Exogenously applied nutrients can improve the chickpea productivity under water stress conditions by modulating the antioxidant enzyme system / Nutrientes aplicados exogenamente melhoram a produtividade do grão-de-bico em condições de estresse hídrico, modulando o sistema de enzimas antioxidantes

Water stress is one of the major factor restricting the growth and development of chickpea plants by inducing various morphological and physiological changes. Therefore, the present research activity was designed to improve the chickpea productivity under water stress conditions by modulating antioxidant enzyme system. Experimental treatments comprised of two chickpea genotypes i.e. Bhakhar 2011 (drought tolerant) and DUSHT (drought sensitive), two water stress levels i.e. water stress at flowering stage and water stress at flowering + pod formation + grain filling stage including well watered (control) and three exogenous application of nutrients i.e. KCl 200 ppm, MgCl2, 50 ppm and CaCl2, 10 mM including distilled water (control). Results indicated that water stress at various growth stages adversely affects the growth, yield and quality attributes of both chickpea cultivars. Exogenous application of nutrients improved the growth, yield and antioxidant enzyme activities of both chickpea genotypes even under water stress conditions. However, superior results were obtained with foliar spray of potassium chloride on Bhakhar 2011 under well-watered conditions. Similarly, foliar spray of potassium chloride on chickpea cultivar Bhakhar 2011 cultivated under stress at flowering + pod formation + grain filling stage produced significantly higher contents of superoxide dismutase, peroxidase and catalase. These results suggests that the application of potassium chloride mitigates the adverse effects of water stress and enhanced tolerance in chickpea mainly due to higher antioxidant enzymes activity, demonstrating the protective measures of plant cells in stress conditions.

O estresse hídrico é um dos principais fatores que restringem o crescimento e o desenvolvimento das plantas de grão-de-bico, induzindo várias alterações morfológicas e fisiológicas. Portanto, a presente atividade de pesquisa foi projetada para melhorar a produtividade do grão-de-bico em condições de estresse hídrico, por meio da modulação do sistema de enzimas antioxidantes. Tratamentos experimentais compostos de dois genótipos de grão-de-bico, ou seja, Bhakhar 2011 (tolerante à seca) e DUSHT (sensível à seca), dois níveis de estresse hídrico, ou seja, estresse hídrico na fase de floração e estresse hídrico na floração + formação de vagens + estágio de enchimento de grãos incluindo bem irrigado (controle) e três aplicações exógenas de nutrientes, ou seja, KCl 200 ppm, MgCl2 50 ppm e CaCl2 10 mM, incluindo água destilada (controle). Os resultados indicaram que o estresse hídrico em vários estágios de crescimento afeta negativamente os atributos de crescimento, rendimento e qualidade de ambas as cultivares de grão-de-bico. A aplicação exógena de nutrientes melhorou o crescimento, o rendimento e as atividades das enzimas antioxidantes de ambos os genótipos de grão- de-bico, mesmo em condições de estresse hídrico. No entanto, resultados superiores foram obtidos com pulverização foliar de cloreto de potássio em Bhakhar 2011, em condições bem irrigadas. Da mesma forma, a pulverização foliar de cloreto de potássio na cultivar de grão-de-bico Bhakhar 2011 cultivada sob estresse na fase de floração + formação de vagens + enchimento de grãos produziu teores significativamente maiores de superóxido dismutase, peroxidase e catalase. Esses resultados sugerem que a aplicação de cloreto de potássio atenua os efeitos adversos do estresse hídrico e aumenta a tolerância no grão-de-bico, principalmente em razão de mais atividade de enzimas antioxidantes, demonstrando as medidas protetoras das células vegetais em condições de estresse.

Exogenously applied nutrients can improve the chickpea productivity under water stress conditions by modulating the antioxidant enzyme system / Nutrientes aplicados exogenamente melhoram a produtividade do grão-de bico em condições de estresse hídrico, modulando o sistema de enzimas antioxidantes

Water stress is one of the major factor restricting the growth and development of chickpea plants by inducing various morphological and physiological changes. Therefore, the present research activity was designed to improve the chickpea productivity under water stress conditions by modulating antioxidant enzyme system. Experimental treatments comprised of two chickpea genotypes i.e. Bhakhar 2011 (drought tolerant) and DUSHT (drought sensitive), two water stress levels i.e. water stress at flowering stage and water stress at flowering + pod formation + grain filling stage including well watered (control) and three exogenous application of nutrients i.e. KCl 200 ppm, MgCl2, 50 ppm and CaCl2, 10 mM including distilled water (control). Results indicated that water stress at various growth stages adversely affects the growth, yield and quality attributes of both chickpea cultivars. Exogenous application of nutrients improved the growth, yield and antioxidant enzyme activities of both chickpea genotypes even under water stress conditions. However, superior results were obtained with foliar spray of potassium chloride on Bhakhar 2011 under well-watered conditions. Similarly, foliar spray of potassium chloride on chickpea cultivar Bhakhar 2011 cultivated under stress at flowering + pod formation + grain filling stage produced significantly higher contents of superoxide dismutase, peroxidase and catalase. These results suggests that the application of potassium chloride mitigates the adverse effects of water stress and enhanced tolerance in chickpea mainly due to higher antioxidant enzymes activity, demonstrating the protective measures of plant cells in stress conditions.

O estresse hídrico é um dos principais fatores que restringem o crescimento e o desenvolvimento das plantas de grão-de-bico, induzindo várias alterações morfológicas e fisiológicas. Portanto, a presente atividade de pesquisa foi projetada para melhorar a produtividade do grão-de-bico em condições de estresse hídrico, por meio da modulação do sistema de enzimas antioxidantes. Tratamentos experimentais compostos de dois genótipos de grão-de-bico, ou seja, Bhakhar 2011 (tolerante à seca) e DUSHT (sensível à seca), dois níveis de estresse hídrico, ou seja, estresse hídrico na fase de floração e estresse hídrico na floração + formação de vagens + estágio de enchimento de grãos incluindo bem irrigado (controle) e três aplicações exógenas de nutrientes, ou seja, KCl 200 ppm, MgCl2 50 ppm e CaCl2 10 mM, incluindo água destilada (controle). Os resultados indicaram que o estresse hídrico em vários estágios de crescimento afeta negativamente os atributos de crescimento, rendimento e qualidade de ambas as cultivares de grão-de-bico. A aplicação exógena de nutrientes melhorou o crescimento, o rendimento e as atividades das enzimas antioxidantes de ambos os genótipos de grão-de-bico, mesmo em condições de estresse hídrico. No entanto, resultados superiores foram obtidos com pulverização foliar de cloreto de potássio em Bhakhar 2011, em condições bem irrigadas. Da mesma forma, a pulverização foliar de cloreto de potássio na cultivar de grão-de-bico Bhakhar 2011 cultivada sob estresse na fase de floração + formação de vagens + enchimento de grãos produziu teores significativamente maiores de superóxido dismutase, peroxidase e catalase. Esses resultados sugerem que a aplicação de cloreto de potássio atenua os efeitos adversos do estresse hídrico e aumenta a tolerância no grão-de-bico, principalmente em razão de mais atividade de enzimas antioxidantes, demonstrando as medidas protetoras das células vegetais em condições de estresse.

Exogenously applied nutrients can improve the chickpea productivity under water stress conditions by modulating the antioxidant enzyme system

Abstract Water stress is one of the major factor restricting the growth and development of chickpea plants by inducing various morphological and physiological changes. Therefore, the present research activity was designed to improve the chickpea productivity under water stress conditions by modulating antioxidant enzyme system. Experimental treatments comprised of two chickpea genotypes i.e. Bhakhar 2011 (drought tolerant) and DUSHT (drought sensitive), two water stress levels i.e. water stress at flowering stage and water stress at flowering + pod formation + grain filling stage including well watered (control) and three exogenous application of nutrients i.e. KCl 200 ppm, MgCl2, 50 ppm and CaCl2, 10 mM including distilled water (control). Results indicated that water stress at various growth stages adversely affects the growth, yield and quality attributes of both chickpea cultivars. Exogenous application of nutrients improved the growth, yield and antioxidant enzyme activities of both chickpea genotypes even under water stress conditions. However, superior results were obtained with foliar spray of potassium chloride on Bhakhar 2011 under well-watered conditions. Similarly, foliar spray of potassium chloride on chickpea cultivar Bhakhar 2011 cultivated under stress at flowering + pod formation + grain filling stage produced significantly higher contents of superoxide dismutase, peroxidase and catalase. These results suggests that the application of potassium chloride mitigates the adverse effects of water stress and enhanced tolerance in chickpea mainly due to higher antioxidant enzymes activity, demonstrating the protective measures of plant cells in stress conditions.

Resumo O estresse hídrico é um dos principais fatores que restringem o crescimento e o desenvolvimento das plantas de grão-de-bico, induzindo várias alterações morfológicas e fisiológicas. Portanto, a presente atividade de pesquisa foi projetada para melhorar a produtividade do grão-de-bico em condições de estresse hídrico, por meio da modulação do sistema de enzimas antioxidantes. Tratamentos experimentais compostos de dois genótipos de grão-de-bico, ou seja, Bhakhar 2011 (tolerante à seca) e DUSHT (sensível à seca), dois níveis de estresse hídrico, ou seja, estresse hídrico na fase de floração e estresse hídrico na floração + formação de vagens + estágio de enchimento de grãos incluindo bem irrigado (controle) e três aplicações exógenas de nutrientes, ou seja, KCl 200 ppm, MgCl2 50 ppm e CaCl2 10 mM, incluindo água destilada (controle). Os resultados indicaram que o estresse hídrico em vários estágios de crescimento afeta negativamente os atributos de crescimento, rendimento e qualidade de ambas as cultivares de grão-de-bico. A aplicação exógena de nutrientes melhorou o crescimento, o rendimento e as atividades das enzimas antioxidantes de ambos os genótipos de grão- de-bico, mesmo em condições de estresse hídrico. No entanto, resultados superiores foram obtidos com pulverização foliar de cloreto de potássio em Bhakhar 2011, em condições bem irrigadas. Da mesma forma, a pulverização foliar de cloreto de potássio na cultivar de grão-de-bico Bhakhar 2011 cultivada sob estresse na fase de floração + formação de vagens + enchimento de grãos produziu teores significativamente maiores de superóxido dismutase, peroxidase e catalase. Esses resultados sugerem que a aplicação de cloreto de potássio atenua os efeitos adversos do estresse hídrico e aumenta a tolerância no grão-de-bico, principalmente em razão de mais atividade de enzimas antioxidantes, demonstrando as medidas protetoras das células vegetais em condições de estresse.

Effect of Foliar Nutrition on Water Potential, Photosynthetic Rate, Dry Matter Production and Yield of Mung Bean Under Receding Soil Moisture Condition.

A field experiment was conducted during Rabi season of 2012-13 at Regional Agricultural Research Station, Lam, Guntur, with an aim to find out the effect of foliar nutrition on water potential, photosynthetic rate, dry matter production and yield of mung bean under receding soil moisture conditions in split plot design with irrigation and no irrigation as main treatments and foliar sprays as sub treatments. Under receding soil moisture condition (moisture stress) KNO3 @ 1% proved superior over other foliar sprays by recording more plant height, leaf area, shoot dry weight, and photosynthetic rate by maintaining high chlorophyll content, high proline and high leaf water potential. KNO3 @ 1% gave higher yields under receding soil moisture condition compared to other foliar sprays. Under irrigated conditions urea @ 2% recorded higher yield. Among all treatments controlled (no spray) under unirrigated conditions recorded lower yields due to moisture stress and nutrient deficiency.

Foliar application of Zn at flowering stage improves plant’s performance, yield and yield attributes of black gram.

Black gram plants subjected to varying levels of Zn supply (0.01 to 10 µM Zn) showed optimum growth and dry matter yield in plants receiving 1 µM Zn. The dry matter yield of plants decreased in plants receiving 0.01 and 0.1 µM Zn (deficient) and excess levels of Zn (2 and 10 µM Zn). The plants grown with Zn deficient supply showed delayed flowering, premature bud abscission, reduced size of anthers, pollen producing capacity, pollen viability and stigma receptivity resulting in poor pod formation and seed yield. Providing Zn as a foliar spray at pre-flowering stage minimized the severity of Zn deficiency on reproductive structure development and enhanced the seed nutritional status by enhancing seed Zn density, seed carbohydrate (sugar and starch content) and storage proteins (albumins, globulins, glutenins, and prolamines).