Microalgae-based biostimulant as a modulator of gas exchange and water use efficiency in soybean under water deficit

Abstract

Climate change has increased rainfall irregularity, making water management critical for soybean productivity. Microalgae-based biostimulants have been proposed to mitigate the effects of water restriction on plant physiology. This study evaluated the effect of foliar application of Scenedesmus obliquus on transpiration and water use efficiency in soybean plants under contrasting water regimes. The experiment was conducted under controlled conditions using the cultivar Embrapa 59 grown in sandy soil (65% sand). A completely randomized design was adopted with four replicates, combining three biostimulant doses (0, 0.3, and 1.2 g L⁻¹) and two water management regimes (with and without deficit). A 30-day water deficit was imposed from the R1 stage. Transpiration rate (E) and water use efficiency (A/E) were measured using an infrared gas analyzer. Microalgae application significantly increased water use efficiency, particularly under water deficit (up to 250%), and helped maintain transpiration compared to the control. The highest dose produced the most favorable responses, indicating the potential of this biostimulant under water-limited conditions, although further studies are needed to standardize application protocols.As mudanças climáticas têm intensificado a irregularidade das chuvas, tornando o manejo da água um fator crítico para a produtividade da soja. Bioestimulantes à base de microalgas têm sido propostos como estratégia para mitigar os efeitos da restrição hídrica sobre a fisiologia vegetal. Este estudo avaliou o efeito da aplicação foliar da microalga Scenedesmus obliquus sobre a transpiração e a eficiência de uso da água em plantas de soja submetidas a regimes hídricos contrastantes. O experimento foi conduzido em condições controladas, utilizando a cultivar Embrapa 59 cultivada em solo arenoso (65% de areia). Adotou-se delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições, combinando três doses do bioestimulante (0, 0,3 e 1,2 g L⁻¹) e dois manejos hídricos (com e sem déficit). O déficit hídrico foi imposto por 30 dias a partir do estádio R1. A taxa de transpiração (E) e a eficiência de uso da água (A/E) foram determinadas por analisador de gases infravermelho. A aplicação da microalga aumentou significativamente a eficiência de uso da água, especialmente sob déficit hídrico (até 250%), além de contribuir para a manutenção da transpiração em relação ao controle. A maior dose apresentou as respostas mais favoráveis, indicando o potencial do bioestimulante em condições de limitação hídrica, embora estudos adicionais sejam necessários para a padronização dos protocolos de aplicação.