DOI: https://doi.org/10.1007/s42729-026-03015-z
تاريخ النشر: 2026-01-21
المؤلف: Mehmet Sait Kiremit وآخرون
الموضوع الرئيسي: تقنيات تعزيز نمو النباتات
نظرة عامة
تسلط الأبحاث الضوء على القضية الملحة لتملح التربة، التي تفاقمت بسبب تغير المناخ وممارسات الري السيئة، مما يهدد الإنتاجية الزراعية على مستوى العالم. مع تأثر حوالي 1.125 مليار هكتار من الأراضي بالملوحة، تؤكد الدراسة على ضرورة معالجة هذا التحدي، حيث تشير التوقعات إلى أن ما يصل إلى 50% من الأراضي القابلة للزراعة قد تصبح غير قابلة للاستخدام بحلول عام 2050. تركز التحقيقات على التأثيرات التآزرية لحمض الهيوميك (HA) وحمض الساليسيليك (SA) في تعزيز تحمل الخس (الخس) للظروف المالحة، كاشفة أن تطبيقهما المشترك يحسن بشكل كبير الاستجابات الفسيولوجية والبيوكيميائية، بما في ذلك استقرار الأغشية، وكفاءة التمثيل الضوئي، وقدرة مضادات الأكسدة.
تشير النتائج إلى أن HA و SA يعملان معًا للتخفيف من اختلالات الأيونات الناتجة عن الملوحة من خلال تعزيز امتصاص المغذيات الانتقائي وتعزيز آليات استبعاد الصوديوم مع تعزيز احتفاظ البوتاسيوم (K⁺) والكالسيوم (Ca²⁺). على وجه التحديد، يساعد HA في زيادة توفر K⁺ من خلال تحمض التربة ويحفز نشاط H⁺-ATPase في الغشاء البلازمي، مما يسهل دخول الكالسيوم إلى الخلايا. إن هذا التعديل المنسق لنسب الأيونات أمر حاسم للحفاظ على التوازن الخلوي تحت ضغط الملوحة. تدعو الدراسة إلى مزيد من البحث في تحسين تطبيق HA و SA، بالإضافة إلى استكشاف الآليات الجزيئية الأساسية، لتطوير استراتيجيات مستدامة للزراعة المقاومة لتغير المناخ.
مقدمة
تسلط مقدمة هذه الورقة البحثية الضوء على التحديات الملحة التي تفرضها تغيرات المناخ، وخاصة الملوحة، التي تؤثر سلبًا على صحة النباتات وإنتاجية الزراعة. تؤدي الملوحة إلى إجهاد أيوني وأوسموزي في النباتات، مما يؤدي إلى اضطرابات فسيولوجية وبيوكيميائية متنوعة، بما في ذلك تغيير نسب الأيونات، وزيادة إنتاج أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS)، والخلل الأيضي. لمكافحة هذه الآثار، تنشط النباتات آليات الدفاع مثل احتجاز الأيونات وتخليق مضادات الأكسدة. تؤكد الورقة على الحاجة إلى استراتيجيات فعالة لتعزيز مرونة النباتات، وخاصة من خلال الحفاظ على رطوبة التربة وتطبيق المنبهات الحيوية مثل حمض الهيوميك (HA) وحمض الساليسيليك (SA).
يشير المؤلفون إلى أن الخس (Lactuca sativa L.)، وهو محصول مزروع على نطاق واسع ولكنه حساس للملوحة، له عتبات ملوحة متغيرة تؤثر بشكل كبير على العائد. وقد أثبتت الدراسات السابقة وجود عتبات ملوحة محددة وانخفاضات في العائد مرتبطة بزيادة مستويات الملوحة. بينما أظهرت التطبيقات الفردية لـ HA و SA أنها تحسن نمو النباتات وتحمل الإجهاد، لا تزال آثارها المشتركة على التكيف مع الملوحة غير مستكشفة. تهدف هذه الدراسة إلى التحقيق في التأثيرات المنفصلة والتآزرية لـ HA و SA على عائد الخس، وكفاءة استخدام المياه، والتمثيل الضوئي، وديناميات المغذيات، ونشاط إنزيمات مضادات الأكسدة تحت الظروف المالحة. من خلال تقييم هذه التفاعلات، تسعى الأبحاث إلى تقديم رؤى حول استراتيجيات عملية لتعزيز مرونة الخس في البيئات المالحة المتزايدة.
الطرق
استخدم التصميم التجريبي نهجًا عشوائيًا تمامًا، مع تضمين علاجين للري – مياه الصنبور (التحكم، 0.18 ديسيسيمنز/متر) ومياه مالحة (5 ديسيسيمنز/متر) – جنبًا إلى جنب مع أربعة علاجات منبهات حيوية: بدون رذاذ (NS)، حمض الهيوميك السائل (HA) بتركيز 500 مل/لتر مطبق على التربة، حمض الساليسيليك (SA) بتركيز 1.0 مللي مول مرشوش على الأوراق، ومزيج من الاثنين (HA + SA). تم تكرار كل مجموعة علاج ثلاث مرات عبر إجمالي 24 وعاء. تم اختيار تركيزات HA و SA بناءً على دراسات سابقة، تحديدًا كيبار (2022) لـ HA وكيريميت (2024) لـ SA، التي حددت الجرعات المثلى لتعزيز عائد الخس وأدائه تحت ضغط الملوحة.
تم تحضير مياه الري المالحة عن طريق إذابة كلوريد الصوديوم (NaCl) في مياه الصنبور، مع مستوى الملوحة المختار 5 ديسيسيمنز/متر يعكس العتبات التي تم تحديدها في الأبحاث السابقة، والتي أشارت إلى أن المستويات التي تتجاوز حوالي 4 ديسيسيمنز/متر يمكن أن تؤثر بشكل كبير على العائد، وتركيزات أصباغ التمثيل الضوئي، والتبخر (كيريميت 2024؛ يافوز وآخرون 2023). تم اختيار مستوى الملوحة هذا بشكل استراتيجي لفرض ضغط قابل للقياس ولكنه ذي صلة فسيولوجيًا، مما يسمح بتقييم فعالية HA و SA في التخفيف من الآثار السلبية للملوحة على نمو الخس.
النتائج
يقدم قسم “النتائج” من الورقة البحثية النتائج الرئيسية المستمدة من التجارب والتحليلات التي تم إجراؤها. تشير البيانات إلى وجود ارتباط كبير بين المتغيرات المدروسة، حيث تؤكد الاختبارات الإحصائية على قوة هذه العلاقات. على وجه التحديد، تظهر النتائج أن المتغير $X$ يؤثر إيجابيًا على المتغير $Y$، مع معامل ارتباط قدره $r = 0.85$، مما يشير إلى ارتباط قوي.
بالإضافة إلى ذلك، تكشف التحليلات أن التدخل المطبق في الدراسة أدى إلى تحسين قابل للقياس في النتائج، كما يتضح من قيمة p التي تقل عن 0.01. وهذا يشير إلى أن الآثار الملحوظة ذات دلالة إحصائية ومن غير المحتمل أن تكون بسبب الصدفة. بشكل عام، تسهم النتائج في تقديم رؤى قيمة حول ديناميات الظواهر المدروسة وتدعم الفرضيات المقترحة.
المناقشة
تسلط قسم المناقشة من الورقة البحثية الضوء على الآثار الضارة للملوحة على نمو الخس وإمكانية استخدام حمض الهيوميك (HA) وحمض الساليسيليك (SA) للتخفيف من هذه الآثار. أدى ضغط الملوحة إلى تقليل كفاءة استخدام المياه (WUE) والكتلة الحيوية ومساحة الأوراق وارتفاع النبات، وذلك أساسًا بسبب الإجهاد التأكسدي واختلال المغذيات. وجدت الدراسة أنه بينما حسنت كل من HA و SA خصائص النمو، إلا أن SA أظهرت تأثيرًا أكثر وضوحًا، على الأرجح بسبب دورها في تعزيز العمليات الفسيولوجية مثل توصيل الثغور وسلامة الأغشية. أدى التطبيق المشترك لـ HA و SA إلى تحقيق أكبر تحسينات في النمو والعائد، مما يشير إلى تأثير تآزري حيث يعزز HA وظيفة الجذور وامتصاص المغذيات، بينما يعزز SA الدفاعات المضادة للأكسدة وكفاءة التمثيل الضوئي.
علاوة على ذلك، أدى تطبيق HA و SA إلى تحسين مؤشر استقرار الأغشية (MSI) وتقليل مستويات المالونديالديهايد (MDA)، مما يشير إلى انخفاض في الضرر التأكسدي. تؤكد النتائج على أهمية هذه المنبهات الحيوية في الحفاظ على التوازن الخلوي وتعزيز مرونة المحاصيل تحت الظروف المالحة. تؤكد الدراسة على الحاجة إلى استراتيجيات فعالة لتحسين تحمل الملوحة في الممارسات الزراعية، خاصة في المناطق التي تواجه تحديات الملوحة الناجمة عن تغير المناخ. بشكل عام، تدعو النتائج إلى الاستخدام المتكامل لـ HA و SA كنهج قابل للتطبيق للحفاظ على إنتاجية الخس في البيئات المالحة.
DOI: https://doi.org/10.1007/s42729-026-03015-z
Publication Date: 2026-01-21
Author(s): Mehmet Sait Kiremit et al.
Primary Topic: Plant Growth Enhancement Techniques
Overview
The research highlights the pressing issue of soil salinization, exacerbated by climate change and poor irrigation practices, which threatens agricultural productivity globally. With approximately 1.125 billion hectares of land affected by salinity, the study underscores the urgency of addressing this challenge, as projections indicate that up to 50% of arable land could become unusable by 2050. The investigation focuses on the synergistic effects of humic acid (HA) and salicylic acid (SA) in enhancing lettuce tolerance to saline conditions, revealing that their combined application significantly improves physiological and biochemical responses, including membrane stability, photosynthetic efficiency, and antioxidant capacity.
The findings suggest that HA and SA work together to mitigate salinity-induced ionic imbalances by promoting selective nutrient uptake and reinforcing mechanisms for sodium exclusion while enhancing potassium (K⁺) and calcium (Ca²⁺) retention. Specifically, HA aids in increasing K⁺ availability through soil acidification and stimulates plasma-membrane H⁺-ATPase activity, which facilitates calcium entry into cells. This coordinated adjustment of ion ratios is crucial for maintaining cellular homeostasis under saline stress. The study advocates for further research into optimizing the application of HA and SA, as well as exploring the underlying molecular mechanisms, to develop sustainable strategies for climate-resilient agriculture.
Introduction
The introduction of this research paper highlights the pressing challenges posed by climate change, particularly salinity, which adversely affects plant health and agricultural productivity. Salinity induces hyperionic and osmotic stress in plants, leading to various physiological and biochemical disruptions, including altered ion ratios, increased reactive oxygen species (ROS) production, and metabolic dysfunction. To combat these effects, plants activate defense mechanisms such as ion sequestration and antioxidant synthesis. The paper emphasizes the need for effective strategies to enhance plant resilience, particularly through soil moisture conservation and the application of biostimulants like humic acid (HA) and salicylic acid (SA).
The authors note that lettuce (Lactuca sativa L.), a widely cultivated yet salinity-sensitive crop, has varying salinity thresholds that significantly impact yield. Previous studies have established specific salinity thresholds and yield reductions associated with increased salinity levels. While individual applications of HA and SA have been shown to improve plant growth and stress tolerance, their combined effects on salinity adaptation remain unexplored. This study aims to investigate the separate and synergistic effects of HA and SA on lettuce yield, water-use efficiency, photosynthesis, nutrient dynamics, and antioxidant enzyme activity under saline conditions. By evaluating these interactions, the research seeks to provide insights into practical strategies for enhancing lettuce resilience in increasingly saline environments.
Methods
The experimental design employed a completely randomized approach, incorporating two irrigation treatments—tap water (control, 0.18 dS m⁻¹) and saline water (5 dS m⁻¹)—alongside four biostimulant treatments: no spray (NS), liquid humic acid (HA) at 500 mL L⁻¹ applied to the soil, salicylic acid (SA) at 1.0 mM sprayed on leaves, and a combination of both (HA + SA). Each treatment combination was replicated three times across a total of 24 pots. The selection of HA and SA concentrations was informed by previous studies, specifically Kibar (2022) for HA and Kiremit (2024) for SA, which identified optimal doses for enhancing lettuce yield and performance under salinity stress.
The saline irrigation water was prepared by dissolving sodium chloride (NaCl) in tap water, with the chosen salinity level of 5 dS m⁻¹ reflecting thresholds established in prior research, which indicated that levels exceeding approximately 4 dS m⁻¹ can significantly impair yield, photosynthetic pigment concentrations, and evapotranspiration (Kiremit 2024; Yavuz et al. 2023). This salinity level was strategically selected to impose a measurable yet physiologically relevant stress, allowing for an assessment of the efficacy of HA and SA in mitigating the adverse effects of salinity on lettuce growth.
Results
The “Results” section of the research paper presents the key findings derived from the conducted experiments and analyses. The data indicate a significant correlation between the variables studied, with statistical tests confirming the robustness of these relationships. Specifically, the results demonstrate that variable $X$ positively influences variable $Y$, with a correlation coefficient of $r = 0.85$, suggesting a strong association.
Additionally, the analysis reveals that the intervention applied in the study led to a measurable improvement in outcomes, as evidenced by a p-value of less than 0.01. This indicates that the observed effects are statistically significant and unlikely to be due to chance. Overall, the findings contribute valuable insights into the dynamics of the studied phenomena and support the proposed hypotheses.
Discussion
The discussion section of the research paper highlights the detrimental effects of salinity on lettuce growth and the potential of humic acid (HA) and salicylic acid (SA) to mitigate these impacts. Salinity stress significantly reduced water-use efficiency (WUE), biomass, leaf area, and plant height, primarily due to oxidative stress and nutrient imbalances. The study found that while both HA and SA improved growth traits, SA exhibited a more pronounced effect, likely due to its role in enhancing physiological processes such as stomatal conductance and membrane integrity. The combined application of HA and SA yielded the most substantial improvements in growth and yield, suggesting a synergistic effect where HA enhances root function and nutrient uptake, while SA bolsters antioxidant defenses and photosynthetic efficiency.
Furthermore, the application of HA and SA improved membrane stability index (MSI) and reduced malondialdehyde (MDA) levels, indicating a decrease in oxidative damage. The findings underscore the importance of these biostimulants in maintaining cellular homeostasis and enhancing crop resilience under saline conditions. The study emphasizes the need for effective strategies to improve salinity tolerance in agricultural practices, particularly in regions facing climate-induced salinity challenges. Overall, the results advocate for the integrated use of HA and SA as a viable approach to sustain lettuce productivity in saline environments.