Variations in soil water replacement levels promote changes in forage cactus mineral composition and biomass productivity

Abstract

Population growth and the need to exploit natural resources to produce food and guarantee food sovereignty reduce water availability, which can influence nutrient absorption capacity and production of plants. This study evaluated whether variations in soil water replacement levels promote changes in the mineral composition and biomass productivity of forage cactus varieties. A field experiment was conducted in a randomized block design with five levels of reference evapotranspiration replacement (25, 50, 75, 100 and 125% ETo) and three replicates. Contents of the macronutrients N, P, K, Ca, Mg and S; micronutrients Cu, Fe, Mn, Zn, Cl, Na and B; and biomass productivity were quantified in two varieties of forage cactus (‘Orelha de Elefante Mexicana’ and ‘Miúda’). The data were subjected to principal component and multivariate variance analysis. The mineral composition of the forage cactus varieties ‘Miúda’ and ‘Orelha de Elefante Mexicana’ can be optimized from soil water management, so as to obtain adequate nutritional balance for higher yield. The replacement level of 75% ETo promoted greater balance between nutrients in the cladodes of the forage cactus variety ‘Miúda’, while ‘Orelha de Elefante Mexicana’ had better nutritional balance with the replacement levels of 100 and 125% ETo. Soil water replacement levels of 100 and 125% ETo promote high accumulation of Na+ and Clions in the cladodes of the forage cactus varieties studied. Highest biomass productivity of the varieties ‘Orelha de Elefante Mexicana’ and ‘Miúda’ was obtained with 75 and 100% ETo replacement levels, respectively. Among the varieties, ‘Orelha de Elefante Mexicana’ had a higher capacity for nutrient accumulation and biomass productivity, followed by ‘Miúda’, under the edaphoclimatic conditions of the Brazilian semiarid region. O aumento populacional e necessidade de exploração de recursos naturais para produção de alimentos e garantia da soberania alimentar reduzem a disponibilidade hídrica e isso pode influenciar a capacidade de absorção de nutrientes e produção das plantas. Objetivou-se avaliar se as variações nos níveis de reposição hídrica no solo promoveram mudanças na composição mineral e produtividade de biomassa de variedades de palma forrageira. Foi instalado experimento de campo em delineamento de blocos casualizados com cinco níveis de reposição da evapotranspiração de referência (25, 50, 75, 100 e 125% da ETo) e três repetições. Em duas variedades de palma forrageira (Miúda e Orelha de Elefante Mexicana) foram quantificados os teores dos macronutrientes, N, P, K, Ca, Mg e S; dos micronutrientes Cu, Fe, Mn, Zn, Cl, Na e B; e produtividade de biomassa. Os dados foram submetidos à análise de componentes principais e variância multivariada. A composição mineral das variedades de palma forrageira ‘Miúda’ e ‘Orelha de Elefante Mexicana’ pode ser otimizada a partir do manejo de água no solo, de modo a ser obter balanço nutricional adequado para maior produtividade. O nível de reposição de 75% da ETo proporcionou maior equilíbrio entre os nutrientes nos cladódios da variedade de palma forrageira ‘Miúda’, já a variedade ‘Orelha de Elefante Mexicana’ teve melhor balanço nutricional com os níveis de reposição de 100 e 125% da ETo. Os níveis de reposição de água no solo de 100 e 125% da ETo promovem elevado acúmulo de íons Na+ e Clnos cladódios das variedades de palma forrageira estudadas. Maior produtividade de biomassa das variedades ‘Orelha de Elefante Mexicana’ e ‘Miúda’ foi obtida com reposições 75 e 100% da ETo, respectivamente. Dentre as variedades, a ‘Orelha de Elefante Mexicana’ teve maior capacidade de acúmulo de nutrientes e produtividade de biomassa, seguida da ‘Miúda’ nas condições edafoclimáticas do semiárido brasileiro.