Ecophysiology of soursop seedlings fertilized with calcium silicate under different irrigation frequencies

Resumo Técnico: Ecofisiologia de Mudas de Graviola Fertilizadas com Silicato de Cálcio sob Diferentes Frequências de Irrigação

Problema
O gravioleiro (Annona muricata L.) é uma cultura de fruta tropical de significativo valor econômico e nutricional, particularmente nas regiões semiáridas do Brasil. No entanto, seu cultivo é severamente limitado pela escassez de água e padrões irregulares de chuva, que induzem o estresse por déficit hídrico. Esse estresse impacta negativamente o desenvolvimento morfológico, os processos fisiológicos (como fotossíntese e trocas gasosas) e a estabilidade bioquímica, reduzindo, em última análise, a biomassa e a qualidade das mudas. Embora a irrigação deficitária seja uma estratégia de manejo necessária em regiões com escassez de água, ela frequentemente compromete a produtividade das plantas. Há uma necessidade de identificar estratégias de mitigação complementares, como a aplicação de silicato de cálcio (CaSiO₃), que contém tanto silício (Si) quanto cálcio (Ca) — elementos conhecidos por aumentar a tolerância ao estresse em várias espécies, mas cuja interação específica em mudas de graviola sob diferentes regimes de irrigação permanece pouco explorada.

Metodologia
O estudo foi conduzido em casa de vegetação na Universidade Federal Rural do Semi-Árido (UFERSA) em Mossoró, Brasil, de setembro a dezembro de 2023. O experimento utilizou um delineamento em blocos casualizados com esquema fatorial 4 × 2 e quatro repetições.

• Fatores:
  1. Frequências de Irrigação: Quatro cronogramas foram testados: TR1 (diário), TR2 (a cada dois dias), TR3 (a cada quatro dias) e TR4 (a cada seis dias).
  2. Fertilização: Presença ou ausência de silicato de cálcio (CaSiO₃) aplicado ao solo na dose de 3,5 g por planta.
• Condições Experimentais: As mudas de graviola (cultivar Morada) foram transplantadas para vasos de 5 L contendo uma mistura de areia e substrato comercial. A irrigação foi gerenciada gravimetricamente para manter capacidades específicas de retenção de água. O CaSiO₃ foi aplicado 30 dias após o transplante.
• Medições: Aos 120 dias após a aplicação do tratamento, o estudo avaliou parâmetros de crescimento (altura, diâmetro do caule, área foliar, volume radicular), acúmulo de biomassa, trocas gasosas foliares (transpiração, condutância estomática, taxa de assimilação de CO₂), fluorescência de clorofila a, pigmentos fotossintéticos, marcadores de ajuste osmótico (prolina e açúcares solúveis totais) e teor de nutrientes foliares (K, Ca, Si). A qualidade das mudas foi avaliada pelo Índice de Qualidade de Dickson (DQI), e a tolerância à seca foi calculada através da Eficiência de Tolerância à Seca (DTE) e do Índice de Sensibilidade à Seca (DSI).

Principais Resultados

• Impacto da Frequência de Irrigação: O déficit hídrico severo (TR4, irrigação a cada seis dias) reduziu significamente a altura da planta, o número de folhas, a área foliar, o volume radicular e a massa seca total em comparação com a irrigação diária (TR1). O TR4 também levou a uma redução no conteúdo de clorofila e a um aumento na fluorescência inicial (F₀), indicando danos ao Fotossistema II. Por outro vez, intervalos de irrigação de até quatro dias (TR3) mantiveram o crescimento e o desempenho fisiológico comparáveis à irrigação diária (TR1) na ausência de CaSiO₃.
• Efeito do Silicato de Cálcio (CaSiO₃):
  • Trocas Gasosas: Uma interação significativa foi observada. Sob estresse moderado (TR3), a aplicação de CaSiO₃ aumentou significativamente a transpiração (E), a condutância estomática (gs) e a taxa de assimilação de CO₂ (AN) em comparação com as mudas não fertilizadas. Especificamente, o TR3 com CaSiO₃ exibiu os maiores valores de trocas gasosas entre todos os tratamentos, representando aumentos de 142,25%, 122,31% e 68,44%, respectivamente, em relação ao menor desempenho observado (TR1 sem CaSiO₃).
  • Biomassa e Nutrientes: A aplicação de CaSiO₃ aumentou a massa seca foliar em aproximadamente 15% entre as frequências de irrigação. Aumentou significativamente o teor de silício e cálcio nos tecidos foliares, particularmente sob TR3 e TR4.
  • Ajuste Osmótico: A aplicação de CaSiO₃ regulou a síntese de prolina. Sob estresse moderado (TR3), as mudas sem CaSiO₃ exibiram um acúmulo massivo de prolina (192,30% maior do que as mudas fertilizadas), enquanto as mudas fertilizadas mantiveram níveis de prolina significativamente menores. Isso sugere que o CaSiO₃ mitigou a intensidade do estresse no TR3, reduzindo a necessidade da planta de realizar um ajuste osmótico excessivo via síntese de prolina.
  • Tolerância ao Estresse: A presença de CaSiO₃ melhorou a Eficiência de Tolerância à Seca (DTE) e reduziu o Índice de Sensibilidade à Seca (DSI), particularmente sob TR3 e TR4.

Contribuições Principidas e Significância
O artigo demonstra que o silicato de cálcio atua como um mitigador eficaz do estresse por déficit hídrico em mudas de graviola, especificamente sob regimes de irrigação moderados.

• Mecanismo Fisiológico: O estudo postula que o CaSiO₃ aumenta a tolerância à seca ao manter a função estomática e o equilíbrio osmótico. A deposição de silício nas paredes celulares provavelmente reforça a rigidez estrutural e reduz a perda excessiva de água, enquanto o cálcio atua como uma molécula de sinalização para regular a abertura estomática e os mecanismos antioxidantes.
• Viabilidade Agronômica: Os resultados indicam que a irrigação a cada quatro dias (TR3) combinada com a fertilização com CaSiO₃ permite economias significativas de água sem comprometer o desenvolvimento das mudas, as trocas gasosas ou o acúmulo de biomassa. Essa combinação superou a irrigação com déficit severo (TR4) e mostrou desempenho fisiológico superior às mudas não fertilizadas sob o mesmo estresse.
• Manejo Sustentável: Os achados sugerem que, para a produção de graviola em regiões semiáridas, a integração da fertilização com silicato de cálcio com irrigação de déficit moderado (intervalos de até quatro dias) é uma estratégia viável para otimizar a eficiência do uso da água e manter a qualidade das mudas.

Conclusão
A aplicação de CaSiO₃ aumenta a tolerância das mudas de graviola aos regimes de irrigação deficitária, principalmente sob condições de estresse moderado (intervalos de irrigação de quatro dias). Este tratamento mantém a regulação estomática, aumenta a eficiência fotossintética e melhora a absorção de nutrientes (Si e Ca), reduzindo o impacto fisiológico da escassez de água. Embora a irrigação a cada seis dias suprima severamente o crescimento independentemente da fertilização, a combinação de um cronograma de irrigação de quatro dias e a fertilização com CaSiO₃ oferece uma abordagem sustentável para a produção de mudas em ambientes com limitação hídrica. Os autores concluem que novas pesquisas são necessárias para avaliar diferentes doses de CaSiO₃ para expandir plenamente seu potencial agronômico para esta espécie.