Papadimitriou D.M., Daliakopoulos I.N., Kontaxakis E., Sabathianakis M., Manios T., Savvas D.
Effect of moderate salinity on Golden Thistle (Scolymus hispanicus L.) grown in a soilless cropping system
Scientia Horticulturae, 2022, 303, 11182; DOI: 10.1016/j.scienta.2022.111182
La salinizzazione delle acque, problema diffuso in tutto il mondo, determina una riduzione delle produzioni in funzione della sensibilità della coltura a questo tipo di stress. Lo stress salino è dovuto ad una maggiore difficoltà di assorbimento dell’acqua a livello radicale, che porta a disturbi fisiologici e sintomi di tossicità dovuti all’accumulo di elementi minerali, come il sodio e il cloro nel citoplasma, che limitano l’assorbimento di elementi essenziali come il potassio e il calcio. Tuttavia, alcune specie selvatiche hanno mostrato una maggiore tolleranza agli stress salini rispetto agli ortaggi tradizionali e tra queste è stata individuata la cardogna comune o cardoncello (Scolymus hispanicus L.). Questa specie è originaria del sud-est Europa; è una pianta erbacea a ciclo biennale e cresce solitamente su terreni marginali o ai bordi delle strade. La parte edule di S. hispanicus è costituita dalla parte epigea e dal fittone.
Lo scopo di questa attività di ricerca è stato quello di valutare la fattibilità della coltivazione di S. hispanicus in sistemi di coltivazione senza suolo con moderati stress salini. Infatti, in Grecia, così come negli altri Paesi del Mediterraneo, l’incremento della salinità dell’acqua è un problema diffuso e l’individuazione di genotipi più resistenti a questo tipo di stress può essere una soluzione per contrastare gli effetti negativi sull’attività agricola.
Per lo svolgimento della prova sperimentale i semi di S. hispanicus, raccolti durante il periodo estivo, sono stati seminati nell’autunno successivo in contenitori alveolati e successivamente le piantine sono state trapiantate in sacchi di perlite (da 27 L). L’attività è stata svolta in serra fredda e la soluzione nutritiva è stata distribuita per micro-irrigazione. Per simulare l’accumulo di NaCl nell’acqua di irrigazione sono state impostate quattro soluzioni nutritive con concentrazioni crescenti di NaCl (0, 5, 10 e 15 mM). Lo studio delle risposte della pianta alla coltivazione con livelli crescenti di NaCl nella soluzione nutritiva è avvenuto attraverso l’analisi di parametri di crescita, del contenuto minerale e di antiossidanti.
Misurando la conducibilità elettrica (EC) della soluzione nutritiva è emerso che nel trattamento con 10 e 15 mM di NaCl l’EC è incrementata in maniera significativa a partire dal giorno 50 dopo il trapianto, mentre nei trattamenti a concentrazione più bassa di NaCl è stato osservato un incremento di questo parametro circa 80 giorni dopo il trapianto.
Dall’analisi dello SPAD e della fluorescenza, solo alla fine del ciclo di coltivazione (120 giorni dopo il trapianto) è emerso che le piante coltivate con soluzione nutritiva a più alto contenuto di NaCl hanno manifestato un peggioramento dell’attività fotosintetica, che tra le altre cose ha portato ad una riduzione dell’assimilazione del carbonio e conseguentemente ad una riduzione della produzione dei prodotti finali della fotosintesi, con effetti negativi sulla produzione di biomassa. Infatti, relativamente al peso fresco e secco di foglie e radici, questo non ha subito variazioni significative tra i trattamenti fino a 90 giorni dopo il trapianto. Invece, a 120 giorni dal trapianto, le piante coltivate con NaCl 15 mM hanno mostrato una riduzione del peso fresco e secco di foglie e radici rispetto al trattamento 5 mM, che invece ha mostrato un incremento del peso fresco e secco di foglie e radici rispetto al trattamento 0 mM di NaCl. Questo risultato indica che un piccolo aumento della concentrazione di NaCl è ben tollerato, se non favorevole alla coltivazione di S. hispanicus.
Riguardo al contenuto di elementi minerali, l’incremento di NaCl nella soluzione nutritiva non ha influenzato l’accumulo di potassio, fosforo e calcio nei tessuti epigei, mentre sia nel trattamento 10 mM sia in quello 15 mM di NaCl è stata osservata una riduzione della concentrazione di azoto a livello fogliare da 90 giorni dopo il trapianto fino alla fine del ciclo di coltivazione. Inoltre, le concentrazioni di sodio e cloro a livello fogliare sono aumentate all’incrementare della salinità della soluzione nutritiva. Invece, a livello radicale la concentrazione di fosforo è aumentata all’incrementare della concentrazione di NaCl nella soluzione nutritiva, mentre per il potassio si è verificato esattamente l’inverso. In studi precedenti è stato dimostrato che moderate concentrazioni di sodio nella soluzione nutritiva sono benefiche per le piante moderatamente sensibili agli stress salini, in quanto possono stimolare la crescita in condizioni di concentrazioni di potassio sub-ottimali. Infine, la riduzione della concentrazione dei nitrati a livello fogliare, nel trattamento a più alta concentrazione di NaCl, è da attribuire all’azione di antagonismo tra l’anione nitrato e l’anione cloro nel processo di assorbimento radicale.
In generale, il contenuto di antiossidanti e polifenoli totali nelle foglie e nelle radici non è stato influenzato dalla salinità della soluzione nutritiva, mentre il contenuto di flavonoidi totali delle foglie è stato più alto nelle piante fertirrigate con soluzione nutritiva contenente livelli più alti di NaCl. In precedenti studi è stato dimostrato che le piante tolleranti allo stress salino, in condizioni di stress, producono una maggiore quantità di antiossidanti per contrastare le forme reattive dell’ossigeno, che si vengono a formare durante lo stress osmotico. Nella prova descritta questo processo fisiologico non è avvenuto, probabilmente perché le concentrazioni saline utilizzate non sono state tanto elevate, ma si attestano su livelli riscontrabili nelle acque utilizzate nel bacino Mediterraneo.
In conclusione, questo studio preliminare condotto su S. hispanicus dimostra che è una specie moderatamente tollerante alla salinità fino a 90 giorni dopo il trapianto, ma successivamente la tolleranza allo stress si riduce sempre più. In conseguenza a ciò, si consiglia di anticipare i tempi di raccolta, prima che la concentrazione di NaCl nella soluzione nutritiva superi la concentrazione di 10 mM.
HTML: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S030442382200303X