Dissertação/Tese AMENIZAÇÃO DE ESTRESSES BIÓTICO E ABIÓTICO NO SORGO POR DIFERENTES FONTES DE ÁCIDOS HÚMICOS - PPGPV

Os ácidos húmicos (AH) são utilizados como produtos bioestimulantes que, fornecidos às plantas, podem reduzir a necessidade de fertilizantes, aumentar a produtividade e proporcionar certa resistência aos mais variados tipos de estresses, atuando principalmente no metabolismo vegetal. O objetivo foi caracterizar química e espectroscopicamente os AH extraídos da vermicompostagem de biomassas agrícolas de diferentes fontes, e testar, em plantas de sorgo em casa de vegetação, a aplicação desses materiais, na melhor concentração selecionada para a cultura, visando a mitigação de estresses induzidos por antracnose e deficiência hídrica. Os AH provenientes da vermicompostagem de biomassas agrícolas foram utilizados como bioestimulantes no desenvolvimento radicular em plântulas de sorgo, e foram aplicados em concentrações crescentes (0; 12,5; 25; 50; 100 e 200 mg/L-1). As melhores concentrações de aplicação em que as plântulas apresentaram maiores valores na arquitetura radicular, para as fontes oleaginosa, sacarídea, amilácea e lignocelulósica foram de 90,8; 108,96; 92,75 e 97,61 mg/L-1, respectivamente. A amenização do estresse biótico foi avaliada por análise de fungitoxidade e, ao final do experimento, foram medidas as atividades das enzimas quitinase, β-1,3-glucanase e lipoxigenase, teores nutricionais nos tecidos foliares e radiculares, além da fotobiologia vegetal. A amenização do estresse hídrico foi avaliada através de características biométricas e de produção, teores nutricionais nos tecidos foliares e radiculares, atividades das enzimas catalase, superóxido dismutase e peroxidase do ascorbato, parâmetros fotossintéticos, eficiência no uso da água e eficiência da carboxilação. De forma geral, os AH de origem sacarídea reduziram em 36,84% o estresse causado pela antracnose, indicando maior qualidade deste material húmico. A amenização foi notada pelo maior grau de estabilidade e humificação do material húmico, maiores intensidades nos espectros IV-TF e fluorescência e conteúdo relativo de clorofila nas folhas (SPAD), efeito protetor pelas atividades enzimáticas e maiores teores nutricionais nos tecidos vegetais. Em relação ao estresse hídrico, os AH de origem oleaginosa denotaram melhores valores na produção de biomassa, taxas fotossintéticas, eficiência da carboxilação e conteúdo nutricional dos tecidos vegetais. Esse AH foi considerado mais estabilizado que os demais pelo índice de hidrofobicidade. Os AH de origem lignocelulósica tiveram maiores taxas de N na composição, implicando em menor grau de humificação e estabilidade, pela maior dificuldade de degradação dos compostos nitrogenados, refletindo em menores teores nutricionais e taxas fotossintéticas, em contraste com maiores concentrações de carbono interno, e menor eficiência no uso da água. Maiores atividades enzimáticas da catalase, superóxido dismutase e peroxidase do ascorbato foram notadas em plantas submetidas à déficit hídrico (60% da capacidade de vaso). As atividades da catalase e superóxido dismutase foram maiores nos tratamentos controle, indicando que a aplicação de AH protegeram as plantas dos efeitos nocivos do estresse oxidativo. De posse dos resultados, podemos concluir que AH extraídos de vermicompostos são eficientes na amenização de estresses induzidos por um agente biótico e um abiótico, e são dependentes da composição do material de origem, influenciando diretamente sua atividade em plantas.

Humic acids (HA) are used as biostimulant products that, when supplied to plants, can reduce the need for fertilizers, increase productivity and provide some resistance to the most varied types of stress, acting mainly on plant metabolism. The objective was to chemically and spectroscopically characterize the HA extracted from vermicomposting of agricultural biomass from different sources, and test, on sorghum plants in a greenhouse, the application of these materials, in the best concentration selected for the crop, aiming to mitigate induced stresses due to anthracnose and water deficiency. HA from vermicomposting of agricultural biomass were used as biostimulants in root development in sorghum seedlings, and were applied in increasing concentrations (0, 12.5, 25, 50, 100 and 200 mg/L-1). The best application concentrations in which the seedlings showed the highest values in root architecture, for oleaginous, saccharide, starch and lignocellulosic sources were 90.8, 108.96, 92.75 and 97.61 mg/L-1, respectively. The mitigation of biotic stress was evaluated by fungitoxicity analysis and, at the end of the experiment, the activities of the enzymes chitinase, β-1,3-glucanase and lipoxygenase, nutritional contents in leaf and root tissues were measured, in addition to plant photobiology. The mitigation of water stress was evaluated through biometric and production characteristics, nutritional contents in leaf and root tissues, activities of the enzymes catalase, superoxide dismutase and ascorbate peroxidase, photosynthetic parameters, water use efficiency and carboxylation efficiency. In general, HA of saccharide origin reduced the stress caused by anthracnose by 36.84%, indicating greater quality of this humic material. The amelioration was noted by the greater degree of stability and humification of the humic material, greater intensities in the IR-TF and fluorescence spectra and relative chlorophyll content in leaves (SPAD), protective effect due to enzymatic activities and higher nutritional contents in plant tissues. In relation to water stress, HA of oleaginous origin showed better values in biomass production, photosynthetic rates, carboxylation efficiency and nutritional content of plant tissues. This HA was considered more stabilized than the others based on the hydrophobicity index. HA of lignocellulosic origin had higher levels of N in the composition, implying a lower degree of humification and stability, due to the greater difficulty in degrading nitrogenous compounds, resulting in lower nutritional contents and photosynthetic rates, in contrast to higher concentrations of internal carbon, and lower water use efficiency. Higher enzymatic activities of catalase, superoxide dismutase and ascorbate peroxidase were noted in plants subjected to water deficit (60% of pot capacity). Catalase and superoxide dismutase activities were higher in control treatments, indicating that the application of HA protected plants from the harmful effects of oxidative stress. With the results, we can conclude that HA extracted from vermicomposts are efficient in alleviating stresses induced by a biotic and an abiotic agent and are dependent on the composition of the source material, directly influencing their activity in plants.