Efectos y Mecanismos del Hidrogel de Arcilla Attapulgita-g-(AA-co-AAm) (ACH) en la Alivio del Estrés Salino en Espinacas
Autores: Wang, Yinhua; Teng, Bingqin; Zhang, Haodong; Zhou, Zhengqian; Xin, Yangbin; Cai, Liqun; Wu, Jun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Botánica
Palabras clave
Salinización del suelo
Espinaca
Hidrogel de arcilla Attapulgite g-(AA-co-AAm)
Mitigación del estrés
Metabolismo fisiológico
Equilibrio iónico
Licencia
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Consultas: 9
Citaciones: Sin citaciones
La salinización del suelo restringe el desarrollo sostenible de la agricultura global, expandiéndose a una tasa anual de aproximadamente 1 millón de hectáreas. En China, la superficie total de tierras salinas y alcalinas alcanza los 170 millones de hectáreas, de las cuales el área de tierras cultivables supera los 50 millones de hectáreas. La región árida del noroeste experimenta un empeoramiento de la salinización del suelo debido al clima árido y a prácticas de riego inadecuadas, lo que afecta seriamente el rendimiento de cultivos como la espinaca (L.). Como un vegetal de hoja con alto valor nutricional y significancia económica, la espinaca presenta inhibición del crecimiento, amarillamiento de las hojas y alteraciones en el metabolismo fisiológico bajo estrés salino-alcalino. Por lo tanto, este estudio investiga los efectos y mecanismos de alivio del Hidrogel de Arcilla de Attapulgita-g-(AA-co-AAm) (ACH) sobre la espinaca bajo estrés salino (NaCl) y estrés alcalino (NaHCO). Los resultados muestran que el ACH tiene una estructura suelta y porosa. A medida que aumenta la adición de Arcilla de Attapulgita, la rugosidad de la superficie y la porosidad mejoran mientras se retienen grupos funcionales orgánicos (grupos amida, grupos carboxilo) y enlaces inorgánicos Si-O, proporcionando una base estructural para la mitigación del estrés. En términos de mejora del rendimiento, el ACH alivia efectivamente el estrés salino-alcalino: bajo estrés salino severo (SS2), el 0.2% de ACH aumentó el área foliar en un 91% y el peso de las hojas en un 95.69%; bajo estrés alcalino leve (AS1), el 0.2% de ACH aumentó el área foliar en un 46.3% y el peso de las hojas en un 46.21%; y bajo estrés salino-alcalino mixto severo (MS2), el 0.4% de ACH aumentó el peso de las raíces en un 49.83%. Fisiológicamente, el ACH redujo el contenido de prolina (reducción del 51.25% bajo estrés mixto severo) y el contenido de malondialdehído (MDA) (reducción del 68.98% bajo estrés alcalino severo) mientras aumentó el contenido de azúcares solubles (aumento del 63.54% bajo estrés mixto) y la actividad de las enzimas antioxidantes (SOD, POD, CAT). En términos de regulación iónica, el ACH redujo la acumulación de Na en raíces y hojas (reducción del 61.12% en raíces y del 36.4% en hojas bajo estrés salino severo) y mantuvo el equilibrio potasio-sodio. En conclusión, el ACH mitiga los efectos adversos del estrés salino-alcalino modulando de manera coordinada el crecimiento de la espinaca, los procesos metabólicos fisiológicos y el equilibrio iónico. Este efecto regulador sinérgico contribuye en última instancia a mantener altos rendimientos de espinaca.
Descripción
La salinización del suelo restringe el desarrollo sostenible de la agricultura global, expandiéndose a una tasa anual de aproximadamente 1 millón de hectáreas. En China, la superficie total de tierras salinas y alcalinas alcanza los 170 millones de hectáreas, de las cuales el área de tierras cultivables supera los 50 millones de hectáreas. La región árida del noroeste experimenta un empeoramiento de la salinización del suelo debido al clima árido y a prácticas de riego inadecuadas, lo que afecta seriamente el rendimiento de cultivos como la espinaca (L.). Como un vegetal de hoja con alto valor nutricional y significancia económica, la espinaca presenta inhibición del crecimiento, amarillamiento de las hojas y alteraciones en el metabolismo fisiológico bajo estrés salino-alcalino. Por lo tanto, este estudio investiga los efectos y mecanismos de alivio del Hidrogel de Arcilla de Attapulgita-g-(AA-co-AAm) (ACH) sobre la espinaca bajo estrés salino (NaCl) y estrés alcalino (NaHCO). Los resultados muestran que el ACH tiene una estructura suelta y porosa. A medida que aumenta la adición de Arcilla de Attapulgita, la rugosidad de la superficie y la porosidad mejoran mientras se retienen grupos funcionales orgánicos (grupos amida, grupos carboxilo) y enlaces inorgánicos Si-O, proporcionando una base estructural para la mitigación del estrés. En términos de mejora del rendimiento, el ACH alivia efectivamente el estrés salino-alcalino: bajo estrés salino severo (SS2), el 0.2% de ACH aumentó el área foliar en un 91% y el peso de las hojas en un 95.69%; bajo estrés alcalino leve (AS1), el 0.2% de ACH aumentó el área foliar en un 46.3% y el peso de las hojas en un 46.21%; y bajo estrés salino-alcalino mixto severo (MS2), el 0.4% de ACH aumentó el peso de las raíces en un 49.83%. Fisiológicamente, el ACH redujo el contenido de prolina (reducción del 51.25% bajo estrés mixto severo) y el contenido de malondialdehído (MDA) (reducción del 68.98% bajo estrés alcalino severo) mientras aumentó el contenido de azúcares solubles (aumento del 63.54% bajo estrés mixto) y la actividad de las enzimas antioxidantes (SOD, POD, CAT). En términos de regulación iónica, el ACH redujo la acumulación de Na en raíces y hojas (reducción del 61.12% en raíces y del 36.4% en hojas bajo estrés salino severo) y mantuvo el equilibrio potasio-sodio. En conclusión, el ACH mitiga los efectos adversos del estrés salino-alcalino modulando de manera coordinada el crecimiento de la espinaca, los procesos metabólicos fisiológicos y el equilibrio iónico. Este efecto regulador sinérgico contribuye en última instancia a mantener altos rendimientos de espinaca.