Fast 7,0 % der weltweiten Landfläche sind von Versalzung betroffen1. Das bedeutet, dass mehr als 900 Millionen Hektar Land weltweit 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 hat einen höheren Salzgehalt3. 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) besitzen eine gesunde Resistenz gegen oxidative Schäden, wie z. B. Superoxiddismutase (SOD), Guajacolperoxidase (POD), Peroxidase-Katalase (CAT), Ascorbatperoxidase (APOX) und Glutathionreduktase (GR), die die Salztoleranz von Pflanzen unter Salzstress verbessern können9. Außerdem wurde berichtet, dass Phytohormone eine regulierende Rolle bei Pflanzenwachstum und -entwicklung, dem programmierten Zelltod und dem Überleben unter sich ändernden Umweltbedingungen spielen10. Triacontanol ist ein gesättigter primärer Alkohol, der Bestandteil des Epidermiswachses von Pflanzen ist und pflanzenwachstumsfördernde Eigenschaften11,12 sowie bereits in geringen Konzentrationen wachstumsfördernde Eigenschaften13 besitzt. Die Blattapplikation kann den photosynthetischen Pigmentstatus, die Ansammlung gelöster Stoffe, 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 des Blattgewebes erhöht11,18,19 und die Aufnahme der essentiellen Mineralien K+ und Ca2+, nicht jedoch 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 in bewässerten landwirtschaftlichen Flächen, auf denen 40 % der weltweiten Nahrungsmittel produziert werden24. Gemüsepflanzen wie Zwiebeln, Gurken, Auberginen, Paprika und Tomaten reagieren empfindlich auf Salzgehalt25 und Gurken sind weltweit ein wichtiges Gemüse für die menschliche Ernährung26. Salzstress wirkt sich erheblich auf die Wachstumsrate von Gurken aus, Salzgehalte über 25 mM führen jedoch zu einer Ertragsminderung von bis zu 13 %27,28. Die schädlichen Auswirkungen von Salzgehalt 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 in 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.
Als Gurkengenotypen unter Salzstressbedingungen ausgesät wurden, verringerten sich die Gesamtfruchtzahl und das durchschnittliche Fruchtgewicht signifikant (Abb. 4). Diese Verringerungen 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 Blattanwendung 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 einem höheren Durchschnittsgewicht hervor als unbehandelte Pflanzen. Summer Green und 20252 hatten den höchsten Gehalt an löslichen Feststoffen in den Gurkenfrüchten 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 Salzstressbedingungen.
Die optimale Triacontanol-Konzentration 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 Abschwächung der Auswirkungen von Salzstress kann der Anbau dieser Genotypen auf salzhaltigen Böden mit Blattbesprühung mit Triacontanol empfohlen werden.
Veröffentlichungszeit: 27. November 2024