Growth and physiology of two sunflower cultivars fertilized with sugarcane bagasse ash

Júlio César de Almeida  Silva; Edilma Pereira Gonçalves; Jeandson Silva  Viana; Cintya Mikaelly Pereira Gaia  Souza; João Paulo Goes da Silva  Borges; Wilaneide Ferreira  Cavalcante

doi:10.4025/actasciagron.v44i1.54392

Júlio César de Almeida Silva Universidade Federal do Agreste de Pernambuco
Edilma Pereira Gonçalves Universidade Federal do Agreste de Pernambuco
Jeandson Silva Viana Universidade Federal do Agreste de Pernambuco
Cintya Mikaelly Pereira Gaia Souza Universidade Federal do Agreste de Pernambuco https://orcid.org/0000-0001-6975-2882
João Paulo Goes da Silva Borges Universidade Federal do Agreste de Pernambuco
Wilaneide Ferreira Cavalcante Universidade Federal do Agreste de Pernambuco

DOI: https://doi.org/10.4025/actasciagron.v44i1.54392

Keywords: agro-industrial waste; fertilizer; Helianthus annuus L.; oilseed

Abstract

One way to reduce mineral fertilizers is to use alternative fertilizers instead, such as the byproducts from the food industry. In the present study we evaluated the effects of sugarcane bagasse ash on the physiology, growth, and development of sunflowers (Helianthus annuus L.). We conducted an experiment in a greenhouse using a completely randomized design with two sunflower cultivars (Multissol and Catissol), five sugarcane bagasse ash doses (0.0, 3.125, 4.687, 6.25, and 7.812 mg ha^-1), and 5 replicates. At 85 days after planting we determined the plant height; leaf number; stem diameter; internal and external diameter of the flower chapter; leaf area index; shoot dry weight; net assimilation rate; dry mass production rate; relative and absolute growth rate; extravasation of electrolytes; relative water content; photosynthetic pigments (chlorophyll a, b, carotenoids, and the chlorophyll a/b ratio); and soluble carbohydrates, proteins, and proline. The height, number of leaves, and shoot dry mass increased due to the availability of nutrients contained in the ash. The incorporation of ash into the soil increased the photosynthetic activity (chlorophyll a and b) of both sunflower cultivars. The diameter of the stem, leaf area index, and relative growth rate of both sunflower cultivars increased with increasing ash dose. Therefore, the ash can be used as an alternative fertilizer, complementing or replacing mineral fertilizers.

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References

Appezzato-da-Glória, B., & Hayashi, A. H. (2006). Raiz. In B. Appezzato-da-Glória, & S. M. Carmello-Guerreiro (Eds.), Anatomia vegetal (2a. ed., rev. e atual., p. 267-282). Viçosa, MG: UFV.

Araujo, F. F. (2011). Disponibilização de fósforo, correção do solo, teores foliares e rendimento de milho após a incorporação de fosfatos e lodo de curtume natural e compostado. Acta Scientiarum. Agronomy, 33(2), 355-360. DOI: https://doi.org/10.4025/actasciagron.v33i2.1021

Arruda, J. A., Azevedo, T. A. O., Freire, J. L. O., Bandeira, L. B., Estrela, J. W. M., & Santos, S. J. A. (2016). Uso da cinza de biomassa na agricultura: efeitos sobre atributos do solo e resposta das culturas. Principia, (30), 1-13. DOI: http://dx.doi.org/10.18265/1517-03062015v1n30p18-30

Bates, L. S., Waldren, R. P., & Teare, I. D. (1973). Rapid determination of free proline for water-stress studies. Plant and Soil, 39, 205-207. DOI: https://doi.org/10.1007/BF00018060

Bonfim-Silva, E. M., Santos, C. C., Silva, T. J. A., & Scaramuzza, W. L. M. P. (2014). Concentration of nitrogen, phosphorus and potassium in tropical grasses fertilised with wood ash in cerrado oxisol. African Journal of Agricultural Research, 9(5), 549-555. DOI: https://doi.org/10.5897/AJAR2013.8278

Bradford, M. M. (1976). A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Analytical Biochemistry, 72(1-2), 248-254. DOI: https://doi.org/10.1016/0003-2697(76)90527-3

Brasil. (2017). Manual de métodos analíticos oficiais para fertilizantes e corretivos. Brasília, DF: MAPA.

Cakmak, I., & Kirkby, E. A. (2008). Role of magnesium in carbon partitioning and alleviating photooxidative damage. Physiologia Plantarum, 133(4), 692-704. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1399-3054.2007.01042.x

Campos, P. S., & Thi, A. T. P. (1997). Effects of an abscisic acid pretreatment on membrane leakage and lipid composition of Vigna unguiculata leaf discs subjected to osmotic stress. Plant Science, 130(1), 11-18. DOI: https://doi.org/10.1016/S0168-9452(97)00199-4

Chaves, M. M., Maroco, J. P., & Pereira, J. S. (2003). Understanding plant responses to drought – from genes to the whole plant. Functional Plant Biology, 30(3), 239-264. DOI: https://doi.org/10.1071/FP02076

Companhia Nacional de Abastecimento [Conab]. (2020). Boletim da safra de grãos. Acompanhamento da Safra Brasileira de Grãos, 7(6), 1-94.

Costa, R. S., Pinto, A. F. B. P., Campelo, M. E. S., Souza, J. W. N., Pinto, C. M., & Amorim, A. V. (2018). Crescimento e fisiologia de melancia submetida a doses de cinzas de bagaço de cana. Revista Brasileira de Agricultura Irrigada, 12(5), 2897-2906. DOI: https://doi.org/10.7127/rbai.v12n500865

Cruz, J. L., Souza Filho, L. F. S., & Pelacani, C. R. (2015). Influência da adubação fosfatada sobre o crescimento do camapu (Physalis angulata L.). Revista Brasileira de Plantas Medicinais, 17(3), 360-366. DOI: https://doi.org/10.1590/1983084X/13_060

Dalchiavon, F. C., Carvalho, C. G. P., Amabile, R. F., Godinho, V. P. C., Ramos, N. P., & Anselmo, J. L. (2016). Características agronômicas e suas correlações em híbridos de girassol adaptados à segunda safra. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 51(11), 1806-1812. DOI: https://doi.org/10.1590/s0100-204x2016001100002

Delauney, A. J., & Verma, D. P. S. (1993). Proline biosynthesis and osmoregulation in plants. The Plant Journal, 4(2), 215-223. DOI: https://doi.org/10.1046/j.1365-313X.1993.04020215.x

Dubois, M., Gilles, K. A., Hamilton, J. K., Rebers, P. A., & Smith, F. (1956). Colorimetric method for determination of sugars and related substances. Analytical Chemistry, 28(3), 350-356. DOI: https://doi.org/10.1021/ac60111a017

Echer, F. R., Custódio, C. C., Hossomi, S. T., Dominato, J. C., & Machado Neto, N. B. (2010). Estresse hídrico induzido por manitol em cultivares de algodão. Revista Ciência Agronômica, 41(4), 638-645. DOI: https://doi.org/10.1590/S1806-66902010000400018

Feitosa, D. G., Maltoni, K. L., & Silva, I. P. F. (2009). Avaliação da cinza, oriunda da queima do bagaço da cana de açúcar, na substituição da adubação química convencional para produção de alimentos e preservação do meio ambiente. Revista Brasileira de Agroecologia, 4(2), 2412-2415.

Ferreira, D. F. (2011). Sisvar: a computer statistical analysis system. Ciência e Agrotecnologia, 35(6), 1039-1042. DOI: https://doi.org/10.1590/S1413-70542011000600001

Ferreira, J., Pardini, R., Metzger, J. P., Fonseca, C. R., Pompeu, P. S., Sparovek, G., & Louzada, J. (2012). Towards environmentally sustainable agriculture in Brazil: challenges and opportunities for applied ecological research. Journal of Applied Ecology, 49(3), 535-554. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1365-2664.2012.02145.x

Floss, E. L. (2004). Fisiologia das plantas cultivadas o estudo que está por trás do que se vê. Passo Fundo, RS: UPF.

Gliessman, S. R. (2000). Agroecology: ecological processes in sustainable agriculture. Boca Raton, FL: Lewis Publishers.

Hendry, G. A. F., & Grime, J. P. (1993). Methods in comparative plant ecology: a laboratory manual. London, UK: Springer.

Houle, G. (2002). The advantage of early flowering in the spring ephemeral annual plant Floerkea proserpinacoides. New Phytologist, 154(3), 689-694. DOI: https://doi.org/10.1046/j.1469-8137.2002.00418.x

Kurdali, F. (1996). Nitrogen and phosphorus assimilation, mobilization and partitioning in rainfed chickpea (Cicer arietinum L.). Field Crops Research, 47(2-3), 81-92. DOI: https://doi.org/10.1016/0378-4290(96)00034-2

Larcher, W. (2000). Ecofisiologia vegetal. São Carlos, SP: APGIQ.

Lee, D. W. (1988). Simulating forest shade to study the developmental ecology of tropical plants: juvenile growth in three vines in India. Journal of Tropical Ecology, 4(3), 281-292. DOI: https://doi.org/10.1017/S0266467400002844

Li, D.-P., & Wu, Z.-J. (2008). Impact of chemical fertilizers application on soil ecological environment. The Journal of Applied Ecology, 19(5), 1158-1165.

Lopes, N. F., & Lima, M. G. S. (2015). Fisiologia da produção. Viçosa, MG: UFV.

Lurie, S. (2003). Antioxidants. In D. M. Hodges (Ed.), Postharvest oxidative stress in horticultural crops (p. 131-150). New York, NY: CRC Press.

Maeda, S., Silva, H. D., & Cardoso, C. (2008). Resposta de Pinus taeda L. à aplicação de cinza de biomassa vegetal em Cambissolo Húmico, em vaso. Pesquisa Florestal Brasileira, (56), 43-52.

Maeda, S., Silva, H. D., Bellote, A. F. J., Santana, D. L. Q., Saldanha, I. A. A., Dedecek, R. A., & Lima, E. A. (2007). Cinza de biomassa florestal como insumo para plantio de Pinus taeda em cambissolo e latossolo em Vargem Bonita, SC. Colombo, PR: Embrapa Florestas. (Comunicado Técnico, 187).

Malavolta, E. (1989). ABC da adubação (5a ed.). São Paulo, SP: Agronômica Ceres.

Martinelli, L. A., Naylor, R., Vitousek, P. M., & Moutinho, P. (2010). Agriculture in Brazil: impacts, costs, and opportunities for a sustainable future. Current Opinion in Environmental Sustainability, 2(5-6), 431-438. DOI: https://doi.org/10.1016/j.cosust.2010.09.008

Nelson, K. A., Motavalli, P. P., & Nathan, M. (2005). Response of no-till soybean [Glycine max (L.) merr.] to timing of preplant and foliar potassium applications in a claypan soil. Agronomy Journal, 97(3), 832-838. DOI: https://doi.org/10.2134/agronj2004.0241

Piva, J. T., Besen, M. R., Ribeiro, R. H., Bastos, A. C. M., Ronsani, S. C., & Piva, C. A. G. (2017). Viabilidade técnica de fontes alternativas de adubação para o alho (Allium sativum L.) vernalizado no planalto Catarinense. Revista de Ciências Agroveterinárias, 16(3), 239-246. DOI: https://doi.org/10.5965/223811711632017239

Prado, R. M., & Leal, R. M. (2006). Desordens nutricionais por deficiência em girassol var. Catissol-01. Pesquisa Agropecuária Tropical, 36(3), 187-193.

Premachandra, G. S., Saneoka, H., Fugita, K., & Ogata, S. (1992). Osmotic adjustment and stomatal response to water deficits in maize. Journal of Experimental Botany, 43(11), 1451-1456. DOI: https://doi.org/10.1093/jxb/43.11.1451

Ribeiro, R. M., Amendola, E. C., Andrade, V. H. F., & Miranda, B. P. (2015). Utilização da cinza vegetal para calagem e correção de solos – um estudo de caso para a região metropolitana de Curitiba (RMC). Agrarian Academy, 2(3), 114-124. DOI: https://doi.org/10.18677/Agrarian_Academy_011

Silva, F. R., Albuquerque, J. A., Gatiboni, L. C., & Costa, A. (2013). Uso da cinza da combustão de biomassa florestal como corretivo de acidez e fertilidade de um Cambissolo Húmico. Revista de Ciências Agroveterinárias, 12(3), 304-313.

Soares, L. E., Emerenciano Neto, J. V., Silva, G. G. C., Oliveira, E. M. M., Bezerra, M. G. S., Santos, T. J. A., & Difante, G. S. (2016). Crescimento e produtividade do girassol sob doses de nitrogênio e fósforo. Revista Brasileira de Agropecuária Sustentável, 6(2), 19-25. DOI: https://doi.org/10.21206/rbas.v6i2.326

Souza, L. H. B., Peixoto, C. P., Silveira, P. S., Ledo, C. A. S., Lima, V. P., & Santos, A. P. S. G. (2014). Características agronômicas e rendimento de girassol em diferentes épocas de semeadura e populações de plantas no recôncavo da Bahia. Bioscience Journal, 30(3), 90-100.

Taiz, L., Zeiger, E., Møller, I. M., & Murphy, A. (2017). Fisiologia e desenvolvimento vegetal (6a ed.). Porto Alegre, RS: Artmed.

Teixeira, D. T. F., Nogueira, G. A. S., Maltarolo, B. M., Ataíde, W. L. S., & Oliveira Neto, C. F. (2015). Alterações no metabolismo do nitrogênio em plantas de noni sob duas condições hídricas. Enciclopédia Biosfera, 11(22), 89-106.

Teixeira, P. C., Donagemma, G. K., Fontana, A., & Teixeira, W. G. (2017). Manual de métodos de análise de solo (3a. ed., rev. e ampl.). Brasília, DF: Embrapa Solos.