Biochemical and Physiological Response of Marigold (Tagetes Erecta L.) to Foliar Application of Salicylic Acid and Potassium Humate in Different Soil Growth Media

Abstract

Marigold flowers have great importance in the horticultural sector as an ornamental plant that is used not only in flavoring of foods, but is also important in the pharmaceutical and medicinal industries. The current study was carried out in pots under greenhouse conditions to evaluate the response of marigold plants to foliar application of salicylic acid (SA) and potassium humate (KH) using two growth media. Physiological and biochemical parameters were extensively evaluated along with the oil and beta carotene production potential of marigold plants. Different concentrations of SA (50, 100, 150, and 200 mg L⁻¹) and KH (500, 1000, 1500, and 2000 mg L⁻¹) were applied as foliar application in different soil growth media. Applied SA and KH treatments significantly increased all studied vegetative growth parameters except plant height, which remained nonsignificant. Enzymatic antioxidant activities were also enhanced under applied treatments of SA and KH. These activities were increased in the case of KH up to 1500 mg L⁻¹, whereas this trend was recorded up to 200 mg L⁻¹ in the case of SA with the exception of catalase. Photosynthetic parameters and chlorophyll fluorescence were decreased with increased doses of SA up to 200 mg L⁻¹, but this trend was typically the opposite for KH in both growth media. The oil productivity of marigold flowers increased up to 100 and 1000 mg L⁻¹ of SA and KH, respectively, whereas the highest oil yield was recorded after application 1000 mg L⁻¹ of KH. Therefore, production of marigold flowers could be achieved using poor growth media like sand, and further studies concerning different alternative growth media, particularly ecofriendly and cheap materials, are needed.

Zusammenfassung

Ringelblumen haben im Gartenbau eine große Bedeutung als Zierpflanze, die nicht nur zum Aromatisieren von Lebensmitteln, sondern auch in der pharmazeutischen und medizinischen Industrie verwendet wird. Die vorliegende Studie wurde in Töpfen unter Gewächshausbedingungen durchgeführt, um die Reaktion von Ringelblumenpflanzen auf die Blattapplikation von Salicylsäure (SA) und Kaliumhumat (KH) unter Verwendung zweier Kultursubstrate zu bewerten. Physiologische und biochemische Parameter sowie die potenzielle Öl- und β‑Carotin-Produktion der Ringelblumenpflanzen wurden eingehend untersucht. Verschiedene Konzentrationen von SA (50, 100, 150 und 200 mg l⁻¹) und KH (500, 1000, 1500 und 2000 mg l⁻¹) wurden als Blattapplikation bei verschiedenen Bodensubstraten ausgebracht. Die Behandlungen mit SA und KH führten zu einem signifikanten Anstieg aller untersuchten vegetativen Wachstumsparameter mit Ausnahme der Pflanzenhöhe, die nicht signifikant blieb. Auch die enzymatischen antioxidativen Aktivitäten wurden durch die Anwendung von SA und KH erhöht. Diese Aktivitäten waren im Falle von KH bis zu 1500 mg l⁻¹ erhöht, während dieser Trend im Falle von SA bis zu 200 mg l⁻¹ verzeichnet wurde, mit Ausnahme der Katalase. Die photosynthetischen Parameter und die Chlorophyll-Fluoreszenz nahmen mit steigender SA-Dosis bis zu 200 mg l⁻¹ ab, während dieser Trend bei KH bei beiden Nährböden typischerweise umgekehrt war. Die Ölproduktivität der Ringelblumenblüten nahm bis zu 100 bzw. 1000 mg l⁻¹ SA und KH zu, während der höchste Ölertrag nach Anwendung von 1000 mg l⁻¹ KH verzeichnet wurde. Daher könnte die Produktion von Ringelblumenblüten auch mit schlechten Kultursubstraten wie Sand erreicht werden, und es sind weitere Studien zu verschiedenen alternativen Kultursubstraten, insbesondere zu umweltfreundlichen und kostengünstigen Materialien, erforderlich