Physiological responses of watercress to brackish waters and different nutrient solution circulation times

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5433/1679-0359.2020v41n6p2555

Keywords:

Nasturtium officinalis, Gas exchange, Electrical conductivity, Hydroponics.

Abstract

Water scarcity and the use of brackish water are the main challenges for agricultural development. In view of this, the present study proposes to examine physiological responses of the broadleaf-cress crop in an NFT hydroponics system according to the use of brackish water and nutrient solution circulation times. The treatments were distributed in a randomized block design with five water salinity levels (ECw: 0.6, 1.6, 2.6, 3.6 and 4.6 dS m-1) and two nutrient solution circulation times (T1 = 10 min and T2 = 15 min), totaling 10 treatments with four replicates, which resulted in 40 experimental plots. The following variables were analyzed: net photosynthetic rate, stomatal conductance, transpiration, leaf proline content, shoot moisture content, stem diameter and root length. The maximum observed photosynthetic rates were 20.9 mmol m-2 s-1 (T1) and 20.0 mmol m-2 s-1 (T2). Maximum stomatal conductance was 0.44 mol m-2 s-1, which decreased by 63.4% at the highest salinity level. The increasing ECw levels in both growing cycles evaluated reduced gas exchanges, stem diameter and root length. The nutrient solution circulation time of 15 min provided the most satisfactory results for the analyzed variables.

Author Biographies

Camila Alves de Souza, Universidade Federal do Ceará

M.e em Engenharia Agrícola, Centro de Ciências Agrárias, UFC, Fortaleza, CE, Brasil.

Alexsandro Oliveira da Silva, Universidade Federal do Ceará

Prof., Dr., UFC, Fortaleza, CE, Brasil.

Claudivan Feitosa de Lacerda, Universidade Federal do Ceará

Prof., Dr., UFC, Fortaleza, CE, Brasil.

Ênio Farias de França e Silva, Universidade Federal Rural de Pernambuco

Prof. Dr., Universidade Federal Rural de Pernambuco, UFRPE, Recife, PE, Brasil.

Marlos Alves Bezerra, Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária

Dr. Pesquisador, Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuária, EMBRAPA Agroindústria Tropical, Fortaleza, CE, Brasil.

References

Albuquerque, J. R. T., Sá, F. V., Oliveira, F. A., Paiva, E. P., Araújo, E. B. G., & Souto, L. S. (2016). Crescimento inicial e tolerância de cultivares de pepino sob estresse salino. Revista Brasileira de Agricultura Irrigada, 10(2), 486-495. doi: 10.7127/rbai.v10n200355

Almeida, R. V. A., Aragão, M. F., Sousa, H. G., Bezerra, F. M. S., & Silva, A. O. (2018). Influência de níveis freáticos nos parâmetros produtivos e fisiológicos da cultura do rabanete. Revista Brasileira de Agricultura Irrigada, 12(5), 2907-2922. doi: 10.7127/rbai.v12n500866

Bates, L. S., Waldren, R. P., & Teare, J. D. (1973). Rapid determination of free proline for water-stress studies. Plant and Soil, 39(1), 205-207. doi: 10.1007/BF00018060

Campos, J. E., Jr., Santos, J. A., Jr., Silva, Ê. F. F., Martins, J. B., & Rolim, M. M. (2018). Efficiency and water content of arugula under different management of brackish nutritional solutions. Engenharia Agrícola, 38(6), 885-892, 2018. doi: 10.1590/1809-4430-eng.agric.v38n6p885-892/2018

Chiconato, D. A., Sousa, G. S., Jr., Santos, D. M. M., & Munns, R. (2019). Adaptation of sugarcane plants to saline soil. Environmental and Experimental Botany, 162(1), 201-211. doi: 10.1016/j.envexpbot.2019. 02.021.

Filgueira, F. A. R. (2012). Novo manual de olericultura: agrotecnologia moderna na produção e comercialização de hortaliças (3a ed.). Viçosa, MG: Editora UFV.

Furlani, P. R. (1998). Instruções para o cultivo de hortaliças de folhas pela técnica de hidroponia NFT. Campinas: IAC.

Gonçalves, E. R., Ferreira, V. M., Silva, J. V., Endres, L., Barbosa, T. P., & Duarte, W. G. (2010). Trocas gasosas e fluorescência da clorofila a em variedades de cana-de-açúcar submetidas à deficiência hídrica. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 14(4), 378-386. doi: 10.1590/S1415-43662 010000400006

Hannachi, S., & Van Labeke, M. C. V. (2018). Salt stress affects germination, seedling growth and physiological responses differentially in eggplant cultivars (Solanum melongena L.). Scientia Horticulturae, 228(1), 56-65. doi: 10.1016/j.scienta.2017.10.002

Lima, L. A., Oliveira, F. A., Alves, R. C., Linhares, P. C. F., Medeiros, A. M. A., & Bezerra, F. M. (2015). Tolerância da berinjela à salinidade da água de irrigação. Revista Agro@mbiente On-line, 9(1), 27-34. doi: 10.18227/1982-8470ragro.v9i1.2202

Lira, R. M., Silva, Ê. F. F., Silva, A. O., Medeiros, P. R. F., Silva, G. F., & Soares, H. R. (2019). Watercress and chinese cabbage in a hydroponic system using groundwater. Revista Caatinga, 32(4), 1038-1047. doi: 10.1590/1983-21252019v32n420r

Lira, R. M., Silva. Ê. F. F., Silva, G. F., Soares, H. R., & Willadino, L. G. (2018). Growth, water consumption and mineral composition of watercress under hydroponic system with brackish water. Horticultura Brasileira, 36(1), 13-19. doi: 10.1590/s0102-053620180103

Martinez, H. E. P. (2016). Manual prático de hidroponia. Viçosa, MG: Editora Aprenda Fácil.

Mohammad, M., Shibli, R., & Ajouni, M. (1998). Tomato root and shoot responses to salt stress under different levels of phosphorus nutrition. Journal of Plant Nutrition, 21(8), 1667-1680. doi: 10.1080/019 04169809365512

Munns, R. (2011). Plant adaptations to salt and water stress: differences and commonalities. Advances in Botanical Research, 57(1), 1-32. doi: 10.1016/B978-0-12-387692-8.00001-1

Oliveira, F. A., Sá, F. V., Pereira, F. H., Araújo, F. N., Paiva, E. P., & Almeida, J. P. N. (2016). Comportamento fisiológico e crescimento de plantas de melancieira sob diferentes concentrações de solução nutritiva. Revista Brasileira de Agricultura Irrigada, 10(1), 439-448. doi: 10.7127/rbai.v10n1 00365

Paulus, D., Dourado, D., Neto, Frizzone, J. A., & Soares, T. M. (2010). Produção e indicadores fisiológicos de alface sob hidroponia com água salina. Horticultura Brasileira, 28(1), 29-35. doi: 10.1590/S0102-05362010000100006

Santos, D. P., Santos, C. S., Silva, P. F., Pinheiro, M. P. M. A., & Santos, J. C. (2016). Crescimento e fitomassa da beterraba sob irrigação suplementar com água de diferentes concentrações salinas. Ceres, 63(4), 509-516. doi: 10.1590/0034-737X201663040011

Santos, R. S. S., Dias, N. S., Sousa, O. N., Neto, & Gurgel, M. T. (2010). Use of the desalted wastewater for lettuce (Lactuca sativa L.) production in NFT hydroponic system. Ciência e Agrotecnologia, 34(4), 983-989. doi: 10.1590/S1413-70542010000400026

Sarabi, B., Bolandnazar, S., Ghaderi, N., & Ghashghaie, J. (2017). Genotypic differences in physiological and biochemical responses to salinity stress in melon (Cucumis melo L.) plants: prospects for selection of salt tolerant landraces. Plant Physiology and Biochemistry, 119(1), 94-311. doi: 10.1016/j.plaphy. 2017.09.006

Silva, A. O., Soares, T. M., Silva, Ê. F. F., Santos, A. N., & Klar, A. E. (2012). Consumo hídrico da rúcula em cultivo hidropônico NFT utilizando rejeitos de dessalinizador. Irriga, 17(1), 114-125. doi: 10.15809/ irriga.2012v17n1p114

Silva, F. L. B., Lacerda, C. F., Sousa, G. G., Neves, A. L. R., Silva, G. L., & Sousa, C. H. (2011). Interação entre salinidade e biofertilizante bovino na cultura do feijão-de-corda. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 15(4), 383-389. doi: 10.1590/S1415-43662011000400009

Silva, F. V., Duarte, S. N., Lima, C. J. G. S., Dias, N. S., Santos, R. S., & Medeiros, P. R. F. (2013). Cultivo hidropônico de rúcula utilizando solução nutritiva salina. Revista Brasileira de Ciências Agrárias, 8(3), 476-482. doi: 10.5039/agraria.v8i3a1689

Soares, T. M., Duarte, S. N., Silva, Ê. F. F., Melo, R. F., Jorge, C. A., & Oliveira, A. S. (2009). Experimental structure for evaluation of brackish water use in lettuce hydroponic production. Irriga, 14(1), 102-114. doi: 10.15809/irriga.2009v14n1p102-114

Soares, T. M., Duarte, S. N., Silva, Ê. F. F., Jorge, C. A. (2010). Combinação de águas doce e salobra para produção de alface hidropônica. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 14(7), 705-714. doi: 10.1590/S1415-43662010000700004

Taiz, L., & Zeiger, E. (2013). Fisiologia vegetal. Porto Alegre: Artmed.

Taiz, L., Zeiger, E., Møller, I. M., & Murphy, A. (2017). Fisiologia e desenvolvimento vegetal (6a ed.). Porto Alegre: Artmed.

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2020-09-19

How to Cite

Souza, C. A. de, Silva, A. O. da, Lacerda, C. F. de, Silva, Ênio F. de F. e, & Bezerra, M. A. (2020). Physiological responses of watercress to brackish waters and different nutrient solution circulation times. Semina: Ciências Agrárias, 41(6), 2555–2570. https://doi.org/10.5433/1679-0359.2020v41n6p2555

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