Growth, gas exchange and accumulation of solutes in three species of the genus Plectranthus under different levels of salinity and light.

Growing medicinal plants in the conditions of salinity and light can exert influence on yield and final quality of the biomass production. This work was developed at the Center for Teaching and Research in Urban Agriculture (NEPAU), Federal University of Ceará - UFC, Fortaleza - CE, with the objective of evaluating the effect of different luminosities and salinity levels in irrigation water on growth and physiological responses of three medicinal species of the genus Plectranthus. It was used the completely randomized split plots with five repetitions, the plots had corresponded to the environmental factor (mesh with 50% luminosity and full sunlight) and the split plots for five levels of salt stress in irrigation water – CEw (0.7, 1.9, 3.1, 4.3 and 5.5 dS m-1 ) and the subsubplots the medicinal species (P. amboinicus, P. barbatus and P. grandis). The experiment lasted for 60 days after transplanting, being determined by the following: leaf area, dry mass production of shoot, root dry mass, gas exchange, chlorophyll content and accumulation of organic and inorganic solutes. Salt stress induced significant reductions in the growth and gas exchange of the three species evaluated, with the largest reductions being observed in plants exposed to full sunlight. The response to the salinity of the species P. grandis was less influenced by growth environment than in the other two species. Salinity affected the dry matter partitioning, the roots being more affected than the shoot. Considering the total dry matter production, it is found that all three species studied were moderately tolerant or salinity tolerance of up to 3.1 dS m-1 but on the salinity of 5.5 dS m-1 all were sensitive to excess salts in the irrigation water. Considering the degree of reduction in the production of raw party area (part of commercial interest), one could recommend the cultivation of the species P. grandis when it has irrigation water with ECw up to 3.1 dS m-1 . There was significant increase in the accumulation of Na+ and Cl- , and reductions in potassium content, both on the stems as the leaves. Due to the higher accumulation of sodium in the stems, the ratio of Na+ /K+ in this part of the plant reached a value of 1.5 in CEa of 5.5 dS m-1 , indicating a possible nutritional imbalance and ion toxicity. For the organic solutes, the carbohydrate content was not changed with increasing salinity but the concentrations of proline and N-aminosoluble increased in response to stress and in the case of proline elevations were higher in the species P. grandis grown in full sunlight.No cultivo de plantas medicinais as condições de salinidade e de luz podem exercer influência no rendimento e qualidade final da produção de fitomassa. Este trabalho foi desenvolvido no Núcleo de Ensino e Pesquisa em Agricultura Urbana (NEPAU) da Universidade Federal do Ceará – UFC, em Fortaleza – CE, com o objetivo de avaliar o efeito de diferentes níveis luminosidades e de salinidade na água de irrigação no crescimento e respostas fisiológicas de três espécies medicinais do gênero Plectranthus. Utilizou-se o delineamento experimental em parcelas subsubdivididas, com cinco repetições, sendo as parcelas referentes ao fator ambiente (pleno sol e telado), as subparcelas referentes aos níveis de salinidade na água de irrigação - CEa (0,7; 1,9; 3,1; 4,3 e 5,5 dS m-1), e as subsubparcelas às três espécies do gênero Plectranthus (P. amboinicus, P. barbatus e P. grandis). O experimento teve a duração de 60 dias, após o transplantio, sendo realizadas as seguintes avaliações: área foliar, produção massa seca da parte aérea, massa seca das raízes, trocas gasosas, teores de clorofila e acúmulo de solutos orgânicos e inorgânicos. O estresse salino induziu reduções significativas no crescimento e nas trocas gasosas das três espécies avaliadas, com as maiores reduções sendo verificadas nas plantas expostas a pleno sol. A resposta à salinidade da espécie P. grandis foi menos influenciada pelo ambiente de cultivo do que nas duas outras espécies estudadas. A salinidade afetou a partição de matéria seca, sendo as raízes mais afetadas do que a parte aérea. Em relação a produção de matéria seca total, verifica-se que as três espécies estudadas se mostraram tolerantes ou moderadamente tolerantes à salinidade de até 3,1 dS m-1, porém na salinidade de 5,5 dS m-1 todas se mostraram sensíveis ao excesso de sais na água de irrigação. Considerando-se o grau de redução na produção de massa seca da parte aérea (parte de interesse comercial), poderia-se recomendar o cultivo da espécie P. grandis quando se dispõe de água de irrigação com CEa de até 3,1 dS m-1. Verificou-se aumento expressivo na acumulação de Na+ e Cl-, e reduções no teor de potássio, tanto nas hastes quanto nas folhas. Em decorrência do maior acúmulo de sódio nas hastes, a relação dos íons Na+/K+ nesta parte da planta atingiu valor de 1,6 na CEa de 5,5 dS m-1, indicando um possível desequilíbrio nutricional e toxicidade de íons. Para os solutos orgânicos, o teor de carboidratos não foi alterado com o aumento da CEa, porém os teores de prolina e N-aminossolúveis aumentaram em resposta ao estresse, sendo que no caso da prolina os aumentos foram maiores na espécie P. grandis cultivada em pleno sol