SEAWEED POLYSACCHARIDES IN AGRICULTURE

Abstract

Os polissacarídeos de macroalgas marinhas, quando comparados a fertilizantes sintéticos comerciais, demonstraram excelentes resultados nos parâmetros de crescimento de várias plantas. Quando aplicados diretamente no solo ou pulverizados na folhagem, os poli- e oligossacarídeos de macroalgas marinhas conseguem melhorar a germinação das sementes, o vigor das plantas, aumentar a absorção de nutrientes do solo e proteger as plantas contra vários estresses abióticos e bióticos, estimulando a planta a produzir metabolitos secundários e a desencadear as suas vias de defesa. Neste estudo, três polissacarídeos diferentes (alginato, agar e carragenana) foram extraídos de uma macroalga castanha, Saccorhiza polyschides, e duas macroalgas vermelhas, Gracilaria gracilis e Chondrus crispus, respetivamente, com o objetivo de analisar o seu impacto na germinação de sementes, crescimento, desenvolvimento e metabolismo da planta Brassica napus L. A estrutura química dos polissacarídeos, o seu perfil mineral e outras propriedades físico-químicas foram avaliadas. A carragenana apresentou os melhores resultados no crescimento das plântulas, percentagem de germinação e na produtividade das nabiças, quando comparada ao alginato e ao agar. A carragenana, extraída do tetrasporófito, dos talos não frutificados e do gametófito feminino de Chondrus crispus apresentou 94.67, 92 e 98.67% de germinação de sementes, respetivamente. A λ-carragenana, extraída da geração tetrasporófita de Chondrus crispus, apresentou a maior bioatividade e efeito positivo nas nabiças, entre todos os tratamentos. A λ-carragenana mostrou que consegue melhorar o crescimento das plantas, aumentar a sua biomassa e o sistema radicular, aumentar a atividade fotossintética e a absorção de nutrientes essenciais do solo. As bioatividades da carragenana parecem estar relacionadas com o seu nível de sulfatação, em conjunto com o pH e a condutividade da sua solução.

Seaweed polysaccharides, when compared to synthetic commercial fertilizers, have been proven to achieve excellent results in plant growth parameters. When applied to the soil directly or sprayed on the foliage, seaweed poly- and oligosaccharides can improve seed germination, plant vigour, increase the uptake of soil nutrients, and protect plants against several abiotic and biotic stresses, by stimulating a plant to produce secondary metabolites and manage its defence pathways. In this study, three different polysaccharides (alginate, agar and carrageenan) were extracted from one brown seaweed, Saccorhiza polyschides, and two red seaweeds, Gracilaria gracilis and Chondrus crispus, respectively, with aim to analyse their impact on Brassica napus L.’s seed germination, plant’s growth, development and metabolism. The polysaccharides’ chemical structure, mineral profile and other physicochemical properties were assessed. Carrageenan exhibited the best results in seedling growth, germination percentage and in improving the turnip plants’ productivity, when compared to alginate and agar. The carrageenan extracted from the tetrasporophyte, non-fructified thalli and female gametophyte of Chondrus crispus exhibited 94.67, 92 and 98.67% seed germination, respectively. λ-carrageenan, extracted from the tetrasporophyte generation of Chondrus crispus, had the highest bioactivity and positive effect in turnip plants among all treatments. λ-carrageenan has shown that can improve plant growth, increase plant’s biomass and root system, enhance photosynthetic activity and essential soil nutrient uptake. Carrageenan’s bioactivities appear to be related with their sulphation level, plus the pH and the conductivity of its solution.