Photosynthetic metabolism and grain yield in maize crop subjected to foliar applications of phosphorus

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Autor(es): dc.contributorCrusciol, Carlos Alexandre Costa-
Autor(es): dc.contributorUniversidade Estadual Paulista (UNESP)-
Autor(es): dc.contributorUniversidade Estadual Paulista (UNESP)-
Autor(es): dc.creatorSouza, Fernanda Marcolan de-
Data de aceite: dc.date.accessioned2025-08-21T19:53:07Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2025-08-21T19:53:07Z-
Data de envio: dc.date.issued2025-07-21-
Data de envio: dc.date.issued2025-06-03-
Fonte completa do material: dc.identifierhttps://hdl.handle.net/11449/312276-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/11449/312276-
Descrição: dc.descriptionThe second-crop (off-season) represents approximately 80% of maize production in Brazil and is the main growing cycle. In a tropical climate, this growing season often occurs under adverse environmental conditions, with temperature instability and water restrictions, reducing the crop's productive potential due to metabolic and physiological imbalances. Phosphorus and nitrogen, essential for metabolic and energetic processes in plants, can mitigate these effects when supplied throughout the development cycle through supplemental foliar fertilization, a promising, safe and efficient technique to optimize the use of these nutrients. Thus, this thesis aimed to evaluate the foliar application of monoammonium phosphate (MAP: 12-61-00) and isolate phosphorus (P) as phosphoric acid (50% P) at different phenological stages in second-crop maize, considering its impact on nutrition, carbon metabolism, antioxidant activity, physiology and grain yield. The experiments were conducted during 2021 and 2022 seasons in Santa Cruz do Rio Pardo, São Paulo, Brazil (22°87' S, 49°60' W, altitude of 467 m). In Chapter 1, eight treatments were included: a control (no application); and MAP applications at different growth stages: V4, V6, V8, R1, and MAP-All (V4+V6+V8+R1); and two additional treatments supplying nitrogen (N) equivalent to amount provided from MAP (0.55 kg ha-1 NH4+): N-V6 (application at V6 stage), and N-All (application at V4+V6+V8+R1). Assessments included leaf nutrient content, photosynthetic pigment content, gas exchange parameters, ribulose 1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (Rubisco) activity, lipid peroxidation, antioxidant enzyme activity, carbohydrate content, and grain yield (GY). The Chapter 2 evaluated the ability of foliar application of phosphorus at different phenological stages of maize (V4, V6, V8 and R1) to supplement and improve plant metabolism. Plant nutritional status, photosynthetic enzyme levels (phosphoenolpyruvate carboxylase and ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase), photosynthetic parameters, leaf concentrations of sugars and starch, oxidative stress, antioxidant metabolism, and grain yield were analyzed. The results of the first chapter show that MAP-All application improved net photosynthesis, reduced oxidative stress, and increased leaf sugar production, resulting in a 16.0% gain in grain yield. The N-All treatment also increased grain yield by 10.0 %, despite providing a lower dose of N. Additionally, in chapter 2 observed that foliar P application increased chlorophyll a and b content, net photosynthesis, and improvements in stomatal conductance and water use efficiency were observed, resulting in an average gain of 12.1% in grain yield. Furthermore, it reduced foliar levels of hydrogen peroxide, lipid peroxidation, proline and antioxidant enzyme activities. Foliar application of P at the V8 and R1 stages was more effective in mitigating oxidative stress. Finally, the results also revealed that foliar application of MAP and P contributed to improving the physiological conditions of maize, efficiently stimulating nutrients to stimulate metabolism, photosynthesis and increase grain yield in the second-crop cycle.-
Descrição: dc.descriptionA segunda safra (entressafra) representa aproximadamente 80% da produção de milho no Brasil e é o principal ciclo de cultivo. Em clima tropical, essa safra ocorre frequentemente em condições ambientais adversas, com instabilidade de temperatura e restrições hídricas, reduzindo o potencial produtivo da cultura devido a desequilíbrios metabólicos e fisiológicos. O fósforo e o nitrogênio, essenciais para os processos metabólicos e energéticos nas plantas, podem amenizar esses efeitos quando fornecidos ao longo do ciclo de desenvolvimento, através de fertilização foliar suplementar, uma técnica promissora, segura e eficiente para otimizar o uso desses nutrientes. Assim, esta tese teve como objetivo avaliar a aplicação foliar de fosfato monoamônio (MAP: 12-61-00) e isolar o fósforo (P) como ácido fosfórico (50% P) em diferentes estádios fenológicos no milho segunda safra, considerando seu impacto na nutrição, metabolismo de carbono, atividade antioxidante, fisiologia e produtividade de grãos. Os experimentos foram conduzidos durante as safras de 2021 e 2022 em Santa Cruz do Rio Pardo, São Paulo, Brasil (22°87' S, 49°60' W, altitude de 467 m). No Capítulo 1, oito tratamentos foram incluídos: um controle (sem aplicação); e aplicações de MAP em diferentes estágios de crescimento: V4, V6, V8, R1 e MAP-All (V4+V6+V8+R1); e dois tratamentos adicionais fornecendo nitrogênio (N) equivalente à quantidade fornecida pelo MAP (0,55 kg ha-1 NH4+): N-V6 e N-All (V4+V6+V8+R1). As avaliações incluíram conteúdo de nutrientes foliares, pigmento fotossintético, parâmetros de troca gasosa, atividade da ribulose 1,5-bisfosfato carboxilase/oxigenase (Rubisco), peroxidação lipídica, atividade de enzimas antioxidantes, conteúdo de carboidratos e rendimento de grãos. O Capítulo 2 avaliou a capacidade da aplicação foliar de fósforo em diferentes estágios fenológicos do milho (V4, V6, V8 e R1) para suplementar e melhorar o metabolismo da planta. Foram analisados o estado nutricional da planta, os níveis de enzimas fotossintéticas (fosfoenolpiruvato carboxilase e ribulose-1,5-bisfosfato carboxilase/oxigenase), parâmetros fotossintéticos, concentrações foliares de açúcares e amido, estresse oxidativo, metabolismo antioxidante e a produtividade de grãos. Os resultados do primeiro capítulo mostram que a aplicação de MAP-All melhorou a fotossíntese líquida, reduziu o estresse oxidativo e aumentou a produção de açúcar foliar, resultando em um ganho de 16,0% na produtividade de grãos. O tratamento N-All também aumentou a produtividade de grãos em 10,0%, apesar de fornecer uma dose menor de N. Além disso, no capítulo 2, observou-se que a aplicação foliar de P aumentou o conteúdo de clorofila a e b, a fotossíntese líquida e foram observadas melhorias na condutância estomática e na eficiência do uso da água, resultando em um ganho médio de 12,1% na produtividade de grãos. Além disso, o uso de P foliar reduziu os níveis foliares de peróxido de hidrogênio, peroxidação lipídica, prolina e atividades de enzimas antioxidantes. A aplicação foliar de P nos estágios V8 e R1 foi mais eficaz na mitigação do estresse oxidativo. Finalmente, os resultados também revelaram que a aplicação foliar de MAP e P contribuiu para melhorar as condições fisiológicas do milho, estimulando eficientemente os nutrientes para melhorar o metabolismo, a fotossíntese e aumentar a produtividade de grãos no ciclo de cultivo de segunda safra.-
Descrição: dc.descriptionConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)-
Descrição: dc.description141188/2021-9-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
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Idioma: dc.languageen-
Publicador: dc.publisherUniversidade Estadual Paulista (UNESP)-
Direitos: dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/restrictedAccess-
Palavras-chave: dc.subjectPhosphorus-
Palavras-chave: dc.subjectFoliar fertilization-
Palavras-chave: dc.subjectMaize nutrition-
Palavras-chave: dc.subjectPhosphoric acid-
Palavras-chave: dc.subjectMonoammonium phosphate-
Título: dc.titlePhotosynthetic metabolism and grain yield in maize crop subjected to foliar applications of phosphorus-
Título: dc.titleMetabolismo fotossintético e produtividade da cultura do milho submetida à aplicação foliar de fósforo-
Tipo de arquivo: dc.typelivro digital-
Aparece nas coleções:Repositório Institucional - Unesp

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