Estratégias de aplicação de substâncias húmicas na ecofisiologia e mitigação do estresse hídrico em plantas de milho

Abstract

O presente trabalho busca investigar os efeitos das substâncias húmicas (SH) no crescimento, metabolismo e tolerância ao estresse hídrico do milho, quando aplicadas na semeadura e via pulverização foliar, com ou sem micronutrientes. As SH são compostos derivados da decomposição da matéria orgânica do solo e desempenham papéis muito importantes nos cultivos agrícolas, contendo propriedades químicas e biológicas que favorecem a fertilidade, o desenvolvimento radicular, a absorção de nutrientes e a tolerância a estresses ambientais. Este estudo foi impulsionado pela investigação sobre os efeitos e modo de aplicação mais eficiente dessas substâncias, particularmente em condições de deficiência hídrica. Os experimentos foram realizados em casa de vegetação da Universidade Federal de Viçosa - UFV (Viçosa-MG), desenvolvidos em vasos contendo uma planta de milho como parcela, a condução se fez em delineamento experimental do tipo blocos ao acaso em arranjo fatorial (2x4) com seis repetições. Os fatores testados incluíram a utilização de SH (aplicação ou não) na semeadura e quatro pulverizações foliares (com SH, com micronutrientes, com ambos, e controle com água deionizada). Foram avaliadas variáveis morfológicas da parte aérea e radicular, indicadores fisiológicos (como índice SPAD, assimilação de CO2, transpiração) e bioquímicos (como carboidratos solúveis, açúcares redutores e proteínas). Em relação à deficiência hídrica, executou-se restrição de água no solo (90% e 50% da capacidade de campo - CC) aplicando-se SH (na semeadura, em pulverização foliar, na semeadura e em pulverização foliar), tomando a aplicação de água deionizada como controle. Os resultados indicam que a aplicação de SH na semeadura promove aumento significativo na altura das plantas, massa da matéria seca das folhas e colmos, índice SPAD, comprimento radicular, número de raízes laterais e massa radicular, sem efeitos negativos observados. A pulverização foliar com SH também pode ser um manejo eficiente, neste estudo observou-se incrementos em variáveis como massa da matéria seca de folhas e índice SPAD, além de maiores taxas de assimilação de CO2 e variáveis bioquímicas. Contudo, a aplicação conjunta de SH e micronutrientes por via foliar apresentou eficiência reduzida, possivelmente por antagonismos nas interações químicas entre os compostos. Em situações adversas de disponibilidade de água no solo, as SH mitigam os prejuízos acometidos às plantas, promovendo variações menos drásticas na maioria das variáveis de trocas gasosas e bioquímicas, principalmente quando aplicadas na semeadura e em pulverização foliar. Portanto, destaca-se que o uso de substâncias húmicas, especialmente na semeadura, promove maior crescimento radicular, por outro lado, sua aplicação por vias foliares mostra-se favorável ao processo fotossintético, assim como a aplicação combinada nas duas situações estimula melhor tolerância ao déficit hídrico de plantas de milho. Assim, o uso estratégico de SH mostra-se promissor como bioestimulante, sendo sugerida a continuidade de estudos para explorar seu potencial sob diferentes condições ambientais e sistemas de cultivo. Palavras-chave: bioestimulante; crescimento radicular; trocas gasosas; estresse hídrico; Zea mays

This study aimed to investigate the effects of humic substances (HS) on the growth, metabolism, and drought stress tolerance of maize (Zea mays L.) when applied at sowing and via foliar spraying, with or without micronutrients. Humic substances are organic compounds derived from the decomposition of soil organic matter and play critical roles in agricultural systems. They possess chemical and biological properties that enhance soil fertility, root development, nutrient uptake, and plant tolerance to environmental stresses. This research was motivated by the need to elucidate both the effects and the most efficient application methods of these substances, particularly under conditions of water deficit. The experiments were conducted in a greenhouse at the Federal University of Viçosa (UFV), Viçosa, Minas Gerais, Brazil. The experimental design was a randomized complete block, arranged in a factorial scheme (2 × 4) with six replications, using pots with one maize plant per experimental unit. The tested factors included the application of HS (applied or not) at sowing and four foliar spray treatments: HS alone, micronutrients alone, HS combined with micronutrients, and a control with deionized water. Evaluated variables included shoot and root morphological parameters, physiological indicators (SPAD index, CO2 assimilation, transpiration), and biochemical markers (soluble carbohydrates, reducing sugars, and proteins). To assess the effects under water deficit, soil moisture was restricted to 90% and 50% of field capacity (FC), with HS applied at sowing, via foliar spraying, or both, using deionized water as the control. The results demonstrated that HS application at sowing significantly increased plant height, leaf and stem dry biomass, SPAD index, root length, number of lateral roots, and root biomass, without any observed negative effects. Foliar application of HS also proved to be an effective management practice, promoting increases in leaf dry biomass, SPAD index, CO2 assimilation rates, and improvements in biochemical parameters. However, the combined foliar application of HS and micronutrients showed reduced efficacy, possibly due to antagonistic interactions between the compounds. Under reduced soil water availability, HS mitigated the detrimental effects of drought stress, leading to less pronounced variations in gas exchange and biochemical parameters, particularly when applied both at sowing and via foliar spraying. In conclusion, the use of humic substances, especially when applied at sowing, promotes enhanced root growth, while foliar application supports improved photosynthetic activity. Combined application further enhances maize tolerance to water deficit. These findings highlight the potential of HS as promising biostimulants, underscoring the need for further research to explore their efficacy under diverse environmental conditions and cropping systems. Keywords: biostimulant; root growth; gas exchange; water stress; Zea mays