Επίδραση της αλατότητας και της μυκόρριζας στην ανάπτυξη της Χία (Salvia hispanica L.)

Abstract

Η παρούσα μελέτη διερεύνησε την επίδραση της αλατότητας και της εφαρμογής φυτοδιεγερτικών μικροοργανισμών (Plant Growth Promoting Microorganisms, PGPMs), με έμφαση στους αρβουσκουλικούς μυκορριζικούς μύκητες (AMF), στην ανάπτυξη, φυσιολογία και παραγωγικότητα της Salvia hispanica L. υπό ελεγχόμενες συνθήκες καλλιέργειας. Το πείραμα πραγματοποιήθηκε σε φυτοδοχεία, όπου εφαρμόστηκαν τρία επίπεδα αλατότητας (0, 30 και 60 mM NaCl) σε συνδυασμό με τρία επίπεδα εφαρμογής PGPMs (0, 2,25 και 4,5 g ανά φυτοδοχείο), στο πλαίσιο πλήρως τυχαιοποιημένου πειραματικού σχεδιασμού. Η αξιολόγηση των φυτών πραγματοποιήθηκε σε πέντε διαδοχικά στάδια ανάπτυξης (46, 66, 83, 96 και 134 ημέρες από τη σπορά), μέσω καταστροφικών δειγματοληψιών. Συγκεκριμένα, καταγράφηκαν μορφολογικά και αγρονομικά χαρακτηριστικά (ύψος φυτών, περίμετρος κύριου στελέχους, αριθμός κόμβων και φύλλων, αριθμός και μήκος ταξιανθιών), παράμετροι βιομάζας (νωπό και ξηρό βάρος), φυσιολογικοί δείκτες (SPAD και NDVI), χαρακτηριστικά ριζικού συστήματος (διάμετρος, επιφάνεια και όγκος ριζών), καθώς και το ποσοστό αποικισμού μυκορριζών (AMF%). Επιπλέον, στο τελικό στάδιο (134 ΗΑΣ) προσδιορίστηκαν οι μετρήσεις απόδοσης, όπως ο αριθμός σπόρων ανά ταξιανθία, η απόδοση ανά φυτό και το βάρος χιλίων σπόρων (ΒΧΣ). Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι η αλατότητα αποτέλεσε τον κύριο περιοριστικό παράγοντα για την ανάπτυξη και παραγωγικότητα της καλλιέργειας, παρουσιάζοντας δοσοεξαρτώμενη αρνητική επίδραση, με το επίπεδο των 60 mM NaCl να επιφέρει τις μεγαλύτερες μειώσεις. Επηρέασε αρνητικά τη βλαστική ανάπτυξη, τη βιομάζα, τους φυσιολογικούς δείκτες, το ριζικό σύστημα, τη βιωσιμότητα και παραμέτρους απόδοσης, με εντονότερη επίδραση στα πρώιμα και αναπαραγωγικά στάδια. Η εφαρμογή των φυτοδιεγερτικών μικροοργανισμών (PGPMs) βελτίωσε τη βλαστική ανάπτυξη, τη βιομάζα, τους φυσιολογικούς δείκτες, τη βιωσιμότητα και τα χαρακτηριστικά του ριζικού συστήματος, παρουσιάζοντας χρονικά εξαρτώμενη δράση, με εντονότερη επίδραση, για τα περισσότερα χαρακτηριστικά, στα πρώιμα στάδια ανάπτυξης. Παράλληλα, ενίσχυσε σημαντικά τον μυκορριζικό αποικισμό (AMF%), ακόμη και υπό συνθήκες αλατότητας. Δεν παρατηρήθηκε στατιστικά σημαντική αύξηση της συνολικής απόδοσης, ωστόσο καταγράφηκε βελτίωση ποιοτικών χαρακτηριστικών, όπως το βάρος χιλίων σπόρων. Τέλος σημειώθηκαν διαφοροποιήσεις στην απόκριση των φυτών ανάλογα με το επίπεδο αλατότητας και την εφαρμογή PGPMs, χωρίς ωστόσο να καταγράφεται σταθερή στατιστικά σημαντική αλληλεπίδραση για το σύνολο των παραμέτρων. Συμπερασματικά, η αξιοποίηση φυτοδιεγερτικών μικροοργανισμών, και ιδιαίτερα των μυκορριζικών μυκήτων, μπορεί να συμβάλει στη βελτίωση της ανάπτυξης, της βιωσιμότητας και της ανθεκτικότητας της chia υπό συνθήκες αλατότητας, αποτελώντας μια βιώσιμη προσέγγιση για τη διατήρηση της παραγωγικότητας σε υποβαθμισμένα εδάφη.Abstract The present study investigated the effect of salinity and the application of plant growth promoting microorganisms (PGPMs), with emphasis on arbuscular mycorrhizal fungi (AMF), on the growth, physiology and productivity of Salvia hispanica L. under controlled cultivation conditions. The experiment was conducted in pots, where three salinity levels (0, 30 and 60 mM NaCl) were applied in combination with three levels of PGPMs application (0, 2.25 and 4.5 g per pot), following a completely randomized experimental design. Plant evaluation was carried out at five successive growth stages (46, 66, 83, 96 and 134 days after sowing) through destructive sampling. Specifically, morphological and agronomic traits (plant height, main stem circumference, number of nodes and leaves, number and length of inflorescences), biomass parameters (fresh and dry weight), physiological indices (SPAD and NDVI), root system characteristics (root diameter, surface area and volume), as well as the percentage of mycorrhizal colonization (AMF%) were recorded. In addition, at the final stage (134 DAS), yield parameters were determined, including the number of seeds per inflorescence, yield per plant and thousand seed weight (TSW). The results showed that salinity was the main limiting factor for crop growth and productivity, exhibiting a dose-dependent negative effect, with the 60 mM NaCl level causing the most pronounced reductions. Salinity negatively affected vegetative growth, biomass, physiological indices, root system characteristics, plant viability and yield parameters, with stronger effects observed at early and reproductive growth stages. The application of PGPMs improved vegetative growth, biomass, physiological indices, plant viability and root system characteristics, showing a stage-dependent effect, with greater influence for most parameters at early growth stages. In addition, it significantly enhanced mycorrhizal colonization (AMF%), even under saline conditions. No statistically significant increase in total yield was observed; however, improvements in qualitative traits, such as thousand seed weight, were recorded. Furthermore, variations in plant response were observed depending on salinity level and PGPMs application, without a consistent statistically significant interaction across all parameters. In conclusion, the application of plant growth promoting microorganisms, particularly mycorrhizal fungi, can contribute to improving the growth, viability and stress tolerance of chia under saline conditions, providing a sustainable approach for maintaining productivity in degraded soils.