Sesame Seed Treatment with Molybdenum and Zinc to Improve Tolerance to Water Deficit

Abstract

Sesame cultivation during the second cropping season in the Brazilian Cerrado is highly exposed to periods of water deficit, particularly during early plant development. Seed treatment with micronutrients may enhance crop establishment and mitigate the effects of abiotic stress. This study aimed to evaluate the effect of sesame seed treatment with zinc (Zn) and molybdenum (Mo) on physiological seed quality and early plant development under water deficit conditions. The experiment was conducted in two phases: laboratory assays in a completely randomized 4 × 4 design, with doses of 0, 0.5, 1.0, and 1.5 g kg⁻¹ of Zn and Mo; and a greenhouse trial in a 4 × 2 factorial scheme (micronutrient treatments × water availability). Germination, seedling emergence, shoot dry mass, and root dry mass were evaluated. The dose of 0.5 g kg⁻¹ of Zn and Mo promoted superior germination performance and greater initial biomass accumulation, whereas higher doses reduced paper-test germination, indicating possible phytotoxic effects. In the greenhouse, water deficit significantly reduced plant growth. Seed treatment with 0.5 g kg⁻¹ Mo, alone or combined with Zn, enhanced root development, even under stress conditions. It is concluded that seed treatment with 0.5 g kg⁻¹ Mo, with or without Zn, improves early sesame development, although it does not confer effective tolerance to severe short-term water deficit. Keywords: Sesamum indicum L. Micronutrients. Germination. Biomass. Abiotic stress.    Resumo O cultivo do gergelim em segunda safra no Cerrado brasileiro apresenta elevada exposição a períodos de déficit hídrico, especialmente na fase inicial de desenvolvimento. O tratamento de sementes com micronutrientes pode favorecer o estabelecimento inicial da cultura e mitigar efeitos do estresse abiótico. Objetivou-se avaliar o efeito do tratamento de sementes de gergelim com zinco (Zn) e molibdênio (Mo) sobre a qualidade fisiológica e o desenvolvimento inicial das plantas sob déficit hídrico. O experimento foi conduzido em duas fases: ensaios laboratoriais, em delineamento inteiramente casualizado (4 × 4), com doses de 0; 0,5; 1,0 e 1,5 g kg⁻¹ de Zn e Mo; e ensaio em casa de vegetação, em esquema fatorial 4 × 2 (tratamentos com micronutrientes × disponibilidade hídrica). Avaliaram-se germinação, emergência, massa seca da parte aérea e do sistema radicular. Doses de 0,5 g kg⁻¹ de Zn e Mo promoveram melhor desempenho germinativo e maior acúmulo de biomassa inicial, enquanto doses superiores reduziram a germinação em papel, indicando possível efeito fitotóxico. Em casa de vegetação, o déficit hídrico reduziu significativamente o crescimento das plantas. O tratamento com 0,5 g kg⁻¹ de Mo, isoladamente ou associado ao Zn, favoreceu o desenvolvimento radicular, inclusive sob estresse. Conclui-se que o tratamento de sementes com 0,5 g kg⁻¹ de Mo, com ou sem Zn, melhora o desenvolvimento inicial do gergelim, embora não confira tolerância efetiva ao déficit hídrico severo de curta duração. Palavras-chave: Sesamum indicum L. Micronutrientes. Germinação. Biomassa. Estresse abiótico.