เกือบ 7.0% ของพื้นที่ดินทั้งหมดของโลกได้รับผลกระทบจากความเค็ม¹ ซึ่งหมายความว่าพื้นที่ดินมากกว่า 900 ล้านเฮกตาร์ทั่วโลกได้รับผลกระทบจากทั้งความเค็มและความเค็มจากโซเดียม² คิดเป็น 20% ของพื้นที่เพาะปลูกและ 10% ของพื้นที่ชลประทาน โดยความเค็มจากโซเดียมครอบคลุมพื้นที่ครึ่งหนึ่งและมีปริมาณเกลือสูงกว่า³ ดินเค็มเป็นปัญหาสำคัญที่ภาคเกษตรกรรมของปากีสถานกำลังเผชิญอยู่⁴,⁵ ในจำนวนนี้ ประมาณ 6.3 ล้านเฮกตาร์ หรือ 14% ของพื้นที่ชลประทานได้รับผลกระทบจากความเค็มในปัจจุบัน⁶
ความเครียดจากปัจจัยทางกายภาพสามารถเปลี่ยนแปลงได้ฮอร์โมนเร่งการเจริญเติบโตของพืชการตอบสนองที่ส่งผลให้การเจริญเติบโตของพืชและผลผลิตสุดท้ายลดลง7 เมื่อพืชได้รับความเครียดจากเกลือ ความสมดุลระหว่างการผลิตสารออกซิเจนที่ว่องไว (ROS) และผลการยับยั้งของเอนไซม์ต้านอนุมูลอิสระจะถูกรบกวน ส่งผลให้พืชประสบกับความเครียดจากออกซิเดชัน8 พืชที่มีความเข้มข้นของเอนไซม์ต้านอนุมูลอิสระสูง (ทั้งแบบคงที่และแบบเหนี่ยวนำ) จะมีความต้านทานต่อความเสียหายจากออกซิเดชันที่ดี เช่น ซูเปอร์ออกไซด์ดิสมิวเทส (SOD), กัวยาคอลเพอร์ออกซิเดส (POD), เพอร์ออกซิเดส-คาตาเลส (CAT), แอสคอร์เบตเพอร์ออกซิเดส (APOX) และกลูตาไธโอนรีดักเทส (GR) สามารถเพิ่มความทนทานต่อเกลือของพืชภายใต้ความเครียดจากเกลือ9 นอกจากนี้ ยังมีรายงานว่าฮอร์โมนพืชมีบทบาทในการควบคุมการเจริญเติบโตและการพัฒนาของพืช การตายของเซลล์ตามโปรแกรม และการอยู่รอดภายใต้สภาวะแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงไป10 ไตรอะคอนทานอลเป็นแอลกอฮอล์ปฐมภูมิอิ่มตัวที่เป็นส่วนประกอบของแว็กซ์ผิวพืชและมีคุณสมบัติส่งเสริมการเจริญเติบโตของพืช11,12 รวมถึงคุณสมบัติส่งเสริมการเจริญเติบโตแม้ในความเข้มข้นต่ำ13 การฉีดพ่นทางใบสามารถปรับปรุงสถานะของรงควัตถุสังเคราะห์แสง การสะสมของสารละลาย การเจริญเติบโต และการผลิตชีวมวลในพืชได้อย่างมีนัยสำคัญ14,15 การฉีดพ่นไตรอะคอนทานอลทางใบสามารถเพิ่มความทนทานต่อความเครียดของพืช16 โดยการควบคุมกิจกรรมของเอนไซม์ต้านอนุมูลอิสระหลายชนิด17 เพิ่มปริมาณสารปกป้องออสโมติกในเนื้อเยื่อใบพืช11,18,19 และปรับปรุงการตอบสนองการดูดซึมของแร่ธาตุที่จำเป็น K+ และ Ca2+ แต่ไม่ใช่ Na+ 14 นอกจากนี้ ไตรอะคอนทานอลยังผลิตน้ำตาลรีดิวซิง โปรตีนที่ละลายน้ำได้ และกรดอะมิโนมากขึ้นภายใต้สภาวะความเครียด20,21,22
ผักอุดมไปด้วยไฟโตเคมีคอลและสารอาหาร และมีความสำคัญต่อกระบวนการเผาผลาญหลายอย่างในร่างกายมนุษย์23 การผลิตผักกำลังถูกคุกคามจากความเค็มของดินที่เพิ่มขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งในพื้นที่เกษตรกรรมที่ใช้น้ำชลประทาน ซึ่งผลิตอาหารได้ถึง 40.0% ของโลก24 พืชผัก เช่น หัวหอม แตงกวา มะเขือยาว พริก และมะเขือเทศ มีความไวต่อความเค็ม25 และแตงกวาเป็นผักที่สำคัญต่อโภชนาการของมนุษย์ทั่วโลก26 ความเครียดจากเกลือมีผลกระทบอย่างมากต่ออัตราการเจริญเติบโตของแตงกวา อย่างไรก็ตาม ระดับความเค็มที่สูงกว่า 25 มิลลิโมลาร์ ส่งผลให้ผลผลิตลดลงถึง 13%27,28 ผลเสียของความเค็มต่อแตงกวาส่งผลให้การเจริญเติบโตและผลผลิตของพืชลดลง5,29,30 ดังนั้น จุดประสงค์ของการศึกษาครั้งนี้คือเพื่อประเมินบทบาทของไตรอะคอนทานอลในการบรรเทาความเครียดจากเกลือในแตงกวาสายพันธุ์ต่างๆ และเพื่อประเมินความสามารถของไตรอะคอนทานอลในการส่งเสริมการเจริญเติบโตและผลผลิตของพืช ข้อมูลนี้ยังมีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการพัฒนากลยุทธ์ที่เหมาะสมสำหรับดินเค็ม นอกจากนี้ เรายังได้ตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของสมดุลไอออนในแตงกวาสายพันธุ์ต่างๆ ภายใต้สภาวะความเครียดจาก NaCl อีกด้วย
ผลของไตรอะคอนทานอลต่อสารควบคุมความดันออสโมติกอนินทรีย์ในใบแตงกวา 4 สายพันธุ์ ภายใต้สภาวะปกติและสภาวะความเครียดจากเกลือ
เมื่อปลูกแตงกวาพันธุ์ต่างๆ ภายใต้สภาวะความเค็มสูง จำนวนผลทั้งหมดและน้ำหนักผลเฉลี่ยลดลงอย่างมีนัยสำคัญ (รูปที่ 4) การลดลงนี้เด่นชัดกว่าในพันธุ์ Summer Green และ 20252 ในขณะที่พันธุ์ Marketmore และ Green Long ยังคงมีจำนวนผลและน้ำหนักผลสูงสุดหลังจากได้รับความเค็ม การฉีดพ่นไตรอะคอนทานอลทางใบช่วยลดผลกระทบจากความเค็มและเพิ่มจำนวนผลและน้ำหนักผลในทุกพันธุ์ที่ประเมิน อย่างไรก็ตาม พันธุ์ Marketmore ที่ได้รับการรักษาด้วยไตรอะคอนทานอลให้จำนวนผลสูงสุดและมีน้ำหนักเฉลี่ยสูงกว่าภายใต้สภาวะเครียดและสภาวะควบคุมเมื่อเทียบกับต้นที่ไม่ได้รับการรักษา พันธุ์ Summer Green และ 20252 มีปริมาณของแข็งที่ละลายได้ในผลแตงกวาสูงที่สุดและให้ผลผลิตต่ำกว่าพันธุ์ Marketmore และ Green Long ซึ่งมีปริมาณของแข็งที่ละลายได้ทั้งหมดต่ำที่สุด
ผลของไตรอะคอนทานอลต่อผลผลิตของแตงกวา 4 สายพันธุ์ ภายใต้สภาวะปกติและสภาวะความเครียดจากเกลือ
ความเข้มข้นที่เหมาะสมของไตรอะคอนทานอลคือ 0.8 มิลลิกรัมต่อลิตร ซึ่งช่วยบรรเทาผลกระทบที่เป็นอันตรายถึงชีวิตของพันธุ์พืชที่ศึกษาภายใต้สภาวะความเครียดจากเกลือและสภาวะปกติ อย่างไรก็ตาม ผลของไตรอะคอนทานอลต่อพันธุ์ Green-Long และ Marketmore นั้นชัดเจนกว่า เมื่อพิจารณาถึงศักยภาพในการทนต่อเกลือของพันธุ์พืชเหล่านี้และประสิทธิภาพของไตรอะคอนทานอลในการบรรเทาผลกระทบจากความเครียดจากเกลือ จึงอาจแนะนำให้ปลูกพันธุ์พืชเหล่านี้ในดินเค็มโดยใช้การฉีดพ่นไตรอะคอนทานอลทางใบ
วันที่เผยแพร่: 27 พฤศจิกายน 2024