利用地下保水技术提高仙人掌田间抗旱性:生理生化参数的变化

IF 1.5 4区 农林科学 Q4 SOIL SCIENCE
Soufiane Lahbouki, Lahoucine Ech-chatir, S. Er-raki, A. Outzourhit, A. Meddich
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Drought-exposed cactus cladodes under SWRT application showed an increase in surface area and cladode stomatal densities by 65% and 29%, respectively, compared with no SWRT. This technology reduced drought-induced oxidative stress by mitigating malondialdehyde and hydrogen peroxide excess by 22% and 17%, respectively. Moreover, lower levels of enzymatic and nonenzymatic antioxidant activities were concluded, and soil organic matter and assimilable phosphorus contents were enhanced. In conclusion, our findings highlighted SWRT’s positive impacts on the tested parameters, thus presenting it as a promising technology for cactus growth and development improvement under water deficiency. Résumé La figue de barbarie (Opuntia ficus-indica) est une plante médicinale indispensable à l’économie et à l’écologie des régions arides et semi-arides, surtout au Maroc, où le manque d’eau en affecte la survie et la croissance. Apparemment, les techniques de rétention souterraine de l’eau (TRSE) pourraient rendre cette culture plus résistante à la sécheresse. Les auteurs ont procédé à une expérience sur le terrain afin de préciser les effets de telles techniques sur la croissance des cladodes du cactus, ainsi que sur leur performance physiologique et biochimique en période de sécheresse. Dans cette optique, ils ont combiné deux régimes hydriques (culture sèche, irrigation avec quatre litres d’eau deux fois par semaine) à deux traitements (TRSE ou pas). Les résultats de l’expérience indiquent que la sécheresse a une incidence négative sur la croissance ainsi que sur les paramètres physiologiques et biochimiques des cladodes après huit mois de culture. Les cladodes exposés au régime sec avec TRSE présentaient une plus grande surface (65 %) et des stomates plus denses (29 %) que ceux des cactus cultivés sans TRSE. La rétention souterraine d’eau réduit le stress oxydatif causé par la sécheresse en diminuant respectivement l’excédent de malonaldéhyde et de peroxyde d’hydrogène de 22 % et de 17 %. Les auteurs ont aussi relevé une baisse de l’activité des antioxydants, enzymatiques ou pas, parallèlement à une hausse de la quantité de matière organique et de phosphore assimilable présents dans le sol. Ils en concluent que les TRSE ont un impact positif sur les paramètres examinés et que ces techniques pourraient améliorer la croissance ainsi que le développement du cactus quand il y a pénurie d’eau. [Traduction par la Rédaction]","PeriodicalId":9384,"journal":{"name":"Canadian Journal of Soil Science","volume":"102 1","pages":"888 - 898"},"PeriodicalIF":1.5000,"publicationDate":"2022-05-17","publicationTypes":"Journal Article","fieldsOfStudy":null,"isOpenAccess":false,"openAccessPdf":"","citationCount":"1","resultStr":"{\"title\":\"Improving drought tolerance of Opuntia ficus-indica under field using subsurface water retention technology: changes in physiological and biochemical parameters\",\"authors\":\"Soufiane Lahbouki, Lahoucine Ech-chatir, S. Er-raki, A. Outzourhit, A. Meddich\",\"doi\":\"10.1139/cjss-2022-0022\",\"DOIUrl\":null,\"url\":null,\"abstract\":\"Abstract The prickly pear (Opuntia ficus-indica) is an essential economic and ecological medicinal plant in arid and semi-arid areas, especially in Morocco, where water scarcity affects its survival and growth. Evidence suggests that subsurface water retention technology (SWRT) may enhance crops’ drought resistance. 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摘要

摘要:刺梨(Opuntia ficus indica)是干旱和半干旱地区的一种重要经济和生态药用植物,特别是在摩洛哥,水资源短缺影响其生存和生长。证据表明,地下蓄水技术(SWRT)可能增强作物的抗旱性。进行了一项现场实验,以探索SWRT应用对仙人掌枝生长以及干旱条件下的生理和生化性能的影响。采用两种处理(无SWRT;有SWRT)的两种水方案(降雨条件;每周两次用4升水灌溉)。结果表明,仙人掌的生长以及培养8个月的生理和生化参数受到干旱的负面影响。与无SWRT相比,SWRT应用下的干暴露仙人掌枝状体的表面积和枝状体气孔密度分别增加了65%和29%。该技术通过缓解丙二醛和过氧化氢过量分别减少了22%和17%的干诱导氧化应激。此外,还得出了酶和非酶抗氧化剂活性水平较低的结论,土壤有机物质和可同化磷含量增加。总之,我们的研究结果强调了SWRT对测试参数的积极影响,因此将其作为缺水下仙人掌生长和发育改善的有前景的技术。芭芭拉无花果(Opuntia ficus indica)是干旱和半干旱地区经济和生态不可或缺的药用植物,尤其是在摩洛哥,缺水影响其生存和生长。显然,地下蓄水技术(TRSE)可以使这种作物更耐旱。作者进行了一项实地实验,以阐明这些技术对仙人掌枝状体生长的影响,以及它们在干旱时期的生理和生化性能。考虑到这一点,他们将两种水方案(干培养、每周两次用四升水灌溉)与两种处理(TRSE或非TRSE)相结合。实验结果表明,干旱对枝形目动物生长以及生长8个月后的生理和生化参数有负面影响。与未经TRSE生长的仙人掌相比,暴露于含TRSE的干燥饮食中的枝状体具有更大的表面积(65%)和更致密的气孔(29%)。地下水滞留通过分别减少22%和17%的丙二醛和过氧化氢过量,减少了干旱引起的氧化应激。作者还注意到抗氧化剂活性降低,无论是否酶活性,同时土壤中有机物和可同化磷的含量增加。他们得出结论,TRSE对所研究的参数有积极影响,这些技术可以在缺水时改善仙人掌的生长和发育。[编辑翻译]
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Improving drought tolerance of Opuntia ficus-indica under field using subsurface water retention technology: changes in physiological and biochemical parameters
Abstract The prickly pear (Opuntia ficus-indica) is an essential economic and ecological medicinal plant in arid and semi-arid areas, especially in Morocco, where water scarcity affects its survival and growth. Evidence suggests that subsurface water retention technology (SWRT) may enhance crops’ drought resistance. A field experiment was conducted to explore SWRT application effects on cactus cladodes’ growth and physiological and biochemical performance under drought conditions. Two water regimes were applied (rainfed conditions; irrigated with 4 L of water twice a week) with two treatments (without SWRT; with SWRT). The results showed that cactus cladodes’ growth and physiological and biochemical parameters cultivated for 8 months were negatively affected by drought. Drought-exposed cactus cladodes under SWRT application showed an increase in surface area and cladode stomatal densities by 65% and 29%, respectively, compared with no SWRT. This technology reduced drought-induced oxidative stress by mitigating malondialdehyde and hydrogen peroxide excess by 22% and 17%, respectively. Moreover, lower levels of enzymatic and nonenzymatic antioxidant activities were concluded, and soil organic matter and assimilable phosphorus contents were enhanced. In conclusion, our findings highlighted SWRT’s positive impacts on the tested parameters, thus presenting it as a promising technology for cactus growth and development improvement under water deficiency. Résumé La figue de barbarie (Opuntia ficus-indica) est une plante médicinale indispensable à l’économie et à l’écologie des régions arides et semi-arides, surtout au Maroc, où le manque d’eau en affecte la survie et la croissance. Apparemment, les techniques de rétention souterraine de l’eau (TRSE) pourraient rendre cette culture plus résistante à la sécheresse. Les auteurs ont procédé à une expérience sur le terrain afin de préciser les effets de telles techniques sur la croissance des cladodes du cactus, ainsi que sur leur performance physiologique et biochimique en période de sécheresse. Dans cette optique, ils ont combiné deux régimes hydriques (culture sèche, irrigation avec quatre litres d’eau deux fois par semaine) à deux traitements (TRSE ou pas). Les résultats de l’expérience indiquent que la sécheresse a une incidence négative sur la croissance ainsi que sur les paramètres physiologiques et biochimiques des cladodes après huit mois de culture. Les cladodes exposés au régime sec avec TRSE présentaient une plus grande surface (65 %) et des stomates plus denses (29 %) que ceux des cactus cultivés sans TRSE. La rétention souterraine d’eau réduit le stress oxydatif causé par la sécheresse en diminuant respectivement l’excédent de malonaldéhyde et de peroxyde d’hydrogène de 22 % et de 17 %. Les auteurs ont aussi relevé une baisse de l’activité des antioxydants, enzymatiques ou pas, parallèlement à une hausse de la quantité de matière organique et de phosphore assimilable présents dans le sol. Ils en concluent que les TRSE ont un impact positif sur les paramètres examinés et que ces techniques pourraient améliorer la croissance ainsi que le développement du cactus quand il y a pénurie d’eau. [Traduction par la Rédaction]
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来源期刊
Canadian Journal of Soil Science
Canadian Journal of Soil Science 农林科学-土壤科学
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审稿时长
6.0 months
期刊介绍: The Canadian Journal of Soil Science is an international peer-reviewed journal published in cooperation with the Canadian Society of Soil Science. The journal publishes original research on the use, management, structure and development of soils and draws from the disciplines of soil science, agrometeorology, ecology, agricultural engineering, environmental science, hydrology, forestry, geology, geography and climatology. Research is published in a number of topic sections including: agrometeorology; ecology, biological processes and plant interactions; composition and chemical processes; physical processes and interfaces; genesis, landscape processes and relationships; contamination and environmental stewardship; and management for agricultural, forestry and urban uses.
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GB/T 7714-2015
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