DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2025.1611767
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40810013
تاريخ النشر: 2025-07-30
المؤلف: Zirui Wang وآخرون
الموضوع الرئيسي: استجابات النباتات للضغط والتحمل
نظرة عامة
تناقش هذه الفقرة المساهمات الاقتصادية والبيئية الهامة لزراعة الزهور، مع التركيز على التحديات التي تطرحها زيادة الملوحة في مياه الري، وخاصة المياه المعاد استخدامها. تؤدي مستويات الملح المرتفعة إلى إجهاد الملح، مما يؤثر سلبًا على جمالية النباتات وأداء النمو والخصائص الفسيولوجية. تشمل أعراض إجهاد الملح حروق أطراف الأوراق، وتغير اللون، وتقليل الكتلة الحيوية، وضعف عملية التمثيل الضوئي بسبب انخفاض محتوى الكلوروفيل واضطراب امتصاص الأيونات. تستعرض المراجعة النتائج الحالية حول استجابات الأنواع المحددة من النباتات الزهرية للملوحة، بهدف توجيه ممارسات الري المستدام واختيار الأنواع لإنتاج المشاتل وتطبيقات المناظر الطبيعية.
تسلط الخاتمة الضوء على أهمية فهم حدود الملح الخاصة بالأنواع ومدة التعرض للظروف المالحة للحفاظ على قابلية التسويق. يُوصى بالمراقبة المنتظمة لمياه الري وموصلية التربة الكهربائية (EC)، إلى جانب اختيار الأنواع المقاومة للملح للتخفيف من خسائر الإنتاج. ومن الجدير بالذكر أن أنواعًا مثل *Ageratum conyzoides* و*Zoysia japonica* أظهرت مرونة عند مستويات EC تتجاوز 9 ديسيسيمنز/متر، بينما تحملت أنواع أخرى مثل *Alyssum murale* مستويات ملوحة أقل حول 3 ديسيسيمنز/متر. تؤكد النتائج على الحاجة إلى مزيد من البحث حول الأنواع الزهرية غير المختبرة وتطوير معايير موحدة لتقييم جودة الزهور تحت الظروف المالحة، بالإضافة إلى استكشاف الآليات الفسيولوجية التي تمنح مقاومة للملوحة.
مقدمة
تسلط مقدمة هذه الورقة البحثية الضوء على أهمية الزراعة، وخاصة زراعة الزهور، التي تركز على زراعة وتسويق النباتات ذات القيمة الجمالية. التأثير الاقتصادي لهذا القطاع كبير، حيث بلغت مبيعات زراعة الزهور والنباتات ذات الصلة حوالي 21.3 مليار دولار في عام 2022، وهو زيادة ملحوظة عن عام 2017. بالإضافة إلى الفوائد الاقتصادية، تلعب النباتات الزهرية دورًا حيويًا في التخطيط البيئي الحضري، مما يساهم في احتجاز ثاني أكسيد الكربون، وتنظيم الرطوبة ودرجة الحرارة، وكفاءة الموارد. ومع ذلك، فإن تغير المناخ يطرح تحديات كبيرة لاستدامة هذه المساحات الخضراء، خاصة من خلال ارتفاع درجات الحرارة، وتغير أنماط هطول الأمطار، وزيادة ملوحة التربة.
تناقش الورقة استخدام المياه المعاد استخدامها كمصدر بديل للري، خاصة في المناطق الجافة، بينما تتناول أيضًا المخاوف البيئية المرتبطة بملوحتها. تشير الدراسات إلى أن المياه المعاد استخدامها يمكن أن تحتوي على مستويات عالية من الصوديوم والكلوريد، والتي قد تتجاوز الحدود الموصى بها للري. تؤكد المقدمة على الحاجة إلى إدارة دقيقة للمياه المعاد استخدامها لمنع ملوحة التربة، والتي يمكن أن تؤثر سلبًا على صحة النباتات ونموها. علاوة على ذلك، تبرز أهمية تحديد الأنواع الزهرية المقاومة للملح لتعزيز مرونة المناظر الطبيعية في الظروف المالحة، نظرًا لأن معظم النباتات حساسة لإجهاد الملح. تمهد المقدمة الطريق لاستكشاف الاستجابات الفسيولوجية والمورفولوجية للنباتات الزهرية للملوحة، وهو أمر حاسم لاختيار وإدارة النباتات بشكل فعال في المناطق المتأثرة.
الطرق
تركز منهجية هذه المراجعة على تحديد الأنواع الزهرية ذات الأهمية الاقتصادية والزراعية التي تظهر مستويات متفاوتة من تحمل الملوحة. تم إبلاغ اختيار الأنواع بشكل أساسي من خلال تعداد 2019 للخصائص الزراعية من خدمة الإحصاءات الزراعية الوطنية التابعة لوزارة الزراعة الأمريكية (NASS)، التي قدمت بيانات الإنتاج والمبيعات الأساسية. وجهت هذه البيانات الأساسية أولويات الأنواع الزهرية المزروعة على نطاق واسع والتي تعتبر مهمة اقتصاديًا في إنتاج المشاتل وتصميم المناظر الطبيعية. تتضمن المراجعة أيضًا دراسات تمت مراجعتها من قبل الأقران، وخاصة من مركز أبحاث تكساس A&M وجامعة ولاية يوتا، التي قدمت مساهمات كبيرة في أبحاث الملوحة من خلال تجارب الدفيئة والميدان.
استخدمت عملية البحث في الأدبيات قواعد بيانات متنوعة، بما في ذلك ScienceDirect وSpringerLink وWiley Online Library، مع استخدام كلمات رئيسية مثل “تحمل الملوحة”، “النباتات الزهرية”، و”التمثيل الضوئي”. تم وضع معايير الإدراج لضمان صلة ودقة الدراسات: كان يجب أن تكون العلاجات المالحة محددة جيدًا، ويجب أن تتضمن النتائج بيانات كمية حول الأداء الجمالي ومعايير النمو، وتم اعتبار الدراسات التي أحدثت إجهادًا ملحيًا من خلال ري مالح محكم فقط. يميز هذا النهج المركز المراجعة عن الدراسات العامة من خلال تقييم استجابات الأنواع المحددة للملوحة، بهدف تجميع قائمة عملية من النباتات الزهرية المقاومة للملح. تهدف النتائج إلى تقديم رؤى قابلة للتنفيذ لتعزيز ممارسات تنسيق الحدائق الموفرة للمياه في المناطق الجافة وشبه الجافة.
المناقشة
تسلط المناقشة الضوء على التأثيرات المتعددة لإجهاد الملح على النباتات الزهرية، مع التركيز على التفاعل بين العوامل الوراثية ومستويات الملوحة ومدة التعرض. تظهر أنواع مختلفة استجابات مميزة لإجهاد الملح بسبب الاختلافات في الآليات مثل استبعاد الأيونات والتكيف الأسموزي. ترتبط الموصلية الكهربائية المرتفعة (EC) في مياه الري بزيادة الإجهاد الأسموزي وسمية الأيونات، مما يؤدي إلى تقليل الجودة البصرية والنمو. تؤدي فترة التعرض الطويلة إلى تفاقم تراكم الملح في أنسجة النبات، مما يزيد من أعراض الإصابة، والتي يمكن أن تظهر كخفض في توصيل الثغور، وخضرة الأوراق، وكفاءة التمثيل الضوئي العامة عبر أنواع متعددة.
تقييم الأداء الجمالي أمر حاسم لتقييم تحمل الملوحة في النباتات الزهرية، حيث تؤثر الجودة البصرية بشكل كبير على تفضيلات المستهلكين. تم استخدام تحليل حسي ومنهجيات تتبع العين لقياس جودة النباتات، مما يكشف أن إجهاد الملح يؤدي إلى أعراض مرئية مثل الكلوروز والنيكروز، والتي تقلل من الجاذبية الجمالية. تشير النتائج إلى وجود تباين واسع في تحمل الملوحة بين الأنواع، حيث تحافظ بعض الأنواع على جودة بصرية جيدة حتى تحت مستويات ملوحة عالية، بينما تظهر أنواع أخرى أضرارًا شديدة عند قيم EC أقل. يبرز هذا التباين ضرورة اتباع نهج مخصص في اختيار وإدارة النباتات الزهرية في البيئات المالحة، بالإضافة إلى أهمية تطوير طرق تقييم موحدة لتقييم الجودة البصرية وتحمل الملوحة بدقة.
DOI: https://doi.org/10.3389/fpls.2025.1611767
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/40810013
Publication Date: 2025-07-30
Author(s): Zirui Wang et al.
Primary Topic: Plant Stress Responses and Tolerance
Overview
The section discusses the significant economic and environmental contributions of ornamental horticulture, emphasizing the challenges posed by increasing salinity in irrigation water, particularly reclaimed water. Elevated salt levels lead to salt stress, adversely affecting plant aesthetics, growth performance, and physiological traits. Symptoms of salt stress include leaf tip burns, discoloration, reduced biomass, and impaired photosynthesis due to decreased chlorophyll content and disrupted ion uptake. The review synthesizes current findings on the species-specific responses of ornamental plants to salinity, aiming to guide sustainable irrigation practices and species selection for nursery production and landscape applications.
The conclusion highlights the importance of understanding species-specific salt thresholds and the duration of exposure to saline conditions for maintaining marketability. Regular monitoring of irrigation water and soil electrical conductivity (EC) is recommended, alongside the selection of salt-tolerant species to mitigate production losses. Notably, species such as *Ageratum conyzoides* and *Zoysia japonica* demonstrated resilience at EC levels exceeding 9 dS/m, while others like *Alyssum murale* tolerated lower salinity levels around 3 dS/m. The findings underscore the need for further research on untested ornamental species and the development of standardized criteria for assessing flower quality under saline conditions, as well as exploring the physiological mechanisms that confer salinity resilience.
Introduction
The introduction of this research paper highlights the significance of horticulture, particularly ornamental horticulture, which focuses on the cultivation and marketing of aesthetically valuable plants. The economic impact of this sector is substantial, with sales of floriculture and related plants reaching approximately $21.3 billion in 2022, a notable increase from 2017. Beyond economic benefits, ornamental plants play a crucial role in urban ecological planning, contributing to carbon dioxide sequestration, humidity and temperature regulation, and resource efficiency. However, climate change poses significant challenges to the sustainability of these green spaces, particularly through increased temperatures, altered precipitation patterns, and rising soil salinity.
The paper discusses the use of reclaimed water as an alternative irrigation resource, especially in arid regions, while also addressing the environmental concerns associated with its salinity. Studies indicate that reclaimed water can contain high levels of sodium and chloride, which may exceed recommended thresholds for irrigation. The introduction emphasizes the need for careful management of reclaimed water to prevent soil salinization, which can adversely affect plant health and growth. Furthermore, it underscores the importance of identifying salt-tolerant ornamental species to enhance landscape resilience in saline conditions, given that most plants are sensitive to salt stress. The introduction sets the stage for exploring the physiological and morphological responses of ornamental plants to salinity, which is critical for effective plant selection and management in affected areas.
Methods
The methodology of this review focuses on identifying ornamental species of economic and horticultural significance that exhibit varying levels of salinity tolerance. The selection of species was primarily informed by the 2019 Census of Horticultural Specialties from the USDA National Agricultural Statistics Service (NASS), which provided essential production and sales data. This foundational data guided the prioritization of widely cultivated ornamental species that are economically important in nursery production and landscape design. The review also incorporates peer-reviewed studies, particularly from Texas A&M AgriLife Research Center and Utah State University, which have made substantial contributions to salinity research through greenhouse and field experiments.
The literature search utilized various databases, including ScienceDirect, SpringerLink, and Wiley Online Library, employing keywords such as “salinity tolerance,” “ornamental plants,” and “photosynthesis.” Inclusion criteria were established to ensure the relevance and rigor of the studies: saline treatments had to be well-defined, results must include quantitative data on aesthetic performance and growth parameters, and only studies that induced saline stress through controlled saline irrigation were considered. This focused approach distinguishes the review from general studies by specifically evaluating species-specific responses to salinity, aiming to compile a practical list of salt-tolerant ornamental plants. The findings are intended to provide actionable insights for promoting waterwise landscaping practices in arid and semi-arid regions.
Discussion
The discussion highlights the multifaceted impacts of salt stress on ornamental plants, emphasizing the interplay between genetic factors, salinity levels, and exposure duration. Various taxa exhibit distinct responses to salt stress due to differences in mechanisms such as ion exclusion and osmotic adjustment. Elevated electrical conductivity (EC) in irrigation water correlates with increased osmotic stress and ion toxicity, leading to diminished visual quality and growth. Prolonged exposure exacerbates salt accumulation in plant tissues, intensifying injury symptoms, which can manifest as reduced stomatal conductance, leaf greenness, and overall photosynthetic efficiency across multiple species.
Assessment of aesthetic performance is crucial for evaluating salt tolerance in ornamental plants, as visual quality significantly influences consumer preferences. Sensory analysis and eye-tracking methodologies have been employed to gauge plant quality, revealing that salt stress leads to visible symptoms such as chlorosis and necrosis, which detract from aesthetic appeal. The findings indicate a wide variability in salt tolerance among species, with some maintaining good visual quality even under high salinity levels, while others exhibit severe damage at lower EC values. This variability underscores the necessity for tailored approaches in selecting and managing ornamental plants in saline environments, as well as the importance of developing standardized evaluation methods to accurately assess visual quality and salt tolerance.