Роль калия в засухоустойчивости сортов озимой пшеницы в условиях холодного сухого земледелия: исследование методом флуоресценции хлорофилла a

Калий (K) — важный катион, регулирующий метаболизм растений. В связи с этим изучали влияние различных концентраций калия (0, 75, 150 кг·га−1 K2SO4) на фотосинтетическую эффективность трех сортов озимой пшеницы (Baran, Homa, Hashtrud) в вегетационные сезоны 2017–18 и 2018–19 гг. в условиях холодного сухого земледелия в Марагехе, Иран. Наблюдалось увеличение накопления ионов калия (K+) с повышением дозы K2SO4. С увеличением содержания K+ сорт Hashtrud характеризовался более высоким относительным водным содержанием (RWC), нормализованным разностным вегетационным индексом (NDVI) и проводимостью устьиц (gs) по сравнению с другими сортами, что привело к более высокой урожайности зерна у Hashtrud. RWC (R2 = 0.97), NDVI (R2 = 0.96) и gs (R2 = 0.92) положительно коррелировали с эффективностью использования калия (KUE; урожай зерна на единицу примененного K), особенно в более засушливые годы. Недостаток K индуцировал увеличение концентраций перекиси водорода (H2O2) и малонового диальдегида (MDA) в растениях. Внесение калия повышало активность супероксиддисмутаз и снижало содержание абсцизовой кислоты (ABA), способствуя поддержанию проводимости устьиц. Флуоресценция хлорофилла a (ChlF) и расчет двойной нормализованной относительной вариабельной флуоресценции дали детальную информацию о реакции пшеницы на внесение K в условиях сухого земледелия. Применение высокой дозы K (150 кг·га−1 K2SO4) для растений Hashtrud положительно сказывалось на эффективности ChlF на различных фазах OJIP (KJ и JI). Мы обнаружили, что эффективность ChlF на фазе ΔWK-I, отражаемая показателями FV/FO и PIABS, улучшалась при внесении 150 кг·га−1 K2SO4 и коррелировала с общим приростом урожая. Эти наблюдения указывают, что внесение высокой концентрации калия в стрессовых условиях сухих районов может улучшить фотосинтетическую эффективность и продуктивность пшеницы.