Alex Williams Ayarna, Satoru Tsukagoshi, Henry Ofosuhene Sintim, Jacob Ulzen, J. Naalamle Amissah, Musa Bukari, Samuel Aduse Poku, Michiko Takagaki, Na Lu, Samuel Adjei-Nsiah, George Oduro Nkansah · Advances in Horticultural Science · 2025

Effect of partial-extreme root restriction and nutrient solution concentration on the performance of hydroponically grown tomato

Resumo em português

O tomate é uma importante commodity agrícola amplamente utilizada na África, com potencial para contribuir para a segurança alimentar e nutricional. No entanto, sua produtividade, qualidade e lucratividade são limitadas por diversos desafios. Este estudo avaliou o impacto da restrição radical parcial-extrema e da ausência de restrição radical no desempenho do cultivar de tomate Jaguar em duas concentrações diferentes de solução nutritiva: padrão (2,4 dS m-1) e meia concentração (1,2 dS m-1). O cultivo durou três meses utilizando um sistema hidropônico recirculante, organizado em um fatorial 2 x 2 em delineamento de blocos casualizados completos com três repetições. Foram coletados dados sobre respostas físico-morfológicas, produtividade, qualidade dos frutos e absorção de água. O crescimento das plantas, trocas gasosas foliares, produtividade, qualidade dos frutos, absorção total de água e crescimento radicular foram significativamente influenciados pela concentração da solução nutritiva associada à restrição radical. Em particular, o crescimento das plantas, fotossíntese, uso total de água (52-62%) e produtividade foram significativamente reduzidos, mas a qualidade dos frutos aumentou 25% em comparação com achados anteriores em Gana. Por outro lado, a concentração padrão da solução nutritiva sem restrição radical apresentou a maior produtividade de 32,4 kg m-2 ano-1. Estes resultados podem servir como uma ferramenta manipulativa hidropônica para aumentar a produtividade de tomate e a eficiência do uso de recursos, especialmente em regiões com disponibilidade limitada de água.

Resumo original em inglês

Tomato is a valuable agricultural commodity widely used across Africa with the potential to contribute to food and nutritional security. However, its yield, quality, and profitability are hindered by several challenges. The study evaluated the impact of partial-extreme root restriction and no root restriction on the performance of Jaguar tomato cultivar in two different nutrient solution concentrations: standard (2.4 dS m-1) and half concentration (1.2 dS m-1). The cultivation spanned three months using a recirculating hydroponic system arranged in a 2 x 2 factorial in a randomized complete block design with three replications. Data were collected on physio-morphological responses, yield, fruit quality, and water uptake. Plant growth, leaf gas exchange, yield, fruit quality, total water uptake, and root growth were significantly influenced by the nutrient solution concentration with root restriction. Particularly, plant growth, photosynthesis, total water use (52-62%), and yield were significantly reduced but fruit quality was improved by 25% compared to previous findings in Ghana. Conversely, the standard nutrient solution concentration without root restriction recorded the highest yield of 32.4 kg m-2 y-1. These findings can serve as a manipulative hydroponic tool to increase tomato productivity and resource-use efficiency, especially in regions with limited water availability.