Growth of tomato seedlings in substrates containing a nanocomposite hydrogel with calcium montmorillonite (NC-MMt) Translated title: Crescimento de mudas de tomateiro em substratos contendo hidrogel nanocompósito com montmorilonita de cálcio (NC-MMt)

Abstract

ABSTRACT The correct use of hydrogels in some situations can increase seedling survival rates, plant growth, and the water-retention capacity of the growing medium. A technique for the production of a nanocomposite hydrogel using calcium montmorillonite (NC-MMt) was recently developed. However, additional research is necessary in order to validate this innovative input, particularly for the production of vegetable crops seedlings. In this context, the main objective of the present study was to evaluate the growth and development of seedlings, tomato hybrid ‘BRS Nagai’, in substrates containing different amendments of hydrogel NC-MMt. The trial was conducted in a 3x3 factorial arranged in a complete randomized blocks design, with three replications. Three substrates (peat moss, pine bark, and coconut peat) corresponded to the first factor and three rates of the NC-MMt hydrogel (0%= R1, 1.5%= R2 and 2.0%= R3, on a w/w basis) corresponded to the second factor. Each plot was composed of 16 plants that were assessed after three weeks. Overall, peat moss-based and pine bark-based substrates resulted in higher values for most of the analyzed traits: plant emergency percentage, plant height, stem diameter, leaf area, plant height/shoot dry weight ratio, root dry weight, shoot dry weight/root dry weight ratio and the Dickinson Quality Index. Rates of NC-MMt hydrogel displayed significant responses only to root superficial area and root volume. NC-MMt hydrogel amendment (mainly 1.5%) combined with specific substrates (mainly peat moss-based substrate) was able to improve the growth of ‘BRS Nagai’ tomato seedlings, with no observed toxic effects.

Translated abstract

RESUMO O uso correto de hidrogéis em determinadas situações pode aumentar as taxas de sobrevivência das plântulas, seu crescimento e a capacidade de retenção de água do meio de cultivo. Uma técnica para a produção de um hidrogel nanocompósito usando montmorilonita de cálcio (NC-MMt) foi desenvolvida recentemente. No entanto, resultados da pesquisa ainda são necessários para validar este insumo inovador, particularmente para a produção de mudas de hortaliças. Neste contexto, o principal objetivo do presente estudo foi avaliar o crescimento e desenvolvimento de mudas do híbrido de tomate ‘BRS Nagai’ em substratos contendo diferentes dosagens do hidrogel NC-MMt. O experimento foi conduzido em arranjo fatorial 3x3, em delineamento de blocos ao acaso, com três repetições. Os substratos (turfa, casca de pinheiro, e fibra de coco) corresponderam ao primeiro fator e três dosagens de hidrogel NC-MMt (0%, 1,5% e 2,0%, base peso/peso) corresponderam ao segundo fator. Cada parcela foi composta por 16 plantas que foram utilizadas para avaliação dos tratamentos após três semanas. No geral, turfa e casca de pinheiro promoveram maiores valores para a maioria das variáveis analisadas; percentual de emergência, altura de planta, diâmetro de caule, área foliar, relação altura da planta/peso seco, peso seco de raízes, relação peso seco da parte aérea/peso seco de raízes e Índice de Qualidade de Dickinson. As dosagens de hidrogel NC-MMt responderam significativamente apenas à área superficial da raiz e ao volume radicular. O fornecimento de hidrogel NC-MMt (principalmente a dosagem de 1,5%) combinado com substratos específicos (principalmente turfa) demonstrou melhorar o crescimento de mudas do tomateiro BRS Nagai, com ausência de efeitos fitotóxicos.