A aplicação foliar combinada de Zn e Fe aumenta as concentrações de micronutrientes nos grãos e alivia o estresse hídrico em diversas espécies de trigo e níveis ploidais

Scientific Reports volume 12, Artigo número: 20328 (2022) Citar este artigo

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Este estudo teve como objetivo examinar a reação de diversas espécies de trigo com diferentes níveis de ploidia à aplicação foliar de zinco (Zn) e ferro (Fe) sob diferentes regimes hídricos. Trinta e cinco genótipos de trigo, incluindo dezenove tetraplóides de dez espécies diferentes, dez hexaplóides de cinco espécies e seis diplóides de três espécies, foram avaliados em campo em dois regimes de umidade com os seguintes quatro tratamentos: controle, aplicação foliar de Zn, Fe foliar. aplicação e aplicação foliar de Zn + Fe. Os experimentos foram conduzidos em esquema de parcelas subdivididas, em delineamento de blocos completos casualizados, com duas repetições em cada regime de umidade. O estresse hídrico afetou negativamente todas as características medidas, exceto o teor de Zn e Fe nos grãos. A aplicação foliar combinada de Zn + Fe aumentou significativamente a produtividade e aliviou a redução da produtividade causada pelo estresse hídrico. A aplicação de Zn e Fe aumentou significativamente o teor de ambos os micronutrientes nos grãos sob ambas as condições de umidade. As espécies tetra e hexaplóides produziram quase quatro vezes mais grãos do que as espécies diplóides não melhoradas e foram menos afetadas pelo estresse hídrico. Todos os níveis de ploidia responderam de forma quase semelhante aos tratamentos com Zn e Fe, sendo a aplicação combinada tão eficaz quanto cada elemento separadamente. O maior aumento de produtividade em resposta à aplicação combinada de Zn + Fe nas duas condições de umidade e o maior teor de Zn nos grãos em resposta à aplicação de Zn sob estresse hídrico foram observados no trigo hexaplóide. A aplicação foliar combinada de Zn e Fe aumenta o Zn e Fe nos grãos e alivia os efeitos adversos do estresse hídrico em todos os níveis de ploidia do trigo, tornando a biofortificação econômica.

Globalmente, o trigo ocupa um lugar central na nutrição humana e o seu rendimento de grãos tem sido continuamente melhorado através de esforços de melhoramento e gestão ao longo das últimas décadas1. No entanto, a melhoria do rendimento foi associada a um declínio substancial no conteúdo de proteínas e minerais dos grãos, especialmente micronutrientes como zinco (Zn) e ferro (Fe)2,3.

Geralmente, os grãos de cultivares comerciais de trigo possuem 20–35 mg/kg de Zn e Fe4,5, o que é inadequado para a dieta humana, constituindo o trigo como fonte primária de minerais essenciais6. Além dos factores vegetais, quase metade dos solos cultivados com cereais são globalmente solos com concentrações inadequadas de Zn disponível (isto é, Zn quimicamente solúvel), causando ainda mais redução na concentração de Zn nos grãos7. A deficiência dietética de Zn e Fe tem sido associada a diversos problemas de saúde, como crescimento atrofiado, anemia, função imunológica deprimida, função cerebral, deficiências de desenvolvimento e vulnerabilidade a doenças infecciosas mortais devido à disfunção imunológica, especialmente em crianças6.

Entre as estratégias para combater tais deficiências está a biofortificação, que aumenta o teor de nutrientes minerais nas culturas, seja por práticas agronômicas como a fertilização ou pela manipulação genética para obter cultivares com maior capacidade de absorção e acumulação de minerais8. As atividades de melhoramento de culturas para o trigo denso Zn/Fe concentram-se primeiro na exploração da diversidade genética disponível para Fe e Zn6. Para identificar a variabilidade útil para a biofortificação genética, a ênfase foi colocada na triagem de espécies progenitoras, incluindo Triticum monococcum L., T. turgidum L. ssp. dicoccoides (Körn. ex Asch. et Graebn.) Thell., Triticum turgidum L. ssp. dicoccum (Schrank) Thell., T. aestivum ssp. spelta e Ae. tauschii9,10.

Em geral, os fertilizantes com micronutrientes são aplicados no solo ou pulverizados na folhagem11,12 e melhoram efetivamente a concentração no grão de trigo4. Contudo, estudos demonstraram que a aplicação foliar é mais eficaz que a aplicação no solo13,14. Para o Fe, foi demonstrado que o Fe-EDTA parece ser o fertilizante mais bem aplicado para aumentar as concentrações de Fe nos grãos, principalmente porque o Fe é rapidamente convertido em formas indisponíveis quando aplicado em solos que variam de pH neutro a alcalino, e a mobilidade do Fe no floema é pobre e ainda reduzido por quelatos endógenos16.