Почти 7,0% всей площади суши в мире подвержено засолению¹, что означает, что более 900 миллионов гектаров земли в мире страдают как от засоления, так и от солевого засоления², что составляет 20% обрабатываемых земель и 10% орошаемых земель. Засоление занимает половину площади и имеет более высокое содержание соли³. Засоление почв является серьезной проблемой для сельского хозяйства Пакистана⁴,⁵. Из них около 6,3 миллиона гектаров, или 14% орошаемых земель, в настоящее время подвержены засолению⁶.
Абиотический стресс может изменитьгормон роста растенийреакция, приводящая к снижению роста растений и конечного урожая7. При воздействии солевого стресса на растения нарушается баланс между образованием активных форм кислорода (АФК) и гасящим эффектом антиоксидантных ферментов, что приводит к окислительному стрессу у растений8. Растения с более высокими концентрациями антиоксидантных ферментов (как конститутивных, так и индуцируемых) обладают высокой устойчивостью к окислительному повреждению, например, супероксиддисмутаза (СОД), гваяколпероксидаза (ПОД), пероксидаза-каталаза (КАТ), аскорбатпероксидаза (АПОК) и глутатионредуктаза (ГР), которые могут повышать солеустойчивость растений в условиях солевого стресса9. Кроме того, сообщается, что фитогормоны играют регулирующую роль в росте и развитии растений, запрограммированной клеточной смерти и выживании в изменяющихся условиях окружающей среды10. Триаконтанол — насыщенный первичный спирт, входящий в состав эпидермального воска растений и обладающий свойствами, стимулирующими рост растений11,12, а также свойствами, стимулирующими рост при низких концентрациях13. Внекорневая подкормка может значительно улучшить состояние фотосинтетических пигментов, накопление растворенных веществ, рост и производство биомассы у растений14,15. Внекорневая подкормка триаконтанолом может повысить устойчивость растений к стрессу16 за счет регулирования активности множества антиоксидантных ферментов17, увеличения содержания осмопротекторов в тканях листьев растений11,18,19 и улучшения реакции поглощения необходимых минералов K+ и Ca2+, но не Na+. 14 Кроме того, триаконтанол способствует образованию большего количества редуцирующих сахаров, растворимых белков и аминокислот в условиях стресса20,21,22.
Овощи богаты фитохимическими веществами и питательными элементами и необходимы для многих метаболических процессов в организме человека23. Производство овощей находится под угрозой из-за повышения засоленности почв, особенно на орошаемых сельскохозяйственных землях, которые производят 40% мирового продовольствия24. Такие овощные культуры, как лук, огурец, баклажан, перец и томат, чувствительны к засолению25, а огурец является важным овощем для питания человека во всем мире26. Солевой стресс оказывает значительное влияние на скорость роста огурца, однако уровни засоленности выше 25 мМ приводят к снижению урожайности до 13%27,28. Пагубное воздействие засоления на огурец приводит к снижению роста растений и урожайности5,29,30. Поэтому целью данного исследования было оценить роль триаконтанола в смягчении солевого стресса у генотипов огурца и оценить способность триаконтанола стимулировать рост и продуктивность растений. Эта информация также имеет решающее значение для разработки стратегий, подходящих для засоленных почв. Кроме того, мы определили изменения ионного гомеостаза у различных генотипов огурца в условиях солевого стресса.
Влияние триаконтанола на неорганические осмотические регуляторы в листьях четырех генотипов огурца в нормальных условиях и при солевом стрессе.
При посеве генотипов огурцов в условиях солевого стресса общее количество плодов и средний вес плодов значительно снизились (рис. 4). Это снижение было более выраженным у генотипов Summer Green и 20252, в то время как генотипы Marketmore и Green Long сохранили наибольшее количество плодов и вес после воздействия солей. Внекорневая подкормка триаконтанолом снизила неблагоприятные последствия солевого стресса и увеличила количество плодов и вес у всех исследованных генотипов. Однако обработанный триаконтанолом генотип Marketmore дал наибольшее количество плодов с более высоким средним весом как в условиях стресса, так и в контролируемых условиях по сравнению с необработанными растениями. Генотипы Summer Green и 20252 имели самое высокое содержание растворимых сухих веществ в плодах огурцов и показали худшие результаты по сравнению с генотипами Marketmore и Green Long, у которых была самая низкая концентрация растворимых сухих веществ.
Влияние триаконтанола на урожайность четырех генотипов огурцов в нормальных условиях и условиях солевого стресса.
Оптимальная концентрация триаконтанола составила 0,8 мг/л, что позволило смягчить летальное воздействие на исследуемые генотипы как в условиях солевого стресса, так и в условиях отсутствия стресса. Однако эффект триаконтанола на сорта Green-Long и Marketmore был более выраженным. Учитывая потенциальную солеустойчивость этих генотипов и эффективность триаконтанола в смягчении последствий солевого стресса, можно рекомендовать выращивание этих генотипов на засоленных почвах с внекорневой подкормкой триаконтанолом.
Дата публикации: 27 ноября 2024 г.