Leaf gas exchange and mineral nutrition of Clitoria Ternatea intercropped with forage cactus under supplemental brackish water irrigation
Resumo
Supplemental irrigation using moderately saline water and intercropping are effective strategies for mitigating the adverse effects of water stress on leaf physiology, particularly during dry periods. This study aimed to assess the impact of supplemental irrigation with brackish water (3.0 dS m-1) on leaf gas exchange and mineral concentrations in butterfly pea (Clitoria ternatea L.) when intercropped with forage cactus (Opuntia stricta). Conducted under a semi-arid climate in 2022 and 2023, the experimental design was a randomized block in split plots, with four replicates. The main plots consisted of two water scenarios: no irrigation and supplemental irrigation. The subplots comprised three cropping systems: butterfly pea in monoculture (B) (1.0 x 0.1 m), forage cactus (2.0 x 0.1 m) intercropped with a line of butterfly pea (P+1B), and forage cactus (3.0 x 0.1 m) intercropped with two lines of butterfly pea (P+2B). Supplemental irrigation was applied to the butterfly pea from February to June during dry spells and fully during the onset of the dry season (July and August). This irrigation approach alleviated water stress impacts on stomatal conductance, net photosynthesis rate, transpiration rate, and internal CO2 concentration, and enhanced the levels of K+, Ca2+, Cl-, and Na+. Additionally, the P+2B system, when supplemented, led to increased accumulation of N and P. Intercropping improved leaf gas exchange and reduced Cl- concentration in C. ternatea, thus benefiting its agronomic performance.
Downloads
Referências
Alencar, J. A., & Guss, A. (2016). Efeito do intervalo de corte sobre a produção de matéria seca (MS) e proteína bruta (PB) em Cunhã (Clitoria ternatea L.). EMCAPA.
Amaral, K., Ferreira, D. M., & Navoni, J. A. (2021). Avaliação das águas subterrâneas salobras do semiárido do Rio Grande do Norte: qualidade e impactos sob atividades agropecuárias de subsistência. Revista Águas Subterrâneas, 35(3), 1-15. https://doi.org/10.14295/ras.v35i3.30077
Araújo, A. P. B., Amorim, A. V., Lacerda, C. F., Sousa, C. H. C., Oliveira, L. K. B., Araújo, M. E. B., & Gheyi, H. R. (2021). Effect of intercropping on the growth and yield of cowpea and maize crops irrigated with brackish water. International Journal of Development Research, 11(5), 46635-46638. https://doi.org/10.37118/ijdr.21808.05.2021
Ashraf, M., Shahzad, S. M., Imtiaz, M., Rizwan, M. S., & Iqbal, M. M. (2017). Ameliorative effects of potassium nutrition on yield and fiber quality characteristics of cotton (Gossypium hirsutum L.) under NaCl stress. Soil & Environment, 36(1), 51-58. https://doi.org/10.25252/SE/17/31054
Barros, N. N., Rossetti, A. G., & Carvalho, R. B. D. (2004). Feno de cunhã (Clitoria ternatea L.) para acabamento de cordeiros. Ciência Rural, 34(2), 499-504. https://doi.org/10.1590/S0103-84782004000200025
Cappelli, S. L., Domeignoz-Horta, L. A., Loaiza, V., & Laine, A. L. (2022). Plant biodiversity promotes sustainable agriculture directly and via belowground effects. Trends in Plant Science, 27(7), 674-687. https://doi.org/10.1016/j.tplants.2022.02.003
Cavalcante, E. S., Lacerda, C. F., Mesquita, R. O., Melo, A. S., Ferreira, J. F. S., Teixeira, A. S., Lima, S. C. R.V., Sales, J. R. S., Silva, J. S., & Gheyi, H. R. (2022). Supplemental irrigation with brackish water improves carbon assimilation and water use efficiency in maize under tropical dryland conditions. Agriculture, 12(4), 1-15. https://doi.org/10.3390/agriculture12040544
Cavalcante, E. S., Lacerda, C. F., Costa, R. N. T., Gheyi, H. R., Pinho, L. L., Bezerra, F. M. S., Oliveira, A. Cruz., & Canjá, J. F. (2021). Irrigação suplementar com água salobra no milho nas regiões tropicais semiáridas do Brasil: produtividade e análise econômica. Scientia Agricola, 78(suppl. 1), 1-9. https://doi.org/10.1590/1678-992X-2020-0151
Chehab, H., Tekaya, M., Hajlaoui, H., Abdelhamid, S., Gouiaa, M., Sfina, H., Chihaoui, B., Boujnah, D. & Mechri, B. (2020). Complementary irrigation with saline water and soil organic amendments modified soil salinity, leaf Na+, productivity and oil phenols of olive trees (cv. Chemlali) grown under semiarid conditions. Agricultural Water Management, 237, 106183. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2020.106183
Chi, B., Liu, J., Dai, J., Li, Z., Zhang, D., Xu, S., Nie, J., Wan, S., Li, C., & Dong, H. (2023). Alternate intercropping of cotton and peanut increases productivity by increasing canopy photosynthesis and nutrient uptake under the influence of rhizobacteria. Field Crops Research, 302, 109059. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2023.109059
Dias, N. S., Silva, J. F., Moreno-Pizani, M. A., Lima, M. C. F., Ferreira, J. F. S., Linhares, E. L. R., Sousa Neto, O. N., Portela, J. C., Silva, M. R. F., Ferreira Neto, M., & Fernandes, C. S. (2021). Environmental, agricultural, and socioeconomic impacts of salinization to family-based irrigated agriculture in the Brazilian semiarid region. In E. Taleisnik, & R.S. Lavado (Eds.), Saline and alkaline soils in Latin America (pp. 37-48). Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-030-52592-7_2
Dubeux Jr., J. C. B., Santos, M. V. F., Cunha, M. V., Santos, D. C., Souza, R. T. A., Mello, A. C. L., & Souza, T. C. (2021). Cactus (Opuntia and Nopalea) nutritive value: A review. Animal Feed Science and Technology, 275, 114890. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2021.114890
Fan, Y., Wang, Z., Liao, D., Raza, M. A., Wang, B., Zhang, J., Zhang, J., Chen, J., Feng, L., Wu, X. Liu, C., Yang, W., & Yang, F. (2020). Uptake and utilization of nitrogen, phosphorus and potassium as related to yield advantage in maize-soybean intercropping under different row configurations. Scientific Reports, 10(1), 9504. https://doi.org/10.1038/s41598-020-66459-y
Fonseca, V. A., Santos, M. R. D., Silva, J. A. D., Donato, S. L. R., Rodrigues, C. S., & Brito, C. F. B (2019). Morpho-physiology, yield, and water-use efficiency of Opuntia ficus-indica irrigated with saline water. Acta Scientiarum. Agronomy, 41(1), 1-11. https://doi.org/10.4025/actasciagron.v41i1.42631
Gonçalves, G. C. P., Rosas, A. L. G., Sousa, R. C., Vieira, T. R. R., Sousa, T. C. A., Ramires, T., Silveira, T. F. F., Barros, L., Silva, W. P., Dias, A. R. G., Zavareze, E. R., & Meinhart, A. D (2024). A green method for anthocyanin extraction from Clitoria ternatea flowers cultivated in southern Brazil: characterization, in vivo toxicity, and biological activity. Food Chemistry, 435, 1-9. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2023.137575
Gouda, S., Kerry, R. G., Das, G., Paramithiotis, S., Shin, H. S., & Patra, J. K. (2018). Revitalization of plant growth promoting rhizobacteria for sustainable development in agriculture. Microbiological Research, 206, 131-140. https://doi.org/10.1016/j.micres.2017.08.016
Guimarães, M. A., Lemos Neto, H. S., Lima Neto, B. P., Hendges, A. R. A. A., Viana, C. S., Rabelo, J. S., & Oliveira, F. R. A. (2022). Respostas fisiológicas da rúcula consorciada com nirá sob diferentes arranjos e épocas de cultivo. Horticultura Brasileira, 40(3), 255-260. https://doi.org/10.1590/s0102-0536-20220302
Hu, S., Liu, L., Zuo, S., Ali, M., & Wang, Z. (2020). Soil salinity control and cauliflower quality promotion by intercropping with five turfgrass species. Journal of Cleaner Production, 266, 121991. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.121991
Instituto de Pesquisa e Estratégia Econômica do Ceará [IPECE]. (2017). Perfil básico municipal de General Sampaio. Governo do Estado do Ceará. https://bitily.me/bZzVI
Jo, S.-G., Kang, Y.-I., Om, K.-S., Cha, Y. -H., & Ri, S.-Y. (2022). Growth, photosynthesis and yield of soybean in ridge-furrow intercropping system of soybean and flax. Field Crops Research, 275, 108329. https://doi.org/10.1016/j.fcr.2021.108329
Lessa, C. I. N., Lacerda, C. F., Cajazeiras, C. C. A., Neves, A. L. R., Lopes, F. B., Silva, A. O., Sousa, H. C., Gheyi, H. R., Nogueira, R. S., Lima, S. C. R. V., Costa, R. N. T., & Sousa, G. G. (2023). Potential of brackish groundwater for different biosaline agriculture systems in the Brazilian semi-arid region. Agriculture, 13(3), 1-22. https://doi.org/10.3390/agriculture13030550
Malavolta, E., Vitti, G. C., & Oliveira, S. A. (1997). Metodologia para análise de elementos em material vegetal. In E. Malavolta, G. C. Vitti, & S. A. Oliveira (Eds.), Avaliação do estado nutricional das plantas: princípios e aplicações (pp. 231-308). Associação Brasileira para Pesquisa da Potassa e do Fosfato.
Martins, S. S., Pereira, M. D. C., Lima, M. A. G., Queiroz, A. A. D., Silva, S. D. A. B., Mistura, C., Rodrigues, J. D., & Ono, E. O. (2012). Morfofisiologia da cunhã cultivada sob estresse salino. Revista Brasileira de Saúde e Produção Animal, 13(1), 13-24.
Meneghetti, A. M. (2018). Manual de procedimentos de amostragem e análise química de plantas, solo e fertilizantes. EDUTFPR.
Montezano, E. M., & Peil, R. M. N. (2006). Sistemas de consórcio na produção de hortaliças. Revista Brasileira de Agrociência, 12(2), 129-132.
Mudgal, V., Mehta, M. K., & Rane, A. S. (2018). Lentil straw (Lens culinaris): an alternative and nutritious feed resource for kids. Animal Nutrition, 4(4), 417-421. https://doi.org/10.1016/j.aninu.2018.04.009
Oguis, G. K., Gilding, E. K., Jackson, M. A., & Craik, D. J. (2019). Butterfly pea (Clitoria ternatea), a cyclotide-bearing plant with applications in agriculture and medicine. Frontiers in Plant Science, 10(645), 1-23. https://doi.org/10.3389/fpls.2019.00645
Prado, R. M. (2020). Nutrição de plantas (2. ed.). Unesp.
Richards, L. A. (1954). Diagnóstico e melhoramento de solos salinos e alcalinos (nº 60). Imprensa do Governo dos EUA.
Salgado, E. V., Costa, R. N., Carneiro, M. S. S., Saunders, L. C., & Araújo, H. F. (2010). Resposta técnica e econômica da cultura cunhã à água e à adubação fosfatada. Revista Ciência Agronômica, 41(1), 53-58. https://doi.org/10.5935/1806-6690.20100007
Santos, D. C., Farias, I., Lira, M. A., Santos, M. V. F., Arruda, G. P., Coelho, R. S. B., Dias, F. M., & Melo, J. N. (2006). Manejo e utilização da palma forrageira (Opuntia e Nopalea) em Pernambuco. IPA.
Santos, A. R. M., Bezerra, R. C. A., Cordeiro, L. R. B. A., Leite, M. L. M. V., Salvador, K. R. S., Sousa, L. D. C., Nogueira, J. C., Calaça, J. S. G., Carvalho, F. G., Santos, W. R., & Silva, T. G. F. (2023). Valor nutritivo de plantas forrageiras cultivadas no semiárido brasileiro: Uma revisão. Revista Brasileira de Geografia Física, 16(3), 1466-1489. https://doi.org/10.26848/rbgf.v16.3.p1466-1489
Silva, T. G. F., Medeiros, R. S., Arraes, F. D. D., Ramos, C. M. C., Araújo Júnior, G. N., Jardim, A. M. R. F., Alves, C. P., Campos, F. S., Silva, M. V., Morais, J. E. F., Souza, C. A. A., Silva, S. M. S., Santos, D. C., Carvalho, A. A., & Souza, L. S. B. (2023). Cactus–sorghum intercropping combined with management interventions of planting density, row orientation and nitrogen fertilisation can optimise water use in dry regions. Science of The Total Environment, 895, 165102. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.165102
Silva, F. A. S., & Azevedo, C. D. V. (2016). The assistat software version 7.7 and its use in the analysis of experimental data. African Journal of Agricultural Research, 11(39), 3733-3740. https://doi.org/10.5897/AJAR2016.11522
Taiz, L., Zeiger, E., Moller, I. M., & Murphy, A. (2021). Fundamentos de fisiologia vegetal (6. ed.). Artmed.
Testa, G., Gresta, F., & Cosentino, S. L. (2011). Dry matter and qualitative characteristics of alfalfa as affected by harvest times and soil water content. European Journal of Agronomy, 34(3), 144-152. https://doi.org/10.1016/j.eja.2010.12.001
Xie, W., Zhang, K., Wang, X., Zou, X., Zhang, X., Yu, X., Wang, Y., & Si, T. (2022). Peanut and cotton intercropping increases productivity and economic returns through regulating plant nutrient accumulation and soil microbial communities. BMC Plant Biology, 22(121), 1-14. https://doi.org/10.1186/s12870-022-03506-y
Copyright (c) 2025 Rute Maria Rocha Ribeiro, Claudivan Feitosa de Lacerda, Raimundo Nonato Távora Costa, Márcio José Alves Peixoto, Jonnathan Richeds da Silva Sales, Eduardo Santos Cavalcante, Juliette Freitas do Carmo, Márcio Henrique da Costa Freire (Autor)

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
DECLARAÇÃO DE ORIGINALIDADE E DIREITOS AUTORAIS
Declaro que o presente artigo é original, não tendo sido submetido à publicação em qualquer outro periódico nacional ou internacional, quer seja em parte ou em sua totalidade.
Os direitos autorais pertencem exclusivamente aos autores. Os direitos de licenciamento utilizados pelo periódico é a licença Creative Commons Attribution 4.0 (CC BY 4.0): são permitidos o compartilhamento (cópia e distribuição do material em qualqer meio ou formato) e adaptação (remix, transformação e criação de material a partir do conteúdo assim licenciado para quaisquer fins, inclusive comerciais.
Recomenda-se a leitura desse link para maiores informações sobre o tema: fornecimento de créditos e referências de forma correta, entre outros detalhes cruciais para uso adequado do material licenciado.