Physiology and yield of piel de sapo melon (Cucumis melo L. ) under water deficit in semi-arid region, Brazil / Fisiologia e rendimento do meloeiro pele-de-sapo (Cucumis melo L. ) cultivado sob diferentes regimes hídricos em região semi-árida, Brasil

Melon (Cucumis melo L.) is a crop of great socioeconomic importance in regions with semiarid climate, as found in Northeast Brazil. In this region water deficit is a usual condition as well as the main reduction factor of plant productivity. Due to this phenomenon, irrigation techniques are used to make available the amount of water needed for plant production. Therefore, this study evaluated the physiology and fruit production changes of 'Juazeiro' Piel de sapo melon plants under different water replacement rates. 'Juazeiro' melon was grown under four reference evapotranspiration replacement rates (40, 60, 80 and 100% of ETo) distributed randomly in blocks with 5 replicates. The plants were cultivated in the field, in an experimental area located in the Brazilian Northeast region, under hot and dry semiarid climatic conditions, and during the growing cycle the 'Juazeiro' hybrid melon plants were evaluated for leaf area, biomass accumulation, gas exchange, photochemical efficiency of photosystem PSII and production of fruits per plant. Application of water replacement rates of 100% ETo leads to highest growth, net photosynthesis, and fruit yield of 'Juazeiro' melon. Water replacement at 80% ETo can be used for 'Juazeiro" melon under semiarid climatic conditions, but with small losses in fruit yield. Water replacement below 80% ETo leads to drastic reductions in growth, gas exchanges, quantum efficiency of photosystem II and fruit yield, which impairs melon production in semi-arid climate environments. KEYWORDS: Fruits yield. Gas exchange. Photochemical efficiency. INTRODUCTION Melon (Cucumis melo L.) is an important socioeconomic fruit cultivated in the world. Melon fruit production was 29.6 million tons and this production is distributed among China, Turkey, Iran, Egypt, India, United States, and Brazil. These countries account for 70% of the world production (FAO, 2017). In Brazil, cultivated area exceeded 22.000 ha with more than 521.6 thousand tons in 2015. 94.7% of this production was obtained in the semi-arid region of Northeast, mainly in the states of Ceará and Rio Grande do Norte, the largest producers in the country (IBGE, 2014). However, especially due to irregular rainfall, melon fruit production has been dropping in the last few years in this region. According to Pereira Filho et al. (2015), melon plants growth, development, and fruit production are greatly affected by climate conditions, mainly by water stress. Water stress is one of the most complex physiological phenomena because it is a multidimensional component which can considerably limit agricultural crops growth and development (DOGAN et al., 2008; LISAR et al., 2012; SILVA et al., 2015), generally in arid and semi-arid regions, such as in Northeast Brazil. Moreover, plant adaptability to water deficit conditions is related to a range of events occurring at several levels (LISAR et al., 2012), observed as a physiological, biochemical, and molecular adaptations, among others. At plant physiological level, soil water deficit has a significant effect on gas exchange, because it is a result of the limitation of stomatal conductance, and it is considered the primary cause of photosynthetic inhibition due to CO2 influx limitation, as well as water efflux from transpiration Received: 08/04/19 Accepted: 20/12/19

O meloeiro (Cucumis melo L.) é uma cultura de grande importância social e econômica mundial, principalmente em regiões de clima semiárido como o Nordeste brasileiro, onde déficit hídrico é condição comum e considerado o principal fator de redução da produtividade das plantas. Tal fenômeno força a utilização da irrigação como forma de disponibilizar a quantidade de água necessária à produção. Assim, objetivou-se com este trabalho avaliar as variações fisiológicas e produtivas de meloeiro pele-de-sapo submetidos a diferentes taxas de reposição hídrica. O híbrido 'Juazeiro' de melão pele-de-sapo foi cultivado sob quatro taxas de reposição da evapotranspiração de referência (40, 60, 80 e 100% da ETo), distribuídas em blocos ao acaso com 5 repetições. As plantas foram cultivadas em campo, em área experimental situada no Nordeste brasileiro, em condições clima semiárido quente e seco, e durante o ciclo de cultivo as plantas de meloeiro híbrido 'Juazeiro' foram avaliadas quanto a área foliar, o acúmulo de biomassa, as trocas gasosas, eficiência fotoquímica do fotossitesma PSII e produção de frutos por planta. A aplicação de taxas de reposição hídrica a 100% da ETo proporciona o maior crescimento, fotossíntese liquida e produção do meloeiro 'Juazeiro'. A reposição hídrica a 80% da ETo pode ser usada para o cultivo do meloeiro 'Juazeiro' em condições de clima semiárido, admitindo-se pequenas perdas no rendimento. A reposição hídrica com lâminas inferiores a 80% da ETo promove reduções drásticas no crescimento, trocas gasosas, eficiência quântica do fotossistema II e produção, que inviabilizam a produção do meloeiro em ambientes de clima semiáridos.

Gas exchange and fruit yield of yellow passionfruit genotypes irrigated with different rates of ETo replacement / Trocas gasosas e produção de frutos de genótipos de maracujazeiro-amarelo irrigados com diferentes taxas de reposição da ETo

Water is a limiting factor in agricultural activity and its deficiency in the soil affects the physiological processes of the plant and later interferes in the production of the culture. Aiming to evaluate the influence of different rates of reference evapotranspiration (ETo) replacement, over the leaf gas exchange and yield of hybrid yellow passionfruit plants, this experiment was carried out from August/2009 to September/2010, in an area of the semiarid region of the state of Paraiba, Brazil. The treatments consisted of the combination of four levels of irrigation (33, 66, 100 and 133% of ETo replacement) and two hybrid yellow passion fruit species ('BRS Sol do Cerrado' and 'BRS Gigante Amarelo'), in an experimental randomized block design, with five replications. The following variables were evaluated: gas exchange ­ stomatal conductance (gs), transpiration (T), net photosynthesis (A), instantaneous water use efficiency (IWUE), internal carbon concentration (Ci) and instantaneous carboxylation efficiency (A/Ci); fruit weight (distributed into three classes: 'A', 'B' and 'C', per plant) and also, the total production per plant. The gas exchange rates were higher in the 'BRS Sol do Cerrado' hybrid, in which a higher production was registered when irrigated with 133% of the ETo. The 'BRS Gigante Amarelo' genotype is most indicated to grow under low water availability.

A água é um fator limitante à atividade agrícola e sua deficiência no solo afeta os processos fisiológicos da planta, interferindo, posteriormente, na produção da cultura. Com esse enfoque, foi conduzido este experimento em área do semiárido paraibano, no período de agosto/2009 a setembro de 2010, objetivando-se avaliar a influência de diferentes taxas de reposição da ETo, sobre trocas gasosas e rendimento de híbridos de maracujazeiroamarelo. Os tratamentos consistiram da combinação entre quatro lâminas de irrigação (33, 66, 100 e 133% de reposição da ETo) e dois híbridos de maracujazeiro-amarelo ('BRS Sol do Cerrado' e 'BRS Gigante Amarelo'), no delineamento experimental em blocos casualizados, com cinco repetições. Foram avaliados: trocas gasosas - condutância estomática (gs), transpiração (T), taxa de fotossíntese líquida (A), eficiência do uso da água (A/T), concentração de carbono interna (Ci) e eficiência instantânea de carboxilação (A/Ci); peso de frutos (distribuídos em três classes 'A', 'B' e 'C', por planta) e, também, a produção total por planta. As taxas de trocas gasosas foram maiores no híbrido 'BRS Sol do Cerrado', em que se registrou a maior produção, quando irrigado com 133% da ETo. O genótipo 'BRS Gigante Amarelo' é mais indicado para cultivo sob baixa disponibilidade hídrica.