The long-term resistance mechanisms, critical irrigation threshold and relief capacity shown by Eugenia myrtifolia plants in response to saline reclaimed water

Abstract

Las sales presentes en el agua de riego constituyen un grave problema para la horticultura comercial, sobre todo en las regiones semiáridas. El agua regenerada (AR) suele contener, entre otros elementos, altos niveles de sales, boro y metales pesados. La acumulación de iones fitotóxicos en el sustrato se ha relacionado con las diferentes conductividades eléctricas de los tratamientos. Partiendo de estas premisas, estudiamos el efecto a largo plazo de tres tratamientos de agua regenerada con diferentes concentraciones salinas sobre plantas de Eugenia myrtifolia. También observamos la capacidad de recuperación de estas plantas cuando no se aplicaba ningún drenaje. El RW con la conductividad eléctrica más alta (RW3, EC ¼ 6.96 dS m1) provocó una serie de respuestas a la salinidad en estas plantas, incluyendo: 1) acumulación y extrusión de iones fitotóxicos en las raíces; 2) disminución de la relación brote/raíz, del área foliar y del número de hojas; 3) disminución de la conductividad hidráulica radicular, del potencial hídrico foliar, del contenido relativo de agua de las hojas, de la conductancia estomática foliar, de la tasa fotosintética foliar, de la eficiencia en el uso del agua y de la evapotranspiración acumulada para limitar la pérdida de agua; y 4) cambios en los mecanismos de defensa antioxidante. Estas diferentes respuestas indujeron estrés oxidativo, lo que puede explicar el daño causado en las membranas, que condujo a la muerte de las plantas RW3 durante el periodo de alivio. El comportamiento observado en las plantas RW2 fue ligeramente mejor en comparación con las plantas RW3, aunque al final del experimento alrededor del 55% de las plantas RW2 también murieron, sin embargo RW que contiene bajo nivel de salinidad (RW1, EC 2,97 dS m1) puede ser eficaz para el riego de las plantas.

Salts present in irrigation water are serious problems for commercial horticulture, particularly in semiarid regions. Reclaimed water (RW) typically contains, among others elements, high levels of salts, boron and heavy metal. Phytotoxic ion accumulation in the substrate has been linked to different electric conductivities of the treatments. Based on these premises, we studied the long-term effect of three reclaimed water treatments with different saline concentrations on Eugenia myrtifolia plants. We also looked at the ability of these plants to recover when no drainage was applied. The RW with the highest electric conductivity (RW3, EC ¼ 6.96 dS m 1) provoked a number of responses to salinity in these plants, including: 1) accumulation and extrusion of phytotoxic ions in roots; 2) a decrease in the shoot/root ratio, leaf area, number of leaves; 3) a decrease in root hydraulic conductivity, leaf water potential, the relative water content of leaves, leaf stomatal conductance, the leaf photosynthetic rate, water-use efficiency and accumulated evapotranspiration in order to limit water loss; and 4) changes in the antioxidant defence mechanisms. These different responses induced oxidative stress, which can explain the damage caused in the membranes, leading to the death of RW3 plants during the relief period. The behaviour observed in RW2 plants was slightly better compared with RW3 plants, although at the end of the experiment about 55% of the RW2 plants also died, however RW containing low salinity level (RW1, EC 2.97 dS m 1) can be effective for plant irrigation.