Effect of priming guava seeds with H2O2 on seedling production under salt stress
DOI:
https://doi.org/10.5433/1679-0359.2024v45n5p1423Keywords:
Abiotic stress, Fruit farming, Mitigation, Psidium guajava L, Salinity.Abstract
Guava is one of the most economically important fruit crops grown in the Northeast region of Brazil. This region is characterized by a high concentration of salts in the water sources used for irrigation, necessitating the development of strategies to minimize the harmful effects of salt stress on production systems. The objective of this study was to analyze the effect of priming guava seeds with H2O2 on seedling production under salt stress. The experiment was conducted in a greenhouse at the Center for Agri-food Science and Technology at the Federal University of Campina Grande, located in Pombal, PB, Brazil. A randomized complete block experimental design was employed, involving a 5 × 3 factorial arrangement represented by five levels of electrical conductivity of irrigation water (ECw: 0.3, 1.1, 1.9, 2.7, and 3.5 dS m-1) and three concentrations of hydrogen peroxide (H2O2: 0, 25, and 50 µM). Four replications were used, with five plants per plot. Salinity in the water starting from 0.3 dS m-1 reduced growth, relative water content, photosynthetic pigments, dry biomass, and Dickson’s quality index, and increased the water saturation deficit in ‘Paluma’ guava seedlings 110 days after sowing. Hydrogen peroxide at a concentration of 25 µM increased the emergence speed index of seedlings, although its application at a concentration of up to 50 µM did not alleviate the adverse impacts of salt stress on ‘Paluma’ guava seedlings under an electrical conductivity of irrigation water of 3.5 dS m-1.
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References
Alvares, C. A., Stape, J. L., Sentelhas, P. C., Moraes, G. D. E., Leonardo, J., & Sparovek, G. (2013). Köppen’s climate classification map for Brazil. Meteorologische Zeitschrif, 22(6), 711-728. doi: 10.1127/0941-2948/2013/0507 DOI: https://doi.org/10.1127/0941-2948/2013/0507
Andrade, E. M. G., Lima, G. S., Lima, V. L. A., Silva, S. S., Dias, A. S., & Gheyi, H. R. (2022). Hydrogen peroxide as attenuator of salt stress effects on the physiology and biomass of yellow passion fruit. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 26(8), 571-578. doi: 10.1590/1807-1929/agriambi.v26n8p571-578 DOI: https://doi.org/10.1590/1807-1929/agriambi.v26n8p571-578
Arnon, D. I. (1949). Copper enzymes in isolated chloroplasts. Polyphenoloxidase in Beta vulgaris. Plant Physiology, 24(1), 1-15. doi: 10.5558/tfc36010-1 DOI: https://doi.org/10.1104/pp.24.1.1
Barreiro, M., Neto, Fernandes, P. D., Gheyi, H. R., Lacerda, J. T., & Carvalho, R. A. (2017). Índices fisiológicos em genótipos de abacaxizeiro sob estresse salino. Tecnologia e Ciências Agropecuárias, 11(6), 89-99. doi: 10.5558/tfc36010-1
Bezerra, I. L., Nobre, R. G., Gheyi, H. R., Souza, L. D. P., Pinheiro, F. W., & Lima, G. S. D. (2018). Morphophysiology of guava under saline water irrigation and nitrogen fertilization. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 22(1), 32-37. doi: 10.1590/1807-1929/agriambi.v22n1p32-37 DOI: https://doi.org/10.1590/1807-1929/agriambi.v22n1p32-37
Bezerra, J. D., Pereira, W. E., Silva, J. M. da, & Raposo, R. W. C. (2016). Crescimento de dois genótipos de maracujazeiro-amarelo sob condições de salinidade. Revista Ceres, 63(4), 502-508. doi: 10.5558/tfc36010-1 DOI: https://doi.org/10.1590/0034-737X201663040010
Bonifácio, B. F., Nobre, R. G., Sousa, A. dos S., Gomes, E. M., Silva, E. M. da, & Sousa, L. de P. (2018). Efeitos da adubação potássica e irrigação com águas salinas no crescimento de porta-enxerto de goiabeira. Revista de Ciências Agrárias, 41(4), 101-110. doi: 10.19084/RCA18119
Morais-Braga, M. F. B., Carneiro, J. N. P., Machado, A. J. T., Dos Santos, A. T. L., Sales, D. L., Lima, L. F., Figueredo, F. G., Coutinho, H. D. M. (2016). Psidium guajava L., from ethnobiology to scientific evaluation: elucidating bioactivity against pathogenic microorganisms. Journal of Ethnopharmacology, 194(2016), 1140-1152. doi: 10.1016/j.jep.2016.11 DOI: https://doi.org/10.1016/j.jep.2016.11.017
Byrt, C. S., Munns, R., Burton, R. A., Gilliham, M., & Wege, S. (2018). Root cell wall solutions for crop plants in saline soils. Plant Science, 269(2018), 47-55. doi: 10.5558/tfc36010-1 DOI: https://doi.org/10.1016/j.plantsci.2017.12.012
Capitulino, J. D., Lima, G. S. de, Azevedo, C. A. V. de, Silva, A. A. R. da, Arruda, T. F. de L., Soares, L. A. dos A., Fátima, R. T. de, Paiva, F. J. da S., Gheyi, H. R., & Souza, A. R. de. (2024). Composição mineral e fisiologia da gravioleira sob estresse salino e aplicação de peróxido de hidrogênio. Semina: Ciências Agrárias, 44(2), 555-578. doi: 10.5433/1679-0359.2024v44n2p555 DOI: https://doi.org/10.5433/1679-0359.2024v44n2p555
Cavalcanti, F. J. A. (2008). Recomendações de adubação para o Estado de Pernambuco: 2ª aproximação. (3a. ed.). Recife.
Dickson, A., Leaf, A. L., & Hosner, J. F. (1960). Quality appraisal of white spruce and white pine seedling stock in nurseries. The Forest Chronicle, 36(1), 10-13. doi: 10.5558/tfc36010-1
Dito, S., & Gadallah, M. A. (2019). Hydrogen peroxide supplementation alleviates the deleterious effects of cadmium on photosynthetic pigments and oxidative stress and improves growth, yield and pods quality of pea (Pisum sativum L.) plants. Acta Physiologiae Plantarum, 41(1), 2-12. doi: 10.1007/s11738-019-2901-2 DOI: https://doi.org/10.1007/s11738-019-2901-2
Ferreira, D. F. (2019). SISVAR: a computer analysis system to fixed effects split-plot type designs. Revista Brasileira de Biometria, 37(4), 529-535. doi: 10.5558/tfc36010-1 DOI: https://doi.org/10.28951/rbb.v37i4.450
Ferreira, J. T. A., Lima, G. S. de, Silva, S. S. da, Anjos Soares, L. A. dos, Fátima, R. T. de, Nóbrega, J. S., Gheyi, H. R., Almeida, F. A., & Mendonça, A. J. T. (2023). Peróxido de hidrogênio na indução de tolerância de mudas de goiabeira ao estresse salino. Semina: Ciências Agrárias, 44(2), 739-754. doi: 10.5433/1679-0359.2023v44n2p739 DOI: https://doi.org/10.5433/1679-0359.2023v44n2p739
Freire, J. L. O., Cavalcante, L. F., Nascimento, R., & Rebequi, A. M. (2013). Teores de clorofila e composição mineral foliar do maracujazeiro irrigado com águas salinas e biofertilizante. Revista de Ciências Agrárias, 36(1), 57-70. doi: 10.5558/tfc36010-1
Freire, J. L. O., Dias, T. J., Cavalcante, L. F., Fernandes, P. D., & Lima, A. J., Neto. (2014). Rendimento quântico e trocas gasosas em maracujazeiro amarelo sob salinidade hídrica, biofertilização e cobertura morta. Revista Ciência Agronômica, 45(1), 82-91. doi: 10.1590/S1806-66902014000100011 DOI: https://doi.org/10.1590/S1806-66902014000100011
Garcia, G. O., Martins, S., Fº., Nazário, A. A., Moraes, W. B., Gonçalves, I. Z., & Madalão, J. C. (2009). Estresse hídrico e salino na produção relativa e potencial de água na folha do feijoeiro. Irriga, 14(4), 470-480. doi: 10.5558/tfc36010-1 DOI: https://doi.org/10.15809/irriga.2009v14n4p470-480
Gohari, G., Alavi, Z., Esfandiari, E., Panahirad, S., Hajihoseinlou, S., & Fotopoulos, V. (2020). Interaction between hydrogen peroxide and sodium nitroprusside following chemical priming of Ocimum basilicum L. against salt stress. Physiologia Plantarum, 168(2), 361-373. doi: 10.1111/ppl.13020 DOI: https://doi.org/10.1111/ppl.13020
Hernández Cortés, J. A. (2022). Seed science research: global trends in seed biology and technology. Seeds, 1(1), 1-4. doi: 10.3390/seeds1010001 DOI: https://doi.org/10.3390/seeds1010001
Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (2022). SIDRA: Área destinada à colheita, área colhida, quantidade produzida e valor da produção da lavoura permanente. https://sidra.ibge.gov.br/tabela/5457#resultado
Kang, G., Li, G., & Guo, T. (2014). Molecular mechanism of salicylic acid-induced abiotic stress tolerance in higher plants. Acta Physiologiae Plantarum, 36(2014), 2287-2297. doi: 10.5558/tfc36010-1 DOI: https://doi.org/10.1007/s11738-014-1603-z
Lacerda, C. N. (2022). Salinidade da água e aplicação foliar de ácido salicílico no cultivo de goiabeira enxertada. Dissertação de mestrado, Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, PB, Brasil. http://www.bibliotecadigital.uel.br/document/?code=vtls000233096
Lima, G. S. de, Gheyi, H. R., Nobre, R. G., Soares, L. A. dos A., & Santos, J. B. dos. (2019). Cell damage, water status and gas exchanges in castor bean as affected by cationic composition of water. Revista Caatinga, 32(2), 482-492. doi: 10.1590/1983-21252019v32n221rc DOI: https://doi.org/10.1590/1983-21252019v32n221rc
Lima, G. S. de, Nobre, R. G., Gheyi, H. R., Soares, L. A. A. dos, & Silva, A. O. (2015). Produção da mamoneira cultivada com águas salinas e doses de nitrogênio. Revista Ciência Agronômica, 46(1), 1-10. doi: 10.5558/tfc36010-1 DOI: https://doi.org/10.1590/S1806-66902015000100001
Maguire, J. D. (1962). Speed of germination-aid in selection and evaluation for seedling emergence and vigor. Crop Science, 2(2), 176-177. doi: 10.5558/tfc36010-1 DOI: https://doi.org/10.2135/cropsci1962.0011183X000200020033x
Nóbrega, E. P., Arruda, S. M. I. de, & Melo, R. M. L. de. (2017). Desenvolvimento inicial de mudas de goiabeira irrigada com diferentes tipos de água. Revista de Agroecologia no Semiárido, 1(2), 1-9. doi: 10.5558/tfc36010-1 DOI: https://doi.org/10.35512/ras.v1i2.1774
Nunkaew, T., Kantachote, D., Kanzaki, H., Nitoda, T., & Ritchie, R. J. (2014). Effects of 5-aminolevulinic acid (ALA)-containing supernatants from selected Rhodopseudomonas palustris strains on rice growth under NaCl stress, with mediating effects on chlorophyll, photosynthetic electron transport and antioxidative enzymes. Electronic Journal of Biotechnology, 17(1), 19-26. doi: 10.5558/tfc36010-1 DOI: https://doi.org/10.1016/j.ejbt.2013.12.004
Oliveira, F. A., Oliveira, M. K. T., Silva, R. C. P., Silva, O. M. P., Maia, P. M. E., & Cândido, W. S. (2013). Crescimento de mudas de moringa em função da salinidade da água e da posição das sementes nos frutos. Revista Árvore, 37(1), 79-87. doi: 10.5558/tfc36010-1 DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-67622013000100009
Oliveira, L. M. (2019). Fontes de Matéria orgânica como atenuante do estresse salino na produção de mudas de pitaia vermelha (Hylocereus costaricensis). Dissertação de mestrado, Universidade Federal Rural do Semiárido, Mossoró, RN, Brasil. http://www.bibliotecadigital.uel.br/document/?code=vtls000233096
Panngom, K., Chuesaard, T., Tamchan, N., Jiwchan, T., Srikongsritong, K., & Park, G. (2018). Comparative assessment for the effects of reactive species on seed germination, growth and metabolisms of vegetables. Scientia Horticulturae, 227(2018), 85-91. doi: 10.5558/tfc36010-1 DOI: https://doi.org/10.1016/j.scienta.2017.09.026
Pinheiro, F. W. A., Lima, G. S. de, Gheyi, H. R., Soares, L. A. dos A., Oliveira, S. G. de, & Silva, F. A. da. (2022). Gas exchange and yellow passion fruit production under irrigation strategies using brackish water and potassium. Revista Ciência Agronômica, 53(1), e20217816. doi: 10.5935/1806-6690.20220009 DOI: https://doi.org/10.5935/1806-6690.20220009
Rodrigues, R. A., Fº., Nobre, R. G., Lima, G. S. D., Moraes, F. M. D. S., Soares, L. A. D. A., Teixeira, A. D. D. S., Peixoto, T. D. C., & Vasconcelos, E. D. S. (2023a). Production of guava seedlings with increasing water salinity and nitrogen-potassium fertilizations. Revista Caatinga, 36(4), 929-939. doi: 10.5558/tfc36010-1 DOI: https://doi.org/10.1590/1983-21252023v36n420rc
Rodrigues, R. A., Fº., Nobre, R. G., Santos, A. S., Teixeira, A. D. S., Ferreira, A. P. N., Soares, L. A. A., Lima, G. S., Guedesa W. A., Vasconcelose E. S., Silva, LA A., & Araújo, K. F. P. (2023b). Morphology of ‘Crioula’guava seedlings under irrigation with increasing salinity water and nitrogen/potassium fertilization. Brazilian Journal of Biology, 83, e275322. DOI: https://doi.org/10.1590/1519-6984.275322
Sá, F. V. S., Gheyi, H. R., Lima, G. S., Moreira, R. C. L., Dias, A. S., Silva, L. A., Soares, L. A. A., Melo, A. S., & Neto. M. F. (2019). Physiological indices of West Indian cherry (Malpighia emarginata) irrigated with saline water under nitrogen and phosphorus doses. Australian Journal of Crop Science, 13(7), 1141-1148. doi: 10.5558/tfc36010-1 DOI: https://doi.org/10.21475/ajcs.19.13.07.p1650
Silva, A. A. R., Lima, G. S. de, Azevedo, C. A. V., Veloso, L. L. S. A., Gheyi, H. R., & Soares, L. A. dos A. (2019). Salt stress and exogenous application of hydrogen peroxide on photosynthetic parameters of soursop. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola Ambiental, 23(4), 257-263. doi: 10.5558/tfc36010-1 DOI: https://doi.org/10.1590/1807-1929/agriambi.v23n4p257-263
Silva, A. D., Capitulino, J. D., Lima, G. D., Azevedo, C. D., Arruda, T. D. L., Souza, A. D., Gheyi, H. R., & Soares, L. D. A. (2022). Hydrogen peroxide in attenuation of salt stress effects on physiological indicators and growth of soursop. Brazilian Journal of Biology, 84, e261211. doi: 10.1590/1519-6984.261211 DOI: https://doi.org/10.1590/1519-6984.261211
Silva, E. M. da, Lacerda, F. H. D., Medeiros, S. A. de, Souza, L. de P., & Pereira, F. H. F. (2016). Métodos de aplicação de diferentes concentrações de H2O2 em milho sob estresse salino. Revista Verde de Agroecologia e Desenvolvimento Sustentável, 11(3), 1-7. doi: 10.5558/tfc36010-1 DOI: https://doi.org/10.18378/rvads.v11i3.4343
Silva, E. M. da, Nobre, R. G., Pádua Souza, L. de, Pinheiro, F. W. A., Lima, G. S. de, Gheyi, H. R., & Sá Almeida, L. L. de. (2017). Fisiologia de goiabeira ‘Paluma’sob irrigação com água salina e adubação nitrogenada. Semina: Ciências Agrárias, 38(2), 623-634. doi: 10.5433/1679-0359.2017v38n2p623 DOI: https://doi.org/10.5433/1679-0359.2017v38n2p623
Silva, A. A. R. (2018). Aplicação exógena de peróxido de hidrogênio na mitigação do estresse salino em gravioleira. Dissertação de mestrado, Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, PB, Brasil. www.http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/xmlui/handle/riufcg/4151
Souza, A. G., Matera, T. C., Ecker, A. E., Silva, A. L. da, & Smiderle, O. J. (2023). Influência do peróxido de hidrogênio no vigor de plântulas de mogno africano. Contribuciones a Las Ciencias Sociales, 16(7), 8090-8102. doi: 10.55905/revconv.16n.7-231 DOI: https://doi.org/10.55905/revconv.16n.7-231
Smart, R. E., & Bingham, G. E. (1974). Rapid estimates of relative water content. Plant Physiology, 53(2), 258-260. doi: 10.5558/tfc36010-1 DOI: https://doi.org/10.1104/pp.53.2.258
Stein, M., Serban, C., & McCord, P. (2021). Exogenous ethylene precursors and hydrogen peroxide aid in early seed dormancy release in sweet cherry. Journal of the American Society for Horticultural Science, 146(1), 50-55. doi: 10.5558/tfc36010-1 DOI: https://doi.org/10.21273/JASHS04952-20
Taïbi, K., Taïbi, F., Abderrahim, L. A., Ennajah, A., Belkhodja, M., & Mulet, J. M. (2016). Effect of salt stress on growth, chlorophyll content, lipid peroxidation and antioxidant defence systems in Phaseolus vulgaris L. South African Journal of Botany, 105(2016), 306-312. doi: 10.1016/j.sajb.2016.03.011 DOI: https://doi.org/10.1016/j.sajb.2016.03.011
Taiz, L., Zeiger, E., Møller, I. M., & Murphy, A. (2017). Fisiologia e desenvolvimento vegetal (6nd ed.). Artmed.
Teixeira, P. C., Donagemma, G. K., Fontana, A., & Teixeira, W. G. (2017). Manual de métodos de análise de solo (3nd ed.). EMBRAPA Solos.
Xavier, A. V. O., Lima, G. S. D., Gheyi, H. R., Silva, A. A. R. D., Soares, L. A. D. A., & Lacerda, C. N. D. (2022). Trocas gasosas, crescimento e qualidade de mudas de goiabeira sob estresse salino e ácido salicílico. Revista Ambiente & Água, 17(3), e2816. doi: 10.5558/tfc36010-1 DOI: https://doi.org/10.5558/tfc36010-1
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