כמעט 7.0% מכלל שטח האדמה בעולם מושפע ממליחות1, כלומר יותר מ-900 מיליון הקטרים של אדמה בעולם מושפעים הן ממליחות והן ממליחות סודית2, מהווים 20% מהאדמה המעובדת ו-10% מהקרקע המושקה. תופסת חצי מהשטח ובעלת תכולת מלח גבוהה יותר3. אדמה מלוחה היא בעיה מרכזית העומדת בפני החקלאות של פקיסטן4,5. מתוכם, כ-6.3 מיליון דונם או 14% מהקרקעות המושקות מושפעות כיום ממליחות6.
מתח אביוטי יכול להשתנותהורמון גדילה צמחיתגובה, וכתוצאה מכך ירידה בגידול היבול ובתשואה הסופית7. כאשר צמחים נחשפים ללחץ מלחים, האיזון בין ייצור מיני חמצן תגובתי (ROS) לבין ההשפעה המכווה של אנזימים נוגדי חמצון מופר, וכתוצאה מכך צמחים סובלים מלחץ חמצוני8. לצמחים עם ריכוז גבוה יותר של אנזימים נוגדי חמצון (הן מכוננים והן ניתנים לשרירה) יש עמידות בריאה לנזק חמצוני, כגון סופראוקסיד דיסמוטאז (SOD), guaiacol peroxidase (POD), peroxidase-catalase (CAT), אסקורבט פרוקסידאז (APOX) וגלוטתיון רדוקטאז. (GR) יכול לשפר את סבילות המלח של צמחים תחת לחץ מלחים9. בנוסף, דווח כי פיטו-הורמונים ממלאים תפקיד רגולטורי בצמיחה והתפתחות של צמחים, מוות מתוכנת של תאים והישרדות בתנאי סביבה משתנים10. Triacontanol הוא אלכוהול ראשוני רווי המהווה מרכיב של שעווה אפידרמיס צמחית ובעל תכונות מעודדות צמיחה של צמחים11,12 וכן תכונות מעודדות צמיחה בריכוזים נמוכים13. יישום עלים יכול לשפר משמעותית את מצב הפיגמנט הפוטוסינתטי, הצטברות מומסים, צמיחה וייצור ביומסה בצמחים14,15. יישום עלים של triacontanol יכול לשפר את סבילות הצמחים ללחץ16 על ידי ויסות פעילותם של אנזימים נוגדי חמצון מרובים17, הגדלת תכולת האוסמופרקטנטים של רקמות עלי הצמחים11,18,19 ושיפור תגובת הספיגה של המינרלים החיוניים K+ ו- Ca2+, אך לא Na+. 14 בנוסף, טריאקונטנול מייצר יותר סוכרים מפחיתים, חלבונים מסיסים וחומצות אמינו בתנאי לחץ20,21,22.
ירקות עשירים בפיטוכימיקלים וחומרי הזנה וחיוניים לתהליכים מטבוליים רבים בגוף האדם23. ייצור הירקות מאוים על ידי הגברת מליחות הקרקע, במיוחד באדמות חקלאיות מושקות, המייצרות 40.0% מהמזון בעולם24. גידולי ירקות כמו בצל, מלפפון, חצילים, פלפל ועגבנייה רגישים למליחות25, ומלפפון הוא ירק חשוב לתזונת האדם ברחבי העולם26. ללחץ מלח יש השפעה משמעותית על קצב הגדילה של מלפפון, עם זאת, רמות מליחות מעל 25 mM מביאות להפחתת תפוקה של עד 13%27,28. ההשפעות המזיקות של מליחות על מלפפון גורמות לירידה בצמיחה ובתפוקה של צמחים5,29,30. לכן, מטרת מחקר זה הייתה להעריך את תפקידו של טריאקונטנול בהקלה על מתח מלחים בגנוטיפים של מלפפון ולהעריך את יכולתו של טריאקונטנול לקדם את הצמיחה והפרודוקטיביות של צמחים. מידע זה חיוני גם לפיתוח אסטרטגיות המתאימות לקרקעות מלוחות. בנוסף, קבענו את השינויים בהומאוסטזיס יונים בגנוטיפים של מלפפון תחת לחץ NaCl.
השפעת טריאקונטנול על מווסתים אוסמוטיים אנאורגניים בעלים של ארבעה גנוטיפים של מלפפון תחת לחץ נורמלי ומלח.
כאשר נזרעו גנוטיפים של מלפפון בתנאי לחץ של מלח, מספר הפירות הכולל ומשקל הפרי הממוצע הצטמצמו באופן משמעותי (איור 4). הפחתות אלו היו בולטות יותר בגנוטיפים של Summer Green ו-20252, בעוד Marketmore ו- Green Long שמרו על מספר הפירות והמשקל הגבוהים ביותר לאחר אתגר מליחות. מריחת עלים של triacontanol הפחיתה את ההשפעות השליליות של לחץ מלחים והגדילה את מספר הפירות והמשקל בכל הגנוטיפים שהוערכו. עם זאת, Marketmore שטופל בטריאקונטנול הפיק את מספר הפירות הגבוה ביותר עם משקל ממוצע גבוה יותר בתנאים לחוצים ומבוקרים בהשוואה לצמחים לא מטופלים. ל-Summer Green ו-20252 הייתה תכולת המוצקים המסיסים הגבוהה ביותר בפירות המלפפון וביצועים גרועים בהשוואה לגנוטיפים של Marketmore ו-Green Long, שהיו בעלי ריכוז המוצקים המסיסים הכולל הנמוך ביותר.
השפעת טריאקונטנול על תשואה של ארבעה גנוטיפים של מלפפון בתנאי לחץ רגילים ומלח.
הריכוז האופטימלי של triacontanol היה 0.8 מ"ג/ליטר, מה שאיפשר למתן את ההשפעות הקטלניות של הגנוטיפים שנחקרו בלחץ מלחים ובתנאי חוץ. עם זאת, ההשפעה של triacontanol על Green-Long ו-Marketmore הייתה ברורה יותר. בהתחשב בפוטנציאל סבילות המלח של גנוטיפים אלו והיעילות של טריאקונטנול בהפחתת ההשפעות של לחץ מלחים, ניתן להמליץ על גידול גנוטיפים אלו על קרקעות מלוחות עם ריסוס עלים בטריאקונטנול.
זמן פרסום: 27 בנובמבר 2024