The harmful effects of drought stress on the camelina oil content and fatty acid composition can be alleviated by using potassium silicate

Abstract

A factorial experiment with three replicates was designed to investigate the effects of potassium silicate (0, 1, 2 and 3 g L⁻¹) on camelina under three irrigation regimes (full irrigation, restricted irrigation from silicle formation and restricted irrigation from the beginning of flowering). Compared with full irrigation, restricted irrigation from the beginning of the flowering and silicle formation stages caused reductions of 5% and 11%, respectively, in the oil content and of 48% and 68%, respectively, in the oil yield (oil content 33% and oil yield 736 kg ha⁻¹). The drought stress regimes increased the saturated fatty acid (SFA) content, whereas the polyunsaturated fatty acid (PUFA) content, the PUFA/SFA (P/S) ratio and the monounsaturated fatty acid/SFA (M/S) ratio decreased. Under water-limited conditions, 3 g L⁻¹ potassium silicate significantly mitigated the negative effects of drought stress and increased the oil yield and content. Moreover, spraying 2 and 3 g L⁻¹ potassium silicate increased the PUFA, P/S and M/S but decreased the SFA. Erucic acid, which was increased by the restricted irrigation treatments, decreased in response to potassium silicate application. Overall, the application of potassium silicate is a suitable measure for camelina cultivation under water-limited conditions, as it mitigates the adverse effects of drought.

Une expérience factorielle avec trois répétitions a été conçue pour étudier les effets du silicate de potassium (0, 1, 2 et 3 g L⁻¹) sur la caméline dans le cadre de trois régimes d'irrigation (irrigation complète, irrigation restreinte à partir de la formation de silicules et irrigation restreinte dès le début de la floraison). Par rapport à l'irrigation complète, une irrigation restreinte dès le début de la floraison et de la formation des silicules a entraîné des réductions de 5% et 11% respectivement de la teneur en huile et de 48% et 68% respectivement du rendement en huile (teneur en huile: 32,97% et rendement: 736 kg ha⁻¹). Les régimes de stress lié à la sécheresse ont augmenté la teneur en acides gras saturés (AGS), tandis que la teneur en acides gras polyinsaturés (AGPI), le rapport entre les acides gras polyinsaturés et saturés (P/S) et le rapport entre les acides gras monoinsaturés et les acides gras saturés (M/S) ont diminué. Dans des conditions de ressources en eau limitées, 3 g L⁻¹ de silicate de potassium atténuaient considérablement les effets négatifs du stress causé par la sécheresse et augmentaient le rendement et la teneur en huile. De plus, la pulvérisation de 2 et 3 g L⁻¹ de silicate de potassium a augmenté le rapport entre les acides gras polyinsaturés (AGPI), P/S et M/S, mais a diminué les acides gras saturés (AGS). L'acide érucique, qui a été augmenté par les traitements d'irrigation limités, a diminué en réponse à l'application de silicate de potassium. Dans l'ensemble, l'application de silicate de potassium est une mesure appropriée pour la culture de caméline dans des conditions des ressources en eau limitées, car elle réduit les effets néfastes de la sécheresse.