GROWTH AND PHOTOSYNTHETIC EFFICIENCY OF Atriplex nummularia UNDER DIFFERENT SOIL MOISTURE AND SALINE TAILINGS
DOI:
https://doi.org/10.1590/1983-21252019v32n222rcKeywords:
Photosynthesis. Halophyte. Water reuse. Salinity.Abstract
The disposal of the tailings (wastes) from desalinators is a growing problem, especially in semi-arid regions, and it is necessary to study halophytes such as Atriplex nummularia for the reuse of these saline waters. Thus, the objective of this study was to evaluate the effect of the interaction between levels of soil water content and salinity of irrigation water, gas exchange and growth of Atriplex nummularia Lindl. The plants were cultivated in vases with soils under two moisture levels (50 and 100% of the field capacity) and irrigated with saline waters from dilution of the desalinator waste, to obtain the following electrical conductivities (EC) of 0.39; 1.54; 2.15; 2.79; and 3.63 dS m-1. The experiment was conducted in a greenhouse for 160 days, with a triple factorial arrangement of 2x5x3, in a randomized complete block design with four replications. The photosynthetic, biometric and plant biomass parameters were evaluated. Irrigation with saline water reduced the net photosynthetic rate (A), stomatal conductance (gs), the effective quantum yield of photosystem II (ΔF/Fm’), photochemical quenching (qP) and the electron transport rate (ETR) of the plants for the two conditions of soil moisture. However, it did not impair the efficiencies of water use (WUE) and carboxylation (EIC) of plants. Plant growth rate and leaf biomass were stimulated under irrigation with saline water (EC ≤ 3.63 dS m-1), and when associated with soil moisture of 100% FC leaf biomass gains > 100% were obtained.
References
ARAÚJO, S. A. M. et al. Salinity tolerance of halophyte Atriplex nummularia L. grown under increasing NaCl levels. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 10, n. 4, p. 848-854, 2006.
ARNON, D. I. Copper enzymes in isolated chloroplasts: polyphenol-oxydase in Beta vulgaris. Plant Physiology, v. 24, n. 1, p. 1-15, 1949.
BACELAR, E. A. et al. Physiological behaviour, oxidative damage and antioxidative protection of olive trees grown under different irrigation regimes. Plant Soil, v. 292, s/n., p. 1-12, 2007.
BELKHEIRI, O.; MULAS, M. The effects of salt stress on growth, water relations and ion accumulation in two halophyte Atriplex species. Environmental and Experimental Botany, v. 86, n. 2, p. 17-28, 2013.
BENDALY, A. et al. Physiological and leaf metabolome changes in the xerohalophyte species Atriplex halimus induced by salinity, Plant Physiology and Biochemistry, v. 103, n. 6, p. 208-218, 2016.
CASAROLI, D.; VAN LIER, Q. J. Critérios para determinação da capacidade de vaso. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 32, n. 1, p. 59-66, 2008.
CHOUDHARY, O. P.; GRATTAN, S. R.; MINHAS, P. S. Sustainable crop production using saline and sodic waters. In: LICHTFOUSE, E. (Ed.). Alternate Farming Systems, Biotechnology, Drought Stress and Ecological Fertilisation. Sustainable Agriculture Reviews, v. 6, Springer Dordrecht, New York, 2011, p. 293-318.
COSTA, E. J. B. et al. Cultivo de sorgo em sistema de vazante com e sem cobertura do solo. Revista Brasileira de Milho e Sorgo, v. 14, n. 2, p. 182-195, 2015.
CUNHA, J. C.; RUIZ, H. A.; FREIRE, M. B. G. S. Adubação nitrogenada e fosfatada no cultivo de Atriplex nummularia. Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, MG: Novas Edições Acadêmicas, 2015. 96 p.
DONG, H. et al. Unequal salt distribution in the root zone increases growth and yield of cotton. European Journal of Agronomy, v. 33, n. 4, p. 285-292, 2010.
DREGNE, H. E.; CHOU, N-T. Global desertification dimensions and costs. In: DREGNE, H. E. (Ed.). Degradation and restoration of arid lands. ICASALS, Texas Tech University, Lubbock, 1992, p. 249-282.
EMPRESA BRASILEIRA DE PESQUISA AGROPECUÁRIA - EMBRAPA. Sistema Brasileiro de Classificação de Solos. 3 ed. Rio de Janeiro, RJ: EMBRAPA Solos, 2013. 353 p.
FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION OF THE UNITED NATIONS - FAO, 2011. Land and plant nutrition management service. Disponível em: <http://www.fao.org/land-water/en/>. Acesso em: 29 abri. 2017.
FLOWERS, T. J.; COLMER, T. D. Salinity tolerance in halophytes. New Phytologist, v. 179, n. 4, p. 945-963, 2008.
GEISSLER, N. et al. Elevated atmospheric CO2 concentration leads to different salt resistance mechanisms in a C3 (Chenopodium quinoa) and a C4 (Atriplex nummularia) halophyte. Environmental and Experimental Botany, v. 118, n. 10, p. 67-77, 2015.
GLENN, E. P.; BROWN, J. J.; BLUMWALD, E. Salt tolerance and crop potential of halophytes. Critical Reviews in Plant Sciences, v. 18, n. 2, p. 227-255, 1999.
GLENN, E. P. et al. Comparison of salinity tolerance of three Atriplex spp. in well-watered and drying soils. Environmental and Experimental Botany, v. 83, n. 11, p. 62-72, 2012.
INSTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGIA - INMET. Consulta Dados da Estação Automática: Serra Talhada (PE). Disponível em: <http://www.inmet.gov.br/sonabra/pg_dspDadosCodigo_sim.php?QTM1MA>. Acesso em: 05 jan. 2018.
LEAL, I. G. et al. Fitorremediação de solo salino sódico por Atriplex nummularia e gesso de jazida. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 32, n. 3, p. 1065-1072, 2008.
MEGDICHE, W. et al. Photosynthesis and photosystem 2 efficiency of two salt-adapted halophytic seashore Cakile maritima ecotypes. Photosynthetica, v. 46, n. 3, p. 410-419, 2008.
MELO, H. F. et al. Growth, biomass production and ions accumulation in Atriplex nummularia Lindl grown under abiotic stress. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 20, n. 2, p. 144-151, 2016.
OLIVEIRA, W. J. et al. Leaf gas exchange in cowpea and CO2 efflux in soil irrigated with saline water. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 21, n. 1, p. 32-37, 2017.
PEDROTTI, A. et al. Causas e consequências do processo de salinização dos solos. Revista Eletrônica em Gestão, Educação e Tecnologia Ambiental, v. 19, n. 2, p. 1308-1324, 2015.
PORTO, E. R.; AMORIM, M. C. C.; SILVA JUNIOR, L. G. A. Uso de rejeito de dessalinização de água salobra para irrigação da erva-sal (Atriplex nummularia). Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 5, n. 1, p. 111-114, 2001.
R CORE TEAM. R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing. 2018. Disponível em: <http://ww1.rproject.org/?subid1=d5aeae72-02f0-11e8-8079-4f572a0015ce>. Acesso em: 08 jan 2018.
RENGASAMY, P. Soil processes affecting crop production in salt-affected soils. Functional Plant Biology, v. 37, s/n., p. 613-620, 2010.
RICHARDS, L. A. Diagnostics and improvement of salinity and alkali soil. Washington, D.C: United States Salinity Laboratory, United States Department of Agriculture, 1954. 160 p. (Handbook, 60).
SANTOS, K. C. F. et al. Atividade biológica em solo salino sódico saturado por água sob cultivo de Atriplex nummularia. Revista Ciência Agronômica, v. 42, n. 3, p. 619-627, 2011.
SAIRAM, R. K.; TYAGI, A. Physiology and molecular biology of salinity stress tolerance in plants. Currente Science, v. 86, n. 3, p. 407-421, 2004.
SCHREIBER, U. et al. Chlorophyll fluorescence as a diagnostic tool: basics and some aspects of practical relevance. In: RAGHAVENDRA, A. S. (Ed.). Photosynthesis: a comprehensive treatise. Cambridge: Cambridge University Press, 1998. p. 320-336.
SILVA, E. N. et al. Comparative effects of salinity and water stress on photosynthesis, water relations and growth of Jatropha plants. Journal of Arid Environments, v. 74, n. 10, p. 1130-1137, 2010.
SILVA, Y. J. A. B. et al. Atriplex nummularia Lindl. as alternative for improving salt-affected soils conditions in semiarid environments: a field experiment. Chilean Journal Agricultural Research, v. 76, n. 3, p. 343-348, 2016.
SILVEIRA, J. A. G. et al. Mecanismos biomoleculares envolvidos com a resistência ao estresse salino em plantas. In: GHEYI, H. R.; DIAS, N. S.; LACERDA, C. F. (Eds.). Manejo da salinidade na agricultura: estudos básicos e aplicados. Fortaleza: INCTSal. 2010, cap. 11, p. 161-180.
SILVEIRA, J. A. G. et al. Roots and leaves display contrasting osmotic adjustment mechanisms in response to NaCl-salinity in Atriplex nummularia. Environmental and Experimental Botany, v. 66, n. 1, p. 1-8, 2009.
SINGH, D. P.; SARKAR, R. K. Distinction and characterisation of salinity tolerant and sensitive rice cultivars as probed by the chlorophyll fluorescence characteristics and growth parameters. Functional Plant Biology, v. 41, n. 7, p. 727-736, 2014.
SOUSA NETO, O. N. et al. Utilização do rejeito da dessalinização da água na produção de mudas de espécies da Caatinga. Revista Caatinga, v. 24, n. 4, p. 123-129, 2011.
SOUZA, E. R. et al. Fitoextração de sais pela Atriplex nummularia lindl. sob estresse hídrico em solo salino sódico. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 15, n. 5, p. 477-483, 2011.
STREIT, M. N. et al. As clorofilas. Ciência Rural, v. 35, n. 3, p. 748-755, 2005.
TAIZ, L.; ZEIGER, E. Plant physiology. 5 ed. Massachusetts, U. S. A. Sinauer Associates Inc., Publishers Sunderland, 2010. 782 p.
VAN KOOTEN, O.; SNEL, J. F. H. The use of clorophyll fluorescence nomenclature in plant stress physiology. Photosynthesis Research, v. 25, n. 3, p. 147-150, 1990.
WHITHAM, F. H.; BLAYDES, D. F.; DEVLIN, R. M. Experiments in plant physiology. New York, USA: Van Nostrand Reinhold, 1971. 254 p.
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