Characterization of growth and visual symptoms of nitrogen, potassium and magnesium deficiencies in arugula

Authors

  • Paulo Henrique Soares Silva Universidade Estadual Paulista (UNESP-FCAV), Jaboticabal-SP
  • Isaias dos Santos Reis Universidade Estadual Paulista (UNESP-FCAV), Jaboticabal-SP, Brasil
  • Camila Seno Nascimento Universidade Estadual Paulista (UNESP-FCAV), Jaboticabal-SP
  • Carolina Seno Nascimento Universidade Estadual Paulista (UNESP-FCAV), Jaboticabal-SP
  • Arthur Bernardes Cecílio Filho Universidade Estadual Paulista (UNESP-FCAV), Jaboticabal-SP

DOI:

https://doi.org/10.9755/ejfa.2021.v33.i7.2722

Abstract

Arugula is a short-cycle species with a high demand for nutrients. In the plant, each nutrient performs one or more specific functions, so its deficiency will negatively impact the crop growth and development, being important to recognize the nutritional symptoms to help in decision making. In this context, the objective of this study was to describe the evolution of N, K, and Mg deficiencies symptoms and their effect on the growth of arugula plants. One at a time, the nutrients were omitted from the nutrient solution. At 13, 16, 18, and 20 days after transplanting (DAT) the seedlings to the - Nutrient Film Technique (NFT) system, plants were collected, symptoms characterized, and leaves were scanned in JPEG (1.200 pixels). At 10 DAT of arugula, plants grew in a nutrient solution N-depleted shown the initial visual symptoms of N deficiency and at 16 DAT was recorded the first symptoms of K and Mg depletion in nutrient solution. At 20 DAT, the plants showed severe N deficiency symptoms, the old leaves presented intense and generalized chlorosis, followed by necrosis. Deficient plants in K exhibited chlorosis at the edge of old leaves advancing to the center of the leaves and small white dots. For Mg, the older leaves developed interveinal chlorosis from the leaf tip towards the central vein. The omission of nitrogen resulted in plants with lower height, leaf area, and number of leaves when compared to arugula plants grown in a complete nutrient solution.

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References

-Abreu, J. B. R. and F. A. Monteiro. 1999. Produção e nutrição do capim Marandu em função de adubação nitrogenada e estádios de crescimento. Boletim de Indústria Animal, 56: 137-146.
-Affonso, J. M. S. and A. B. Cecílio Filho. 2009. Doses de nitrogênio na produtividade e qualidade de rúcula. Horticultura Brasileira, 27: S2811-S2818.
-Almeida, J., C. A. C. Santos, A. R. Santos, C. P. Peixoto, J. M. S. Santos and J. Almeida Filho. 2020. Avaliação da cultura da rúcula em cultivo hidropônico. Available in: <http://www.seagri.ba.gov.br/sites/default/files/5_pesquisa_agricola02v9n1.pdf>. Acess in: 20 Oct. 2020.
-Barbosa, J. C., and W. Maldonado Júnior. 2015. Experimentação agronômica & AgroEstat: sistemas para análises estatísticas de ensaios agronômicos. 1. ed. Jaboticabal, SP: Gráfica Multipress Ltda, 2015. 396 p.
-Bergmann, W. 1992. Nutritional disorders of plants. 1. e.d. New York: Gustav Fischer, 741 p.
-Bjorkman, M., I. Klingen, A. N. E. Birch, A. M. Bones, T. J. A. Bruce, T. J. Johansen, R. Meadow. J. Mølmann, R. Seljåsen, L. E. Smart. and D. Stewartb. 2011. Phytochemicals of Brassicaceae in plant protection and human health influences of climate, environment and agronomic practice. Phytochemistry, 72: 538-556.
-Chemler, J. Á., E. Leonard. and M. A. Koffas. 2008. Flavonoid biotransformations in microorganisms. In: Winefield, C., K. Davies, K. Gould. (Eds.). Anthocyanins: Biosynthesis, Functions, and Applications. New York, NY: Springer, 2008. v. 1, cap. 7, p. 191-255.
-Coelho, V. A. T., C. L. Rodas, L. C. Coelho, J. G. Carvalho, E. F. A. Almeida. and M. A. Figueiredo. 2012. Caracterização de sintomas visuais de deficiências de macronutrientes e boro em plantas de gengibre ornamental. Revista Brasileira de Horticultura Ornamental, 18: 48-45.
-Engels, C., E. Kirkby. and P. White. 2012. Mineral nutrition, yield and source-ink relationships. In: Marschner, H. (Ed.). Mineral nutrition of higher plants. London, UK: Academic Press and Elsevier, 2012. v. 3, cap. 5, p. 85-131.
-Epstein, E., and A. J. Bloom. 2006. Nutrição mineral de plantas: princípios e perspectivas. 2. ed. Londrina: Editora Planta, 401p.
-Furlani, P. R. 1998. Instrução para o cultivo de hortaliça de folha pela técnica de hidroponia - NFT. 1. ed. Campinas: Instituto Agronômico, 30 p. (Documentos IAC, 168).
-Gazula, A., M. D. Kleinhenz, J. C. Scheerens. and P. P. Ling. 2007. Anthocyanin levels in nine lettuce (Lactuca sativa) cultivars: Influence of planting date and relations among analytic, instrumented, and visual assessments of color. HortScience, 42: 232-238.
-Goodall, D. W., W. G. Slater. and A. E. G. Lipp. 1995. Nutrient Interactions and Deficiency Diagnosis in the Lettuce. Australian Journal of Biological Sciences, 8: 301-329.
-Grangeiro, L. C., F. C. L. Freitas, M. Z. Negreiros, S. T. P. Marrocos, R. R. M. Lucena. and Rafael A. Oliveira. 2011. Crescimento e acúmulo de nutrientes em coentro e rúcula. Revista Brasileira de Ciências Agrárias, 6: 11-16.
-Hawkesford, M., W. Horst, T. Kichey, H. Lambers, J. Schjoerring, I. S. Møller, and P. White. 2012. Function of macronutrients. In: MARSCHNER, H. (Ed.). Mineral nutrition of higher plants. London, UK: Academic Press and Elsevier, 2012. v. 3, cap. 3, p. 135-189.
-Hernandéz, I., L. Alegre, F. V. Breusegem. and S. Munné-Bosch. 2008. How relevant are flavonoids as antioxidants in plants? Trends in plant science, 14: 125-132.
-LI, C., R. Adhikari, Y. Yao, A. G. Miller, K. Kalbaugh, D. Li. and K. Nemali. 2020. Measuring plant growth characteristics using smartphone-based image analysis technique in controlled environment agriculture. Computers and Electronics in Agriculture, 168: 105123.
-LI, D., C. Li, Y. Yao, M. Li. and L. Liu. 2020. Modern imaging techniques in plant nutrition analysis: A review. Computers and Electronics in Agriculture, 174: 01-14.
-Malavolta, E., G. C. Vitti. and A. S. Oliveira. 1997. Avaliação do estado nutricional das plantas: princípios e aplicações. 2. ed. Piracicaba: Potafos, 319 p.
-Malavolta, E. 2006. Manual de nutrição mineral de plantas. 1. ed. São Paulo: Editora Agronômica Ceres, 631 p.
-Malavolta, E. and M. F. Moraes. 2007. Fundamentos do nitrogênio e do enxofre na nutrição mineral das plantas. In: Yamada, T., S. E. S Abdalla, and G. C. Vitti. (Eds.). Nitrogênio e Enxofre na Agricultura Brasileira. Piracicaba, SP: International Plant Nutrition Institute, v. 1, cap. 6, p.189-249.
-Marschner, H. 1995. Mineral nutrition of higher plants. 2. ed. New York: Academic Press, 889 p.
-Miyazawa, M., M. A. Padovan. T. Muraoka, C. A. F. S. Carmo. and W. J. Melo. 2009. Análises químicas de tecido vegetal. In: SILVA, F. C. (Eds.). Manual de análises químicas de solos, plantas e fertilizantes. 2. ed. Brasília, DF: Embrapa, 2009. cap. 1, p. 190-223.
-Nunes, T. P., C. G. Martins, A. F. Faria, V. Bíscola, K. L. O. Souza, A. Z. Mercadante, B. R. Cordenunsi. and M. Landgraf. 2013. Changes in total a scorbic acid and carotenoids in minimally processed irradiated Arugula (Eruca sativa Mill) stored under refrigeration Radiation. Physicsand Chemistry, 90: 125-130.
-Oliveira, L. A. A., F. Bezerra Neto, M. L. Silva, O. F. N. Oliveira, J. S. S. Lima. and A. P. Barros Júnior. 2015. Viabilidade agronômica de policultivos de rúcula/cenoura/alface sob quantidades de flor-de-seda e densidades populacionais. Revista Caatinga, 28: 116-126.
-Pizetta, L. C, M. E. Ferreira, M. C. P. Cruz. and J. C. Barbosa. 2005. Resposta de brócolis, couve-flor e repolho à adubação com boro em solo arenoso. Horticultura Brasileira, 23: 51-56.
-Purquerio, L. F. V., L. A. R. Demant, R. Goto. and R. L. Villas Boas. 2007. Efeito da adubação nitrogenada de cobertura e do espaçamento sobre a produção de rúcula. Horticultura Brasileira, 25: 464-470.
-Römheld, V. 2012. Diagnosis of deficiency and toxicity of nutrients. In: MARSCHNER, H. (Ed.). Mineral nutrition of higher plants. London, UK: Academic Press and Elsevier, 3:299-312.
-Steiner, F., L. A. Pivetta, G. Castoldi, L. G. Pivetta. and S. L. Fioreze. 2011. Produção de rúcula e acúmulo de nitrato em função da adubação nitrogenada. Revista Brasileira de Ciências Agrarias, 2: 230-235.
-Steyn, W. J., S. J. E. Wand, D. M. Holcroft. and G. Jacobs. 2002. Anthocyanins in vegetative tissues: a proposed unified function in photoprotection. New Phytologist, 155: 349-361.
-Taiz, L., E. Zeiger, I. M. Møller. and A. Murphy. 2017. Fisiologia e desenvolvimento vegetal. 6. ed. Porto Alegre: Artmed, 2017. 858 p.
-Traka, M. H. and R. F. Mithen. 2011. Plant science and human nutrition: challenges in assessing health-promoting properties of phytochemicals. Plant Cell, 23: 2483-2497.
-Vieira Filho, O. S., G. Q. Oliveira, G. A. Biscaro, A. V. A. Motomiya. and L. O. Geisenhoff. 2017. Fertirrigação com nitrogênio na cultura da rúcula. Agrarian, 10: 304-310.

Published

2021-08-18

How to Cite

Silva, P. H. S., I. dos S. Reis, C. S. Nascimento, C. S. Nascimento, and A. B. C. Filho. “Characterization of Growth and Visual Symptoms of Nitrogen, Potassium and Magnesium Deficiencies in Arugula”. Emirates Journal of Food and Agriculture, vol. 33, no. 7, Aug. 2021, pp. 575-82, doi:10.9755/ejfa.2021.v33.i7.2722.

Issue

Section

Research Article