Rooting biostimulants for Coffea arabica L. cuttings

Authors

DOI:

https://doi.org/10.25186/.v15i.1635

Keywords:

Root system. IBA. Humic acid. Fulvic acid. Shoots.

Abstract

In the rooting process of Arabica coffee cuttings, plant hormones are used for inducing root formation. However, synthetic molecules cannot be used to form organic seedlings. The objective of this work was to evaluate the effect of nut grass extract and different concentrations and types of humic substances on Arabica coffee cuttings. Arabica coffee shoots were collected, and cuttings containing at least two buds were taken. The experiment had a three-factor design, 2 (without or with nut grass extract) x 2 (humic or fulvic acid) x 4 (0, 10, 25 and 50 mg.dm-³). The following vegetative data were evaluated: shoot height (cm), survival, remaining leaves, leaf pairs, vigor and number of shoots. The root length, area, volume, diameter, and fresh and dry mass were also evaluated. The enzyme activity of H+-ATPase, catalase, superoxide dismutase, alcohol dehydrogenase and esterase was also quantified. The results showed that the Arabica coffee cutting rooting rate was increased when treated with humic acid at a concentration of 10 mg.dm-³ in the presence of nut grass extract. The lowest oxidative stress was observed in the 10 mg.dm-³ humic and fulvic acid treatments, regardless of the use of the extract.

Key words: Root system; IBA; humic acid; fulvic acid; shoots.

Author Biographies

Hariana Paula Azevedo, Universidade Federal de Lavras/UFLA, Departamento de Agricultura/DAG, Lavras- MG.

Mestrado Universidade Federal de Lavras

Alex Mendonça Carvalho, Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho/UNESP - SP.

Possui graduação em Agronomia pela Universidade Federal de Lavras - UFLA (2007), mestrado em Agronomia/ Fitotecnia pela UFLA (2009) com dissertação intitulada Comportamento Inicial de Novas Cultivares de Cafeeiro em Minas Gerais, doutorado em Agronomia /Fitotecnia pela UFLA (2011) com tese intitulada Seleção de Cultivares de Cafeeiro Resistentes à Ferrugem em Ambientes de Minas Gerais e pós-doutorado em Agronomia/Fitotecna pela Universidade Federal de Lavras (2016). Foi Coordenador Geral do Núcleo de Estudo em Cafeicultura da UFLA de 2007 a 2008, e tutor do Núcleo de Estudos em Cana-de-Açúcar da Ufla (NECANA) em 2016. Iniciou a carreira no magistério como professor visitante no Instituto Federal de Educação,Ciência e Tecnologia do Sul de Minas Gerais (IFSULDEMINAS), Campus de Muzambinho, onde ministrou aulas do curso Técnico em Cafeicultura. Tem experiência na área de Agronomia, com ênfase em manejo de culturas perenes, atuando principalmente nos seguintes temas: produção de mudas, tratos culturais, nutrição e melhoramento vegetal.No mês de março no ano de 2015 ingressou na Universidade Federal de Lavras (UFLA) como professor substituto, sob contrato temporário com validade até o mês de fevereiro do ano de 2017. Na UFLA teve a responsabilidade de ministrar as disciplinas de Cana-de-Açúcar(graduação e pós-graduação) e Agricultura Geral (graduação). Em 2017 ingressou como Professor Assistente na Universidade Estadual Paulista, Júlio de Mesquita Filho, UNESP-Campus de Registro-SP. Na UNESP é coordenador e responsável pelas disciplinas Agricultura I (Café, Cana-de-Açúcar, Seringueira e Chá), Agricultura II (Algodão, Feijão, Soja e Amendoim), Agricultura III (Trigo, Sorgo, Milho, Arroz e Mandioca) e Tecnologia de Produção de Açúcar e Álcool. Atua como revisor nos periódicos: Pesquisa Agropecuária Brasileira, Revista Ceres, Coffee Science, Revista Bragantia e Revista Ciência Rural. É credenciado pelo Instituto Mineiro de Agropecuária (IMA) para emissão de Certificado Fitossanitário de Origem (CFO).

Joyce Doria Rodrigues, Universidade Federal de Lavras/UFLA, Departamento de Agricultura/DAG, Lavras - MG.

Possui graduação em Agronomia pela Universidade Federal de Lavras (2007), mestrado em Fisiologia Vegetal (2009) e doutorado em Fitotecnia (2010) na área de concentração Produção Vegetal/Cultura de Tecidos ambos na mesma universidade. Tem experiência em Produção de Mudas advindas de Cultura de Tecidos atuando principalmente nos seguintes temas: micropropagação de plantas ornamentais (orquídeas, crisântemo, abacaxi ornamental) e frutíferas (bananeira, videira e espécies nativas da amazônia e cerrado). Atualmente é Prof. Adjunto A de Agricultura Geral e Agricultura Orgânica. É Orientadora de mestrado e doutorado nos programas de Pós-graduação em Fitotecnia, Microbiologia Agrícola e Plantas Medicinais. Publicou artigos científicos nacionais, internacionais e capítulos de livros acerca das diferentes técnicas utilizadas em Produção de Mudas, Promoção de Crescimento de Plantas por microrganismos e Compostagem.

Douglas Alves Vidal, Universidade Federal de Lavras/UFLA, Departamento de Agricultura/DAG, Lavras - MG.

Graduando Agronomia na Universidade Federal de Lavras

Heloisa Oliveira Santos, Universidade Federal de Lavras/UFLA, Departamento de Agricultura/DAG, Lavras - MG.

Possui graduação em Agronomia pela Universidade Federal de Lavras (2016), graduação em Engenharia Florestal pela Universidade Federal de Sergipe (2008), mestrado em Agronomia (Fitotecnia) pela Universidade Federal de Lavras (2010) e doutorado em Agronomia (Fitotecnia) pela mesma instituição (2013). Atualmente é professora adjunta da Universidade Federal de Lavras. Tem experiência na área de Agronomia, com ênfase em Fisiologia de Sementes e Biotecnologia aplicada ao controle de qualidade de sementes.

References

ALFENAS, A. C. Eletroforese e marcadores bioquímicos em plantas e microrganismos, 2.ed. Viçosa: Ed. da UFV, 627p. 2006.

ANDRADE, H. M. Potencial alelopático de Cyperus rotundus L sobre espécies cultivadas. Ciência e Agrotecnologia 33(edição especial):1984-1990, 2009.

ANJUM S. A. Fulvic acid application improves the maize performance under well- watered and drought conditions. Journal of Agronomy and Crop Science 197(6):409-417, 2011.

AZEVEDO, I.G. et al. Humic acids and Herbaspirillum seropedicae change the extracellular H+ flux and gene expression in maize roots seedlings. Chemical and Biological Technologies in Agriculture, 6(8):1-10, 2019.

BRADFORD, M. M. 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):248-54, 1976.

CANELLAS, L. P. et al. Humic acids increase the maize seedlings exudation yield. Chemical and Biological Technologies in Agriculture, 6(3):1-14, 2019.

CANELLAS, L. P. et al. Probing the hormonal activity of fractionated molecular humic components in tomato auxin mutants. Annals of Applied Biology, 159(2):202-211, 2011.

CANELLAS, N. O. A.; OLIVARES, F. L.; CANELLAS, L. P. Metabolite fingerprints of maize and sugarcane seedlings: searching for markers after inoculation with plant growthpromoting bacteria in humic acids. Chemical and

Biological Technologies in Agriculture, 6(14):1-10, 2019.

CARVALHO, M. et al. Comportamento em condições de campo de cafeeiros (Coffea arabica L.) propagados vegetativamente e por semeadura. Coffee Science, 3(2):108-114, 2008.

CASIMIRO, I. et al. Dissecting Arabidopsis lateral root development. Trends in Plant Science, 8(4):165-171, 2003.

CRUZ SILVA, C. T. A.; ALVES NETO, A. J.; VIECELLI, C. A. Extratos aquosos de tiririca sobre o enraizamento de cana-de-açúcar. Varia Scientia – Agrárias (Online), 2(1):49-61, 2011.

DIAS, J. R. M. et al. Enraizamento de estacas de cafeeiro imersas em extrato aquoso de tiririca. Coffee Science,

(3):259-266, 2012.

FAÇANHA, A. R. et al. Bioatividade de ácidos húmicos: Efeitos sobre o desenvolvimento radicular e sobre a bomba de prótons da membrana plasmática. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 37(9):1301-1310, 2002.

FERREIRA, D. F. Sisvar: A guide for its bootstrap procedures in multiple comparisons. Ciência e Agrotecnologia,

(2):109-112, 2014.

FERREIRA, G. et al. Enraizamento de estacas de atemoieira ‘gefner’ tratadas com auxinas. Revista Brasileira de Fruticultura, 30(4):1083-1088, 2008

GARCÍA A. C. et al. Potentialities of vermicompost humic acids to alleviate water stress in rice plants (Oryza sativa L.).

Journal of Geochemical Exploration, 136:48-54, 2014.

GEISS, G.; GUTIERREZ, L. E BELLINI, C. Adventitious root formation: New insights and perspectives. Annual Plant Reviews, 37:127-156, 2009.

GIANNOPOLITIS, C. N. et al. Superoxide dismutases. I. Occurrence in higher plants. Plant Physiology, 59:309-314, 1977.

HARTMANN, H. T. et al. Plant propagation: Principles and practices. Ed. 8, New Jersey: Prentice Hall 915p.

HAVIR, E. A.; MC HALE, N. A. Biochemical and developmental characterization of multiple forms of catalase in tobacco leaves. Plant Physiology, 84(2):450-455, 1987.

JINDO, K. et al. Root growth promotion by humic acids from composted and non-composted urban organic wastes.

Plant Soil, 353:209-220, 2012.

JORGE, L. A. C. de.; RODRIGUES, A. F. de O. Safira: Sistema de análise de fibras e raízes. Boletim de pesquisa

e desenvolvimento EMBRAPA. São Carlos, 2010, 20p.

JUSTI, M.; MORAIS, E. G.; SILVA, C. A. Fulvic acid in foliar spray is more effective than humic acid via soil in improving coffee seedlings growth. Archives of Agronomy and Soil Science, 65(14):1-15, 2019.

LORENZI, H. Plantas daninhas do Brasil: Terrestres, aquáticas, parasitas e tóxicas. 3. ed. Nova Odessa: Instituto Plantarum, 2000, 608p.

MORARD, P. et al. Direct effects ofhumic-like substance ongrowth, water, and mineral nutrition of various species.

Journal of Plant Nutricion, 34(1):46-59, 2011.

NARDI, S. et al. Biological activities of humic substances. In: SENESI, N.; XING, B.; HUANG, P. M. (eds) Biophysico-chemical processes involving natural nonliving organic matter in environmental systems. Wiley, Hoboken, p 305-339, 2009.

OLIVEIRA, D. H. et al. Influência do comprimento de estacas e ambientes, no crescimento de mudas cafeeiras obtidas por enraizamento. Coffee Science, 5(2):183-189, 2010.

OLIVEIRA, D. M. et al. Estaquia para propagação vegetativa do mofumbo. Revista Verde, 9(1):163-167, 2014.

PALMGREN, M. G. Plant plasma membrane H+-ATPases: Powerhouses for nutrient uptake. Annual review of plant

physiolgy and plant molecular biology, 52(6):817-845, 2001.

PEREIRA, F. A. C. et al. Selection of Coffea arabica L. hybrids using mixed models with different structures of

variance-covariance matrices. Coffee Science, 13(3):304-311, 2018.

PINTON, R. et al. Modulation of NO¯ 3 uptake by waterextractable humic substances: involvement of root plasma

membrane H+-ATPase. Plant and Soil, 215:155-161, 1999.

REZENDE, F. P. F.; ZUFFELLATO-RIBAS, K. C.; KOEHLER, H. S. Aplicação de extratos de folhas e tubérbulos de Cyperus rotundus L. e de auxinas sintéticas na estaquia caulinar de Duranta repens L. Revista Brasileira de Plantas Medicinais, 15(4):639-645, 2013.

REZENDE, T. T. et al. Propagação vegetativa do cafeeiro (Coffea arabica L.) por miniestacas. Coffee Science, 12(1):91-99, 2017.

RONCATTO, G. et al. Enraizamento de estacas de espécies de maracujazeiro (Passiflora spp.) no inverno e no verão. Revista Brasileira de Fruticultura, 30(4):1089-1093, 2008.

SOUZA, M. F. et al. Efeito do extrato de Cyperus rotundus na rizogênese. Revista de Ciências Agrárias, 35(1):157-162, 2012.

SUZUKI N. et al. ROS and redox signaling in the response of plants to abiotic stress. Plant, Cell & Environment, 35(2):259-270, 2012

TREVISAN, S. et al. Humic substances biological activity at the plant-soil interface. Plant Signaling & Behavior, 5(6):635-643, 2010.

VAN OVERBEEK, J. et al. An analysis of the function of the leaf in the process of root formation in cuttings. American Journal of Botany, 33(2):100-107, 1946.

Published

2020-06-23

How to Cite

AZEVEDO, H. P.; CARVALHO, A. M.; RODRIGUES, J. D.; VIDAL, D. A.; SANTOS, H. O. Rooting biostimulants for Coffea arabica L. cuttings. Coffee Science - ISSN 1984-3909, v. 15, p. e151635, 23 Jun. 2020.