Cambiamenti di crescita delle piantine di pomodoro che rispondono al sale sodico di α

Jul 31, 2023

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 4024 (2023) Citare questo articolo

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Nel presente studio, il sale sodico dell'acido α-naftalene acetico (NA), il sale potassico dell'acido fulvico (KF) e le loro combinazioni sono stati applicati ai substrati di crescita delle piantine di pomodoro (Solanum lycopersicum L.) sotto stress da freddo. Sono stati studiati i cambiamenti nella biomassa fuori terra, negli attributi delle radici, nel contenuto di pigmenti, nella fluorescenza della clorofilla, nella fotosintesi, nelle sostanze di regolazione osmotica e nell'attività degli enzimi antiossidanti delle piantine di pomodoro in risposta a NA e KF. L’applicazione di NA, KF e la loro combinazione potrebbe promuovere la crescita dell’altezza della pianta e del diametro dello stelo delle piantine di pomodoro sotto stress da freddo a vari livelli e migliorare le caratteristiche delle radici aumentando il volume delle radici, la lunghezza delle radici e l’attività delle radici e aumentando l’accumulo di sostanza secca. Inoltre, l'uso combinato di NA e KF ha migliorato il contenuto di clorofilla delle foglie delle piantine, qP, Fv/Fm, ΦPSII, Pn e ha aumentato l'attività degli enzimi antiossidanti nelle piante di pomodoro. I risultati di cui sopra hanno suggerito un effetto sinergico tra NA e KF per stimolare la crescita delle piantine e per migliorare la capacità di eliminazione dei ROS del pomodoro, che non era mai stata riportata prima in ricerche precedenti. Tuttavia, sono necessarie ulteriori ricerche per esplorare il meccanismo fisiologico e molecolare alla base dell’effetto sinergico tra NA e KF.

La crescita della popolazione e lo sviluppo economico hanno suscitato la domanda di aumento della produttività delle colture, comprese le colture erbacee, la frutta e la verdura1,2. Negli ultimi anni, tuttavia, la produzione agricola totale è stata continuamente messa a dura prova dal degrado ambientale, dalla distruzione degli ecosistemi naturali e dalla perdita di biodiversità3,4,5,6,7,8,9,10, e l’aumento della produzione deve essere raggiunto migliorando resa delle colture ed efficienza nell’uso del suolo. Sebbene i miglioramenti genetici abbiano compiuto grandi sforzi per aumentare il potenziale di rendimento delle colture, il divario di rendimento nella produzione effettiva, che è influenzato da fattori ambientali, applicazione di fertilizzanti e diversi stress biotici e abiotici, ha influenzato notevolmente la stabilità del rendimento11. Pertanto, sono disperatamente necessari approcci volti a migliorare le prestazioni di crescita delle colture e a diminuire gli effetti negativi degli stress abiotici e di una gestione inappropriata delle colture sulla stabilità della resa. La regolazione della crescita delle colture mediante regolatori della crescita delle piante (PGR) è un approccio importante nell'agricoltura moderna12,13. Negli ultimi decenni, diversi PGR tra cui paclobutrazolo, gibberelline, clormequat cloruro e mepiquat cloruro sono stati sviluppati e adottati con successo nella produzione di varie colture, e i loro effetti e meccanismi di regolazione sulla resa delle colture, sulla qualità e sulla tolleranza allo stress sono stati studiati intensamente14,15, 16,17,18. I vantaggi dei PGR includono il miglioramento della resa delle colture, la modifica della velocità di crescita delle colture, la regolazione della qualità nutrizionale e il miglioramento della tolleranza allo stress19,20,21,22. Ma l’uso eccessivo dei PGR può sollevare preoccupazioni sui potenziali rischi per la salute dei consumatori e sull’inquinamento ambientale23. Per biostimolante vegetale si intende un materiale che contiene sostanze e/o microrganismi la cui funzione, quando applicata alle piante o alla rizosfera, è quella di stimolare i processi naturali a beneficio dell'assorbimento dei nutrienti, dell'efficienza dei nutrienti, della tolleranza allo stress abiotico e/o della qualità delle colture, indipendentemente da il suo contenuto di nutrienti24. Il biostimolante ha una funzione simile o migliore, ma con minori rischi per la salute umana e l'inquinamento ambientale rispetto ai PGR, ed è ora ampiamente utilizzato nella produzione di frutta e verdura.

Il KF è un tipico biostimolante, mentre l'NA è un'auxina sintetica, conosciuta da decenni e registrata come PGR, cioè prodotto fitosanitario. KF è il composto organico attivo nell'acido umido del suolo. È un composto organico macromolecolare altamente efficiente con struttura molecolare a catena corta di carbonio ed elevata solubilità25. Il KF ha un basso peso molecolare e può essere facilmente assorbito e utilizzato dalle colture26, che non solo possono regolare la crescita delle piante ma anche fornire potassio per la crescita delle piante27. KF può promuovere la formazione di nuove radici, aumentare il contenuto di clorofilla, acido dell'indolenza e acido dell'ascissa, promuovere l'accumulo di sostanza secca, migliorare l'attività degli enzimi antiossidanti, ridurre l'apertura dello stomaco, ridurre il tasso di traspirazione e migliorare il tasso fotosintetico netto, in modo da migliorare resistenza allo stress delle colture e migliorare la resa, la qualità e i benefici delle colture28. NA è una sorta di regolatore di crescita delle piante ad ampio spettro, ad alta efficienza e a bassa tossicità. NA può promuovere la divisione e l'espansione cellulare, migliorare il tasso di fioritura e allegagione dei frutti, prevenire la caduta di fiori e frutti29, espandere i frutti, promuovere la maturità precoce, aumentare la resa30 e migliorare la qualità. Allo stesso tempo, NA può anche migliorare efficacemente la resistenza delle colture alla siccità, al freddo, al ristagno d'acqua, al sale e agli alcali. In precedenza, gli effetti regolatori di NA e KF sono stati osservati nel grano28, nella soia n31, nel cotone32, nel pepe33, nel coriandolo34, nel ficus religiosa35. Tuttavia, gli effetti combinati di NA e KF sono rimasti sconosciuti.