Potencial papel del biochar y el silicio en la mejora de las características fisio-bioquímicas y de rendimiento de las plantas de borraja bajo diferentes regímenes de riego
Autores: Farouk, Saad; AL-Huqail, Arwa Abdulkreem; El-Gamal, Seham M. A.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Potencial papel del biochar y el silicio en la mejora de las características fisio-bioquímicas y de rendimiento de las plantas de borraja bajo diferentes regímenes de riego
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Silicio
Biochar
Tolerancia a la sequía
Enzimas antioxidantes
Contenido de clorofila
Atributos de rendimiento
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
El silicio (Si) y el biochar (Bc) son acondicionadores clave de señalización que mejoran los procesos metabólicos de las plantas y promueven la tolerancia a la sequía. Sin embargo, el papel específico de su aplicación integrativa bajo restricciones hídricas en plantas económicas aún no se comprende bien. Se llevaron a cabo dos experimentos de campo a lo largo de 2018/2019 y 2019/2020 para examinar las modificaciones fisio-bioquímicas y los atributos de rendimiento de las plantas de borraja mediadas por Bc (9.52 toneladas ha) y/o Si (300 mg L) bajo diferentes regímenes de riego (100, 75 y 50% de la evapotranspiración del cultivo). La actividad de catalasa (CAT) y peroxidasa (POD); el contenido relativo de agua, el potencial hídrico y osmótico; el área foliar por planta y los atributos de rendimiento; y el contenido de clorofila (Chl), Chl/clorofilida (Chlid) y Chl/Chlid se redujeron considerablemente en condiciones de sequía. Por otro lado, los biomarcadores oxidativos, así como los solutos orgánicos y antioxidantes, aumentaron bajo sequía, asociados con disfunción de membranas, activación de superóxido dismutasa (SOD) y capacidad de ajuste osmótico (OA), así como una hiperacumulación de intermediarios de porfirina. La suplementación de Bc y Si disminuye los impactos perjudiciales de la sequía en varios procesos metabólicos de las plantas asociados con el aumento del área foliar y los atributos de rendimiento. Su aplicación en condiciones normales o de sequía provocó significativamente la acumulación de solutos orgánicos y antioxidantes, así como la activación de enzimas antioxidantes, lo que a su vez redujo la formación de oxígeno radical libre y mitigó las lesiones oxidativas. Además, su aplicación mantuvo el estado hídrico y la capacidad de OA. El tratamiento con Si y/o Bc redujo la protoporfirina, el magnesio-protoporfirina y la protochlorofilida, mientras que aumentó la Chl y la asimilación de Chl y mejoró la relación de Chl/Chlid y Chl/Chlid, resultando en un aumento del área foliar por planta y los componentes de rendimiento tras estas modificaciones. Estos hallazgos destacan la importancia de Si y/o Bc como molécula(s) de señalización de estrés en la regulación de sistemas defensivos en plantas de borraja afectadas por sequía al potenciar la aptitud antioxidante, regular el estado hídrico y acelerar la asimilación de clorofila, lo que conduce a un aumento del área foliar y la productividad.
Descripción
El silicio (Si) y el biochar (Bc) son acondicionadores clave de señalización que mejoran los procesos metabólicos de las plantas y promueven la tolerancia a la sequía. Sin embargo, el papel específico de su aplicación integrativa bajo restricciones hídricas en plantas económicas aún no se comprende bien. Se llevaron a cabo dos experimentos de campo a lo largo de 2018/2019 y 2019/2020 para examinar las modificaciones fisio-bioquímicas y los atributos de rendimiento de las plantas de borraja mediadas por Bc (9.52 toneladas ha) y/o Si (300 mg L) bajo diferentes regímenes de riego (100, 75 y 50% de la evapotranspiración del cultivo). La actividad de catalasa (CAT) y peroxidasa (POD); el contenido relativo de agua, el potencial hídrico y osmótico; el área foliar por planta y los atributos de rendimiento; y el contenido de clorofila (Chl), Chl/clorofilida (Chlid) y Chl/Chlid se redujeron considerablemente en condiciones de sequía. Por otro lado, los biomarcadores oxidativos, así como los solutos orgánicos y antioxidantes, aumentaron bajo sequía, asociados con disfunción de membranas, activación de superóxido dismutasa (SOD) y capacidad de ajuste osmótico (OA), así como una hiperacumulación de intermediarios de porfirina. La suplementación de Bc y Si disminuye los impactos perjudiciales de la sequía en varios procesos metabólicos de las plantas asociados con el aumento del área foliar y los atributos de rendimiento. Su aplicación en condiciones normales o de sequía provocó significativamente la acumulación de solutos orgánicos y antioxidantes, así como la activación de enzimas antioxidantes, lo que a su vez redujo la formación de oxígeno radical libre y mitigó las lesiones oxidativas. Además, su aplicación mantuvo el estado hídrico y la capacidad de OA. El tratamiento con Si y/o Bc redujo la protoporfirina, el magnesio-protoporfirina y la protochlorofilida, mientras que aumentó la Chl y la asimilación de Chl y mejoró la relación de Chl/Chlid y Chl/Chlid, resultando en un aumento del área foliar por planta y los componentes de rendimiento tras estas modificaciones. Estos hallazgos destacan la importancia de Si y/o Bc como molécula(s) de señalización de estrés en la regulación de sistemas defensivos en plantas de borraja afectadas por sequía al potenciar la aptitud antioxidante, regular el estado hídrico y acelerar la asimilación de clorofila, lo que conduce a un aumento del área foliar y la productividad.