De schadelijke invloed van zoutstress op uien
Barry Hoff is hoofdonderzoeker bij Incotec, specialist in zaadverbetering. Naast zijn opleiding als biotechnoloog heeft hij veel ervaring in de zaadindustrie en plantenonderzoek. Barry komt uit een familie van bloemkooltelers en is gespecialiseerd in abiotische stress mitigatie. In dit artikel gaat hij in op de invloed van zoutstress op de wortelvorming bij uien.
Omgevingstress
Uien zijn zeer gevoelig voor omgevingsstress, met name de stress die wordt veroorzaakt door zout. Met klimaatverandering en stijgende temperaturen als een reële bedreiging, is dit een belangrijk onderwerp voor zowel telers als consumenten en zaadveredelaars. Een hoog zoutgehalte in de bodem of het irrigatiewater kan de groei en ontwikkeling van uienplanten ernstig beïnvloeden, vooral tijdens de kritieke fasen van wortelvorming. De impact van zoutstress op de ontwikkeling van uienwortels kan leiden tot minder uien en tot uien van mindere kwaliteit. Een belangrijk probleem dus voor de uienteelt in zoute omgevingen.
Zoutstress
Bij Incotec hebben we gekeken naar het effect van zoutstress en disbalans in het osmosegehalte op de ontwikkeling van uien. Wat gebeurt er wanneer? In onze proeven hebben we iets heel eigenaardigs gezien en dat is dat de kieming van uienzaad niet wordt beïnvloed door zoute omstandigheden. Blijkbaar wordt de kiemkwaliteit van uien niet beïnvloed door het zoutgehalte. Maar zodra de eerste wortel zich vormt, zien we wel schadelijke effecten op de plant.
Effecten op wortelvorming
Zoutstress kan de morfologie van uienwortels beïnvloeden, wat resulteert in kortere, dunnere en minder vertakte wortels. Vooral de vorming van extrahoofdwortels na de vorming van de tweede hoofdwortel wordt beïnvloed en komt niet voor in zoute omstandigheden. Deze veranderingen verkleinen de oppervlakte van het wortelsysteem, waardoor de plant minder goed essentiële voedingsstoffen en water uit de grond kan opnemen. Een beperkt wortelstelsel verzwakt ook de verankering van de plant in de grond, waardoor de plant vatbaarder wordt voor ontworteling door wind of hevige regen, wat de stabiliteit en groei van de plant verder in gevaar brengt.
“De impact van zoutstress op de ontwikkeling van uienwortels kan leiden tot minder oogst en een slechte kwaliteit”
Ionentoxiciteit en wortelschade in de plant
Uiteindelijk kunnen symptomen zoals “verbranding” van de wortels en verglazing van de bladeren zichtbaar worden wanneer de plant volwassen wordt. Of - om het in meer wetenschappelijke termen te zeggen - overmatig zout in de bodem kan leiden tot ionentoxiciteit, waarbij natrium (Na+) en chloride (Cl-) ionen zich ophopen in het plantenweefsel. Bij uien leidt overmatige accumulatie van Na+ in de wortels tot een vermindering van de celdeling en -strekking, wat de wortelgroei direct remt. Bovendien kan de toxiciteit van natriumionen het delicate evenwicht van essentiële ionen zoals kalium (K+), calcium (Ca2+) en magnesium (Mg2+) in de wortelcellen verstoren, wat een goede wortelontwikkeling verder belemmert. Dit alles leidt tot een afname van de bolgrootte en een slechtere opbrengst.
“Een stressrespons vroeg in de ontwikkeling van de jonge plant is gunstiger dan een respons later in de ontwikkeling.”
Aanpassing en tolerantie
Uien hebben, net als veel andere planten, een aantal aanpassingsmechanismen om met zoutstress om te gaan. Deze omvatten de synthese van osmotische regulatoren, de compartimentering van giftige ionen in zogenaamde vacuolen en de productie van beschermende eiwitten om cellulaire schade te beperken. Deze adaptieve reacties zijn echter vaak onvoldoende wanneer de zoutniveaus de tolerantiedrempel van de plant overschrijden.
Oplossingen voor zoutstress
Incotec heeft deze stressresponsen geïdentificeerd niet alleen in uien maar ook in tomaten. Naast het identificeren van de stressrespons, hebben we ook het belang bepaald van wanneer deze reacties optreden tijdens de vroege ontwikkeling van de plant. Hoe later de plant de zoutstress opmerkt, hoe later zijn stressreactie. Hoe later de stressreactie, hoe groter de algemene pauze in de ontwikkeling en hoe groter daarmee de impact op de wortel- en scheutontwikkeling. Een stressrespons vroeg in de ontwikkeling van de jonge plant is dus gunstiger dan een respons later in de ontwikkeling.