Bioestimulantes e manejo hídrico sobre produção e qualidade fisiológica de sementes de soja em duas safras no Arenito Caiuá

Doutorado em Biotecnologia Aplicada à Agricultura
Autor: Jose Junior Severino
Orientador: Thiago Alberto Ortiz
Defendido em: 23/04/2026

Resumo

A cultura da soja Glycine max (L.) Merr., destaca-se entre as leguminosas de maior relevância no cenário mundial, devido ao amplo cultivo e elevada demanda por grãos. Sua importância está associada a diversos segmentos industriais, impulsionada pelo alto teor de proteínas e óleo. Diante das mudanças climáticas e crescente demanda por alimentos, a produtividade dos grãos é influenciada por fatores, como: genética da planta, altas temperatura, tipo de solo e disponibilidade hídrica. Diante disso, o manejo racional da água e adoção de produtos biológicos, eleva níveis de produtividade e sustentabilidade no setor agrícola: Capítulo 1: O objetivo do estudo foi avaliar ao longo de duas safras agrícolas, os efeitos de cinco diferentes lâminas de irrigação e quatro tratamentos de sementes utilizando bioestimulantes promotores de crescimento, sobre características reprodutivas na cultura da soja. Os tratamentos foram 5 diferentes lâminas de irrigação (0, 50, 75, 100 e 125%) da evapotranspiracao da cultura Etc, e quatro tratamentos biológicos tratamento 1. Rhizotrop 2® + SolubPhos® (Bradyrhizobium japonicum + Bacillus subtilis + Bacillus megaterium); tratamento 2. Rhizotrop 2® + Azotrop® (Bradyrhizobium japonicum + Azospirillum brasilense); tratamento 3. Rhizotrop 2® + Auras® (Bradyrhizobium japonicum + B. aryabhattai); tratamento 4. Rhizotrop 2® (Bradyrhizobium japonicum). O experimento foi conduzido em blocos casualizados (fatorial 5×4), permitindo análises comparativas e quantitativas das interações. A análise descritiva evidenciou forte heterogeneidade de produtividade nas lâminas (50% e 75% ETc), apresentando maiores amplitudes e coeficientes de variação. A ANOVA revelou efeitos significativos (p < 0,001) para lâmina e inoculante, evidenciando que a irrigação respondeu por 43% da variação da produtividade. Os tamanhos de efeito (η², η² parcial e ω²) confirmaram a lâmina como o fator de maior importância, seguida pela interação Ano× Lâmina, reforçando que o regime hídrico influenciou cada safra. As abordagens multivariadas evidenciaram a complexidade das respostas fisiológicas. O Escalonamento Multidimensional Não-Métrico (NMDS) revelou separação entre as safras, indicando efeito ambiental sobre as variáveis. A análise Procrustes confirmou estabilidade temporal reduzida em lâminas elevadas e maior estabilidade em condições restritivas (0% e 50% ETc), sugerindo que a restrição hídrica limita a plasticidade fisiológica. Os heatmaps de correlação mostraram padrões distintos entre anos, e maior integração na reprodução, nodulação e massa de mil grãos em 2025, enquanto 2024 foi fragmentada, compatível com restrição hídrica e estresse térmico. O GGE-Biplot sintetizou a interação tratamento × ambiente identificando os mais produtivos e estáveis. As lâminas de 100% da ETc – com Rhizotrop 2® + Azotrop®, Rhizotrop 2® + Auras® ou Rhizotrop 2® - superou o desempenho médio e na estabilidade entre safras. Combinações com 75% da ETc apresentaram bom desempenho, sobretudo associadas à co-inoculação de Rhizotrop 2® + SolubPhos® e Rhizotrop 2® + Azotrop®. As safras representaram ambientes contrastantes, desta forma o manejo hídrico e a inoculação influenciam o crescimento e a produtividade da soja. Irrigação moderada (75-100% ETc), e inoculantes promotores de crescimento, otimizavam a produtividade reduzindo a instabilidade climáticas. Capítulo II: O estudo avaliou o efeito residual (carry-over) de bioestimulantes promotores de crescimento vegetal associados a diferentes lâminas de irrigação sobre a qualidade fisiológica e o vigor de sementes de soja. O experimento foi conduzido em delineamento de blocos casualizados com arranjo fatorial 2 × 5 × 4, analisando dois anos agrícolas, cinco lâminas de irrigação (0, 50, 75, 100 e 125%) e quatro tratamentos biológicos, (1. Rhizotrop 2® + SolubPhos®; 2. Rhizotrop 2® + Azotrop®; 3. Rhizotrop 2® + Auras®; 4. Rhizotrop 2® ). Após a colheita, as sementes foram submetidas a análises laboratoriais de germinação, comprimento e massa seca de plântulas e cotilédones, com resultados validados pelo teste de Scott-Knott (p < 0,05). Os resultados indicaram que a safra 2024/2025 restringiu o vigor das plântulas em comparação à anterior, e a ausência de irrigação (0%) reduziu a germinação e a biomassa inicial em todos os tratamentos. Contudo, o consórcio Rhizotrop 2® + SolubPhos® funcionou como um eficiente atenuador de estresse hídrico severo, conferindo efeito de priming fisiológico transgeracional à progênie e garantindo estabilidade homeostática do crescimento com menor exaustão das reservas dos cotilédones. Por fim, os tratamentos apresentaram respostas específicas à umidade: o Rhizotrop 2® + Azotrop® exigiu um suprimento hídrico mínimo de 75% para expressar incrementos no vigor, enquanto o Rhizotrop 2® + Auras® conferiu plasticidade e proteção da raiz sob condições de excesso hídrico (125%).

Palavras-chave

Glycine max. déficit Hídrico. Bioestimulantes. Vigor de Sementes. Germinação.

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Title

Biostimulants and water management on the yield and physiological quality of soybean seeds across two crop seasons in the Arenito Caiuá region

Abstract

Soybean [Glycine max (L.) Merr.] stands out among the world's most important legumes due to its widespread cultivation and high demand for grain. Its importance is tied to numerous industrial sectors, driven by its high protein and oil content. Given climate change and growing food demand, grain yield is influenced by factors such as plant genetics, high temperatures, soil type, and water availability. Accordingly, rational water management and the adoption of biological products can raise productivity and sustainability levels in the agricultural sector. Chapter 1: The objective of this study was to evaluate, across two agricultural growing seasons, the effects of five irrigation depths and four seed treatments using growth-promoting biostimulants on reproductive traits in soybean. Treatments consisted of five irrigation depths (0, 50, 75, 100, and 152% of crop evapotranspiration, ETc) and four biological treatments treatments 1. Rhizotrop 2® + SolubPhos® (Bradyrhizobium japonicum + Bacillus subtilis + Bacillus megaterium); treatments 2. Rhizotrop 2® + Azotrop® (Bradyrhizobium japonicum + Azospirillum brasilense); treatments 3. Rhizotrop 2® + Auras® (Bradyrhizobium japonicum + B. aryabhattai); treatments 4. Rhizotrop 2® (Bradyrhizobium japonicum). The experiment was conducted in a randomized block design (5 × 4 factorial), allowing for comparative and quantitative analyses of interaction effects. Descriptive analysis revealed strong yield heterogeneity at the 50% and 75% ETc depths, which showed the widest ranges and highest coefficients of variation. ANOVA revealed significant effects (p < 0.001) for both irrigation depth and inoculant, with irrigation depth accounting for 43% of yield variation. Effect sizes (η², partial η², and ω²) confirmed irrigation depth as the most influential factor, followed by the Year × Depth interaction, reinforcing that water regime effects differed by growing season. Multivariate approaches revealed the complexity of the physiological responses. Non-metric Multidimensional Scaling (NMDS) revealed separation between growing seasons, indicating an environmental effect on the variables studied. Procrustes analysis confirmed reduced temporal stability at higher irrigation depths and greater stability under restrictive conditions (0% and 50% ETc), suggesting that water restriction limits physiological plasticity. Correlation heatmaps showed distinct patterns between years, with greater integration among reproduction, nodulation, and thousand-seed weight in 2025, whereas 2024 showed a more fragmented pattern, consistent with water restriction and heat stress. The GGE biplot synthesized the treatment × environment interaction, identifying the most productive and stable combinations. Irrigation at 100% ETc combined with Rhizotrop 2® + Azotrop®, Rhizotrop 2® + Auras®, or Rhizotrop 2® alone outperformed the overall mean and showed the greatest stability across growing seasons. Combinations at 75% ETc also performed well, particularly with co-inoculation of Rhizotrop® 2 + SolubPhos® and Rhizotrop 2® + Azotrop®. The two growing seasons represented contrasting environments; accordingly, both water management and inoculation influenced soybean growth and yield. Moderate irrigation (75 - 100% ETc) combined with growth-promoting inoculants optimized yield while reducing climate-related instability. Chapter II: This study evaluated the residual (carry-over) effect of plant growth-promoting biostimulants combined with different irrigation depths on the physiological quality and vigor of soybean seeds. The experiment was conducted in a randomized block design with a 2 × 5 × 4 factorial arrangements, analyzing two growing seasons, five irrigation depths (0, 50, 75, 100, and 125%), and four biological treatments: Treatment 1. Rhizotrop 2® + SolubPhos®, Treatment 2. Rhizotrop 2® + Azotrop®, Treatment 3. Rhizotrop 2® + Auras® and Treatment 4. Rhizotrop 2®. After harvest, seeds were subjected to laboratory analyses of germination, seedling and cotyledon length and dry mass, with results validated by the Scott-Knott test (p < 0.05). Results indicated that the 2024/2025 growing season restricted seedling vigor relative to the previous season, and the absence of irrigation (0%) reduced germination and initial biomass across all treatments. However, the bacterial consortium Rhizotrop 2® + SolubPhos® acted as an effective attenuator of severe water stress, conferring a transgenerational physiological priming effect on progeny and ensuring homeostatic growth stability with reduced depletion of cotyledon reserves. Finally, treatments showed treatment-specific responses to moisture availability: Rhizotrop 2® + Azotrop® required a minimum water supply of 75% to express increases in vigor, whereas Rhizotrop 2® + Auras® conferred plasticity and root protection under conditions of water excess (125%).

Keywords

Glycine max. Water deficit. Biostimulants. Seed vigor. Germination.