Water availability and seasonality affect phytomass production and photosynthetic pigments of Aloysia citrodora Paláu





Lemon verbena, Aromatic plant, Chlorophyll, Environmental factors


Vegetative growth can be affected by different environmental factors. The objective of this work was to evaluate phytomass production and photosynthetic pigments of Aloysia citrodora plants submitted to different irrigation levels and seasons. The experiment was carried out in a protected environment from August 2015 to March 2017, in an experimental randomized blocks design, 4x4 factorial scheme, with four blocks with four plants each. The irrigation levels tested were 25%, 50%, 75% and 100% of the field capacity, in the four seasons of the year (autumn, winter, spring and summer). Plant height, fresh and dry mass of branches, fresh and dry mass of leaves, leaf area and photosynthetic pigments (chlorophyll a, chlorophyll b and carotenoids) were evaluated. It was observed that water availability and seasons influence phytomass production as well as the photosynthetic pigment analyzes. Low irrigation levels and cultivation during autumn and winter adversely affect vegetative growth. Furthermore, our results indicate that for higher phytomass production, it is recommended to cultivate Aloysia citrodora during spring and summer under irrigation levels of 75% and 100% of field capacity. Spring season promotes higher content of photosynthetic pigments. This study will open new avenues and perspectives to elucidate possible changes in secondary metabolites of Aloysia citrodora, a medicinal plant, in the presence of changes in the growing seasons and different stress conditions, including water stress.

Author Biographies

Leonardo Antonio Thiesen, Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS

Técnico em Agropecuária. Engenheiro Agrônomo. Mestre em Agronomia - Agricultura e Ambiente. Doutorando em Agronomia.

Marcos Vinícius Marques Pinheiro, Universidade Estadual do Maranhão, São Luís, MA

Graduado em Agronomia, Mestre em Fisiologia Vegetal e Doutor em Botânica. Atualmente é Pesquisador Sênior e Docente Permanente do Programa de Pós-Graduação em Agricultura e Ambiente da Universidade Estadual do Maranhão.

Braulio Otomar Caron, Universidade Federal de Santa Maria, Frederico Westphalen, RS

Possui graduação em Agronomia, mestrado em Agronomia e doutorado em Agronomia. Atualmente é professor Titular da Universidade Federal de Santa Maria, Campus Frederico Westphalen-RS.

Ezequiel Holz, Universidade Federal de Santa Maria, Frederico Westphalen, RS

Graduando em agronomia.

Bruna Stringari Altissimo, Universidade Federal de Santa Maria, Frederico Westphalen, RS

Graduando em agronomia.

Evandro Holz, Universidade Federal de Santa Maria, Frederico Westphalen, RS

Graduando de agronomia.

Denise Schmidt, Universidade Federal de Santa Maria, Frederico Westphalen, RS

Possui graduação em Agronomia, mestrado em Agronomia e doutorado em Agronomia. Atualmente é Professora Titular da Universidade Federal de Santa Maria. 


ALMEIDA, G. M.; RODRIGUES, J. G. L. Development of plants by interference auxins, cytokinins, gibberellins and ethylene. Applied Research & Agrotechnology, v. 9, n. 3, p. 111-117, 2016.

ALVARES, C. A.; STAPE, J. L.; SENTELHAS, P. C.; GONÇALVES, J. L. M.; SPAROVEK, G. Köppen’s climate classification map for Brazil. Meteorologische Zeitschrift, v. 22, n. 6, p. 711-728, 2013.

AWASTHI, R.; BHANDARI, K.; NAYYAR, H. Temperature stress and redox homeostasis in agricultural crops. Frontiers in environmental science, v. 3, p. 11, 2015.

BECKER, A. G.; LUZ, R. K.; MATTIOLI, C. C.; NAKAYAMA, C. L.; SILVA, W. D. S.; LEME, F. D. O. P.; MENDES, H. C. P. M.; HEINZMANN, B. M.; BALDISSEROTTO, B. Can the essential oil of Aloysia triphylla have anesthetic effect and improve the physiological parameters of the carnivorous freshwater catfish Lophiosilurus alexandri after transport? Aquaculture, v. 481, p. 184-190, 2017.

BENINCASA, M. M. P. Análise de crescimento de plantas: noções básicas. Jaboticabal: Funep, 1988.

BLUM, A. Drought resistance, water-use efficiency, and yield potential - are they compatible, dissonant, or mutually exclusive? Australian Journal of Agricultural Research, v. 56, n. 11, p. 1159-1168, 2005.

BRANT, R. S., PINTO, J. E. B. P.; BERTOLUCCI, S. K. V.; ALBUQUERQUE, C. J. B. Teor do óleo essencial de cidrão [Aloysia triphylla (LHér.) Britton] em função da variação sazonal. Revista Brasileira de Plantas Medicinais, v. 10, n. 2, p. 83-88, 2008.

CARVALHO, L. M.; CASALI, V. W.; SOUZA, M. A.; CECON, P. R. Disponibilidade de água no solo e crescimento de Artemísia. Horticultura brasileira, v. 21, n. 4, p. 726-730, 2003.

CHAVES, M. M.; OLIVEIRA, M. M. Mechanisms underlying plant resilience to water deficits: prospects for water-saving agriculture. Journal of experimental botany, v. 55, n. 407, p. 2365-2384, 2004.

CHEN, D.; WAN, Z.; ZHOU, Y.; XIANG, W.; ZHONG, J.; DING, M.; YU, H.; JI, Z. Tuning into blue and red: europium single-doped nano-glass-ceramics for potential application in photosynthesis. Journal of Materials Chemistry C, v. 3, n. 13, p. 3141-3149, 2015.

CORRÊA JR, C. C.; SCHEFFER, M. C. Boas Práticas Agrícolas (BPA) de Plantas Medicinais, Aromáticas e Condimentares. Curitiba:Instituto Emater, 2013.

CRUZ, C. D. GENES - a software package for analysis in experimental statistics and quantitative genetics. Acta Scientiarum Agronomy, v. 35, n. 3, p. 271-276, 2013.

DUARTE, T. S.; PEIL, R. Relações fonte: dreno e crescimento vegetativo do meloeiro. Horticultura Brasileira, v. 28, n. 3, p. 271-276, 2010

EFEOĞLU, B.; EKMEKÇI, Y.; ÇIÇEK, N. Physiological responses of three maize cultivars to drought stress and recovery. South African Journal of Botany, v. 75, n. 1, p. 34-42, 2009.

EL-HAWARY, S. S.; YOUSIF, M. F.; MOTAAL, A. A. A.; ABD-HAMEED, L. M. Bioactivities, phenolic compounds and in-vitro propagation of Lippia citriodora Kunth cultivated in Egypt. Bulletin of Faculty of Pharmacy, Cairo University, v. 50, n. 1, p. 1-6, 2012.

FAROOQ, M.; HUSSAIN, M.; WAHID, A; SIDDIQUE, K. H. M. Drought stress in plants: an overview. Plant responses to drought stress. Springer, Berlin, p. 1-33, 2012.

FELGINES, C.; FRAISSE, D.; BESSON, C.; VASSON, M. P.; TEXIER, O. Bioavailability of lemon verbena (Aloysia triphylla) polyphenols in rats: impact of colonic inflammation. British Journal of Nutrition, v. 111, n. 10, p. 1773-1781, 2014.

FERRARI, E.; PAZ, A.; SILVA, A. C. Déficit hídrico e altas temperaturas no metabolismo da soja em semeaduras antecipadas. Nativa, v. 3, n. 1, p. 67-77, 2015.

FERREIRA, S. D.; ECHER, M. M.; BULEGON, L. G.; PASTÓRIO, M. A.; EGEWARTH, V. A.; YASSUE, R. M.; ACHRE, D. Influencia de la fertilización nitrogenada y la época de cultivo sobre el rendimiento de hojas de albahaca (Ocimum basilicum var. verde Toscana) con fines medicinales. Revista Cubana de Plantas Medicinales, v. 20, n. 4, p. 389-396, 2015.

FERREIRA, S. D.; BULEGON, L. G.; YASSUE, R. M.; ECHER, M. M. Efeito da adubação nitrogenada e da sazonalidade na produtividade de Ocimum basilicum L. Revista Brasileira de Plantas Medicinais, v. 18, n. 1, p. 67-73, 2016.

GONZALEZ-SANPEDRO, M. C.; TOAN, T. L. E.; MORENO, J.; KERGOAT, L.; RUBIO, E. Seasonal variations of leaf area index of agricultural fields retrieved from Landsat data. Remote Sensing of Environment, v. 112, n. 3, p. 810-824, 2008.

HABER, L. L.; CLEMENTE, F. M. V. T. Plantas aromáticas e condimentares: uso aplicado na Horticultura. Brasília: Embrapa, 2013.

HAGEMANN, M.; BAUWE, H. Photorespiration and the potential to improve photosynthesis. Current opinion in chemical biology, v. 35, p. 109-116, 2016.

HENDRY, G. A. F.; PRICE, A. H. Stress indicators: chlorophylls and carotenoids. London: Chapman e Hall, 1993.

JIMÉNEZ-FERRER, E.; SANTILLÁN-URQUIZA, M. A.; ALEGRÍA-HERRERA, E.; ZAMILPA, A.; NOGUERÓN-MERINO, C.; TORTORIELLO, J.; NAVARRO-GARCIA, V.; AVILÉS-FLORES, M.; FUENTES-MATA, M.; HERRERA-RUIZ, M. Anxiolytic effect of fatty acids and terpenes fraction from Aloysia triphylla: Serotoninergic, GABAergic and glutamatergic implications. Biomedicine & Pharmacotherapy, v. 96, p. 320-327, 2017.

JOHARI-PIREIVATLOU, M. Effect of soil water stress on yield and proline content of four wheat lines. African Journal of Biotechnology, v. 9, n. 1, 2010.

KUROMORI, T.; SEO, M.; SHINOZAKI, K. ABA transport and plant water stress responses. Trends in plant science, v. 23, n. 6, p. 513-522, 2018.

LI, Y.; KONG, D.; FU, Y.; SUSSMAN, M. R.; WU, H. The effect of developmental and environmental factors on secondary metabolites in medicinal plants. Plant Physiology and Biochemistry, v. 148, p. 80-89, 2020.

MALDANER, I. C.; HELDWEIN, A. B.; LOOSE, L. H.; LUCAS, D. D. P.; GUSE, F. I.; BERTOLUZZI, M. P. Modelos de determinação não-destrutiva da área foliar em girassol. Ciência rural, v. 39, n. 5, p. 1356-1361, 2009.

MISRA, A. N.; MISRA, M.; SINGH, R. Nitric oxide ameliorates stress responses in plants. Plant, Soil and Environment, v. 57, n. 3, p. 95-100, 2011.

OSAKABE, Y.; OSAKABE, K.; SHINOZAKI, K.; TRAN, L. S. P. Response of plants to water stress. Frontiers in plant science, v. 5, p. 86, 2014.

OZ, M. T.; EYIDOGAN, F.; YUCEL, M.; ÖKTEM, H. A. Functional role of nitric oxide under abiotic stress conditions. In: Nitric oxide action in abiotic stress responses in plants. Springer, p. 21-41, 2015.

PAULUS, D.; VALMORBIDA, R.; TOFFOLI, E.; NAVA, G. A. Teor e composição química de óleo essencial de cidró em função da sazonalidade e horário de colheita. Horticultura brasileira, v. 31, n. 2, p. 203-209, 2013.

PATAKAS, A. A.; ZOTOS, A.; BEIS, A. S. Production, localization and possible roles of nitric oxide in drought‐stressed grapevines. Australian Journal of Grape and Wine Research, v. 16, n. 1, p. 203-209, 2010.

PERIN, L.; PEIL, R. M. N.; TRENTIN, R.; STRECK, E. A.; ROSA, D. S. B.; HOHN, D.; SCHAUN, W. S. Solar radiation threshold and growth of mini tomato plants in mild autumn/winter condition. Scientia Horticulturae, v. 239, p. 156-162, 2018.

PINTO, J. E. B. P.; BERTOLUCCI, S. K. V. Cultivo e processamento de plantas medicinais. Lavras: UFLA, 2002.

PONZONI, F. J.; SHIMABUKURO, Y. E.; KUPLICH, T. M. Sensoriamento remoto da vegetação. São Paulo: Oficina de Textos, 2012.

PRAVUSCHI, P. R.; MARQUES, P. A. A.; RIGOLIN, B. H. M.; SANTOS, A. C. P. Efeito de diferentes lâminas de irrigação na produção de óleo essencial do manjericão (Ocimum basilicum L.). Acta Scientiarum. Agronomy, v. 32, n. 4, p. 687-693, 2010.

PROCHNOW, D.; CARON, B. O.; THIESEN, L. A.; HOLZ, E.; SOUZA, V. Q.; SCHMIDT, D. Growth and essential oil content of Aloysia triphylla (L'Herit) Britton due to drought and seasonality. Australian Journal of Basic and Applied Sciences, v. 10, n. 10, p. 114-121, 2016.

RAJU, S. K. K.; BARNES, A. C.; SCHNABLE, J. C.; ROSTON, R. L. Low-temperature tolerance in land plants: Are transcript and membrane responses conserved? Plant Science, v. 276, p. 73-86, 2018

RAO, D. E.; CHAITANYA, K. V. Photosynthesis and antioxidative defense mechanisms in deciphering drought stress tolerance of crop plants. Biologia Plantarum, v. 60, n. 2, p. 201-218, 2016.

ROJAS, J.; PALACIOS, O.; RONCEROS, S. Efecto del aceite esencial de Aloysia triphylla Britton (cedrón) sobre el Trypanosoma cruzi en ratones. Revista Peruana de Medicina Experimental y Salud Pública, v. 29, p. 61-68, 2012.

SANTOS, R. P.; CRUZ, A. C. F.; IAREMA, L.; KUKI, K. N.; OTONI, W. C. Protocolo para extração de pigmentos foliares em porta-enxertos de videira micropropagados. Ceres, v. 55, n.4, p. 356-364, 2008.

SANTOS, M. S.; FEIJÓ, N. S. A.; SECCO, T. M.; MIELKE, M. S.; GOMES, F. P.; COSTA, L. C. B.; SILVA, D. C. Efeitos do sombreamento na anatomia foliar de Gallesia integrifolia (Spreng) Harms e Schinus terebinthifolius Raddi. Revista Brasileira de Plantas Medicinais, v. 16, n. 1, p. 89-96, 2014.

SCHMIDT, D.; CARON, B. O.; SCHWERZ, L.; MANFRON, P. A.; ELLI, E. F.; SCHWERZ, F. Physiological response of cidró to different water replacement levels in two seasons of the year. Horticultura Brasileira, v. 35, n. 2, p. 203-209, 2017.

SCHWERZ, L.; CARON, B. O.; MANFRON, P. A.; SCHMIDT, D.; ELLI, E. F. Biomassa e teor de óleo essencial em Aloysia triphylla (l'hérit) Britton submetida a diferentes níveis de reposição hídrica e à variação sazonal das condições ambientais. Revista Brasileira de Plantas Medicinais, v. 17, n. 4, p. 631-641, 2015.

SILVA, S. R. S.; DEMUNER, A. J.; BARBOSA, L. C. A.; CASALI, V. W. D.; NASCIMENTO, E. A.; PINHEIRO, A. L. Efeito do estresse hídrico sobre características de crescimento e a produção de óleo essencial de Melaleuca alternifolia Cheel. Acta Scientiarum Agronomy, v. 24, p. 1363-1368, 2002.

SOUZA, A. P.; MOTA, L. L.; ZAMADEI, T.; MARTIN, C. C.; ALMEIDA, F. T.; PAULINO, J. Classificação climática e balanço hídrico climatológico no estado de Mato Grosso. Nativa, v. 1, n. 1, p. 34-43, 2013.

SOUZA, R. C.; COSTA, M. M.; BALDISSEROTTO, B.; HEINZMANN, B. M.; SCHMIDT, D.; CARON, B. O.; COPATTI, C. E. Antimicrobial and synergistic activity of essential oils of Aloysia triphylla and Lippia alba against Aeromonas spp. Microbial Pathogenesis, v. 113, p. 29-33, 2017.

WANG, R.; CHEN, S.; ZHOU, X.; SHEN, X.; DENG, L.; ZHU, H.; SHAO, J.; SHI, Y.; DAI, S.; HÜTTERMANN, A.; POLLE, A. Ionic homeostasis and reactive oxygen species control in leaves and xylem sap of two poplars subjected to NaCl stress. Tree Physiology, v. 28, n. 6, p. 947-957, 2008.

YANG, Y. J.; CHANG, W.; HUANG, W.; ZHANG, S. B.; HU, H. The effects of chilling-light stress on photosystems I and II in three Paphiopedilum species. Botanical studies, v. 58, n. 1, p. 1-12, 2017.

ZHANG, S.; SCHELLER, H. V. Photoinhibition of photosystem I at chilling temperature and subsequent recovery in Arabidopsis thaliana. Plant and Cell Physiology, v. 45, n. 11, p. 1595-1602, 2004.

ZHAO, Z.; CHEN, G.; ZHANG, C. Interaction between reactive oxygen species and nitric oxide in drought-induced abscisic acid synthesis in root tips of wheat seedlings. Functional Plant Biology, v. 28, n. 10, p. 1055-1061, 2001.




How to Cite

Thiesen, L. A., Pinheiro, M. V. M., Caron, B. O., Holz, E., Altissimo, B. S., Holz, E., & Schmidt, D. (2021). Water availability and seasonality affect phytomass production and photosynthetic pigments of Aloysia citrodora Paláu. Ciência E Natura, 43, e93 G. https://doi.org/10.5902/2179460X64581




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