Effects of Silicon and Drought Stress on Tuber Yield and Leaf Biochemical Characteristics in Potato

Abstract

Silicon has beneficial effects on many crops, mainly under biotic and abiotic stresses. Silicon can affect biochemical, physiological, and photosynthetic processes and, consequently, alleviates drought stress. However, the effects of Si on potato (Solanum tuberosum L.) plants under drought stress are still unknown. The objective of this study was to evaluate the effect of Si supply on some biochemical characteristics and yield of potato tubers, either exposed or not exposed to drought stress. The experiment was conducted in pots containing 50 dm3 of a Typic Acrortox soil (33% clay, 4% silt, and 63% sand). The treatments consisted of the absence or presence of Si application (0 and 284.4 mg dm−3), through soil amelioration with dolomitic lime and Ca and Mg silicate, and in the absence or presence of water deficit (−0.020 MPa and −0.050 MPa soil water potential, respectively), with eight replications. Silicon application and water deficit resulted in the greatest Si concentration in potato leaves. Proline concentrations increased under lower water availability and higher Si availability in the soil, which indicates that Si may be associated with plant osmotic adjustment. Water deficit and Si application decreased total sugars and soluble proteins concentrations in the leaves. Silicon application reduced stalk lodging and increased mean tuber weight and, consequently, tuber yield, especially in the absence of water stress.

Silicon does not alleviate the adverse effects of drought stress in soybean plants

“…The calcium and magnesium silicate can be used as corrective of soil acidity and silicon (Si) source (PULZ et al, 2008;CRUSCIOL et al, 2009;SARTO et al, 2015). Silicon is not considered an essential element for plant growth.…”

“…Silicon is not considered an essential element for plant growth. Its beneficial effects are normally observed under stressing conditions to plants (MA;YAMAJI, 2006), and several studies have demonstrated that Si plays an important role in plant tolerance to environmental stresses (GONG et al, 2005;CRUSCIOL et al, 2009;MAUAD et al, 2011). These beneficial effects are attributed to Si deposited in the cell wall of various plant organs (MA, 2004;MA;YAMAJI, 2006) and other mechanisms.…”

Aplicação foliar de ácido silícico estabilizado na soja, feijão e amendoim

“…Como foram realizados todos os tratos culturais, visando minimizar as injurias causadas por pragas e doenças, a ação do Si foi restringida à minimização dos danos causados por estresses abióticos, notadamente estresses hídricos, corroborando Ma (2004), Crusciol et al (2009) e Abdalla (2011. Esses experimentos foram conduzidos em condições de sequeiro, sendo provável que a aplicação de Si tenha proporcionado maior tolerância aos estresses hídricos nas diferentes fases das culturas, comuns nesta época do ano.…”

“…Esses experimentos foram conduzidos em condições de sequeiro, sendo provável que a aplicação de Si tenha proporcionado maior tolerância aos estresses hídricos nas diferentes fases das culturas, comuns nesta época do ano. Nessas condições o Si proporciona maior produção e acúmulo de açúcares totais e prolina (ABDALLA, 2011;CRUSCIOL et al, 2009). Além de promover melhorias no metabolismo, o Si pode ativar Tabela 2 -Teores foliares de N, P, K, Ca, Mg, S e Si, população de plantas, número de vagens por planta, número de grãos por vagem, massa de 100 grãos e produtividade de grãos da cultura do feijão em função da aplicação de Si via foliar ns, *, ** e *** são: não significativo e significativo a 5%, 1% e 0,1% pelo teste F genes envolvidos na produção de fenóis e enzimas relacionadas com os mecanismos de defesa da planta (ABDALLA, 2011;BUCK et al, 2008;MA;YAMAJI, 2006;), resultando em aumentos na produtividade das culturas, conforme observado nestes experimentos.…”

“…Entretanto, plantas dicotiledôneas, consideradas não acumuladoras de Si, como tomate, pepino (LIANG et al, 2005), café (REIS et al, 2008), girassol (GUNES et al, 2008), feijão caupi (MALI; AERY, 2009), batata (CRUSCIOL et al, 2009;PULZ et al, 2008) e tremoço (ABDALLA, 2011) também tem respondido à aplicação de Si.…”