Estimular el crecimiento, la calidad de las raíces y el rendimiento de zanahorias cultivadas con niveles de riego completos y limitados mediante aplicaciones de húmicos y potasio.

Scientific Reports volumen 13, número de artículo: 14260 (2023) Citar este artículo

Detalles de métricas

El estrés hídrico plantea un desafío importante para el cultivo de zanahorias, lo que conduce a una disminución del rendimiento y un uso ineficiente del agua. Por tanto, es fundamental proporcionar a las plantas suplementos adecuados que mejoren su resistencia al estrés. En este estudio, investigamos la efectividad de las aplicaciones de húmicos y potasio sobre el crecimiento de la zanahoria, las características de rendimiento, la calidad de las raíces y la eficiencia del uso del agua bajo diferentes niveles de riego. Se realizó un experimento de parcelas divididas, con dos niveles de requerimientos brutos de agua (GWR) (100% y 80%) asignados a las parcelas principales. Las subparcelas fueron tratadas con ácido húmico mediante aplicación foliar (Hsp) o empapado del suelo (Hgd). Las sub-subparcelas se dividieron aún más para evaluar el impacto de las fuentes foliares de potasio (humato de potasio, Kh) y las aplicaciones minerales (sulfato de potasio, K2SO4). Los resultados revelaron una reducción sustancial en el rendimiento de la zanahoria con riego limitado, alcanzando aproximadamente un 32,2% menos que con GWR100%. Por lo tanto, bajo condiciones de riego limitadas, la aplicación combinada de Hgd y K2SO4 resultó en un aumento significativo del rendimiento del 78,9% en comparación con el control bajo GWR80%. Por el contrario, bajo GWR100%, el rendimiento promedio más alto se logró aplicando Hsp y Kh o Hsp y K2SO4, lo que resultó en rendimientos de 35,833 kg ha-1 y 40,183 kg ha-1, respectivamente. Sin embargo, la combinación de Hgd y Kh afectó negativamente al rendimiento tanto en GWR100% como en GWR80%. No obstante, la aplicación de Kh en combinación con Hgd bajo GWR 80% mejoró las concentraciones de nitrógeno, fósforo, potasio, relación potasio/sodio y azúcar total, al tiempo que redujo el contenido de sodio en las raíces de zanahoria. Según este estudio, se recomienda adoptar GWR80% y tratar las plantas con una combinación de Hgd y K2SO4 foliar. Este enfoque puede ayudar a las plantas a superar los efectos negativos del estrés hídrico, mejorar el rendimiento y la calidad de las raíces y lograr una eficiencia óptima en el uso del agua.

El cambio climático, el rápido crecimiento demográfico y la degradación del suelo plantean desafíos importantes para el sector agrícola1. Abordar estos desafíos requiere el desarrollo de prácticas agrícolas que ahorren agua y mejoras en la eficiencia del uso del agua para garantizar la seguridad alimentaria global2. El estrés hídrico afecta negativamente al equilibrio de nutrientes, al metabolismo primario y secundario y a la regulación de la turgencia en las plantas3,4, lo que resulta en una reducción del rendimiento y la calidad de los cultivos5. Para mitigar los impactos negativos del estrés hídrico, se ha considerado el uso de materiales orgánicos como una solución agronómica6.

El ácido húmico, un componente clave de la nutrición vegetal, se utiliza ampliamente para complementar los fertilizantes sintéticos y orgánicos. Es un compuesto orgánico heterocíclico polimérico de origen natural que contiene fracciones carboxílicas (COOH-), fenólicas (OH-), alcohólicas y carbonilo7,8. Las sustancias húmicas generalmente se clasifican en ácidos húmicos, ácidos fúlvicos y huminas9. Si bien los huminos tienen una fracción no degradante y han recibido menos atención, los investigadores se han centrado en los ácidos húmicos y fúlvicos debido a su capacidad para mejorar rápidamente la fertilidad y la salud del suelo10. Numerosos estudios han informado que las aplicaciones de ácidos húmicos ofrecen varios beneficios, incluido un mayor crecimiento de las plantas, permeabilidad celular, tasa fotosintética, elongación celular, estructura del suelo, eficiencia en el uso del agua y transporte y disponibilidad de nutrientes11,12,13,14,15. Además, se ha descubierto que el ácido húmico promueve el crecimiento de las raíces y la absorción de nutrientes, lo que lo convierte en un excelente fertilizante foliar que influye positivamente en el desarrollo de las hojas, las raíces y los frutos16,17,18.

Given these properties, the adoption of humic acid in carrot plants is expected to increase productivity and improve crop quality. Carrot roots (Daucus carota L.) are an important vegetable known for their high content of carbohydrates, carotene, minerals, fiber, and vitamin C19,20. However, conflicting results have been reported in the literature regarding the effects of humic acid application on plant growth and yieldTriticum durum) grown under newly reclaimed sandy soil. Agric. Sci. 05(08), 687–700. https://doi.org/10.4236/as.2014.58072 (2014)." href="/articles/s41598-023-41488-5#ref-CR21" id="ref-link-section-d5726082e462"> 21,22, Algunos estudios no encontraron efectos significativos, mientras que otros observaron efectos negativos sobre las características de rendimiento y la calidad23,24. En este sentido, Ampong et10 demostraron que es esencial probar los efectos del ácido húmico en condiciones específicas antes de poder hacer recomendaciones confiables. Por lo tanto, planteamos la hipótesis de que la adopción de aplicaciones de potasio podría conducir a una especie de equilibrio nutricional con los húmicos, mejorando la calidad del rendimiento, en particular en condiciones de estrés hídrico.

En este sentido, las aplicaciones de potasio juegan un papel crucial en las relaciones planta-agua, ya que catalizan funciones metabólicas, promueven la transformación del almidón en azúcares solubles, mejoran la actividad enzimática y mejoran la síntesis de proteínas, carbohidratos y grasas. Las aplicaciones de potasio también contribuyen a la translocación de productos fotosintéticos y mejoran la capacidad de las plantas para resistir plagas, enfermedades y estrés ambiental25,26. Además, tienen un impacto positivo en la prevención y mitigación de los efectos adversos de la toxicidad del sodio al modular el sistema antioxidante27. La aplicación combinada de ácidos húmicos y fertilizantes minerales forma complejos que liberan nutrientes lentamente, facilitando la absorción de nutrientes. Los efectos de interacción entre las aplicaciones de ácido húmico y potasio dependen de la fuente de ácido húmico, la tasa de aplicación y el tipo de cultivo28.

Si bien estudios anteriores han examinado los efectos positivos de las aplicaciones combinadas de potasio y ácido húmico sobre el crecimiento y el rendimiento de las plantas en cultivos como patatas, remolacha azucarera, trigo, maní y guisantes16,29,30,31,32, pocos estudios han investigado sus influencias combinadas. sobre el crecimiento y rendimiento de las plantas de zanahoria.

Por lo tanto, se investigó la aplicación de húmicos en plantas de zanahoria. Considerando que dicho uso húmico no genera impacto publicitario ambiental. Además, también puede desempeñar un papel vital en la mejora del rendimiento y puede utilizarse como sustancia de origen natural para disminuir el uso de fertilizantes químicos. Por otro lado, existe poca información sobre sus efectos como aplicación única y combinada con fuentes de potasio sobre el rendimiento de zanahoria y la eficiencia en el uso del agua bajo dos niveles de riego. Por lo tanto, sus aplicaciones en diferentes métodos y el enriquecimiento con diferentes sustancias de potasio pueden tener diferentes impactos que no se han investigado previamente con este enfoque y, por lo tanto, contribuyen a la novedad de este estudio.

Se llevó a cabo un experimento de campo abierto en la granja experimental de la estación compleja de investigación y estudios del agua del Centro Nacional de Investigación del Agua, Egipto, Asuán, ciudad de Toshka, que se encuentra en el sur de Egipto en la latitud de 22°, 24`0.11` N longitud de 31°,35`0.43` E y de altitud 188 m. El experimento se implementó durante dos temporadas invernales sucesivas de 2019/2020 y 2020/2021, para estudiar el efecto de las aplicaciones de húmicos y potasio bajo riego total y limitado sobre el nitrógeno (N), el fósforo (P), el potasio (K), el rendimiento y Eficiencia en el uso del agua (Iwue) de plantas de zanahoria. El área estudiada se encuentra en una provincia de clima árido. La Tabla 1 presenta los promedios de los datos meteorológicos que se han recopilado de la estación meteorológica de Toshka durante las temporadas de crecimiento. La principal fuente de agua de riego es el agua subterránea a través de un pozo que fue excavado en la zona de estudio. Se recolectaron muestras de agua de riego durante el cultivo tres veces (antes, a mitad de la temporada de crecimiento y en la cosecha) para el análisis. El promedio de las propiedades químicas de estas muestras durante las dos temporadas de 2019/2020 y 2020/2021 se dan en la Tabla 2. En cuanto a la calidad del agua mencionada por Zaman et al.33, se clasificó como C2S1. Según el personal de estudio de suelos del USDA34, el suelo seleccionado tiene una textura franco-arenosa. Mientras que el resto de las propiedades físicas y químicas del suelo experimental se dan en la Tabla 3. Todas las propiedades físicas y químicas del suelo y del agua de riego se determinan siguiendo los métodos estandarizados de Zaman et al.33, Estefan et al.35 y Vaz et al.36. .

Para lograr el objetivo del presente estudio, se utilizó un diseño de parcelas divididas con tres repeticiones. En las parcelas principales se asignaron dos niveles de agua de riego, es decir, 100 y 80 % de GWR para zanahorias. En este sentido, antes de que comenzara el experimento, se midieron los parámetros del agua del suelo y permitieron una reducción de la humedad del suelo al 60% del agua disponible, que era el límite crítico para el desarrollo de la zanahoria según estudios previos. Por tanto, en base a este conocimiento, el riego se realiza cada dos días. Además, las cantidades de riego aplicadas a las plantas de zanahoria por debajo del 80 % del nivel de GWR se obtuvieron proporcionalmente a partir del 100 % de GWR, como se tratará más adelante. Se utilizó un sistema de riego por aspersión para regar las zanahorias y cada parcela de riego estaba equipada con una válvula manómetro para mantener la presión de funcionamiento a 2,5 bar y un emisor de flujo que se utilizó para controlar la cantidad de agua de riego objetivo en cada nivel de riego. La distancia entre los aspersores fue de 10 m y la distancia entre las líneas fue de 9 m. Además, hubo zonas de amortiguamiento entre las unidades experimentales para evitar interacciones (9 m de ancho). Mientras que en las subparcelas (control, Hgd y Hsp) se asignaron métodos de aplicación de húmicos (H). En el tratamiento Hgd, se aplicó H a razón de 30 L ha-1 como aplicaciones al suelo en tres porciones iguales iniciadas después de 30 días de cultivo, 60 y 90 días. Por otro lado, Hsp tomó las mismas fechas anteriores para aplicar H en forma foliar a razón de 3 g L-1. Mientras tanto, las sub-subparcelas se dividieron en tres partes para aplicar aplicaciones de K, a saber (control, Kh y K2SO4). En los tratamientos de control, las plantas de zanahoria se rociaron con agua destilada. Mientras que en los tratamientos Kh y K2SO4 se aplicaron 2 g L-1 de K en forma foliar en forma de Kh y K2SO4, iniciado después de 30 días desde el cultivo y luego cuatro veces cada intervalo de 15 días. El espacio neto (10.0 m largo × 4.5 m ancho) de cada unidad experimental, por lo tanto, el trabajo experimental involucró 54 parcelas {2 niveles de riego × 3 tratamientos H × 3 tratamientos K × 3 repeticiones}.

Semillas de zanahoria (Daucus carota L., cv. Kuroda Max), fueron sembradas el 2 de noviembre de 2019 y el 4 de noviembre de 2020 en la primera y segunda temporada, respectivamente. El sitio experimental estuvo bien preparado y labrado el suelo. Se siguieron todas las prácticas agrícolas necesarias para la producción de zanahorias tal como se utilizan comúnmente en la región y las recomendaciones del Ministerio de Agricultura egipcio para suelos recién recuperados. Las semillas de zanahoria se sembraron en camellones, con un espaciamiento de 75 cm entre hileras y 8 cm entre plantas. Las semillas de zanahoria se compraron en Takii Seed Co. Este cultivar se recomienda como cultivar comercial de alto rendimiento. Además, este cultivar y los métodos implementados en el estudio actual cumplieron con las directrices y la legislación internacionales, nacionales e institucionales. La cosecha fue el 29 de febrero de 2020 y 5 de marzo de 2021, con una temporada de crecimiento total de 120 y 122 días durante la primera y segunda temporada, respectivamente.

Propiedades de H y Kh: El H se compró de un canadiense egipcio para humato Co, los productos H tenían un 65,0 % de sustancias húmicas (que incluyen un 13,0 % de H activo y un 3 % de ácido fúlvico) y un 5,0 % de potasio. Mientras que KH se compró de Zain Fert Co. (contiene 75% H + 4% ácido fúlvico + 2% hierro (Fe) + 10% K2O).

La evapotranspiración de referencia (ETo) se determinó ingresando directamente datos específicos que se obtuvieron de la estación agrometeorológica Toshka, en el paquete CROPWAT, versión 8.0, y la ETo se calculó mediante la ecuación de Penman-Monteith como lo indica37, la cual se puede calcular como:

dónde:

ETo = Evapotranspiración de referencia (mm día-1).

Rn = Radiación neta (MJm−2d−1).

G = Flujo de calor del suelo (MJm−2d−1).

Δ = Pendiente de la curva de presión de vapor y temperatura (kPa oC−1).

γ = Constante psicrométrica (kPa °C−1).

U2 = Velocidad del viento a 2 m de altura (ms−1).

es-ea = Déficit de presión de vapor (kPa).

T = Temperatura media diaria del aire a 2 m de altura (°C).

La evapotranspiración del cultivo de zanahoria (ETc) se calculó según38 como la siguiente ecuación:

dónde.

ETc = Evapotranspiración del cultivo (mm día−1).

ETo = Evapotranspiración de referencia (mm día-1).

Kc = Coeficiente de cosecha (que fue igualado a 0,7, 1,05 y 0,95 para Kc mid, Kc mid y Kc end según39.

Luego se calculó el GWR100 según40,41

dónde.

GWR = Requerimiento bruto de agua (m3 ha-1).

Se = El porcentaje del área de evapotranspiración.

LR = Requerimiento de agua de lixiviación 10 %.

Ea = Eficiencia del sistema de riego, 0,78.

Etc = Evapotranspiración del cultivo (m3).

En consecuencia, durante las dos temporadas de crecimiento de 2019/2020 y 2020/2021, las cantidades estacionales totales promedio de GWR fueron 9660 y 5785 m3 ha-1 para GWR100 y GWR80, respectivamente.

Después de la cosecha (con un promedio de 121 días), las raíces de zanahoria se cortaron en trozos pequeños, se secaron al aire y se secaron en un horno a 70°C durante cinco días y luego se molieron usando equipos de acero inoxidable. Además, se tomaron muestras de suelo de los surcos radiculares en cada tratamiento para medir (sólidos disueltos totales, K disponible y materia orgánica) según Estefan et al.35, mientras que los macronutrientes {N, P, K, calcio (Ca)} , y el sodio (Na) en las raíces de zanahoria se estimó según42,43. Los carotenoides y carbohidratos totales (%) en las raíces se determinaron según el método descrito por Boadi et al.44, el azúcar total (%) se determinó según el método descrito por Yusuf et al.45. Mientras que la clorofila total en hojas al momento de la cosecha se determinó según Molina et al.46.

En la cosecha se tomaron diez plantas al azar de cada parcela para registrar el promedio de las siguientes mediciones: altura de la planta (cm), número de hojas, longitud y diámetro de la raíz (cm), peso fresco de la planta (g), hojas. Se registraron el peso de la raíz (g) y el rendimiento de la raíz (kg m-2) para cada parcela y luego se convirtieron a kg ha-1.

El Iwue se calculó como la siguiente ecuación de47

dónde.

Iwue = eficiencia en el uso del agua de riego (kg m−3).

Y = Rendimiento (kg ha−1) y.

GWR = Requerimiento bruto de agua (m3 ha-1).

Se analizaron las medias de varianza (ANOVA) en todos los datos para determinar cualquier diferencia estadísticamente significativa. El análisis estadístico se realizó mediante el uso del paquete estadístico Costat versión 6.303. La diferencia menos significativa (LSD) para los datos promedio de las dos temporadas de crecimiento se utilizó para probar las diferencias entre los tratamientos (en el nivel de p ≤ 0,05) según 48.

Este manuscrito es un artículo original y no ha sido publicado en otras revistas. Los autores acordaron mantener la regla de derechos de autor.

Los datos de los valores promedio (TDS, K disponible y materia orgánica) en el suelo bajo dos niveles de requerimientos brutos de agua (100 y 80%) al final del experimento se tabulan en la Tabla 4. Mientras que la Tabla 5 mostró el análisis de resultados de varianza para los impactos individuales y de interacción en los parámetros investigados. En general, al comparar los impactos de los tratamientos examinados sobre el TDS, al adoptar los tratamientos examinados, hubo diferencias significativas en los valores de TDS. Lo mismo ocurrió con el K disponible, donde los resultados mostraron que no hubo diferencias significativas en el K disponible debido a los niveles de riego, mientras que sí hubo diferencias significativas como consecuencia de las otras interacciones individuales y combinadas. Además, el análisis estático demostró que no hubo diferencias significativas en el K disponible debido a los niveles de riego, la interacción combinada de riego × fuentes de K, o debido a la interacción combinada de riego × aplicaciones de H sobre la materia orgánica; al contrario del resto de interacciones.

En relación con el riego completo (GWR100%), el TDS del tratamiento de control disminuyó en 2,2, 1,1, 3,2, 4,9, 2,7, 5,3 y 6,7% para Kh, K2SO4, Hgd, Hgd + Kh, Hgd + K2SO4, Hsp, Hsp + Kh, Hsp + K2SO4, respectivamente. Asimismo, el K disponible en las muestras de suelo disminuyó 21.4% (Kh), 13.1% (K2SO4), 32.2% (Hgd), 42.5% (Hgd + Kh), 26.1% (Hgd + K2SO4), 42.5% (Hsp), 52,8 (Hsp + Kh), y 43,9 % (Hsp + K2SO4). Finalmente, en relación con el riego completo (GWR100%), la materia orgánica del suelo en el tratamiento de control alcanzó un mayor aumento de 266,7, 233,3 y 200% para Hgd + Kh, Hgd y Hgd + K2SO4, respectivamente.

Por otro lado, en relación con el riego limitado (GWR80%), el TDS del tratamiento de control disminuyó en 0,8, 0,3, 4,8, 11,0, 8,7, 2,0 y 4,3% para Kh, K2SO4, Hgd, Hgd + Kh, Hgd + K2SO4. , Hsp, Hsp + Kh, Hsp + K2SO4, respectivamente. Asimismo, el K disponible en las muestras de suelo disminuyó 8.3% (Kh), 3.3% (K2SO4), 18.1% (Hgd), 30.0% (Hgd + Kh), 25.7% (Hgd + K2SO4), 6.6% (Hsp), 14,0 (Hsp + Kh), y 10,9 % (Hsp + K2SO4). Finalmente, en relación con el riego completo (GWR100%), la materia orgánica del suelo en el tratamiento de control logró un mayor aumento de 600 y 500% para Hgd + Kh y Hgd + K2SO4, respectivamente.

Los niveles de TDS alcanzaron mayores aumentos de 18,8% (Hsp), 17,6% (Hsp + Kh) y 16,4% (Kh) en condiciones de riego limitado (GWR80%), respectivamente, en comparación con aquellos en condiciones de buen riego. Por otro lado, el K disponible en las muestras de suelo logró resultados fluctuantes, donde alcanzó mayores incrementos en (Hsp + Kh) y (Hsp) bajo condiciones de riego limitado de 47.0% y 31.1%, respectivamente, en comparación con aquellos bajo condiciones de riego bien controlado. condiciones regadas. De manera similar, la materia orgánica del suelo logró resultados fluctuantes, donde alcanzó mayores disminuciones en (Hsp) y (Hsp + Kh) bajo condiciones de riego limitado de 50,2% y 50,0%, respectivamente, en comparación con aquellos bajo riego completo (GWR100%).

La Tabla 5 mostró los impactos individuales y de interacción de los niveles de riego examinados, K y H sobre los parámetros investigados. Los impactos de los niveles de riego (100 y 80% GWR), las aplicaciones de H como (Hgd y Hsp) y K como (Kh y K2SO4) en el N de las zanahorias se presentan en la (Fig. 1A). Según los resultados obtenidos del análisis de varianza, los efectos de varios tratamientos individuales y combinados sobre los contenidos de N fueron obvios. En general, los resultados obtenidos mostraron que al comparar las aplicaciones únicas de K2SO4 y el control (Hsp), la adopción de GWR80% condujo a una disminución en los contenidos de N de 31,9 y 22,9%, respectivamente, en comparación con GWR100%. Sin embargo, al adoptar GWR80%, el contenido de N mejoró que GWR100% aplicando aplicaciones únicas de Hgd al suelo o una aplicación combinada de Hgd + Kh en un 17,5 y 11,0%, respectivamente. Si bien hubo un efecto no significativo al aplicar las aplicaciones combinadas de Hgd + K2SO4 y adoptar GWR80% en lugar de GWR100%. Por otro lado, adoptando GWR100% y aplicando las aplicaciones foliares combinadas de Hsp + Kh se logró el máximo incremento del contenido de N (668 mg kg-1), aunque eso igualó significativamente la adopción de GWR100% x aplicación combinada de Hsp + K2SO4 ( 645 mg kg-1).

Influencia de la aplicación única o combinada de fuentes de ácido húmico y potasio en plantas de zanahoria bajo niveles de riego completos y limitados sobre N- Nitrógeno (A), P- Fósforo (B) y K- Potasio (C). Los valores ilustrados en las figuras son el promedio de las dos temporadas de cultivo de 2019/2020 y 2020/2021. Las barras verticales representan ± error estándar (SE) de las medias. Las barras con letras diferentes son estadísticamente significativas en p ≤ 0,05. Abreviaturas: Control (rociar con agua pura); Hgd (aplicando ácido húmico como aplicación al suelo); Hsp (aplicando ácido húmico como aplicaciones foliares); Kh (aplicando humato de potasio como aplicaciones foliares); K2SO4 (aplicando sulfato de potasio en forma de pulverización foliar); 100 (aplicando el 100% de las necesidades brutas de agua de riego); 80 (aplicando el 80% de las necesidades brutas de agua de riego).

Al comparar las aplicaciones examinadas bajo GWR100%, el contenido de P aumentó al aplicar aplicaciones combinadas de Hgd x aplicaciones foliares de K as (Kh o K2SO4), como se puede ver en (Fig. 1B). En relación con el tratamiento de riego completo de control (GWR100%), el contenido de P aumentó en 23,0, 28,2, 15,4, 63,6, 70,2, 28,5 y 45,4% para Kh, K2SO4, Hgd, Hgd + Kh, Hgd + K2SO4, Hsp + Kh, Hsp. + K2SO4, respectivamente, mientras que disminuyó un 4,5% con Hsp. Asimismo, en relación con el tratamiento de riego limitado de control (GWR80%), los contenidos de P aumentaron en 48,9, 29,8, 36,2, 85,9, 93,5, 14,8, 57,9 y 80,2% para Kh, K2SO4, Hgd, Hgd + Kh, Hgd + K2SO4, Hsp. , Hsp + Kh, Hsp + K2SO4, respectivamente. Los resultados demostraron que los mayores contenidos de P (53.4 mg kg−1), se obtuvieron con GWR100% y aplicando aplicaciones foliares combinadas de Hgd + Kh, sin embargo, eso igualó significativamente la adopción de la aplicación combinada de Hgd + K2SO4 bajo el mismo riego. nivel.

Los resultados demostraron que el K tiene un papel único que puede prevenir daños graves a las plantas de zanahoria en condiciones estresantes al aumentar la tolerancia de las plantas. Donde, al comparar el control en (Fig. 1C), se encontró que la adopción de GWR 80% tuvo una diferencia significativa en los contenidos de K en comparación con GWR 100%. Por lo tanto, cuando se adoptó el riego limitado, los contenidos de K aumentaron en 27,7, 25,0, 18,2, 47,7, 37,5, 27,1, 43,0 y 45,0% para Kh, K2SO4, Hgd, Hgd + Kh, Hgd + K2SO4, Hsp, Hsp + Kh. , Hsp + K2SO4, respectivamente, lo que indica que un agua de riego limitada en estas condiciones aumentó la absorción de K. Además, se encontró que las aplicaciones foliares combinadas de Hsp x aplicaciones foliares de K as (Kh o K2SO4) aumentaron significativamente los contenidos de K al adoptar GWR100. Además, GWR100% fue pronunciado con aplicaciones combinadas de Hsp + K2SO4 o GWR80% con aplicaciones combinadas de Hgd + Kh, para lograr el mayor contenido de K en la raíz de zanahoria. Sin embargo, las aplicaciones combinadas de Hgd + Kh bajo tratamiento limitado en agua causaron el mayor aumento en el contenido de K a 735,4 (mg kg-1), un aumento del 10,70% en comparación con el de Hgd + Kh bajo GWR100%.

El contenido de Ca en la raíz de zanahoria aumentó de 281 (mg kg-1) para el control a 385 (mg kg-1) en el tratamiento GWR100% y aplicando Hsp + Kh (Fig. 2A). Asimismo, adoptar una GWR del 80% del nivel de riego y aplicar aplicaciones combinadas de Hsp + Kh o Hsp + K2SO4 fueron significativamente igualados en lograr el mayor aumento en el contenido de Ca bajo estas condiciones estresantes, alcanzando alrededor de 399 y 385 (mg kg-1), respectivamente.

Influencia de la aplicación única o combinada de fuentes de ácido húmico y potasio en plantas de zanahoria bajo niveles de riego completo y limitado sobre Ca-calcio (A), Na-sodio (B), relación Ca/Na (C) y K/Na relación (D). Los valores ilustrados en las figuras son el promedio de las dos temporadas de cultivo de 2019/2020 y 2020/2021. Las barras verticales representan ± error estándar (SE) de las medias. Las barras con letras diferentes son estadísticamente significativas en p ≤ 0,05. Abreviaturas: Control (rociar con agua pura); Hgd (aplicando ácido húmico como aplicación al suelo); Hsp (aplicando ácido húmico como aplicaciones foliares); Kh (aplicando humato de potasio como aplicaciones foliares); K2SO4 (aplicando sulfato de potasio en forma de pulverización foliar); 100 (aplicando el 100% de las necesidades brutas de agua de riego); 80 (aplicando el 80% de las necesidades brutas de agua de riego).

Según los resultados del análisis de varianza, los impactos individuales y de interacción de los niveles de riego examinados, K y H obviamente afectaron el contenido de Na principalmente al regular el estado del agua. Sin embargo, los efectos de interacción dual de las aplicaciones de K y el riego fueron insignificantes. El contenido de Na en la raíz de zanahoria aumentó al adoptar GWR 80% en comparación con GWR 100% (Fig. 2B). Aunque las aplicaciones foliares de K2SO4 en combinación con Hgd aumentaron el contenido de Na al adoptar GWR100%. Sin embargo, al adoptar GWR80%, el contenido de Na alcanzó el mayor aumento al aplicar aplicaciones foliares únicas de K2SO4 (175 mg kg-1), lo que igualó significativamente la aplicación de agua del grifo (control). Comparados los niveles de riego en diferentes aplicaciones examinadas, el contenido de Na aumentó con GWR80% en 4,0, 8,4, 6,1, 6,1, 3,6, 11,1, 13,3 y 18,7% para el control, Kh, K2SO4, Hgd, Hgd + Kh, Hsp, Hsp + Kh, Hsp + K2SO4, respectivamente.

Los impactos de los niveles de riego (100 y 80% GWR), las aplicaciones de H como (Hgd y Hsp) y K como (Kh y K2SO4) en la relación Ca/Na en zanahorias se presentan en (Fig. 2C). Dependiendo de los resultados del análisis de varianza, los impactos individuales y de interacción de los niveles de riego examinados, K y H obviamente afectaron la relación Ca/Na. Sin embargo, el impacto individual del riego o los efectos de interacción dual de las aplicaciones de K y el riego fueron insignificantes. Al comparar los tratamientos examinados, ocurrió que la relación Ca/Na alcanzó el pico al aplicar las aplicaciones foliares combinadas de Hsp + Kh en 2,86 y 2,61 bajo GWR100 y 80%, respectivamente. Mientras que aquellos en el tratamiento Hsp + K2SO4 en su mayoría alcanzaron un pico tampoco (2,66), por debajo de GWR100%.

Para maximizar la relación K/Na en la raíz de zanahoria, se aplicó Hgd combinado con Kh o Hsp + Kh para proporcionar un riego prolongado en ambos niveles de riego (Fig. 2D). Según los resultados del análisis de varianza, los impactos individuales y de interacción de los niveles de riego examinados, K y H obviamente afectaron la relación K/Na. Sin embargo, el impacto individual de los niveles de riego o los efectos de interacción dual de las aplicaciones de K y el riego fueron insignificantes. Los resultados indicaron que el agua del grifo aplicada bajo GWR 100 y 80% condujo a una relación K/Na más baja (2,87 y 2,74, respectivamente). La relación K/Na más alta se obtuvo con niveles de riego GWR100 y 80% y aplicando aplicaciones foliares de Hsp + Kh. La siguiente relación K/Na más alta se observó con el mismo nivel de riego utilizando una aplicación combinada de Hgd + Kh.

Para aumentar el contenido de clorofila durante todo el período de crecimiento, la planta de zanahoria influyó significativamente en su formación de clorofila y sus funciones metabólicas dependiendo de las cantidades de riego y la fuente de nutrición de K. Por lo tanto, el contenido de clorofila en las hojas de zanahoria mejoró al adoptar GWR 100% en comparación con GWR 80% (Fig. 3A). Aunque las aplicaciones exclusivas de Hgd + Kh mejoraron significativamente el contenido de clorofila al adoptar GWR80%, lo que indica el papel crucial que el K combinado con el juego húmico en las relaciones planta-agua bajo condiciones de riego limitadas. En el riego completo (GWR100%) bajo diferentes tratamientos de aplicaciones examinadas, el contenido de clorofila aumentó en comparación con GWR 80% en 8,8, 3,5, 13,1, 9,7, 11,8, 5,5, 2,8 y 18,1% para el control, Kh, K2SO4, Hgd, Hgd. + Kh, Hsp, Hsp + Kh, Hsp + K2SO4, respectivamente. Mientras que se incrementó con GWR80% en comparación con GWR100% en un 10,3% para el tratamiento con Hgd + Kh. En general, el nivel de riego total (GWR100%) fue pronunciado con las aplicaciones foliares combinadas de Hgd al suelo de Kh para lograr el mayor contenido de clorofila (11,4 mg g-1).

Influencia de la aplicación única o combinada de fuentes de ácido húmico y potasio en plantas de zanahoria bajo niveles de riego completo y limitado sobre la clorofila (A), caroteno (B), carbohidratos (C) y azúcar total (D). Los valores ilustrados en las figuras son el promedio de las dos temporadas de cultivo de 2019/2020 y 2020/2021. Las barras verticales representan ± error estándar (SE) de las medias. Las barras con letras diferentes son estadísticamente significativas en p ≤ 0,05. Abreviaturas: Control (rociar con agua pura); Hgd (aplicando ácido húmico como aplicación al suelo); Hsp (aplicando ácido húmico como aplicaciones foliares); Kh (aplicando humato de potasio como aplicaciones foliares); K2SO4 (aplicando sulfato de potasio en forma de pulverización foliar); 100 (aplicando el 100% de las necesidades brutas de agua de riego); 80 (aplicando el 80% de las necesidades brutas de agua de riego).

Por otro lado, en comparación con los tratamientos de control en (Fig. 3B), los contenidos de caroteno aumentaron significativamente al adoptar GWR100% en comparación con GWR80%, excepto para las aplicaciones de Kh, Hgd + Kh, Hgd + K2SO4, Hsp. + Kh, y Hsp + K2SO4. Los contenidos de caroteno más altos se registraron aplicando aplicaciones foliares combinadas de Hsp + (Kh o K2SO4) y adoptando GWR100&80%, aunque eso igualó significativamente GWR100% x aplicación única de K2SO4. Mientras que el menor contenido de caroteno se obtuvo bajo control GWR80% nivel de riego (1,97 mg 100 g-1).

Según los resultados del análisis de varianza (Tabla 5), ​​los impactos individuales y de interacción de los niveles de riego examinados, K y H obviamente afectaron el contenido de carbohidratos. Sin embargo, los efectos de interacción dual de las aplicaciones de H y el riego fueron insignificantes. Como se puede observar en (Fig. 3C), la adopción de GWR 80% del nivel de riego disminuyó el contenido de carbohidratos en la raíz de zanahoria en comparación con GWR 100%, excepto para las aplicaciones combinadas de Hgd + K2SO4 o Hsp + K2SO4. Además, el máximo aumento de carbohidratos se obtuvo para las aplicaciones foliares únicas de Kh al adoptar GWR100%. Los contenidos de carbohidratos más altos (48,3 mg 100 ml-1) se obtuvieron aplicando aplicaciones foliares únicas de Kh y adoptando GWR100. Asimismo, al adoptar GWR80% sin aplicaciones auxiliares se logra el contenido de carbohidratos más bajo (21,3 mg 100 ml-1).

En relación con el tratamiento de control de riego completo (GWR100%), los azúcares totales en la raíz de zanahoria en (Fig. 3D) aumentaron en 62,5, 25,0, 31,3, 68,8, 56,3, 28,1, 46,9 y 40,6% para Kh, K2SO4, Hgd, Hgd + Kh, Hgd + K2SO4, Hsp, Hsp + Kh, Hsp + K2SO4, respectivamente. Asimismo, en relación con el control GWR80%, los azúcares totales aumentaron en 51,4, 20,0, 25,7, 62,9, 45,7, 20,6, 42,9 y 37,1% para Kh, K2SO4, Hgd, Hgd + Kh, Hgd + K2SO4, Hsp, Hsp + Kh, Hsp + K2SO4, respectivamente. En conjunto, la pulverización de Kh aplicada en combinación con la aplicación al suelo de Hgd con GWR 100 y 80 %, dio como resultado valores significativamente más altos que los otros tratamientos (5,4 y 5,7 %, respectivamente), aunque eso igualó significativamente GWR 80 % x aplicación exclusiva de Kh (5,3 %). .

Con base en los resultados del análisis de varianza, los impactos individuales y de interacción de los niveles de riego examinados, K y H obviamente afectaron la altura de las plantas. Sin embargo, los efectos de interacción dual de las aplicaciones de H y el riego o de las aplicaciones de K y el riego fueron insignificantes. Los resultados en (Fig. 4A) indicaron que la adopción de GWR 80% condujo a una disminución en la altura de la planta de zanahoria. Por lo tanto, cuando se adoptó el riego limitado, los valores de altura de las plantas disminuyeron en 35.3, 18.2, 26.7, 22.2, 15.8, 25.7, 30.4,20.6 y 32.3% para el control, Kh, K2SO4, Hgd, Hgd + Kh, Hgd + K2SO4, Hsp. , Hsp + Kh, Hsp + K2SO4, respectivamente, lo que indica que aplicar agua de riego completa en estas condiciones aumentó la altura de las plantas. La mayor altura de planta se obtuvo con un nivel de riego GWR100% y aplicando las aplicaciones de Hgd o Hsp combinadas con aplicaciones foliares de (Kh o K2SO4). La altura más baja de la planta se observó bajo control con GWR80%.

Influencia de la aplicación única o combinada de fuentes de ácido húmico y potasio en plantas de zanahoria bajo niveles de riego completos y limitados sobre la altura de los pantalones de zanahoria (A), el número de hojas por planta (B), el diámetro de la raíz (C), la longitud de la raíz (D ), peso fresco del brote (E) y peso de la raíz (F). Los valores ilustrados en las figuras son el promedio de las dos temporadas de cultivo de 2019/2020 y 2020/2021. Las barras verticales representan ± error estándar (SE) de las medias. Las barras con letras diferentes son estadísticamente significativas en p ≤ 0,05. Abreviaturas: Control (rociar con agua pura); Hgd (aplicando ácido húmico como aplicación al suelo); Hsp (aplicando ácido húmico como aplicaciones foliares); Kh (aplicando humato de potasio como aplicaciones foliares); K2SO4 (aplicando sulfato de potasio en forma de pulverización foliar); 100 (aplicando el 100% de las necesidades brutas de agua de riego); 80 (aplicando el 80% de las necesidades brutas de agua de riego).

Al comparar el control en (Fig. 4B), se encontró que la adopción de un nivel de riego de GWR 80 % tuvo una diferencia significativa en el número de hojas de zanahoria en comparación con GWR 100 %. Además, este impacto se ha mantenido sin cambios bajo los distintos tratamientos examinados, excepto para las aplicaciones foliares únicas de Kh o bajo el tratamiento Hgd + Kh. Además, el máximo incremento en el número de hojas de zanahoria se obtuvo para las aplicaciones foliares únicas de K2SO4 al adoptar GWR100% (14), que fueron igualadas significativamente con GWR100% x las aplicaciones combinadas de Hsp + K2SO4 (11).

Como se puede ver en (Fig. 4C), se encontró que las aplicaciones foliares combinadas de Hgd x aplicaciones foliares de Kh disminuyeron significativamente el diámetro de la raíz de zanahoria al adoptar GWR100&80%, aunque eso igualó significativamente el control GWR100&80% sin ningún Aplicaciones auxiliares. Por otro lado, ambas aplicaciones combinadas de Hsp + K2SO4 o Hgd + K2SO4 fueron pronunciadas para alcanzar los valores más altos de diámetro de raíz bajo GWR100 y 80%.

Por otro lado, la superioridad de las aplicaciones de Hgd con riego limitado (GWR 80%) sigue siendo pronunciada en comparación con Hsp, lo que provoca aumentos en la longitud de las raíces de la zanahoria, el peso fresco de los brotes y el peso de las raíces de la zanahoria, como se puede ver en (Fig. 4D, E). ,F). Según los resultados del análisis de varianza, los impactos individuales y de interacción de los niveles de riego examinados, K y H sobre la longitud de las raíces fueron significativos; sin embargo, los impactos de la interacción riego + K o riego + H no fueron significativos. De manera similar, los impactos individuales y de interacción de los niveles de riego examinados, K y H sobre el peso fresco de los brotes fueron significativos; sin embargo, los impactos individuales del riego o los impactos de interacción de riego + K sobre el peso de las raíces de zanahoria no fueron significativos. Los resultados indicaron que el mayor aumento en la longitud de la raíz de zanahoria (20 cm), se obtuvo con la aplicación combinada de Hgd + Kh al adoptar GWR80%. Del mismo modo, la adopción de la aplicación combinada de aplicaciones de Hgd + Kh bajo GWR80% logró el mayor peso fresco de brotes (1207 g planta-1), aunque eso igualó significativamente GWR100% x aplicación combinada de Hgd + Kh (1177 g planta-1). Además, la adopción de aplicaciones combinadas de Hgd + K2SO4 con GWR 80% logró el mayor peso de raíces de zanahoria (142 g planta-1), aunque eso igualó significativamente GWR100% x aplicación combinada de Hgd + K2SO4 (121 g planta-1). .

Según los resultados del análisis de varianza, los impactos individuales y de interacción de los niveles de riego examinados, K y H obviamente afectaron el rendimiento de las zanahorias. En comparación con el nivel de riego examinado en el tratamiento de control sin aplicaciones auxiliares, el rendimiento de zanahoria aumentó al adoptar un GWR 100 % del nivel de riego en comparación con un GWR 80 % (Fig. 5A). Aunque hubo una mejora al aplicar aplicaciones auxiliares como formas únicas o combinadas al adoptar GWR80%. En relación con el tratamiento de riego completo de control (GWR100%), el rendimiento de las zanahorias aumentó en un 105,0, 30,0, 104,8, 2,7, 163,1, 54,1, 208,9 y 246,4% para Kh, K2SO4, Hgd, Hgd + Kh, Hgd + K2SO4, Hsp, Hsp. + Kh, Hsp + K2SO4, respectivamente. Asimismo, en relación con el tratamiento de riego limitado de control (GWR80%), el rendimiento de zanahoria aumentó en 222,2, 89,2, 261,4, 178,0, 374,0, 144,3, 349,9 y 292,3% para Kh, K2SO4, Hgd, Hgd + Kh, Hgd + K2SO4, Hsp. , Hsp + Kh, Hsp + K2SO4, respectivamente. El mayor rendimiento de zanahoria se observó al aplicar las aplicaciones foliares de Hsp + K2SO4 bajo GWR100% (40,183 kg ha-1). Asimismo, al adoptar el nivel de riego GWR80% sin aplicaciones auxiliares, el rendimiento de zanahoria alcanzó el valor más bajo registrado (7865 kg ha-1). Además, se encontró que las aplicaciones combinadas de Hgd + Kh disminuyeron el rendimiento de las zanahorias, particularmente con GWR 100%.

Influencia de la aplicación única o combinada de fuentes de ácido húmico y potasio en las plantas de zanahoria bajo niveles de riego completos y limitados sobre el rendimiento de la zanahoria (A) y la eficiencia del uso del agua de riego Iwue (B). Los valores ilustrados en las figuras son el promedio de las dos temporadas de cultivo de 2019/2020 y 2020/2021. Las barras verticales representan ± error estándar (SE) de las medias. Las barras con letras diferentes son estadísticamente significativas en p ≤ 0,05. Abreviaturas: Control (rociar con agua pura); Hgd (aplicando ácido húmico como aplicación al suelo); Hsp (aplicando ácido húmico como aplicaciones foliares); Kh (aplicando humato de potasio como aplicaciones foliares); K2SO4 (aplicando sulfato de potasio en forma de pulverización foliar); 100 (aplicando el 100% de las necesidades brutas de agua de riego); 80 (aplicando el 80% de las necesidades brutas de agua de riego).

Como se puede ver en la (Fig. 5B), con agua de riego limitada, Iwue disminuyó ligeramente y significativamente en el tratamiento de control en 2,4 kg m-3, una disminución del 14,2 % en comparación con el GWR100 %. Al adoptar el nivel de riego GWR80%, Iwue aumentó de 2,4 (kg m-3) para el control GWR80% sin aplicaciones auxiliares a 11,4 (kg m-3) para Hgd + K2SO4. Además, al adoptar GWR80%, Iwue aumentó un 137,0% en Hgd + Kh y un 57,9% en Hgd + K2SO4 en comparación con GWR100%. Los valores más bajos de Iwue, 2,81 (kg m-3), se registraron aplicando aplicaciones foliares combinadas de Hgd + Kh y adoptando GWR 100 %, aunque eso igualó significativamente el control de GWR 100 y 80 % sin ninguna aplicación auxiliar. Los valores más bajos de Iwue fueron en el control GWR80%, seguido por el control GWR100% (2.81 kg m-3) o bajo el mismo nivel de riego (GWR100%) × (Hgd + Kh) a 2.81 kg m-3.

La gestión eficiente del agua se ha vuelto imperativa para la conservación del agua en muchas regiones del mundo. La implementación de técnicas de fertirrigación y programación de riego adecuadas puede ayudar a reducir la pérdida de agua y aumentar el Iwue.

En nuestro estudio, observamos reducciones significativas del rendimiento en cultivos de zanahoria sujetos a riego limitado a GWR 80%. Esto indica que por debajo del 80% de GWR, el agua disponible para las plantas de zanahoria se reduce críticamente, lo que resulta en una disminución de la solubilidad y la absorción de macronutrientes esenciales como N y P (Fig. 1A, B), y un aumento en la absorción de Na (Fig. 2B). . En particular, el P desempeña un papel crucial en el crecimiento y la arquitectura de las raíces49,50,51. Mientras que el N y el P son esenciales para la síntesis de clorofila y carbohidratos, como se muestra en (Fig. 3A, C). La disponibilidad limitada de estos nutrientes conduce al alargamiento de las raíces en busca de agua y nutrientes, lo que posteriormente resulta en una reducción de la altura de la planta, el diámetro y la longitud de las raíces, el peso fresco de los brotes y el peso de las raíces de la zanahoria. En última instancia, esto disminuye la eficiencia de la planta de zanahoria y se refleja en una reducción del rendimiento y del Iwue en estas condiciones. Estos hallazgos se alinean con estudios previos, como el de Ali52, que identificó la sensibilidad de las plantas de zanahoria al estrés hídrico, especialmente durante las etapas iniciales y de desarrollo. Además, Abdel-manly53 sugirió evitar el estrés hídrico durante la temporada de crecimiento de la zanahoria y, en el peor de los casos, establecer un umbral de riego del 40% de deficiencia de agua en el suelo para mitigar los graves impactos del estrés hídrico en el rendimiento de la zanahoria.

Partiendo de esta premisa, nuestro estudio planteó la hipótesis de que proporcionar a las plantas aplicaciones suplementarias les permitiría superar y mejorar sus mecanismos de defensa contra los efectos adversos del estrés hídrico.

Con respecto a estas aplicaciones suplementarias, nuestros resultados indican que bajo riego completo, fue beneficioso adoptar aplicaciones combinadas de ácido húmico a través de aplicaciones foliares (Hsp) junto con Kh o K2SO4. Por el contrario, bajo riego limitado a GWR 80%, las aplicaciones únicas y combinadas de ácido húmico mediante empapado del suelo (Hgd) con K2SO4 mostraron mejores resultados en el aumento del rendimiento de zanahoria. Postulamos que bajo riego con GWR 100%, hay una mayor apertura estomática en las hojas de las plantas54,55. Por lo tanto, la aplicación foliar de Hsp junto con aplicaciones de potasio, ya sea como Kh o K2SO4, mejora la absorción de nutrientes debido a los beneficios sinérgicos de las aplicaciones de potasio y ácido húmico. En particular, Hsp facilita la entrega directa de suficientes nutrientes a los sitios de producción (hojas de las plantas), compensando la eficiencia reducida de las raíces de la zanahoria en estas condiciones47, lo que posteriormente conduce a una mayor absorción de nutrientes como se muestra en (Figs. 1A, C y 2A). ,CD). Además, esto da como resultado mejoras en los procesos fisiológicos como la transpiración y el almacenamiento de agua en las hojas de zanahoria, lo que en última instancia conduce a un mejor rendimiento de la zanahoria (Fig. 4A) en estas condiciones. Por otro lado, con GWR80%, la aplicación exclusiva de Hgd fue más efectiva para aumentar el rendimiento de zanahoria en comparación con Hsp. En este escenario, planteamos la hipótesis de que las plantas tienden a reducir sus actividades, incluida una disminución de las tasas de transpiración y un mayor cierre de estomas, como mecanismo de protección para hacer frente al estrés hídrico y mantener su estado hídrico. En estas condiciones, el sistema radicular se convierte en el controlador de las actividades de la planta47. Por lo tanto, la aplicación de Hgd ofrece varios beneficios, incluida una mayor capacidad de retención de agua del suelo, una mayor absorción de nutrientes tanto en los brotes como en las raíces, un mayor crecimiento vegetativo y rendimiento, así como un mayor contenido de carbohidratos y carotenoides, lo que concuerda con los hallazgos de estudios previos14. ,56.

Por el contrario, observamos efectos negativos en el rendimiento de zanahoria al adoptar aplicaciones combinadas de Hgd + Kh, especialmente en condiciones de riego total. Esto lo atribuimos a las altas dosis de sustancias húmicas resultantes de la aplicación simultánea de Hgd + Kh en condiciones favorables. Para aclarar, la aplicación foliar de Kh pareció proporcionar cantidades significativas de los requerimientos de nutrientes de las plantas, compensando la eficiencia reducida de las raíces de la zanahoria, particularmente con GWR 100%. Por otro lado, si bien la aplicación de Hgd mejoró el contenido de materia orgánica del suelo (Tabla 4) y las propiedades físicas del suelo10,57, formó componentes quelatos con metales catiónicos58,59 y mejoró el metabolismo de los nutrientes y la fotosíntesis8,60, pareció promover principalmente una rápida crecimiento de órganos vegetales vegetativos en lugar de órganos reproductivos de plantas. Esto condujo a un período de almacenamiento más corto en comparación con el período vegetativo, lo que resultó en una reducción del diámetro y peso de las raíces (Fig. 4C, F), pero aumentó la altura de la planta, el número de hojas y el peso fresco de los brotes (Fig. 4A, B, E). . Estos resultados se alinean con los hallazgos de estudios previos61 que indican que altas dosis de sustancias húmicas pueden mejorar las características físicas del suelo, pero tienen efectos inciertos sobre las características químicas del suelo y los cultivos28. Además, Raheem et al.62 demostraron que aumentar la tasa de aplicación de ácido húmico daba como resultado el rendimiento total más bajo de lechuga, y Maibodi et al.63 encontraron que solo 100 mg l-1 de ácido húmico mejoraron varias características del raigrás perenne. Asri et al.64 demostraron que el peso, el diámetro y el rendimiento del fruto del tomate aumentaban al aumentar las tasas de ácido húmico hasta un cierto umbral, más allá del cual surgían efectos negativos. Hallazgos similares han sido reportados por 10,65 destacando la variabilidad del impacto de las enmiendas orgánicas en el rendimiento de los cultivos, que está influenciado por factores ambientales, las condiciones del suelo, la composición de la enmienda y el tipo de cultivo. Por lo tanto, nuestros resultados enfatizan la importancia de un manejo cuidadoso de la fertirrigación, particularmente cuando se aplican enmiendas orgánicas en condiciones de riego total. Este enfoque promueve procesos acelerados de producción y almacenamiento sobre los procesos vegetativos, lo que resulta en un mayor rendimiento de zanahoria.

Según nuestros hallazgos, la adopción de aplicaciones combinadas de Hgd + K2SO4 con una GWR del 80 % mejoró el rendimiento de las zanahorias y logró los valores más altos de Iwue. Nuestra hipótesis es que al implementar un riego limitado, las plantas experimentan cierto grado de estrés hídrico, lo que desencadena una serie de respuestas fisiológicas. Estas reducciones en la disponibilidad de agua parecen mejorar la eficiencia de las raíces47. Al tiempo que impacta negativamente el rendimiento bajo tratamientos de control. Sin embargo, la aplicación de Hgd mejora el estado del agua y los nutrientes del suelo al aumentar la disponibilidad de nutrientes, lo que conduce a una mejor absorción de agua y nutrientes de la rizosfera, como se observa en los valores de K disponibles (Tabla 4). Esto, a su vez, aumenta los rasgos agronómicos (Fig. 4C, F), el rendimiento de zanahorias (Fig. 5A) y mejora la tolerancia de las plantas al estrés hídrico. Estos hallazgos se alinean con estudios previos14,66, que han demostrado los efectos indirectos de los ácidos húmicos en propiedades del suelo como agregación, aireación, permeabilidad, capacidad de retención de agua, transporte y disponibilidad de micronutrientes67,68,69, así como los efectos directos. sobre la fotosíntesis, el crecimiento de las plantas, el rendimiento de los cultivos y la tasa de absorción de nutrientes10,70. Además, la aplicación foliar de K2SO4 proporciona cantidades significativas de potasio, lo que contribuye a la integridad de la membrana celular a través del ajuste osmótico, regula el movimiento estomático, cataliza la división celular, mejora el rendimiento y la calidad, facilita la transformación de carbohidratos y promueve la síntesis de azúcar71,72,73,74 . Además, las sustancias húmicas y el K2SO4 mejoran la exudación de ácidos orgánicos por las raíces de las plantas (Tabla 4), influyendo en la longitud de las raíces, el tamaño de la zanahoria y la integridad de la membrana a través del ajuste osmótico, afectando así el peso fresco de las raíces y el rendimiento14,75. Estos hallazgos son consistentes con Rose et al.28, quienes demostraron que la aplicación combinada de fertilizantes húmicos y minerales forma complejos que liberan nutrientes lentamente, lo que conduce a un mayor rendimiento. En consecuencia, las aplicaciones combinadas dan como resultado mayores rendimientos con cantidades de riego reducidas, lo que lleva al Iwue más alto para las zanahorias en estas condiciones.

Esta investigación destaca los efectos positivos de suministrar a las plantas de zanahoria estresadas aplicaciones foliares auxiliares de potasio y enmiendas húmicas, lo que lleva a una mejor absorción de nutrientes y rendimiento de la zanahoria. Sin embargo, la aplicación combinada de humato de potasio foliar y enmiendas húmicas del suelo resultó en una disminución en el rendimiento de zanahoria, independientemente de si se aplicaron niveles de riego completos o limitados. Estos hallazgos cuestionan la noción de que las aplicaciones orgánicas siempre mejoran el rendimiento y sugieren que el impacto está influenciado por factores como la técnica de fertirrigación específica y las cantidades de sustancias húmicas aplicadas. Se necesitan más estudios para explorar este impacto en otros cultivos.

Para las regiones que enfrentan escasez de agua, se recomienda adoptar aplicaciones foliares combinadas de sulfato de potasio y enmiendas húmicas del suelo al 80% de las necesidades brutas de agua de riego como tratamientos auxiliares para las plantas de zanahoria con estrés hídrico. Estas aplicaciones combinadas han demostrado el potencial de mejorar la absorción de nutrientes, el rendimiento de las zanahorias y mitigar los efectos del estrés hídrico. Además, permiten un mayor aumento en la eficiencia del uso del agua para los cultivos de zanahoria.

Los conjuntos de datos presentados durante el estudio actual están disponibles del autor correspondiente a solicitud razonable.

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Los autores desean agradecer a la Estación del Complejo de Investigación y Estudios del Agua (WSRC) y al Centro Nacional de Investigación del Agua (NWRC) por su apoyo financiero para realizar este trabajo.

Financiamiento de acceso abierto proporcionado por la Autoridad de Financiamiento de Ciencia, Tecnología e Innovación (STDF) en cooperación con el Banco Egipcio de Conocimiento (EKB).

Complejo de Investigación y Estudios del Agua, Centro Nacional de Investigación del Agua, El Cairo, Egipto

Ayman MS Elshamly

Departamento de Recursos Genéticos, Centro de Investigación del Desierto, El-Matareya, El Cairo, Egipto

Saad MA Nassar

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Todos los autores contribuyeron a la concepción y diseño del estudio. La preparación del material y la recolección de datos fueron realizadas por [AMSE]; SMAN contribuyó a la sección Análisis estadístico. El primer borrador del manuscrito fue escrito por [AMSE] y todos los autores comentaron las versiones anteriores del manuscrito. Todos los autores leyeron y aprobaron el manuscrito final.

Correspondencia a Ayman MS Elshamly.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Reimpresiones y permisos

Elshamly, AMS, Nassar, SMA Estimulación del crecimiento, la calidad de las raíces y el rendimiento de zanahorias cultivadas con niveles de riego completos y limitados mediante aplicaciones de húmicos y potasio. Informe científico 13, 14260 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-41488-5

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Recibido: 01 de febrero de 2023

Aceptado: 28 de agosto de 2023

Publicado: 31 de agosto de 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-41488-5

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