Efeitos da aplicação de bioestimulante baseado em extrato de Ascophyllum nodosum em plantas de cafeeiro (Coffea arabica L.) sob déficit hídrico

Abstract

As mudanças climáticas têm intensificado a frequência de secas, tornando-se um dos principais gargalos para a cafeicultura mundial. Diante desse cenário, o uso de bioestimulantes, como os extratos da alga marinha Ascophyllum nodosum, surge como uma estratégia potencial para mitigar estresses abióticos e promover o crescimento vegetal. O presente trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos fisiológicos do uso de um produto à base de extrato de A. nodosum (EA) no desenvolvimento de plantas de café (cv. IAC-44) e testar sua capacidade de mitigar os efeitos do déficit hídrico (DH). O experimento foi conduzido em casa de vegetação em Viçosa, MG, sob delineamento inteiramente casualizado em esquema fatorial 2 x 2: dois níveis de aplicação de EA (0 e 2 mL L1) e dois níveis de disponibilidade hídrica (bem irrigadas e déficit hídrico gradual). Após cinco meses de aplicações quinzenais do produto, o déficit hídrico foi imposto até que as plantas atingissem 10% da capacidade de campo (CC). Foram avaliados parâmetros hidráulicos, trocas gasosas, fluorescência da clorofila a, características de crescimento e feitas análises bioquímicas foliares e radiculares. Os resultados indicaram que o déficit hídrico foi o fator preponderante nas alterações fisiológicas, sobrepondo-se aos efeitos do bioestimulante. O potencial hídrico na antemanhã reduziu-se progressivamente sob seca, independentemente da aplicação de EA. Sob DH severo (10% CC), as taxas fotossintéticas líquidas, a condutância estomática e a transpiração foram drasticamente reduzidas nas plantas de todos os tratamentos. A aplicação de EA não evitou a queda no desempenho fotossintético e, em plantas bem irrigadas sob condições de 10% CC, o EA associou-se a uma menor eficiência no uso da água em paralelo a uma redução na fluorescência máxima. O uso de EA promoveu um incremento de 12% na área foliar total em plantas bem irrigadas, mas não alterou a massa seca total das plantas. Contrariamente ao esperado, as plantas tratadas com DH+EA apresentaram o menor desenvolvimento do sistema radicular, com reduções significativas no comprimento e área superficial das raízes em comparação com as plantas-controle. Bioquimicamente, a aplicação de EA elevou as concentrações de clorofilas totais e promoveu um acúmulo expressivo de aminoácidos e prolina (incremento de 244% e 348%, respectivamente) sob déficit hídrico, sugerindo um estímulo ao ajuste osmótico na parte aérea. Conclui-se que,embora o extrato de A. nodosum promova melhoras bioquímicas e tendência de expansão da parte aérea, ele não possui ação efetiva na mitigação dos efeitos negativos do déficit hídrico em plantas de café nas condições experimentais deste estudo. Palavras-chave: bioestimulante ; café ; Coffea arabica ; déficit hídrico ; extrato de alga ; fotossíntese

Climate change has increased the frequency of droughts, becoming a major bottleneck for global coffee production. Given this scenario, the use of biostimulants—such as extracts from the seaweed Ascophyllum nodosum—emerges as a potential strategy to mitigate abiotic stress and promote plant growth. This study aimed to evaluate the physiological effects of an A. nodosum extract (AE)-based product on the development of coffee plants (cv. IAC-44) and to test its ability to mitigate the effects of water deficit (WD). The experiment was conducted in a greenhouse in Viçosa, MG, using a completely randomized design in a 2 × 2 factorial arrangement: two AE application levels (0 and 2 mL L¹) and two water availability levels (well-watered and gradual water deficit). After five months of fortnightly product applications, water deficit was imposed until the plants reached 10% of field capacity (FC). Hydraulic parameters, gas exchange, chlorophyll a fluorescence, and growth characteristics were evaluated, and biochemical analyses of leaves and roots were performed. The results indicated that water deficit was the dominant factor driving physiological changes, overriding the effects of the biostimulant. Predawn water potential decreased progressively under drought conditions, regardless of AE application. Under severe WD (10% FC), net photosynthetic rates, stomatal conductance, and transpiration were drastically reduced across all treatments. AE application did not prevent the decline in photosynthetic performance; furthermore, in plants subjected to 10% FC, AE treatment was associated with lower water-use efficiency alongside a reduction in maximum fluorescence. The use of EA resulted in a 12% increase in total leaf area in well-irrigated plants but did not alter total plant dry mass. Contrary to expectations, plants treated with DH+EA exhibited the least root system development, showing significant reductions in root length and surface area compared to control plants. Biochemically, EA application increased total chlorophyll concentrations and promoted a substantial accumulation of amino acids and proline (increases of 244% and 348%, respectively) under water deficit, suggesting a stimulation of osmotic adjustment in the shoot. It is concluded that, although A. nodosum extract promotes biochemical improvements and a tendency toward shoot expansion, it is not effective in mitigating the negative effects of water deficit on coffee plants underthe experimental conditions of this study. Keywords: biostimulant ; coffea ; Coffea arabica ; photosynthesis ; seaweed extract ; water deficit