da Silva, D. L., de Mello Prado, R., Tenesaca, L. F. L., da Silva, J. L. F., Mattiuz, B. H.
Silicon attenuates calcium deficiency in rocket plants by increasing the production of non-enzymatic antioxidants compounds
Scientia Horticulturae, 2021, 285; doi:10.1016/j.scienta.2021.110169.
La rucola (Eruca sativa) è una delle più apprezzate specie della famiglia delle Brassicaceae. Uno degli stress abiotici che può intaccare la produzione e la qualità di questo ortaggio è la carenza di calcio (Ca) nei tessuti vegetali. Questo elemento è tra i più assorbiti dalle piante e la sua carenza è connessa a deformazioni fogliari e altre alterazioni. Essendo stata osservata l’azione favorevole del silicio (Si) sulla resistenza a stress abiotici e sulla qualità di molti ortaggi, gli autori hanno studiato l’effetto di un supplemento di Si nella soluzione nutritiva sulla carenza di Ca in rucola. Il Si è, infatti, un minerale non essenziale ma utile per la nutrizione vegetale, poiché tende a depositarsi nelle pareti cellulari vegetali con conseguente incremento di resistenza meccanica e riduzione della perdita di acqua; inoltre, è coinvolto in importanti cicli biochimici nella pianta, come quelli che comportano l’aumento della produzione di composti antiossidanti. Su questa base, lo studio ha anche valutato l’effetto del supplemento in Si sull’incremento delle difese antiossidanti in combinazione con la riduzione della carenza di Ca in rucola.
A questo scopo, piante di rucola ‘Folha Larga’ sono state coltivate in un sistema di allevamento fuori suolo in serra e irrigate con soluzioni nutritive differenziate, ottenute dalla combinazione di due concentrazioni di Ca e Si nella soluzione nutritiva: Ca sufficiente (5mM) e insufficiente (0,75 mM), assenza Si e supplemento di Si (2,5 mM).
In condizioni di carenza di Ca sono stati registrati danni causati da perdita di integrità delle membrane cellulari (determinazione di electrolyte leakage index a livello cellulare) e aumento dei composti ossidanti con conseguente stress ossidativo, riduzione della produttività e della qualità della rucola. Al contrario, con l’assorbimento di Si, in condizioni sia di carenza sia di sufficienza di Ca nella soluzione nutritiva, lo stress ossidativo è stato contenuto e la produzione e la qualità sono migliorate. In particolare, si è riscontrato un aumento nel contenuto di acido ascorbico, fenoli totali, carotenoidi, un aumento dell’efficienza del fotosistema II e un maggior accumulo di sostanza fresca e sostanza secca, ovvero un aumento produttivo. Questi risultati supportano la tesi che la somministrazione di Si attraverso la soluzione nutritiva possa essere un buon supporto alla mitigazione dello stress da carenza di Ca e anche alla riduzione di perdite di acqua nei tessuti vegetali della rucola. In aggiunta, si noti anche l’effetto di biofortificazione delle piante di rucola poiché il silicio è stato accumulato soprattutto nella porzione epigea delle piante di rucola, che sono anche conseguentemente risultate più ricche in altri composti nutritivi come i carotenoidi.
In conclusione, questo studio avvalora l’impiego di Si nella soluzione nutritiva come strumento di mitigazione di stress abiotici e della sostenibilità della produzione di rucola coltivata in fuori suolo.
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