Production of lettuce (Lactuca Sativa L) under irrigation levels and presence of hydrogel

Abstract

A alface (Lactuca Sativa L) é uma hortaliça de destaque na economia mundial e está entre as folhosas mais consumidas no Brasil, principalmente, in natura. É uma cultura sensível a variações climáticas e ao déficit hídrico. Alternativas para contribuir com a retenção de água no solo e redução da demanda de irrigação em diversas culturas vêm sendo estudadas, como por exemplo, o uso de polímeros hidroabsorventes, com o objetivo de reduzir o consumo de água para irrigação. Com isso, neste estudo objetivou-se avaliar, por meio de parâmetros morfofisiológicos, a resposta da alface americana cultivada sob diferentes níveis de irrigação com hidrogel. O experimento foi realizado na Área Experimental de Irrigação e Drenagem, localizada na Universidade Federal de Viçosa (UFV), no município de Viçosa-MG. Os trabalhos foram conduzidos em vasos de 14,3 L em ambiente protegido, com delineamento experimental inteiramente casualizado com quatro repetições. Os tratamentos foram quatro lâminas de irrigação de 25%, 50%, 75% e 100% da capacidade de vaso e duas doses de polímero hidroabsorvente (com e sem hidrogel). O manejo da irrigação foi diário e as lâminas necessárias para cada tratamento foram obtidas por meio da capacidade de vaso. As varáveis analisadas foram: número de folhas, altura de planta, massa fresca de folhas, índice de vegetação por diferença normalizada (Normalized Difference Vegetation Index-NDVI), comprimento de raiz, massa fresca de folhas, massa fresca de raiz, massa seca de folhas e massa seca de raiz. Durante o ciclo da cultura foram realizadas avaliações de número de folhas, NDVI e altura aos 11, 21, 32 e 42 dias após transplantio (DAT). Quando as plantas atingiram tamanho comercial foram colhidas e realizadas as avaliações de produção. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância pelo teste “t” e análise de regressão em superfície de resposta, utilizando o software para análises estatísticas SAEG 9.1 UFV. Os resultados obtidos apontaram que os volumes de água acumulados variaram entre 3,89 L e 15,59 L para lâminas de 25% e 100% da capacidade de vaso sem hidrogel e entre 3,79 L e 15,11 L com hidrogel, para as mesmas lâminas. O número de folhas não diferiu na presença de hidrogel dentro de cada lâmina de irrigação. Na massa fresca, apenas a lâmina de 100% da capacidade de vaso apresentou diferença, com a ausência de polímero superando a presença. Os parâmetros massa seca de folhas, massa seca de raiz e comprimento de raiz não mostraram diferenças nos valores médios, indicando que o hidrogel não afetou esses parâmetros. De acordo com as equações de regressão a lâmina de irrigação e o tempo de cultivo, são fatores com influência direta no desenvolvimento vegetal, especialmente na altura e número de folhas. Concluiu-se que, nas condições experimentais, a maior produção da cultura da alface foi atingida na combinação de lâmina de reposição diária de 100% da capacidade de vaso sem o uso de hidrogel, resultando em um maior número de folhas e massa fresca de folhas. Palavras-chave: Manejo da àgua; Hortaliças; Polímeros; Retenção de água no solo.Lettuce (Lactuca sativa L.) is a prominent vegetable in the global economy and ranks among the most consumed leafy greens in Brazil, especially when eaten fresh. This crop is sensitive to climatic variations and water deficits. The agronomic characteristics of lettuce, such as its short cycle and high-water demand (FILGUEIRA, 2008), emphasize the need for strategies that promote the rational use of resources. Thus, determining the proper water demand by considering irrigation depth and frequency, soil water availability, and the efficiency of polymer use is essential for irrigation management that maximizes productive potential. Thus, this study aimed to evaluate, through morphophysiological parameters, the response of iceberg lettuce cultivated under different irrigation levels with hydrogel. The experiment was conducted in the Irrigation and Drainage Area at the Federal University of Viçosa (UFV), in Viçosa, Minas Gerais, Brazil. The experiments were conducted in 14.3 L pots in a greenhouse using a completely randomized design with four replications. The treatments consisted of four irrigation levels of 25%, 50%, 75% and 100% of the pot capacity and two hydro-absorbent polymer doses (with and without hydrogel). Irrigation management was performed daily, with the required water depths for each treatment determined based on pot capacity. The analyzed variables included the number of leaves, plant height, fresh leaf mass, normalized difference vegetation index (NDVI), root length, fresh root mass, dry leaf mass, and dry root mass. During the crop cycle, evaluations of number of leaves, NDVI, and plant height were performed at 11, 21, 32, and 42 days after transplanting (DAT). When the plants reached commercial size, number of leaves, NDVI, fresh leaf mass, fresh root mass, root length, dry leaf mass, and dry root mass were assessed. The data were subjected to variance analysis using the "t" test and response surface regression analysis with the SAEG 9.1 UFV statistical software. The results indicated that the accumulated water volumes ranged between 3.89 L and 15.59 L for irrigation levels of 25% and 100% of pot capacity without hydrogel and between 3.79 L and 15.11 L with hydrogel for the same irrigation levels. The number of leaves did not differ in the presence of hydrogel within each irrigation level. For fresh leaf mass, only the 100% pot capacity level showed a difference, with the absence of polymer outperforming its presence. The parameters dry leaf mass, root dry mass, and root length showed no differences in average values, indicating that hydrogel did not affect these parameters. According to the regression equations, irrigation level and cultivation time are factors with a direct influence on plant development, particularly in terms of mass and number of leaves. It was concluded that, under the experimental conditions, the highest lettuce yield was achieved with the combination of 100% daily pot capacity irrigation without hydrogel, resulting in a greater number of leaves and fresh leaf mass. Keywords: Water management; Vegetables; Polymers; Soilless water retention