Plant growth response of subirrigated salvia 'Vista Red' to increasing water levels at two substrates

Abstract

ABSTRACT: Subirrigation applies water and nutrients to the bottom of pots without wetting leaves, improving water use and reducing disease spread compared to overhead irrigation systems. However, water levels applied within the benches are often higher than required to promote capillary action, applying more water than needed and wasting pumping energy. The present study was conducted to evaluate the effect of different water levels on plant growth of subirrigated salvia (Salvia splendens) 'Vista Red' in two substrates. Five water levels (0.75, 1.5, 3.0, 4.5, and 6.0 cm) and two substrates {pine bark: sphagnum peat moss and peat: perlite (both 75%: 25% v/v)} were tested, with four replications. Substrate moisture was monitored by capacitance-type sensors connected to a multiplexer and data logger. Volumetric water content (VWC) was higher in peat: perlite (0.34 to 0.75 m3/m3) than pine bark: sphagnum peat moss (0.21 to 0.60 m3/m3) at all water levels. Higher water levels increased VWC in both substrates. The leaf chlorophyll index was 4% lower at the 6.0 cm compared to the other treatments in peat: perlite (p<0.0001). Stomatal conductance decreased overtime; but increased with the increase in water levels in peat: perlite (p<0.0001). Different water levels had no effect on leaf area, net photosynthesis, number of branches and leaves, and shoot dry weight (p>0.05), an indication that the different water levels do not affect the plant growth. However, shoot plant height increased 13% in pine bark: sphagnum peat moss (p=0.0096) and 17% in peat: perlite (p=0.0335) as water levels increased. Water levels of 1.5 cm and higher can be recommended for pine bark: sphagnum peat moss or peat: perlite in subirrigation, applying water according to plant needs, optimizing plant growth and reducing the nutrient solution pumping costs compared to systems that apply higher water levels.RESUMO: Na subirrigação água e nutrientes são aplicados na parte inferior dos recipientes de cultivo, otimizando o uso da água e reduzindo a propagação de doenças quando comparada com sistemas de irrigação por aspersão. No entanto, as lâminas aplicadas dentro das mesas são geralmente mais elevadas que o necessário, com aplicação inadequada de água e desperdício de energia para bombeamento. O presente estudo foi realizado para avaliar o efeito de diferentes alturas de lâmina de água no crescimento de plantas subirrigadas de sálvia (Salvia splendens) 'Vista Red' em dois substratos. Foram testadas cinco alturas de água (0,75; 1,5; 3,0; 4,5 e 6,0 cm) e dois substratos {casca de pinheiro: esfagno e turfa: perlita (ambos na proporção 75%: 25% v/v)}, com quatro repetições. A umidade do substrato foi monitorada por sensores capacitivos conectados a um multiplexador e sistema automático de aquisição de dados. O conteúdo volumétrico de água (CVA) foi maior na casca de pinheiro: esfagno (0,34 a 0,75 m3/m3) do que na turfa: perlita (0,21 a 0,6 m3/m3) em todas as lâminas testadas. Alturas de água mais elevadas proporcionaram maior CVA em ambos os substratos. O indice de clorofila no tecido foliar foi 4% menor para o tratamento 6,0 cm em comparação com os outros tratamentos na turfa: perlita (p<0,0001). A condutância estomática diminuiu ao longo do tempo, porém aumentou com o incremento das alturas de lâmina de água na turfa: perlita (p<0,0001). Diferentes alturas de lâmina de água não causaram efeito na área foliar, fotossíntese líquida, número de ramos e de folhas e massa seca da parte aérea (p> 0,05), um indicativo de que as diferentes alturas da lâmina de água não afetam o crescimento das plantas. No entanto, a altura da parte aérea aumentou em 13% para casca de pinheiro: esfagno (p=0,0096) e 17% para turfa: perlita (p=0,0335) com o aumento das lâminas. Alturas de lâmina de água maiores que 1,5 cm podem ser recomendadas para casca de pinheiro: esfagno ou turfa: perlita em subirrigação, com aplicação de água de acordo com as necessidades das plantas para otimização do crescimento vegetal e redução dos custos de bombeamento de solução quando comparado com sistemas de irrigação que aplicam lâminas de água mais elevadas.