The effect of alternating irrigation with fresh and saline water on the aesthetic quality, ion accumulation and water relations of Hibiscus plants

Abstract

Applying saline water resources for irrigation ornamental plants is becoming a widespread practice in urban areas in arid and semi-arid regions, but it can restrict plant growth and lead to environmental problems. A strategy to reduce the adverse effects of saline water irrigation is the alternate irrigation with fresh and saline water at different phases or different sides of the rooting zone, but this irrigation practice is still not well understood. In this experiment, 120 hibiscus plants (Hibiscus rosa-sinensis) were grown in a commercial substrate with the root system divided equally between two plastic pots (3 L). Plants were subjected to three irrigation treatments lasting 6 months: control (both sides irrigated with freshwater, 0.8 dS m-1; F), a saline treatment (both sides irrigated with moderate saline water, 4.0 dS m-1; S) and a fresh-saline treatment (half of the root system was irrigated with freshwater, 0.8 dS m-1 and the other half was irrigated with severe saline water, 8.0 dS m-1; F-S). All the plants were irrigated daily to field capacity. Results showed that leaf fresh weight was affected more by moderate saline treatment (S) than by alternating fresh and severe saline water (F-S), while plant height was reduced similarly in both treatments. Plants of F-S treatment were those with greater number of flowers per plant throughout the experiment. Both saline irrigation treatments induced active osmotic adjustment, especially plants with both sides of the root system irrigated with saline water. Saline treatment affected leaf colour and relative chlorophyll content and induced an important decrease of its fresh weight due to the leaf tissue dehydration (decrease in leaf water potential) and a high Cl and Na accumulation in the plant tissues. When alternating fresh and saline water irrigation (F-S) was used, most of the adverse effects were mitigated.

El uso de recursos hídricos salinos para el riego de plantas ornamentales se está convirtiendo en una práctica común en áreas urbanas de regiones áridas y semiáridas, aunque puede limitar el crecimiento de las plantas y provocar problemas ambientales. Una estrategia para reducir los efectos adversos del riego con agua salina es la irrigación alterna con agua dulce y salina en diferentes fases o lados de la zona radicular, aunque esta práctica de riego aún no se comprende bien. En este experimento, 120 plantas de hibisco (Hibiscus rosa-sinensis) se cultivaron en un sustrato comercial con el sistema radicular dividido equitativamente entre dos macetas de plástico (3 L). Las plantas fueron sometidas a tres tratamientos de riego durante 6 meses: control (ambos lados regados con agua dulce, 0,8 dS m-1; F), un tratamiento salino (ambos lados regados con agua salina moderada, 4,0 dS m-1; S) y un tratamiento mixto (la mitad del sistema radicular fue regado con agua dulce, 0,8 dS m-1, y la otra mitad con agua salina severa, 8,0 dS m-1; F-S). Todas las plantas fueron regadas diariamente hasta alcanzar la capacidad de campo. Los resultados mostraron que el peso fresco de las hojas fue más afectado por el tratamiento salino moderado (S) que por la irrigación alterna de agua dulce y salina severa (F-S), mientras que la altura de la planta se redujo de manera similar en ambos tratamientos. Las plantas del tratamiento F-S presentaron un mayor número de flores por planta a lo largo del experimento. Ambos tratamientos de riego salino indujeron un ajuste osmótico activo, especialmente en las plantas cuyas raíces fueron irrigadas completamente con agua salina. El tratamiento salino afectó el color de las hojas y el contenido relativo de clorofila, además de inducir una importante disminución del peso fresco debido a la deshidratación del tejido foliar (disminución del potencial hídrico de la hoja) y a la alta acumulación de Cl y Na en los tejidos vegetales. Cuando se utilizó el riego alterno de agua dulce y salina (F-S), se mitigaron la mayoría de los efectos adversos.