Effect of Different Quality Irrigation Water on the Growth, Mineral Concentration and Physiological Parameters of Viburnum tinus Plants

Abstract

Treated wastewater may be considered an alternative source of water and fertilizer nutrients for landscape plants. However, NaCl, the principal compound in this water, can be detrimental to plants. Viburnum tinus plants were submitted for 4 months to 4 irrigation treatments with water from different sources: control (Control) (EC < 0.9 dS m-1); NaCl solution (NaCl) (EC = 4 dS m-1); irrigation water normally used in the area (IW) (EC = 1.2-1.8 dS m-1) and reclaimed water (RW) (EC = 4 dS m-1). During a recovery period of two months, all the plants were irrigated with the control water. The results showed that biomass was affected in NaCl, IW and RW treatments, both leaf area and height decreased at the end of saline period. These changes were more pronounced in the NaCl treatment, which also caused a decrease in stem diameter and root/shoot ratio. The similar growth alterations founded after the recovery period showed that salts continued to be present in the substrate. Compared with the control, NaCl and RW plants showed a greater rate of Na+ and Cl- absorption by roots. Stem water potential was mainly affected by the NaCl treatment in the last weeks of the saline period. Through the experiment, the stomatal conductance and photosynthesis values were the lowest in plants that received the highest amount of salts, especially NaCl treatment which was the only treatment that did not recover at the end of experiment. Plants of the IW treatment showed slight changes in stomatal conductance and photosynthetic rate with respect to the control, although the reduction in the growth and size of these plants suggests that slight increases in EC could be very toxic for this species. Hence, using different sources of water with similar EC, (NaCl and RW) it is important to know the exact composition, since the toxic effects produced by high concentrations of Na+ and Cl might be offset by the effect of other ions like magnesium, potassium and phosphorus. In the physicochemical analysis of water, the highest concentrations of these ions were observed in RW and as consequence, their concentrations in plants were not reduced by the Na+ and Cl- effect, phosphorus even increased, improving the plant nutritional balance.

Las aguas residuales tratadas pueden considerarse una fuente alternativa de agua y nutrientes fertilizantes para las plantas de jardinería. Sin embargo, el NaCl, principal compuesto de estas aguas, puede ser perjudicial para las plantas. Las plantas de Viburnum tinus fueron sometidas durante 4 meses a 4 tratamientos de riego con agua procedente de diferentes fuentes: control (Control) (CE < 0,9 dS m-1); solución de NaCl (NaCl) (CE = 4 dS m-1); agua de riego utilizada normalmente en la zona (IW) (CE = 1,2-1,8 dS m-1) y agua regenerada (RW) (CE = 4 dS m-1). Durante un periodo de recuperación de dos meses, todas las plantas se regaron con el agua de control. Los resultados mostraron que la biomasa se vio afectada en los tratamientos con NaCl, IW y RW, tanto el área foliar como la altura disminuyeron al final del periodo salino. Estos cambios fueron más pronunciados en el tratamiento con NaCl, que también provocó una disminución del diámetro del tallo y de la relación raíz/tallo. Las similares alteraciones del crecimiento observadas tras el periodo de recuperación mostraron que las sales seguían presentes en el sustrato. En comparación con el control, las plantas tratadas con NaCl y RW mostraron una mayor tasa de absorción de Na+ y Cl- por las raíces. El potencial hídrico del tallo se vio afectado principalmente por el tratamiento con NaCl en las últimas semanas del periodo salino. A lo largo del experimento, los valores de conductancia estomática y fotosíntesis fueron los más bajos en las plantas que recibieron la mayor cantidad de sales, especialmente el tratamiento NaCl, que fue el único que no se recuperó al final del experimento. Las plantas del tratamiento IW mostraron ligeros cambios en la conductancia estomática y en la tasa fotosintética con respecto al control, aunque la reducción en el crecimiento y tamaño de estas plantas sugiere que ligeros incrementos en la CE podrían ser muy tóxicos para esta especie. Por ello, utilizando diferentes fuentes de agua con CE similar, (NaCl y RW) es importante conocer la composición exacta, ya que los efectos tóxicos producidos por altas concentraciones de Na+ y Cl podrían ser compensados por el efecto de otros iones como magnesio, potasio y fósforo. En el análisis fisicoquímico del agua, las mayores concentraciones de estos iones se observaron en RW y como consecuencia, sus concentraciones en las plantas no se redujeron por el efecto Na+ y Cl-, incluso aumentó el fósforo, mejorando el balance nutricional de la planta.