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Type: Tese
Title: Potencialidades de polímeros hidroretentores para o meloeiro sob estresse salino
Title in English: Potential of water-retaining polymers for melon plants under saline stress
Authors: Lima, Luan Alves
Advisor: Costa, Mirian Cristina Gomes
Keywords in Brazilian Portuguese : Co-polímeros;Condicionador de solo;Cucumis melo L.;Estresse abiótico
Keywords in English : Co-polymers;Soil conditioner;Cucumis melo L;Abiotic stress
Knowledge Areas - CNPq: CNPQ::CIENCIAS AGRARIAS::AGRONOMIA::CIENCIA DO SOLO
Issue Date: 2024
Citation: LIMA, Luan Alves. Potencialidades de polímeros hidroretentores para o meloeiro sob estresse salino. 2024. 70 f. Tese (Doutorado em Ciência do Solo) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2024.
Abstract in Brazilian Portuguese: Polímeros hidroretentores superabsorventes (hidrogéis) são promissores para a agricultura em regiões semiáridas afetadas pela salinidade e pelo deficit hídrico. Mas, dependendo do tipo de hidrogel, a salinidade diminui sua capacidade de reter umidade, comprometendo o uso desses materiais como condicionadores de solo. Estudo prévio em laboratório permitiu identificar hidrogel mais tolerante à salinidade, mas isso ocorreu na ausência de solo. Nesta pesquisa foi testada a hipótese de que esse hidrogel, quando misturado ao solo e comparado com outros polímeros mais susceptíveis a sais, bem como com a ausência de polímero, promove maior retenção de água e favorece o desenvolvimento do meloeiro em condições de estresse salino. O experimento foi conduzido em casa de vegetação em Mossoró (RN), com delineamento inteiramente aleatorizado em esquema fatorial 3 x 4 + 1, testando três hidrogéis (H1, H2, H3), quatro níveis de salinidade da água de irrigação (0,5; 1,0; 2,0 e 4,0 dS m-1) e um controle sem hidrogel e água salina, com 5 repetições. Foi avaliada a curva característica de água no solo nos pontos potenciais matriciais de 0, -6, -10, -33 -100 e -1500 kPa, foi calculada a disponibilidade de água e realizadas medidas decrescimento e trocas gasosas do meloeiro submetido aos tratamentos. A normalidade dos dados foi verificada seguida da análise de variância pelo teste F (p < 0,05). Foi realizada ANOVA, os testes de comparação de médias para o fator de tratamento qualitativo (tipo de hidrogel e controle, respectivamente), Tukey (p≤0,05) e Dunnet (p≤0,05), e a análise de regressão para o fator de tratamento quantitativo (níveis de salinidade). O hidrogel H2 resultou em 5,47%; 6,25%; 15,62% mais água retida e 12,5% mais água disponível no solo em condições salinas quanto comparado aos tratamentos H1, H3 e controle. Respostas distintas dos hidrogéis à salinidade afetaram a taxa fotossintética de forma quadrática para H1 e H2, e linear para H3, sendo que H2 apresentou redução até 2,3 dS m-1 e destaque na CE 4,0 dS m-1 (9,66 (μmol CO2 m-2 s-1), Apesar da redução na eficiência de uso da água (EUA), o H2 demonstrou sofrer menos interferência dos efeitos do estresse salino, evidenciado pela melhoria na condutância estomática, transpiração, melhoria na eficiência instantânea de carboxilação em condições adversas. A salinidade isoladamente reduziu o diâmetro do caule de 4,49 mm (0,5 dS m-1) para 3,45 mm (4 dS m-1); massa seca total com o H2 apresentou menor perda (20,50%) em relação ao menor nível salino e, aumento na área foliar de 1433,99 (H1) e 1664,77 (H3) cm² planta-1. O polímero H2 é menos afetado pelos efeitos da salinidade e promove maior retenção de água e favorece o desenvolvimento do meloeiro em condições de estresse salino.
Abstract: Superabsorbent hydroretentive polymers (hydrogels) are promising for agriculture in semiarid regions affected by salinity and water deficit. However, depending on the type of hydrogel, salinity reduces its ability to retain moisture, compromising the use of these materials as soil conditioners. A previous laboratory study identified hydrogels that were more tolerant to salinity, but this occurred in the absence of soil. This research tested the hypothesis that this hydrogel, when mixed with soil and compared with other polymers more susceptible to salts, as well as with the absence of polymer, promotes greater water retention and favors the development of the melon tree under conditions of saline stress. The experiment was conducted in a greenhouse in Mossoró (RN), with a completely randomized design in a 3 x 4 + 1 factorial scheme, testing three hydrogels (H1, H2, H3), four levels of irrigation water salinity (0.5; 1.0; 2.0 and 4.0 dS m-1) and a control without hydrogel and saline water, with 5 repetitions. The soil water characteristic curve was evaluated at the matric potential points of 0, -6, -10, -33 -100 and -1500 kPa, water availability was calculated and measurements of growth and gas exchange of the melon tree subjected to the treatments were taken. The normality of the data was checked, followed by analysis of variance using the F test (p≤ 0.05). ANOVA, Tukey (p≤0.05) and Dunnet (p≤0.05) mean comparison tests for the qualitative treatment factor (type of hydrogel and control, respectively) and regression analysis for the quantitative treatment factor (salinity levels) were carried out. The H2 hydrogel resulted in 5.47%; 6.25%; 15.62% more water retained and 12.5% more water available in the soil under saline conditions compared to the H1, H3 and control treatments. The different responses of the hydrogels to salinity affected the photosynthetic rate quadratically for H1 and H2, and linearly for H3, with H2 showing a reduction up to 2.3 dS m-1 and standing out at EC 4.0 dSm-1 (9.66 (μmol CO2 m-2 s-1), Despite the reduction in water use efficiency (WUE), H2 proved to suffer less interference from the effects of salt stress, as evidenced by the improvement in stomatal conductance, transpiration and instantaneous carboxylation efficiency under adverse conditions. Salinity alone reduced stem diameter from 4.49 mm (0.5 dS m-1) to 3.45 mm (4 dSm-1); total dry mass with H2 showed a lower loss (20.50%) in relation to the lowest saline level and an increase in leaf area of 1433.99 (H1) and 1664.77 (H3) cm² plant-1. The H2 polymer is less affected by the effects of salinity and promotes greater water retention and favors the development of the melon tree under conditions of saline stress.
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/78943
Author's ORCID: 0000-0002-0893-4145
Author's Lattes: http://lattes.cnpq.br/3425543541505383
Advisor's ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4682-4756
Advisor's Lattes: http://lattes.cnpq.br/8973547754946152
Access Rights: Acesso Aberto
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