Fast 7,0 % der weltweiten Landfläche sind von Versalzung betroffen1. Das bedeutet, dass weltweit mehr als 900 Millionen Hektar Land sowohl von Versalzung als auch von Natriumversalzung betroffen sind2. Dies entspricht 20 % des Ackerlandes und 10 % des bewässerten Landes. Versalzung nimmt die Hälfte der Fläche ein und weist einen höheren Salzgehalt auf3. Versalzte Böden stellen ein großes Problem für die pakistanische Landwirtschaft dar4,5. Davon sind derzeit etwa 6,3 Millionen Hektar oder 14 % des bewässerten Landes von Versalzung betroffen6.
Abiotischer Stress kannPflanzenwachstumshormonReaktion, was zu verringertem Pflanzenwachstum und Ertrag führt7. Wenn Pflanzen Salzstress ausgesetzt sind, wird das Gleichgewicht zwischen der Produktion reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) und der löschenden Wirkung antioxidativer Enzyme gestört, was dazu führt, dass die Pflanzen unter oxidativem Stress leiden8. Pflanzen mit höheren Konzentrationen antioxidativer Enzyme (sowohl konstitutiver als auch induzierbarer) weisen eine gesunde Resistenz gegen oxidative Schäden auf, wie z. B. Superoxiddismutase (SOD), Guajakolperoxidase (POD), Peroxidase-Katalase (CAT), Ascorbatperoxidase (APOX) und Glutathionreduktase (GR), die die Salztoleranz von Pflanzen unter Salzstress erhöhen können9. Darüber hinaus wurde berichtet, dass Phytohormone eine regulatorische Rolle bei Pflanzenwachstum und -entwicklung, dem programmierten Zelltod und dem Überleben unter wechselnden Umweltbedingungen spielen10. Triacontanol ist ein gesättigter primärer Alkohol, der Bestandteil des Epidermiswachses von Pflanzen ist und pflanzenwachstumsfördernde Eigenschaften11,12 sowie bereits in niedrigen Konzentrationen wachstumsfördernde Eigenschaften13 besitzt. Die Blattapplikation kann den photosynthetischen Pigmentstatus, die Stoffanreicherung, das Wachstum und die Biomasseproduktion von Pflanzen deutlich verbessern14,15. Die Blattapplikation von Triacontanol kann die Stresstoleranz von Pflanzen erhöhen16, indem sie die Aktivität mehrerer antioxidativer Enzyme reguliert17, den osmoprotektiven Gehalt im Blattgewebe erhöht11,18,19 und die Aufnahme der essentiellen Mineralien K+ und Ca2+, jedoch nicht Na+, verbessert.14 Darüber hinaus produziert Triacontanol unter Stressbedingungen mehr reduzierende Zucker, lösliche Proteine und Aminosäuren20,21,22.
Gemüse ist reich an sekundären Pflanzenstoffen und Nährstoffen und unentbehrlich für viele Stoffwechselprozesse im menschlichen Körper23. Der Gemüseanbau ist durch die zunehmende Versalzung der Böden gefährdet, insbesondere auf bewässerten Ackerflächen, auf denen 40 % der weltweiten Nahrungsmittel produziert werden24. Gemüsearten wie Zwiebeln, Gurken, Auberginen, Paprika und Tomaten reagieren empfindlich auf Salzgehalt25 und Gurken sind weltweit ein wichtiges Gemüse für die menschliche Ernährung26. Salzstress beeinträchtigt das Wachstum von Gurken erheblich, Salzgehalte über 25 mM führen jedoch zu Ertragsverlusten von bis zu 13 %27,28. Die schädlichen Auswirkungen von Salz auf Gurken führen zu verringertem Pflanzenwachstum und Ertrag5,29,30. Ziel dieser Studie war es daher, die Rolle von Triacontanol bei der Linderung von Salzstress bei Gurkengenotypen zu untersuchen und die Fähigkeit von Triacontanol zur Förderung von Pflanzenwachstum und Produktivität zu bewerten. Diese Informationen sind auch von entscheidender Bedeutung für die Entwicklung geeigneter Strategien für salzhaltige Böden. Darüber hinaus haben wir die Veränderungen der Ionenhomöostase in Gurkengenotypen unter NaCl-Stress bestimmt.
Wirkung von Triacontanol auf anorganische osmotische Regulatoren in Blättern von vier Gurkengenotypen unter normalem und Salzstress.
Bei der Aussaat von Gurkengenotypen unter Salzstressbedingungen reduzierten sich die Gesamtfruchtzahl und das durchschnittliche Fruchtgewicht signifikant (Abb. 4). Diese Reduktionen waren bei den Genotypen Summer Green und 20252 stärker ausgeprägt, während Marketmore und Green Long nach der Salzbelastung die höchste Fruchtzahl und das höchste Fruchtgewicht behielten. Die Blattapplikation von Triacontanol verringerte die negativen Auswirkungen von Salzstress und erhöhte Fruchtzahl und -gewicht bei allen untersuchten Genotypen. Allerdings brachte die mit Triacontanol behandelte Marketmore unter gestressten und kontrollierten Bedingungen die höchste Fruchtzahl mit höherem Durchschnittsgewicht als unbehandelte Pflanzen hervor. Summer Green und 20252 wiesen den höchsten Gehalt an löslichen Feststoffen in den Gurkenfrüchten auf und schnitten im Vergleich zu den Genotypen Marketmore und Green Long, die die niedrigste Gesamtkonzentration an löslichen Feststoffen aufwiesen, schlecht ab.
Einfluss von Triacontanol auf den Ertrag von vier Gurkengenotypen unter normalen Bedingungen und unter Salzstressbedingungen.
Die optimale Triacontanolkonzentration betrug 0,8 mg/l, wodurch die letalen Auswirkungen der untersuchten Genotypen unter Salzstress- und Nichtstressbedingungen gemildert werden konnten. Die Wirkung von Triacontanol auf Green-Long und Marketmore war jedoch deutlicher. Angesichts des Salztoleranzpotenzials dieser Genotypen und der Wirksamkeit von Triacontanol bei der Minderung der Auswirkungen von Salzstress kann der Anbau dieser Genotypen auf salzhaltigen Böden mit Blattspritzung mit Triacontanol empfohlen werden.
Veröffentlichungszeit: 27. November 2024