresentaram os melhores resultados, dentre os atenuadores testados, incrementando a germinação, o comprimento, a massa seca e os componentes bioquímicos de plântulas de S. hispanica sob déficit hídrico. Logo, os ácidos salicílico e giberélico são eficientes na mitigação do estresse hídrico em sementes de S. hispanica até o potencial -0,4 MPa.

Ionic homeostasis, biochemical components and yield of Italian zucchini under nitrogen forms and salt stress.

This research was carried out aiming at evaluating the effects of nitrate and ammonium ions on nutrient accumulation, biochemical components and yield of Italian zucchini (cv. Caserta) grown in a hydroponic system under salt stress conditions. The experiment was carried out in a greenhouse utilizing an experimental design in randomized blocks, arranged in a 2 x 5 factorial scheme, with 4 replications. The treatments consisted of two forms of nitrogen (nitrate - NO3- and ammonium - NH4+) and 5 electrical conductivity levels of irrigation water (ECw) (0.5, 2.0, 3.5, 5.0 and 6.5 dS m-1). The analysis of the results indicated that supply of N exclusively in NH4+ form promotes greater damage to the leaf membrane and reduction in accumulation of macronutrients and higher Na+/K+, Na+/Ca++ and Na+/Mg++ ratios in the shoots of zucchini plants. Electrical conductivity of irrigation water above 2.0 dS m-1 reduces the accumulation of nutrients in shoot and yield of Italian zucchini plant. The toxicity of NH4+ under Italian zucchini plants overlap the toxicity of the salinity, since its fertilization exclusively with this form of nitrogen inhibits its production, being the NO3- form the most suitable for the cultivation of the species.

Osmoprotection in Salvia hispanica L. seeds under water stress attenuators.

Salvia hispanica cultivation is recent in Brazil and occurs in the off-season, when there is lower water availability in the soil. Water deficit is one of the abiotic factors that most limit germination for compromising the sequence of metabolic events that culminate with seedling emergence. Several attenuating substances have been used to mitigate the effects resulting from this stress and give higher tolerance to the species. Thus, the objective of this study was to evaluate the action of different agents as water stress attenuators in the germination and accumulation of organic compounds in S. hispanica seedlings. The treatments consisted of pre-soaking the seeds for 4 hours in salicylic acid (1 mM.L-1), gibberellic acid (0.4 mM.L-1), distilled water and control treatment (without soaking). The seeds were germinated at osmotic potentials of 0.0, -0.1, -0.2, -0.3 and -0.4 MPa, using PEG 6000 as an osmotic agent. The variables germination percentage, germination speed index, shoot and primary root lengths, total dry mass, proline, total soluble sugars and total free amino acids were analyzed. Salicylic acid and gibberellic acid led to the best results among the attenuators tested, increasing germination, length, dry mass and biochemical components of S. hispanica seedlings under water deficit. Therefore, salicylic and gibberellic acids are efficient in mitigating water stress in S. hispanica seeds up to the potential of -0.4 MPa.