Salts and nutrients present in regenerated waters induce changes in water relations, antioxidative metabolism, ion accumulation and restricted ion uptake in Myrtus communis L. plants

Abstract

The use of reclaimed water (RW) constitutes a valuable strategy for the efficient management of water and nutrients in landscaping. However, RWmay contain levels of toxic ions, affecting plant production or quality, a very important aspect for ornamental plants. The present paper evaluates the effect of different quality RWs on physiological and biochemical parameters and the recovery capacity in Myrtus communis L. plants. M. communis plants were submitted to 3 irrigation treatments with RW from different sources (22 weeks): RW1 (1.7 dS m 1), RW2 (4.0 dS m 1) and RW3 (8.0 dS m 1) and one control (C, 0.8 dS m 1). During a recovery period of 11 weeks, all plants were irrigated with the control water. The RW treatments did not negatively affect plant growth, while RW2 even led to an increase in biomass. After recovery, only plants irrigated with RW3 showed some negative effects on growth, which was related to a decrease in the net photosynthesis rate, higher Na accumulation and a reduction in K levels. An increase in salinity was accompanied by decreases in leaf water potential, relative water content and gas exchange parameters, and increases in Na and Cl uptake. Plants accumulated Na in roots and restricted its translocation to the aerial part. The highest salinity levels produced oxidative stress, as seen from the rise in electrolyte leakage and lipid peroxidation. The use of regenerated water together with carefully managed drainage practices, which avoid the accumulation of salt by the substrate, will provide economic and environmental benefits.

El uso de agua regenerada (AR) constituye una valiosa estrategia para la gestión eficiente del agua y los nutrientes en jardinería. Sin embargo, el agua regenerada puede contener niveles de iones tóxicos que afectan a la producción o a la calidad de las plantas, un aspecto muy importante para las plantas ornamentales. El presente trabajo evalúa el efecto de diferentes calidades de RW sobre parámetros fisiológicos y bioquímicos y la capacidad de recuperación en plantas de Myrtus communis L.. Las plantas de M. communis fueron sometidas a 3 tratamientos de riego con RW de diferentes procedencias (22 semanas): RW1 (1,7 dS m1), RW2 (4,0 dS m1) y RW3 (8,0 dS m1) y un control (C, 0,8 dS m1). Durante un periodo de recuperación de 11 semanas, todas las plantas se regaron con el agua de control. Los tratamientos con RW no afectaron negativamente al crecimiento de las plantas, mientras que el RW2 incluso produjo un aumento de la biomasa. Tras la recuperación, sólo las plantas regadas con RW3 mostraron algunos efectos negativos sobre el crecimiento, lo que estuvo relacionado con una disminución de la tasa de fotosíntesis neta, una mayor acumulación de Na y una reducción de los niveles de K. Un aumento de la salinidad estuvo acompañado por disminuciones del potencial hídrico foliar, del contenido relativo de agua y de los parámetros de intercambio gaseoso, así como por aumentos de la absorción de Na y Cl. Las plantas acumularon Na en las raíces y restringieron su translocación a la parte aérea. Los niveles más altos de salinidad produjeron estrés oxidativo, como se observó en el aumento de la fuga de electrolitos y la peroxidación lipídica. El uso de agua regenerada junto con prácticas de drenaje cuidadosamente gestionadas, que eviten la acumulación de sal por el sustrato, proporcionará beneficios económicos y medioambientales.