ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΩΣ ΠΡΟΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΚΑΙ ΤΗ ΧΡΩΜΟΣΩΜΙΚΗ ΣΤΑΘΕΡΟΤΗΤΑ ΜΕΡΙΚΩΣ ΔΙΕΙΔΙΚΩΝ ΣΕΙΡΩΝ ΒΑΜΒΑΚΙΟΥ ΤΗΣ Pa 6 ΓΕΝΕΑΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΕΙΔΙΚΕΥΣΗ ΓΕΝΕΤΙΚΗΣ ΒΕΛΤΙΩΣΗΣ ΦΥΤΩΝ, ΑΓΡΟΚΟΜΙΑΣ ΚΑΙ ΖΙΖΑΝΙΟΛΟΓΙΑΣ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΩΣ ΠΡΟΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΚΑΙ ΤΗ ΧΡΩΜΟΣΩΜΙΚΗ ΣΤΑΘΕΡΟΤΗΤΑ ΜΕΡΙΚΩΣ ΔΙΕΙΔΙΚΩΝ ΣΕΙΡΩΝ ΒΑΜΒΑΚΙΟΥ ΤΗΣ Pa 6 ΓΕΝΕΑΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΧΡΥΣΑΝΘΗ Ι. ΠΑΝΚΟΥ ΠΤΥΧΙΟΥΧΟΥ ΓΕΩΠΟΝΟΥ ΥΠΟΤΡΟΦΟΥ Ι.Κ.Υ. ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ Γ. ΡΟΥΠΑΚΙΑΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ Α. Π. Θ. ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2008

2 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥΔΩΝ ΕΙΔΙΚΕΥΣΗ ΓΕΝΕΤΙΚΗΣ ΒΕΛΤΙΩΣΗΣ ΦΥΤΩΝ, ΑΓΡΟΚΟΜΙΑΣ ΚΑΙ ΖΙΖΑΝΙΟΛΟΓΙΑΣ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΩΣ ΠΡΟΣ ΤΗΝ ΑΠΟΔΟΣΗ ΚΑΙ ΤΗ ΧΡΩΜΟΣΩΜΙΚΗ ΣΤΑΘΕΡΟΤΗΤΑ ΜΕΡΙΚΩΣ ΔΙΕΙΔΙΚΩΝ ΣΕΙΡΩΝ ΒΑΜΒΑΚΙΟΥ ΤΗΣ Pa 6 ΓΕΝΕΑΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΧΡΥΣΑΝΘΗ Ι. ΠΑΝΚΟΥ ΠΤΥΧΙΟΥΧΟΥ ΓΕΩΠΟΝΟΥ ΥΠΟΤΡΟΦΟΥ Ι.Κ.Υ. ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ Γ. ΡΟΥΠΑΚΙΑΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ Α. Π. Θ. ΕΞΕΤΑΣΤΙΚΗ ΕΠΙΤΡΟΠΗ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ ΡΟΥΠΑΚΙΑΣ, ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ Α.Π.Θ. ΕΥΔΟΚΙΑ ΓΟΥΛΗ-ΒΑΒΔΙΝΟΥΔΗ, ΑΝΑΠΛ. ΚΑΘΗΓΗΤΡΙΑ Α.Π.Θ. ΑΘΑΝΑΣΙΟΣ ΜΑΥΡΟΜΑΤΗΣ, ΛΕΚΤΟΡΑΣ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2008

3 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Η παρούσα διατριβή εκπονήθηκε στα πλαίσια των μεταπτυχιακών μου σπουδών στην ειδίκευση της Γενετικής, Βελτίωσης Φυτών, Αγροκομίας & Ζιζανιολογίας στη Γεωπονική Σχολή του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης. Με την ολοκλήρωση αυτής της προσπάθειας, αισθάνομαι την ανάγκη να ευχαριστήσω ειλικρινά ορισμένους ανθρώπους, δίχως την πολύτιμη προσπάθεια των οποίων η εργασία αυτή, δε θα ήταν ποτέ δυνατό να ολοκληρωθεί. Ευχαριστώ ολόψυχα τον καθηγητή μου κ. Δημήτριο Ρουπακιά, για τη μακρόχρονη συμπαράσταση από το προπτυχιακό επίπεδο μέχρι σήμερα, καθώς επίσης για την υπόδειξη του θέματος της μεταπτυχιακής μου διατριβής και την αμέριστη, επιστημονική και ηθική υποστήριξη καθ όλη τη διάρκεια των μεταπτυχιακών μου σπουδών. Τον ευχαριστώ επίσης για την κριτική ανάγνωση του κειμένου, τις συμβουλές και υποδείξεις με σκοπό τη βελτίωση της μεταπτυχιακής μου διατριβής. Θα ήθελα επίσης να ευχαριστήσω τα άλλα δύο μέλη της τριμελής εξεταστικής επιτροπής, την Αναπληρώτρια Καθηγήτρια κ. Ευδοκία Γουλή-Βαβδινούδη και τον Λέκτορα του Πανεπιστημίου Θεσσαλίας κ. Αθανάσιο Μαυρομάτη για τις ουσιαστικές υποδείξεις και διορθώσεις που έκαναν στη διατριβή μου. Δεν θα μπορούσα να παραβλέψω το υπόλοιπο Διδακτικό Επιστημονικό Προσωπικό του Π.Μ.Σ. της Γενετικής, Βελτίωσης Φυτών, Αγροκομίας & Ζιζανιολογίας για τη μετάδοση της επιστημονικής γνώσης και την υποστήριξή τους. Ιδιαίτερες ευχαριστίες θα ήθελα να απευθύνω στον Διευθυντή του Αγροκτήματος της Γεωπονικής Σχολής κ. Αναστάσιο Λιθουργίδη για την συνεισφορά του στην επιτυχία του πειράματος μου από την εγκατάσταση ως και την συγκομιδή. Θερμές ευχαριστίες και στον φυτοκόμο του Αγροκτήματος κ. Βασίλειο Φαμπρίκη για

4 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ την συμβολή του στο πειραματικό τμήμα της διατριβής. Η προσωπική εργασία και οι πρακτικές συμβουλές του διευκόλυναν σημαντικά τις δύσκολες αγροτικές εργασίες. Ευχαριστώ πολύ τους φίλους και συναδέλφους μου, που ήταν κάθε στιγμή πρόθυμοι να βοηθήσουν όταν τους χρειαζόμουν. Τέλος, ευχαριστώ θερμά την οικογένεια μου, στην οποία αφιερώνω την παρούσα εργασία, για την αμέριστη συμπαράσταση και στήριξη στην εκπλήρωση των στόχων μου. Ευχαριστώ θερμά το Ίδρυμα Κρατικών Υποτροφιών για την οικονομική υποστήριξη κατά τη διάρκεια των μεταπτυχιακών μου σπουδών. 2

5 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1 2. ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΤΗΣ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ ΓΕΝΙΚΑ Η καλλιέργεια του βαμβακιού Ιστορική Αναδρομή Η καλλιέργεια του βαμβακιού στην Ελλάδα ΚΑΤΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΚΑΛΛΙΕΡΓΟΥΜΕΝΩΝ ΕΙΔΩΝ ΤΑ ΠΡΟΪΟΝΤΑ ΤΟΥ ΒΑΜΒΑΚΙΟΥ Η ίνα του βαμβακιού Ποιότητα της ίνας Ο σπόρος του βαμβακιού Το έγχρωμο βαμβάκι Βιοκαύσιμα ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΒΑΜΒΑΚΙΟΥ Βελτιωτικοί στόχοι Αύξηση της απόδοσης Ποιότητα της ίνας Πρωιμότητα Αντοχή σε ασθένειες Αντοχή σε έντομα Αντοχή σε αβιοτικές καταπονήσεις Βελτίωση για μηχανική συγκομιδή Βελτίωση του σπόρου Μέθοδοι Βελτίωσης Ανάπτυξη γενετικής παραλλακτικότητας 31

6 Μέθοδοι επιλογής γενετικού υλικού Κυψελωτή Γενεαλογική Επιλογή Απλοειδή In vitro Τεχνικές Μοριακή Βελτίωση Μοριακοί Δείκτες Γενετικά Τροποποιημένο Βαμβάκι ΥΒΡΙΔΙΑ ΒΑΜΒΑΚΙΟΥ Γενικά Ετέρωση Αρρενοστειρότητα Διειδικά Υβρίδια Βαμβακιού G.hirsutum x G.barbadense Μερικώς Διειδικά Υβρίδια Βαμβακιού ΥΛΙΚΑ & ΜΕΘΟΔΟΙ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΚΑΙ ΕΠΙΛΟΓΗ ΥΠΕΡΤΕΡΩΝ ΓΕΝΟΤΥΠΩΝ 53 ΜΕΡΙΚΩΣ ΔΙΕΙΔΙΚΩΝ ΣΕΙΡΩΝ ΒΑΜΒΑΚΙΟΥ ΤΗΣ Pa6 ΓΕΝΕΑΣ Φυτικό υλικό Εγκατάσταση του πειράματος και καλλιεργητικές φροντίδες Μετρήσεις και παρατηρήσεις Μετρήσεις ποιοτικών χαρακτηριστικών Στατιστική επεξεργασία ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΩΝ ΜΕΡΙΚΩΣ ΔΙΕΙΔΙΚΩΝ ΣΕΙΡΩΝ ΒΑΜΒΑΚΙΟΥ 59 ΤΗΣ Pa6 ΓΕΝΕΑΣ ΩΣ ΠΡΟΣ ΤΗ ΧΡΩΜΟΣΩΜΙΚΗ ΣΤΑΘΕΡΟΤΗΤΑ Φυτικό υλικό Προετοιμασία των χρωμοσωμικών παρασκευασμάτων Στατιστική επεξεργασία ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΚΑΙ ΣΥΖΗΤΗΣΗ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΚΑΙ ΕΠΙΛΟΓΗ ΥΠΕΡΤΕΡΩΝ ΓΕΝΟΤΥΠΩΝ 63 ΜΕΡΙΚΩΣ ΔΙΕΙΔΙΚΩΝ ΣΕΙΡΩΝ ΒΑΜΒΑΚΙΟΥ ΤΗΣ Pa6 ΓΕΝΕΑΣ

7 Φυτρωτική Ικανότητα Μορφολογικά Χαρακτηριστικά Πρωιμότητα των φυτών των 31 οικογενειών Απόδοση των φυτών των 31 οικογενειών Ανάλυση του παραγωγικού δυναμικού των 31 κωδικών στα 72 συστατικά του σύμφωνα με την κυψελωτή μεθοδολογία Επιλεγμένα φυτά Εκτίμηση των ποιοτικών χαρακτηριστικών της ίνας 78 των υψηλοαποδοτικών επιλεγμένων φυτών ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΤΩΝ ΜΕΡΙΚΩΣ ΔΙΕΙΔΙΚΩΝ ΣΕΙΡΩΝ ΒΑΜΒΑΚΙΟΥ 81 ΤΗΣ Pa6 ΓΕΝΕΑΣ ΩΣ ΠΡΟΣ ΤΗ ΧΡΩΜΟΣΩΜΙΚΗ ΣΤΑΘΕΡΟΤΗΤΑ Χρωμοσωμική μελέτη Συσχέτιση γονιμότητας γονέων και χρωμοσωμικού αριθμού ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΠΕΡΙΛΗΨΗ SUMMARY ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 92

8 1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Το βαμβάκι (Gossypium spp.) είναι φυτό μεγάλης οικονομικής σημασίας παγκοσμίως που καλλιεργείται κυρίως για την ίνα του. Επίσης αποτελεί σημαντική πηγή ελαίου και πρώτη ύλη για την παραγωγή πολλών βιομηχανικών προϊόντων. Από τα καλλιεργούμενα είδη του γένους Gossypium, σήμερα στην παγκόσμια παραγωγή βαμβακιού κυριαρχούν τα τετραπλοειδή G.hirsutum και G.barbadense. Τα δύο είδη διαφέρουν σημαντικά τόσο στα αγρονομικά χαρακτηριστικά όσο και στα ποιοτικά χαρακτηριστικά της ίνας. Αν και το υψηλό παραγωγικό δυναμικό και η ευρύτερη περιβαλλοντική προσαρμοστικότητα του G.hirsutum αυξήθηκαν μέσω των βελτιωτικών και γενετικών χειρισμών, οι σύγχρονες τεχνικές εκκόκκισης επιβάλλουν την επεξεργασία ινών με εξαιρετικά ποιοτικά χαρακτηριστικά για τη δημιουργία λεπτών νημάτων υψηλής αντοχής. Το είδος G.barbadense αντίστοιχα διακρίνεται για τα υπέρτερα χαρακτηριστικά της ίνας του, μειονεκτεί όμως λόγω του χαμηλότερου παραγωγικού δυναμικού και του παρατεταμένου βιολογικού του κύκλου (Percy et al. 2006). Οι ερευνητές διαπίστωσαν από πολύ νωρίς τις συμπληρωματικές ιδιότητες των δύο ειδών και επιδίωξαν τη δημιουργία διειδικών υβριδίων (G.hirsutum x G.barbadense) ώστε να συνδυάσουν τα επιθυμητά χαρακτηριστικά τους σε ένα γενότυπο, με αποτέλεσμα την παραγωγή γόνιμων και εύρωστων F1 υβριδίων. Η σταθεροποίηση όμως των επιθυμητών γνωρισμάτων σε ένα γενότυπο μέσω της επιλογής, δεν έγινε δυνατή λόγω του υψηλού βαθμού του ομοζυγωτικού εκφυλισμού στην F2 γενεά και την υβριδική κατάρρευση που παρατηρήθηκε στις προχωρημένες γενεές (Zhang et al. 2007). Οι White et al. (1967) πρότειναν την δημιουργία μερικώς διειδικών υβριδίων βαμβακιού, δηλαδή φυτών που θα φέρουν στον πυρήνα τους μέρος των χρωμοσωμάτων ή χρωμοσωμικά τμήματα από το G.hirsutum και τα υπόλοιπα από το

9 1.ΕΙΣΑΓΩΓΗ G.barbadense. Οι Mavromatis & Roupakias (1994) χρησιμοποίησαν την έννοια μερικώς διειδικό υβρίδιο για να περιγράψουν εκείνο το υβριδικό φυτό, που φέρει σε ομόλογη κατάσταση μέρος των χρωμοσωμάτων ή χρωμοσωμικά τμήματα από το ένα είδος και τα υπόλοιπα από το άλλο είδος. Η δημιουργία μερικώς διειδικών υβριδίων είναι εφικτή με την ανάπτυξη απλοειδών φυτών από τους γαμέτες της F1 γενεάς που φέρουν χρωμοσωμικά τμήματα τόσο του G.hirsutum όσο και του G.barbadense. Οι Zhou et al. (1991, 1992) επικονίασαν άνθη F1 υβριδίων (G.hirsutum) βαμβακιού με γύρη από το είδος Hibiscus cannabinus με στόχο την παραγωγή απλοειδών φυτών και πήραν ώριμους σπόρους. Η ίδια διαδικασία ακολουθήθηκε (Μαυρομάτης 1996, Mavromatis et al. 2005) και με τα διειδικά υβρίδια (G.hirsutum x G.barbadense) από όπου προέκυψαν γόνιμα φυτά από την επικονίαση με το Hibiscus cannabinus. Ο χρωμοσωμικός αριθμός των φυτών στην πρώτη Pa0 γενεά κυμάνθηκε από 27 ως 42 και αυξήθηκε σταδιακά στις επόμενες γενεές. Συγκεκριμένα, στην Pa3 γενεά, ο μέσος αριθμός των χρωμοσωμάτων στα κύτταρα αυξήθηκε στο 44 και στην Pa4 γενεά, παρουσιάστηκε μια σχετική σταθεροποίηση στον αριθμό των 52 περίπου χρωμοσωμάτων (Κανταρτζή 2003). Άνθη διειδικών υβριδίων (G.hirsutum x G.barbadense) επικονιάστηκαν και με το είδος Abelmoschus esculentus (2n=62-65) προκειμένου να διερευνηθεί η δυνατότητα δημιουργίας μερικώς διειδικών υβριδίων βαμβακιού (Μαυρομάτης 1996, Vlachostergios et al. 2007, Kantartzi & Roupakias 2008). Τα φυτά που προέκυψαν από τις διασταυρώσεις με το Abelmoschus esculentus ήταν επίσης ανευπλοειδή με τάση αύξησης των χρωμοσωμάτων από γενεά σε γενεά. Σκοπός της εργασίας αυτής ήταν: α) η αξιολόγηση 31 οικογενειών μερικώς διειδικών υβριδίων της Pa6 γενεάς ως προς την αγρονομική και παραγωγική τους συμπεριφορά και η επιλογή των υπέρτερων γενοτύπων που συνδύαζαν την υψηλή απόδοση με τα άριστα ποιοτικά χαρακτηριστικά και β) η κυτταρολογική εξέταση των μερικώς διειδικών σειρών βαμβακιού της Pa6 γενεάς, όσον αφορά τον αριθμό των χρωμοσωμάτων των φυτών κατά τη μιτωτική διαδικασία, ώστε να αξιολογηθούν ως προς την χρωμοσωμική σταθερότητα και γονιμότητα σε σχέση με τον χρωμοσωμικό αριθμό των απογόνων τους. 2

10 2 ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ 2.1 ΓΕΝΙΚΑ Η καλλιέργεια του βαμβακιού Το βαμβάκι (Gossypium spp.) είναι κλωστικό φυτό μεγάλης οικονομικής σημασίας παγκοσμίως. Καλλιεργείται κυρίως για την ίνα του, οι σπόροι του όμως είναι εξίσου σημαντικοί. Το λάδι που παραλαμβάνεται από τους σπόρους του βαμβακιού χρησιμοποιείται για ανθρώπινη κατανάλωση, ενώ το υπόλειμμα που παραμένει (βαμβακόπιτα) είναι μια πλούσια σε πρωτεΐνη τροφή για τα ζώα. Η καλλιέργεια του βαμβακιού σήμερα εκτείνεται σε όλο τον κόσμο από τον 45 ο ΒΠ μέχρι τον 32 ο ΝΠ, κυρίως όμως εντοπίζεται σε τροπικές περιοχές ενώ οι χώρες του βόρειου ημισφαίριου συμβάλλουν περίπου στο 90% της παγκόσμιας παραγωγής (Εικόνα 2.1). Κατά τη διάρκεια των τελευταίων 4 δεκαετιών, η παραγωγή βαμβακιού αυξήθηκε κατά μέσο όρο 1.8% ετησίως για να φθάσει τα 20 εκατομμύρια τόνους το Το μεγαλύτερο μέρος αυτής της αύξησης, προήλθε από την Κίνα και την Ινδία που τριπλασίασαν και διπλασίασαν αντίστοιχα την παραγωγή τους κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου. Η Κίνα και οι Ηνωμένες Πολιτείες συμβάλλουν κάθε μια περίπου κατά 20% στην παγκόσμια παραγωγή, ακολουθεί η Ινδία (12%), το Πακιστάν (8%) και το Ουζμπεκιστάν (5%) (Πίνακας 2.1). Άλλοι σημαντικοί παραγωγοί βαμβακιού είναι η Τουρκία, η Βραζιλία, η Αυστραλία και η Ελλάδα (Παπακώστα-Τασοπούλου 2002, ICAC 2004). Περίπου, το ένα τρίτο της παραγωγής βαμβακιού εξάγεται διεθνώς. Τα κυρίαρχα κράτη στις εξαγωγές είναι οι Ηνωμένες Πολιτείες, το Ουζμπεκιστάν, οι χώρες της Αφρικής, και η Αυστραλία που αντιπροσωπεύουν περισσότερο από τα δύο τρίτα των παγκοσμίων εξαγωγών και ακολουθούν η Βραζιλία, η Ελλάδα και η Κίνα. Οι εισαγωγές του βαμβακιού αντίθετα, κατανέμονται πιο ομοιόμορφα. Τέσσερις κύριοι

11 2. ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ παραγωγοί, η Κίνα, η Ινδία, το Πακιστάν και η Τουρκία, είναι και εισαγωγείς βαμβακιού προκειμένου να παρέχουν πρώτη ύλη στις κλωστοϋφαντουργικές βιομηχανίες τους. Σημαντικές χώρες-εισαγωγείς διεθνώς, είναι επίσης οι χώρες της Ανατολικής Ασίας, η Αυστραλία, η Ευρωπαϊκή Ένωση και η Νότια Αμερική (ICAC 2004). Εικόνα 2.1: Η εξάπλωση της καλλιέργειας του βαμβακιού παγκοσμίως (ΠΗΓΗ: Παπακώστα- Τασοπούλου 2002). Πίνακας 2.1: Η καλλιεργούμενη έκταση, η απόδοση και η παραγωγή σε βαμβάκι των 10 κυριότερων βαμβακοπαραγωγών χωρών το Χώρα Έκταση (000 ha) Απόδοση (kg/ha) Παραγωγή (000 tons) Κίνα Η.Π.Α Ινδία Πακιστάν Βραζιλία Ουζμπεκιστάν Τουρκία Αυστραλία Ελλάδα Συρία Πηγή: ICAC 2004 Όσον αφορά στην Ευρώπη, κατά τη διάρκεια της δεκαετίας του '60 τρεις ήταν οι κύριοι παραγωγοί βαμβακιού: η Ελλάδα, η Ισπανία και η Βουλγαρία. Σταδιακά η 4

12 2. ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ παραγωγή της Βουλγαρίας μειώθηκε ενώ η Ελλάδα και η Ισπανία κατόρθωσαν να διατηρήσουν την παραγωγή τους σε σταθερά επίπεδα. Σήμερα, η ποσότητα που παράγεται επηρεάζεται από τις επιδοτήσεις που παρέχονται για την υποστήριξη των καλλιεργητών μέσω της Κοινής Αγροτικής Πολιτικής που εφαρμόζεται από την Ευρωπαϊκή Ένωση. Η αγορά του βαμβακιού έχει επηρεαστεί σημαντικά από τη γρήγορη επέκταση των συνθετικών ινών. Η παγκόσμια παραγωγή των συνθετικών ινών έφθασε σε 30 εκατομμύρια τόνους το 2002 που αντιστοιχούν σχεδόν στο 60% της παγκόσμιας κατανάλωσης ινών. Επιβάλλεται λοιπόν η αύξηση της ανταγωνιστικότητας της καλλιέργειας του βαμβακιού. Η χρήση βελτιωμένων ποικιλιών, οι τεχνολογικές βελτιώσεις στην άρδευση και στη μηχανική συγκομιδή και η εφαρμογή της γεωργίας ακριβείας καθώς και οι ελεγχόμενες εισροές λιπασμάτων και φυτοπροστατευτικών σκευασμάτων, είναι πιθανό να μειώσουν περαιτέρω τις δαπάνες στην καλλιέργεια του βαμβακιού και να την καταστήσουν ανταγωνιστικότερη (ICAC 2004). Όσον αφορά τις σύγχρονες τάσεις στην καλλιέργεια του βαμβακιού εστιάζονται στη μείωση του κόστους μέσω της μείωσης των εισροών και ιδιαίτερα των χημικών ουσιών. Αυτές περιλαμβάνουν τη χρήση γενετικά τροποποιημένων ποικιλιών και οργανικών μεθόδων παραγωγής. Το γενετικά τροποποιημένο βαμβάκι καλλιεργείται σε πολλές χώρες αλλά μόνο σε τρεις από αυτές, στην Αργεντινή, στην Κίνα και στις ΗΠΑ, καλλιεργήθηκε το 99% του συνόλου του γενετικά τροποποιημένου βαμβακιού κατά την καλλιεργητική περίοδο 2001/02. Η Διεθνής Συμβουλευτική Επιτροπή Βαμβακιού (ICAC) υπολογίζει ότι το 24% των συνολικών εκτάσεων καλλιεργήθηκαν με γενετικά τροποποιημένες ποικιλίες βαμβακιού το 2004/05. Το οργανικό βαμβάκι, ένας άλλος "μη συμβατικός" τρόπος παραγωγής βαμβακιού, έχει δοκιμαστεί επίσης. Η παραγωγή του όμως εκτός από την Ινδία, την Τουρκία και τις ΗΠΑ δεν έχει επεκταθεί πέρα από το πειραματικό στάδιο (ICAC 2002, 2003). Η παγκόσμια παραγωγή ξεπέρασε τα 24 εκατομμύρια τόνους ίνας το 2004, από την καλλιέργεια περίπου εκατομμυρίων στρεμμάτων με μέση απόδοση 69,4 kg/στρέμμα. Σύμφωνα με την ICAC, κατά την περίοδο 2007/8, η παγκόσμια παραγωγή βαμβακιού εκτιμάται ότι θα διατηρηθεί στα ίδια επίπεδα (25.1 εκατ. τόνοι), ενώ η 5

13 2. ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ διεθνής κατανάλωση βαμβακιού αναμένεται να συνεχίσει την ελαφρά ανοδική της πορεία φθάνοντας στα 26.4 εκατ. τόνους (ICAC 2004) Ιστορική Αναδρομή Το βαμβάκι ήταν γνωστό και καλλιεργούνταν από τους προϊστορικούς χρόνους. Γι αυτό και δεν υπάρχουν άμεσες και σίγουρες χρονικές ενδείξεις για τις χώρες που το καλλιέργησαν για πρώτη φορά. Σχετικές όμως έρευνες δείχνουν πως το βαμβάκι πρωτοαναπτύχθηκε σε δύο χωριστές περιοχές εντελώς ανεξάρτητες και πολύ μακριά η μία από την άλλη την Ινδία και την Αμερική (Χριστίδης 1965). Πολλές ενδείξεις, παλιές και νέες, μαρτυρούν ότι η Ινδία υπήρξε η αρχική κοιτίδα του βαμβακιού. Καμία άλλη περιοχή δεν φαίνεται να ήξερε ή να καλλιεργούσε το βαμβάκι, σε εποχή που η Ινδία φημιζόταν για τα βαμβακερά της προϊόντα. Σ' ένα πανάρχαιο θρησκευτικό βιβλίο των Ινδών που υποθέτουν πως γράφτηκε περίπου χρόνια π.χ. γίνεται λόγος για νήματα στον αργαλειό. Μια άλλη αδιάψευστη μαρτυρία προέκυψε όταν ανασκαφές στην κοιλάδα του Ινδού ποταμού (Mohenjo-Daro) απεκάλυψαν λείψανα υφάσματος και σκοινιών από βαμβάκι. Όλα αυτά τα ευρήματα οι αρχαιολόγοι τα τοποθετούν 3000 χρόνια π.χ. Πρόκειται για τυπικό βαμβάκι του είδους G. arboreum. Στην καλλιέργεια του βαμβακιού στην Ινδία αναφέρονται πολλοί αρχαίοι συγγραφείς όπως ο Ηρόδοτος (445 π.χ.), ο Θεόφραστος (306 π.χ.) και ο Αρριανός (περίπου μ.χ.). Με την εκστρατεία του Μεγάλου Αλεξάνδρου στην Ινδία, το βαμβάκι έγινε πιο γνωστό και στην Ελλάδα (Χριστίδης 1965). Εντελώς ανεξάρτητα από την Ινδία, η καλλιέργεια του βαμβακιού αναπτύχθηκε και στην Κεντρική και Νότια Αμερική. Στο πρώτο του ταξίδι προς το Νέο Κόσμο, ο Κολόμβος αναφέρει ότι στο πρώτο νησί του συμπλέγματος Bahamas, οι ιθαγενείς τους έφεραν μαζί με άλλα δώρα και κουβάρια από βαμβακερό νήμα. Στα 1519, όταν ο κατακτητής Cortez εισέβαλε στο Μεξικό αναφέρει ότι οι ιθαγενείς χρησιμοποιούσαν βαμβακερά υφάσματα, ενώ ο Μαγγελάνος αναφέρει το ίδιο για τους κατοίκους της Βραζιλίας και ο Pizarro για το Περού. Σε ανασκαφές στο Περού, βρέθηκαν επίσης 6

14 2. ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ βαμβακερά υφάσματα που πρέπει να έγιναν περίπου χρόνια π.χ., ενώ στο Νότιο Μεξικό έφεραν στο φως υπολείμματα βαμβακιού που ανήκουν στο είδος Gossypium hirsutum και ανάγονται στο π.χ. Όλα αυτά δείχνουν πως όταν ανακαλύφθηκε η Αμερική, το βαμβάκι καλλιεργούνταν ήδη σε διάφορες περιοχές από τις Δυτικές Ινδίες ως το Περού κι από το Μεξικό ως τη Βραζιλία (Χριστίδης 1965). Στην Αίγυπτο, την Κίνα και την Ελλάδα, το βαμβάκι διαδόθηκε σε μεταγενέστερη εποχή. Ίσως γιατί στην Αίγυπτο χρησιμοποιούσαν για κλωστική ύλη το λινάρι, στην Κίνα το μετάξι ενώ στην Ελλάδα τα υφάσματα γίνονταν αποκλειστικά σχεδόν από μαλλί. Ενδείξεις ότι το βαμβάκι ήταν γνωστό στην Αίγυπτο υπάρχουν στην περίφημη πέτρα Rosseta (196 περίπου π.χ.) ενώ ο Πλίνιος (77 μ.χ.) παρέχει σαφή περιγραφή βαμβακιού που φύονταν στην Αίγυπτο και το προϊόν του χρησίμευε στην παραγωγή υφασμάτων. Τα βαμβακερά υφάσματα ήταν γνωστά στην Αίγυπτο από τo 500 π.χ., σύμφωνα με τη μαρτυρiα του Ηρόδοτου, αλλά στοίχιζαν πανάκριβα και έρχονταν από άλλες χώρες ή γίνονταν στην Αίγυπτο από ξένο βαμβάκι. Στην Κίνα τα βαμβακερά υφάσματα αναφέρονται για πρώτη φορά το 502 π.χ., όταν ο αυτοκράτορας Ou-Ti ανέβηκε στο θρόνο. Για πολλά χρόνια από τον 7 ο μ.χ. αιώνα και μετά το φυτό βρισκόταν στους κήπους του Πεκίνου μόνο ως καλλωπιστικό. Στη χώρα αυτή, ο πληθυσμός θεωρούσε το βαμβάκι σαν επικίνδυνο νεωτερισμό που έθιγε τις συνήθειες, τα δικαιώματα και τα συμφέροντά τους. Τέλος, όλες οι προλήψεις και οι αντιθέσεις υπερνικήθηκαν. Από το μ.χ. και μετά, το βαμβάκι διαδίδεται γρήγορα παντού και τα βαμβακερά υφάσματα χρησιμοποιούνται γενικά από όλους (Χριστίδης 1965). Το βαμβάκι στην Ελλάδα αναφέρεται για πρώτη φορά από τον Παυσανία με τo όνομα "βύσσος". Ο Παυσανίας το 174 περίπου μ.χ. αναφέρει ότι στην Ηλεία καλλιεργούσαν τη βύσσο που αναπτύσσεται μόνο εδώ και σε κανένα άλλο μέρος της Ελλάδας. Επιπλέον το βαμβάκι και η καλλιέργεια του φυτού, ήταν πολύ διαδεδομένα σε όλη την Βυζαντινή Αυτοκρατορία, αφού αναφέρονται πολλές φορές στη Νομοθεσία του Ιουστινιανού (552 μ.χ.). Η χρήση του βαμβακιού, όπως αργότερα και η καλλιέργεια του φυτού διαδόθηκαν στην Ελλάδα από τη Συρία και την Κύπρο και στις χώρες αυτές από την Περσία (Χριστίδης 1965). 7

15 2. ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ Στην Ελλάδα, η καλλιέργεια του βαμβακιού σημείωσε αρκετή ανάπτυξη μετά το Στον 17 ο και 18 ο αιώνα, η Θεσσαλία, η Μακεδονία και ορισμένα νησιά του Αιγαίου είχαν τόση παραγωγή που έκαναν και εξαγωγή. Στον 18 ο αιώνα αναπτύχθηκε η κλωστοβιομηχανία στη Θεσσαλία, κυρίως στο χωριό Αμπελάκια της Λάρισας, όπου λειτουργούσε ο ομώνυμος περίφημος συνεταιρισμός. Από την περιοχή αυτή Ελληνικά νήματα εξαιρετικής ποιότητας, εξάγονταν στην Ευρώπη και έγιναν γνωστά σε πολλές Ευρωπαϊκές χώρες (Χριστίδης 1965). Το 1931 ιδρύθηκε ο Οργανισμός Βάμβακος και το Ινστιτούτο Βάμβακος και Βιομηχανικών Φυτών με σκοπό τη μεθοδική επιστημονική μελέτη και την στρατηγική επέκτασης και εκσυγχρονισμού της καλλιέργειας στην Ελλάδα. Από το έτος αυτό και μετά, σημειώθηκε σταθερή πρόοδος. Μέσα σε λίγα χρόνια παρατηρείται μεγάλη επέκταση στις βαμβακοφυτείες, διπλασιάζεται σχεδόν η στρεμματική απόδοση και γίνεται 40 περίπου φορές μεγαλύτερη η παραγωγή εκκοκκισμένου βαμβακιού. Έτσι, από χώρα εισαγωγική σε βαμβάκι, που ήταν ανέκαθεν η Ελλάδα, μετατρέπεται σε εξαγωγική. Η πρόοδος που σημειώνει το βαμβάκι στον τόπο μας τον εικοστό αιώνα, είναι καταπληκτική (Παπακώστα-Τασοπούλου 2002) Η καλλιέργεια του βαμβακιού στην Ελλάδα Το βαμβάκι αποτελεί τα τελευταία χρόνια το κυριότερο φυτό μεγάλης καλλιέργειας στην Ελλάδα. Έχει υψηλές μέσες στρεμματικές αποδόσεις και τροφοδοτεί μια ολόκληρη σειρά μεταποιητικών βιομηχανιών, όπως εκκοκκιστήρια, κλωστήρια, υφαντουργεία, μονάδες παραγωγής ελαίου και ζωοτροφών κ.ά. από τις οποίες αποκτούν εισόδημα πάνω από οικογένειες στην Ελλάδα σε διάφορους τομείς. Η μισή περίπου από την ποσότητα που παράγεται περισσεύει και εξάγεται ( Με την ανάδειξη της αξιοποίησης των βιοκαυσίμων στις μέρες μας, φαίνεται ότι το βαμβάκι μπορεί να παίξει σημαντικό ρόλο και προς αυτή την κατεύθυνση, στη χώρα μας. Το βαμβάκι στην Ελλάδα καλλιεργείται σε μεγάλες εκτάσεις και η βασική γεωγραφική του κατανομή αρχίζει νότια από το νομό Ηλείας και φτάνει βόρεια μέχρι τη Θράκη. Από τα συνολικά στρέμματα γεωργικής γης, η καλλιέργεια του 8

16 2. ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ βαμβακιού καλύπτει το 9.6%, εκτείνεται δηλαδή σε στρέμματα. Πρώτοι νομοί στη χώρα σε επίπεδο καλλιεργούμενων εκτάσεων είναι οι νομοί Λάρισας και Καρδίτσας και ακολουθούν πολλοί άλλοι μεταξύ των οποίων εξέχουσες θέσεις κατέχουν οι νομοί Ροδόπης, Βοιωτίας, Φθιώτιδας, Θεσσαλονίκης και Σερρών (Εικόνα 2.2) ( Εικόνα 2.2: Χάρτης κλιμάκωσης της καλλιέργειας του βαμβακιού. Ο χάρτης απεικονίζει περιοχές Δημοτικών Διαμερισμάτων, στα οποία η καλλιέργεια του βαμβακιού καλύπτει τα παραπάνω ποσοστά γεωργικής γης (ΠΗΓΗ: ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΑΓΡΟΤΙΚΗΣ ΑΝΑΠΤΥΞΗΣ & ΤΡΟΦΙΜΩΝ). Στην Ελλάδα η παραγωγή σύσπορου προϊόντος είναι περίπου τόνοι και η μέση στρεμματική απόδοση κυμαίνεται τα τελευταία χρόνια από 225 ως 329 kg/στρ (Πίνακας 2.2). Μετά από την αποτίμηση της καλλιεργητικής περιόδου

17 2. ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ 2007 που εμφανίζεται απογοητευτική, υπάρχει έντονος προβληματισμός πλέον στην ελληνική αγορά για τις προοπτικές του ελληνικού βαμβακιού. Είναι το προϊόν με τη μεγαλύτερη συνεισφορά της κοινοτικής ενίσχυσης, στη διαμόρφωση της τελικής τιμής και υπάρχει μια τάση των παραγωγών να καλλιεργούν μόνο για την ειδική ενίσχυση και όχι για την παραγωγή. Σύμφωνα με τις τελευταίες εκτιμήσεις του ΟΠΕΚΕΠΕ, η παραγωγή είναι μειωμένη παρόλο που οι εκτάσεις που καλλιεργήθηκαν παραμένουν σταθερές (γύρω στα στρέμματα). Η καλλιέργεια του βαμβακιού υπάγεται στο καθεστώς των ελλειμματικών πληρωμών. Ουσιαστικά αυτό το καθεστώς εξασφαλίζει στις δύσκολες περιόδους, ικανοποιητική ελάχιστη τιμή στον παραγωγό αλλά και ενίσχυση στον εκκοκκιστή. Όμως ο μηχανισμός συνυπευθυνότητας που ισχύει πάνω από τους τόνους, οδηγεί σε δραματική μείωση της τιμής του παραγωγού. Αυτό πρακτικά σημαίνει ότι παρά την αύξηση της παραγωγής, το συνολικό εισόδημα του παραγωγού και οι εισροές της χώρας από τις ενισχύσεις του βαμβακιού μειώνονται σημαντικά ( Πίνακας 2.2: Εξέλιξη της καλλιέργειας του βαμβακιού στην Ελλάδα ΈΤΟΣ ΈΚΤΑΣΗ (ΣΤΡΕΜΜΑΤΑ) ΠΑΡΑΓΩΓΗ (ΤΟΝΟΙ) ΣΤΡΕΜΜΑΤΙΚΗ ΑΠΟΔΟΣΗ (KG/ΣΤΡΕΜ.) ΠΗΓΗ: 10

18 2. ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ 2. 2 ΚΑΤΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΤΑΞΙΝΟΜΗΣΗ Το γένος Gossypium έχει αποτελέσει αντικείμενο ταξινομικής μελέτης από τα μέσα του 18 ου αιώνα, όταν ο Linnaeus το περιέγραψε, και μέχρι σήμερα καθώς νέα δεδομένα (μελέτη της μορφολογίας, γεωγραφική εξάπλωση, μελέτη της μείωσης, καρυότυπος, γενετικές και μοριακές μέθοδοι) παρέχουν πρόσθετα στοιχεία για την αξιολόγηση των σχέσεων στο γένος Gossypium. Μια σύνθεση αυτών των στοιχείων έχει οδηγήσει στην ταξινόμηση του γένους Gossypium στην φυλή Gossypieae της οικογένειας Malvaceae. Το γένος Gossypium περιλαμβάνει 52 είδη, 47 διπλοειδή (2n=2x=26) και 5 τετραπλοειδή (2n=4x=52). Διακρίνεται από γενετική ποικιλομορφία και έχει ένα γεωγραφικό εύρος που καλύπτει τροπικές και υποτροπικές περιοχές παγκοσμίως (Wendel & Cronn 2003, Konan et al. 2007). Τα διπλοειδή είδη του Gossypium κατατάσσονται σε οκτώ γενωμικές ομάδες τις A, B, C, D, E, F, G και K (Πίνακας 2.3). Όλα τα παραπάνω διπλοειδή γενώματα του γένους Gossypium περιλαμβάνουν αποκλειστικά άγρια είδη, εκτός από το γένωμα A. Αν και όλα τα διπλοειδή μοιράζονται τον ίδιο αριθμό χρωμοσωμάτων (n = 13), υπάρχει μεγάλη παραλλακτικότητα στην περιεκτικότητα σε DNA ανά γένωμα. Οι τιμές κατανέμονται από περίπου 2pg (D-γένωμα) ως 7pg (Κ-γένωμα) ανά 2C του πυρήνα. Τα είδη A-γενώματος έχουν ενδιάμεσες τιμές περίπου 3.8pg. Δύο από τα διπλοειδή είδη που εξημερώθηκαν και καλλιεργούνταν στο παρελθόν σε μεγάλη έκταση είναι τα G.arboreum και τα G.herbaceum (Guo et al. 2006, Wendel & Cronn 2003). Τα τετραπλοειδή είδη περιλαμβάνουν δύο διακριτά υπογενώματα συγγενή με τα γενώματα A και D των διπλοειδών (ΑΑ και DD), ως αποτέλεσμα της συγχώνευσης στο παρελθόν δύο απομονωμένων διπλοειδών γενωμάτων. Πιθανός δότης του D- γενώματος ήταν το είδος G.raimondii ενώ πιθανοί δότες του Α-γενώματος τα συγγενικά είδη G.herbaceum και G.arboreum. Το αλλοτετραπλοειδές Gossypium darwinii απαντάται στα νησιά Galapagos, ενώ το Gossypium tomentosum στα νησιά της Χαβάης. Ένα τρίτο τετραπλοειδές, το G.mustelinum είναι ένα ασυνήθιστο είδος που περιορίζεται σε μια σχετικά μικρή περιοχή της βορειοανατολικής Βραζιλίας. Εκτός από τα τρία άγρια είδη, υπάρχουν δύο καλλιεργούμενα το G.hirsutum και το 11

19 2. ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ G.barbadense. Το Gossypium hirsutum είναι το κύριο καλλιεργούμενο βαμβάκι σε όλο τον κόσμο. Συμβάλλει στο 95% της παγκόσμιας παραγωγής σε ίνα και εκτείνεται στην Κεντρική και Νότια Αμερική, στην Καραϊβική και σε απόμακρα νησιά στον Ειρηνικό. Το Gossypium barbadense προέρχεται από το βόρειο τρίτο της Νότιας Αμερικής και έχει μια μεγάλη περιοχή επικάλυψης με το G.hirsutum στην Καραϊβική. Το είδος αυτό καλλιεργείται για τη λεπτή και ανθεκτική ίνα του (Wendel & Cronn 2003, Konan et al. 2007, Percy & Wendel 1990, Wendel et al. 1994). Πίνακας 2.3: Ποικιλομορφία και γεωγραφική εξάπλωση των γενωμικών ομάδων του γένους Gossypium. Γενωμική Ομάδα Αριθμός Ειδών Γεωγραφική Εξάπλωση A 2 Αφρική, πιθανώς Ασία B 3 Αφρική, Νησιά Cape Verde C 2 Αυστραλία D 13 Κυρίως Μεξικό-Επίσης Περού, Νησιά Galapagos, Αριζόνα E 7+ Αραβική Χερσόνησος, Βορειοανατολική Αφρική, Νοτιοδυτική Ασία F 1 Ανατολική Αφρική G 3 Αυστραλία K 12 Βορειοδυτική Αυστραλία AD 5 Τροπικές και Υποτροπικές περιοχές του Νέου Κόσμου και Hawaii Πηγή: Wendel & Cronn

20 2. ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ 2.3 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΩΝ ΚΑΛΛΙΕΡΓΟΥΜΕΝΩΝ ΕΙΔΩΝ Από όλα τα είδη βαμβακιού μόνο τέσσερα μπορούν να χρησιμοποιηθούν για βιομηχανικούς σκοπούς. Τα είδη αυτά είναι τα διπλοειδή Gossypium arboreum και Gossypium herbaceum και τα τετραπλοειδή Gossypium hirsutum και Gossypium barbadense. G.herbaceum L.: To ποώδες βαμβάκι είναι διπλοειδές είδος και έχει ύψος από 1-1.5m. Οι φυλλοφόροι βλαστοί είναι λίγοι ή δεν υπάρχουν καθόλου. Στους βλαστούς και τα νεαρά φύλλα υπάρχουν αραιές τρίχες. Τα φύλλα σχηματίζουν 3-5 (σπάνια 7) λοβούς. Τα βράκτια φύλλα είναι οδοντωτά, μένουν πάντα ανοιχτά και δεν σκεπάζουν καθόλου το άνθος ή το καρύδι. Τα άνθη είναι σχετικώς μικρά, με κιτρινωπά πέταλα, που έχουν στη βάση μικρή ερυθρή κηλίδα. Τα καρύδια είναι μικρά (2.5-3 cm), μάλλον σφαιρικά και καταλήγουν σε μύτη, έχουν λίγους αδένες και 3-4 χώρους που περιέχουν μέχρι και 11 σπόρους σε κάθε χώρο. Δεν ανοίγουν καλά κατά την ωρίμανση. Οι σπόροι καλύπτονται από μακριές και κοντές ίνες. Είναι είδος αυτοφυές στην Ινδία, το Πακιστάν και στην Αφρική. Σήμερα η καλλιέργεια του είδους αυτού έχει εκτοπιστεί από το είδος G.hirsutum λόγω της κοντής ίνας του, της μεγάλης ευπάθειας σε ασθένειες, της οψιμότητας και της χαμηλής απόδοσης (Παπακώστα-Τασοπούλου 2002, Χριστίδης 1965). G.arboreum L.: Είναι επίσης διπλοειδές είδος. Στο δενδρώδες βαμβάκι ανήκουν διάφοροι τύποι πολυετείς και ετήσιοι που φτάνουν σε ύψος μέχρι τα 2 μέτρα. Στο είδος αυτό επικρατεί μεγάλη ανομοιομορφία αφού είναι το πρώτο καλλιεργούμενο είδος βαμβακιού. Τα φύλλα σχηματίζουν 5-7 (σπάνια 3) λοβούς. Τα βράκτια φύλλα είναι μάλλον τριγωνικά, ακέραια ή καταλήγουν σε δόντια. Tα άνθη έχουν χρώμα κόκκινο, κίτρινο, λεμονί ή άσπρο, με ή χωρίς σκούρη κηλίδα στην βάση των πετάλων. Τα καρύδια έχουν συνήθως 3 (σπανιότερα 4) χώρους με 6-17 σπόρους σε κάθε χώρο. Οι σπόροι φέρουν συνήθως μακριές ίνες και κοντό χνούδι. Βρίσκεται αυτοφυές στο Πακιστάν, την Ινδία και την Κεϋλάνη. Καλλιεργείται σήμερα σε πολύ μικρή έκταση 13

21 2. ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ στην lνδία ενώ στις άλλες χώρες έχει αντικατασταθεί από τα είδη του Ν. Κόσμου (Παπακώστα-Τασοπούλου 2002, Χριστίδης 1965). G.hirsutum L.: To χνοώδες βαμβάκι είναι αλλοπολυπλοειδές (τετραπλοειδές) και στο είδος αυτό ανήκουν όλα τα βαμβάκια τα γνωστά με τo όνομα upland. Τα φυτά είναι μικροί ετήσιοι θάμνοι, με ύψος 1-1.5m, με λίγους (ή καθόλου) φυλλοφόρους κλάδους, οι οποίοι παρουσιάζουν συνήθως Εικόνα 2.3: Gossypium hirsutum L. συμποδιακή ανάπτυξη. Τα στελέχη έχουν χρώμα πράσινο ή καφετί και τα φύλλα σχίζονται σε 3 ή 5 αβαθείς λοβούς, οι οποίοι καταλήγουν σε μύτη. Οι βλαστοί και τα φύλλα μπορεί να φέρουν τρίχες ή όχι. Τα βράκτια σχηματίζουν στην άκρη 7-12 μακριά δόντια. Τα άνθη είναι μεγάλα, με πέταλα χρώματος μπεζ χωρίς σκούρη κηλίδα (Εικόνα 2.3). Τα καρύδια είναι μεγάλα, επιμήκη ή σφαιρικά και έχουν 3-5 χώρους με 5-11 σπόρους σε κάθε χώρο. Οι σπόροι καλύπτονται με πυκνό στρώμα ινών μήκους 13-33mm και συνήθως φέρουν χνούδι, απαντώνται όμως και σπόροι τελείως γυμνοί. To G.hirsutum ξεκινώντας από την Κ. Αμερική, όπου είναι και το κέντρο καταγωγής του, εγκλιματίστηκε πολύ καλά σε όλες τις υποτροπικές βαμβακοπαραγωγικές περιοχές, καταλαμβάνει το μεγαλύτερο ποσοστό των καλλιεργούμενων εκτάσεων και έχει τη μεγαλύτερη οικονομική σημασία (Παπακώστα - Τασοπούλου 2002, Χριστίδης 1965). G.barbadense L.: To συγκεκριμένο είδος είναι αλλοπολυπλοειδές (τετραπλοειδές), κατάγεται από τη Ν.Αμερική και αποτελείται από πολλούς ξεχωριστούς τύπους πολυετείς ή ετήσιους. Οι πολυετείς τύποι έχουν κλάδους με συνήθως μονοποδιακή ανάπτυξη και γίνονται δέντρα ύψους 5-6m. Οι ίνες του έχουν μήκος ως 32mm περίπου. Τα δενδρώδη βαμβάκια είναι φωτοπεριοδικά. Χρειάζεται να υποστούν την επίδραση βραχείας φωτοπεριόδου για να μπουν στο αναπαραγωγικό στάδιο. Καλλιεργείται κυρίως στο Περού, τη Βραζιλία και την Κολομβία. 14

22 2. ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ Οι ετήσιοι καλλιεργούμενοι τύποι περιλαμβάνουν το αιγυπτιακό βαμβάκι και το Sea-Island. Έχουν ύψος 1-3m, συμποδιακή ανάπτυξη με λίγους ή πολλούς μονοποδιακούς κλάδους, φύλλα με 3-5 λοβούς. Τα βράκτια φύλλα έχουν το ίδιο πλάτος και μήκος, Εικόνα 2.4: Gossypium barbadense L. τα άνθη είναι μεγάλα και τα πέταλα έχουν χρώμα κίτρινο (Εικόνα 2.4). Τα καρύδια είναι σχετικά μικρά με πολλούς αδένες στην επιφάνειά τους και έχουν 3-4 χώρους με 5-8 σπόρους σε κάθε χώρο. Οι σπόροι καλύπτονται από πυκνό στρώμα ινών και συνήθως χνούδι. Υπάρχουν όμως και σπόροι με χνούδι μόνο στις δύο άκρες του σπόρου ή και χωρίς χνούδι. Το αιγυπτιακό βαμβάκι (με μήκος ίνας μέχρι 40mm) καλλιεργείται στην Αίγυπτο, στο Σουδάν, στο Τουρκεστάν και σε μερικές περιοχές των Η.Π.Α. To Sea-Island παράγει την πιο εκλεκτή ποιότητα ίνας (λεπτές ίνες με μήκος μέχρι 60mm) και τα καλύτερα αποτελέσματα δίνει καλλιεργούμενο σε μερικά νησιά των Δυτικών Ινδιών και σε ορισμένες περιοχές της Αμερικής (Παπακώστα-Τασοπούλου 2002, Χριστίδης 1965). 15

23 2. ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ 2.4 ΤΑ ΠΡΟΪΟΝΤΑ ΤΟΥ ΒΑΜΒΑΚΙΟΥ Τα δύο κύρια προϊόντα της καλλιέργειας του βαμβακιού μετά τον εκκοκκισμό είναι οι ίνες και ο σπόρος. Και τα δύο χρησιμοποιούνται ευρύτατα και αποτελούν την πρώτη ύλη για πολλές βιομηχανίες Η ίνα του βαμβακιού Οι ίνες του βαμβακιού διατίθενται κυρίως στην κλωστοϋφαντουργική βιομηχανία. Τα βαμβακερά υφάσματα χρησιμοποιούνται σε μεγάλο βαθμό για την δημιουργία ρούχων κάθε είδους. Όμως το βαμβάκι δεν χρησιμοποιείται μόνο για την δημιουργία υφασμάτων. Με τις ίνες παρασκευάζεται το υδρόφιλο βαμβάκι της ιατρικής, χαρτί άριστης ποιότητας, στρώματα, μαξιλάρια, έπιπλα, μονωτικά υλικά, κλωστές, σκοινιά, διάφορες επενδύσεις, νήματα κατώτερης ποιότητας (τάπητες, φιτίλια κ.α.) βαμβακοπυρίτιδα και κυτταρίνη (φωτογραφικά φιλμ, χαρτί, εκρηκτικές ύλες κ.α.). Γενικά αναφέρονται 400 τουλάχιστον διαφορετικές χρήσεις για το βαμβάκι (Χριστίδης 1965) Ποιότητα της ίνας Όσον αφορά στην κατάταξη του εκκοκκισμένου βαμβακιού, η ταξινόμηση γίνεται βάσει των ποιοτικών του χαρακτηριστικών και με τον τρόπο αυτό διευκολύνεται η εμπορία του. Η ταξινόμηση παλαιότερα γινόταν από εξειδικευμένο προσωπικό με μεγάλη εμπειρία, τους ταξινόμους. Τα τελευταία χρόνια για τον αντικειμενικότερο προσδιορισμό της ποιότητας του βαμβακιού χρησιμοποιείται παγκοσμίως το όργανο HVI (High Volume Instrument). Πρόκειται για ηλεκτρονικό σύστημα μεγάλης ακρίβειας με το οποίο γίνεται σύγχρονη και ταχεία εκτίμηση πολλών χαρακτηριστικών των ινών (Παπακώστα-Τασοπούλου 2002). 16

24 2. ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ Μήκος ινών Ως μήκος αναφέρεται το μέσο μήκος μιας δέσμης ινών και όχι μιας μεμονωμένης ίνας και αυτό συνήθως εκφράζεται σε mm. Οι διάφοροι τύποι βαμβακιού παρουσιάζουν τεράστιες διαφορές ως προς το μήκος της ίνας και διακρίνονται σε τέσσερις κατηγορίες: κοντές ίνες (< 21mm), μεσαίες ίνες (22-25 mm), μεσαίες-μακριές ίνες (26-28 mm) και μακριές ίνες (29-34 mm). Ο προσδιορισμός του μήκους γινόταν παλαιότερα με διάφορους τρόπους όπως το μήκος του ταξινόμου και τον ινογράφο. Σήμερα χρησιμοποιείται κυρίως το όργανο HVI. Για τον ίδιο τύπο βαμβακιού, το μήκος επηρεάζεται από το γενότυπο και το περιβάλλον (Bradow & Davidonis 2000). Αντοχή ινών Η αντοχή της ίνας είναι σημαντικό χαρακτηριστικό που επηρεάζει την ποιότητα των προϊόντων που παράγονται αφού το βαμβάκι που προέρχεται από ποικιλίες με αδύνατες ίνες δεν μπορεί να υποστεί εύκολα την απαραίτητη βιομηχανική επεξεργασία. Για τον προσδιορισμό της αντοχής μιας δέσμης ινών χρησιμοποιήθηκαν παλαιότερα τα όργανα Pressley και Stelometer. Τα τελευταία χρόνια όμως τείνει να γενικευτεί η χρήση του HVI που καταγράφει την αντοχή, τη δύναμη δηλαδή που απαιτείται να ασκηθεί για να σπάσει μία δέσμη ινών μήκους 1/8 της ίντσας. Οι HVI μετρήσεις αναφέρονται σε grams tex -1 και μια μονάδα tex είναι ίση με το βάρος 1000m ίνας σε g. Οι ίνες διακρίνονται με βάση την αντοχή τους, σε πολύ ισχυρές (από 30 gram tex -1 και πάνω) και πολύ αδύναμες (κάτω από 20 gram tex - 1 ) (Ramey 1999, Bradow & Davidonis 2000). Micronaire Η μέτρηση του micronaire γίνεται με την βοήθεια ενός εξειδικευμένου οργάνου και είναι μια έμμεση μέτρηση της διαπερατότητας του αέρα από ένα δείγμα γνωστής μάζας τοποθετημένο σε δοχείο καθορισμένων διαστάσεων. Το γνώρισμα αυτό συνδέεται με την περίμετρο και τη διάμετρο της ίνας καθώς και με το πάχος των τοιχωμάτων. Oι ανώριμες ίνες έχουν λεπτά τοιχώματα, αλλά καθώς ωριμάζουν και εναποτίθεται η κυτταρίνη στο εσωτερικό των τοιχωμάτων γίνονται πιο παχιές. Αυτό καθορίζει και την καταλληλότητα της ίνας για βιομηχανικούς 17

25 2. ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ σκοπούς όπως και τα φυσικά χαρακτηριστικά του νήματος (Καλτσίκης 1992). Στα βαμβάκια τύπου upland το micronaire εκφράζει κυρίως την ωριμότητα και οι αποδεκτές τιμές κυμαίνονται από 3.5 ως 4.9 με ιδανικότερο εύρος από 3.7 ως 4.2 ενώ στα λεπτόινα βαμβάκια το micronaire έχει μικρότερη τιμή. Θα πρέπει λοιπόν να γνωρίζουμε τη λεπτότητα μίας ποικιλίας ώστε από την ένδειξη του micronaire να αποφανθούμε για την ωριμότητα. Η εκκόκκιση έχει μικρή ή καθόλου επίδραση στο micronaire (Bradow & Davidonis 2000). Ομοιομορφία Η ομοιομορφία του μήκους αποτελεί ένδειξη της περιεκτικότητας του δείγματος σε κοντές ίνες. Αν το μήκος των ινών μιας ποικιλίας είναι ομοιόμορφο τότε μπορεί να παραχθεί ευκολότερα νήμα ομοιόμορφου μεγέθους. Διαφορές στην ομοιομορφία του μήκους παρατηρούνται στα καρύδια του ίδιου φυτού, στους διάφορους λοβούς ενός καρυδιού και στις ίνες που προέρχονται από διάφορα μέρη του ίδιου σπόρου (Καλτσίκης 1992). To υψηλό πoσοστό των κοντών ινών αυξάνει τις απώλειες κατά την κλώση και επηρεάζει τα σπασίματα, το χνούδιασμα και τις ατέλειες του νήματος. Την ανομοιομορφία επιτείνουν οι κακές καιρικές συνθήκες κατά την ανάπτυξη των ινών και η μικρή συγκράτηση των καρυδιών πρώτης θέσης. Η κακής ποιότητας εκκόκκιση και ο παρατεταμένος καθαρισμός του εκκοκκισμένου βαμβακιού, αυξάνουν επίσης το ποσοστό των κοντών ινών (Παπακώστα-Τασοπούλου 2002). Επιμήκυνση Η επιμήκυνση (ελαστικότητα) των ινών συνδέεται με την κλωσιμότητα του βαμβακιού. Η επιμήκυνση εκφράζει την ελαστικότητα που παρουσιάζει μια δέσμη ινών κατά την μέτρηση της αντοχής μέχρι να σπάσει. Υψηλή επιμήκυνση εγγυάται καλή συμπεριφορά στο κλωστήριο και δημιουργία ανθεκτικών νημάτων. Και το χαρακτηριστικό αυτό εξαρτάται κυρίως από τον γενότυπο και λιγότερο από το περιβάλλον (Bradow & Davidonis 2000). 18

26 2. ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ Χρώμα Tο κανονικό χρώμα των ινών του βαμβακιού (με το άνοιγμα των καρυδιών) είναι το λευκό ή το ελαφρά υποκίτρινο. Εάν παραμείνει όμως μεγάλο χρονικό διάστημα στον αγρό και δεχθεί την επίδραση μυκητολογικών και εντομολογικών προσβολών, μπορεί να φθάσει μέχρι γκρίζο, ενώ εάν κατά τη διάρκεια της αποθήκευσης η υγρασία του σύσπορου είναι υψηλή και ανέβει η θερμοκρασία ή συμβούν εντομολογικές προσβολές, το χρώμα γίνεται κίτρινο ή κηλιδωμένο. Η εκκόκκιση έχει μικρή επίδραση, στο χρωματισμό των ινών. Η απομάκρυνση όμως των ξένων υλών αλλάζει και βελτιώνει το χρώμα μερικών δειγμάτων. To χρώμα μπορεί να μετρηθεί αντικειμενικά με τo HVI με τη χρήση χρωμομέτρου (Παπακώστα-Τασοπούλου 2002). Στο HVI σύστημα κατάταξης το χρώμα καθορίζεται από τον βαθμό της αντανάκλασης (Rd, Reflectance) και του κίτρινου χρώματος (+b, yellowness) (Bradow & Davidonis 2000). Κόμποι (neps) και άγονα ωάρια (motes) Στη μάζα των ινών παρατηρούνται συχνά σημεία ανομοιόμορφα που έχουν δυσμενή επίδραση στην εμφάνιση και στο βάψιμο των βαμβακερών. Τα πιο σπουδαία είναι οι κόμποι και τα ψοφάκια. Οι κόμποι (neps) είναι μικρά σημεία που αποτελούνται από μία ή περισσότερες ίνες ανακατωμένες που δημιουργούνται κυρίως κατά την εκκόκκιση και τον καθαρισμό του εκκοκκισμένου βαμβακιού και επίσης κατά την κλώση. Μπορούν όμως να δημιουργηθούν και κατά τη συγκομιδή, όταν το σύσπορο έχει μεγάλη υγρασία. Σπουδαίος παράγοντας για τον σχηματισμό κόμπων είναι ο γενότυπος. Οι ανώριμες ίνες δημιουργούν περισσότερους κόμπους, υποβαθμίζουν την ποιότητα, δυσκολεύουν τη νηματοποίηση, έχουν σημαντικές απώλειες ινών (φύρα) και τελικά επηρεάζουν την εμφάνιση και την ομοιομορφία του νήματος. Τα ίδια προβλήματα προκαλούν και τα ψοφάκια (motes) που είναι άγονα ωάρια ή ανώριμοι σπόροι που δεν κατόρθωσαν να φτάσουν σε πλήρη ωριμότητα και ποικίλουν πολύ στην εμφάνιση και την ανάπτυξη (Παπακώστα-Τασοπούλου 2002, Χριστίδης 1965). Ξένες Ύλες Οι ξένες ύλες είναι τμήματα του περισπερμίου, τεμάχια φύλλων, κομμάτια ζιζανίων, τμήματα του φλοιού των στελεχών κλπ. και αποτελούν πρόβλημα όχι μόνο 19

27 2. ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ κατά την εκκόκκιση αλλά και κατά τη νηματοποίηση γιατί η διαδικασία του καθαρισμού σπάζει τις ίνες και έτσι αυξάνονται κατά πολύ οι απώλειες. Οι ξένες ύλες επηρεάζουν την ομοιομορφία και την εμφάνιση του νήματος και προωθούν τη δημιουργία των κόμπων. Οι συνθήκες συλλογής και εκκοκκισμού επηρεάζουν το ποσοστό των ξένων υλών του εκκοκκισμένου βαμβακιού. Η αποφύλλωση, η συλλογή βαμβακιού χωρίς μεγάλη υγρασία και η σωστή λειτουργία της βαμβακοσυλλεκτικής, μειώνουν το ποσοστό των ξένων υλών. Αντικειμενικά οι ξένες ύλες μετρούνται με το HVI. Συγκεκριμένα, χρησιμοποιούνται βιντεομετρητές για να καθοριστεί το ποσοστό της επιφάνειας που καλύπτεται από ξένα σωματίδια. Υποβάθμιση της ποιότητας του βαμβακιού γίνεται και από άλλους παράγοντες όπως προσβολή των ινών από έντομα τα οποία εναποθέτουν κολλώδεις ουσίες στις ίνες, χρήση φθαρμένων σάκκων και σπάγγων από πλαστικό ή σιζάλ που συνηθίζουν να χρησιμοποιούν οι παραγωγοί για να μεταφέρουν το σύσπορο βαμβάκι στα εκκοκκιστήρια (Παπακώστα-Τασοπούλου 2002) Ο σπόρος του βαμβακιού Παραδοσιακά, ο σπόρος είναι ένα παραπροϊόν κατά την παραγωγή της ίνας, και η αξία του είναι χαμηλότερη από αυτή της ίνας. Το μεγαλύτερο ποσοστό του βαμβακόσπορου διοχετεύεται στη βιομηχανία. Η αξία του σπόρου που προορίζεται για σπορά προσδιορίζεται κυρίως από τη φυτρωτική του ικανότητα και τη δυνατότητά του να υποστηρίζει την ανάπτυξη των νεαρών φυταρίων. Την ποιότητα του βαμβακόσπορου για τη βιομηχανία χαρακτηρίζουν η αναλογία του λαδιού και η οξύτητά του, η περιεκτικότητα σε πρωτεΐνες και ολική γκοσσυπόλη και οι κοντές ίνες (χνούδι) (Παπακώστα-Τασοπούλου 2002, Χριστίδης 1965). Αρχικά, ο σπόρος καθαρίζεται από τις ξένες ύλες και οδηγείται στις αποχνοωτικές μηχανές για την απομάκρυνση των κοντών ινών. Επιθυμητό χαρακτηριστικό για το βαμβακόσπορο είναι να έχει όσο το δυνατόν μικρότερο ποσοστό κοντών ινών γιατί δημιουργούν προβλήματα κατά την επεξεργασία. Ακολουθεί η παραλαβή του λαδιού που κυμαίνεται από 14-25% του βάρους του σπόρου. Το δεύτερο από άποψη σπουδαιότητας συστατικό του σπόρου είναι η 20

28 2. ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ πρωτεΐνη, υψηλής βιολογικής αξίας και πεπτικότητας, που καθορίζει τη θρεπτική αξία της βαμβακόπιτας ή του βαμβακάλευρου στις ζωοτροφές. Οι πρωτεΐνες περιέχονται στο σπόρο σε ποσοστό 16-26%. Η περιεκτικότητα σε έλαιο και πρωτεΐνη εξαρτάται τόσο από το γενότυπο όσο και από το περιβάλλον (Παπακώστα-Τασοπούλου 2002). Σημαντική έρευνα έχει γίνει της τελευταίες 2 δεκαετίες για τη δημιουργία παραγωγικών ποικιλιών στις οποίες η περιεκτικότητα της γκοσσυπόλης στους σπόρους να είναι ελάχιστη ή μηδενική. Η γκοσσυπόλη είναι μια φυτική πολυφαινολική ένωση που βρίσκεται στους αδένες του βαμβακιού σε ολόκληρο το φυτό, συμπεριλαμβανομένου και του σπόρου και κληρονομείται κατά σύνθετο τρόπο. Η ένωση είναι τοξική για τα μονογαστρικά ζώα αν καταναλωθεί σε μεγάλες ποσότητες και μεταφέρει ανεπιθύμητες ιδιότητες από τον βαμβακόσπορο στο λάδι (Niles & Feaster 1984) Το έγχρωμο βαμβάκι Σχεδόν όλες οι ίνες του βαμβακιού που χρησιμοποιούνται στην κλωστοϋφαντουργία είναι λευκές απαιτείται συνεπώς, κατά τη διάρκεια της επεξεργασίας των ινών η χρώση του υφάσματος. Η τεράστια κατανάλωση χρωστικών ουσιών όμως έχει οδηγήσει στην περιβαλλοντική ρύπανση με δυσμενείς επιπτώσεις στην ανθρώπινη υγεία. Μια από τις αποδοτικότερες λύσεις είναι η καλλιέργεια ποικιλιών βαμβακιού που παράγουν φυσικά χρωματισμένες ίνες, οι οποίες είναι περιβαλλοντικά αβλαβείς. Τα πιο συνηθισμένα χρώματα της ίνας του έγχρωμου βαμβακιού είναι το καφέ σε όλες τις αποχρώσεις του, το πράσινο και πολύ λιγότερο το κίτρινο, το γαλάζιο, το κόκκινο-καφέ και το γκρι (Παπακώστα- Τασοπούλου 2002, Hua et al. 2007) Στην πραγματικότητα, βαμβάκια με χρωματισμένες ίνες καλλιεργούνται εδώ και πολλά χρόνια. Η εξάπλωση της καλλιέργειας τους όμως είναι αργή λόγω της άγνοιας μέχρι πρόσφατα των αρνητικών συνεπειών των διαφόρων χρωστικών που έχουν χρησιμοποιηθεί σε συνδυασμό με την χαμηλότερη απόδοση των έγχρωμων ποικιλιών (Hua et al. 2007). Προκειμένου λοιπόν το έγχρωμο βαμβάκι να γίνει ανταγωνιστικό απαιτείται η βελτίωσή τους. Ήδη κυκλοφορούν προϊόντα έγχρωμου βαμβακιού σε 21

29 2. ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ εμπορική κλίμακα. Η εισαγωγή και επέκταση της καλλιέργειας του έγχρωμου βαμβακιού στη χώρα μας χρειάζεται μεγάλη προσοχή για να μην υποβαθμιστεί η ποιότητα του λευκού βαμβακιού λόγω αναμείξεων (Παπακώστα-Τασοπούλου 2002) Βιοκαύσιμα Η αύξηση της ενεργειακής ζήτησης και η χρήση των μη ανανεώσιμων ενεργειακών πόρων οδήγησαν τους ερευνητές στη διερεύνηση εναλλακτικών πηγών ενέργειας. Η διαχείριση από την άλλη πλευρά, αρκετών εκατομμύριων τόνων γεωργικών υπολειμμάτων κάθε χρόνο παγκοσμίως αποτελεί σημαντικό πρόβλημα. Συχνά αποτεφρώνονται ή ενσωματώνονται στο έδαφος ενώ μπορούν να μετατραπούν σε υψηλής αξίας προϊόντα. Τα στελέχη και τα κλαδιά των βαμβακόφυτων, τα φύλλα, και τα υπολείμματα των εκκοκκιστηρίων (μίσχοι, φύλλα, έδαφος, άγονα ωάρια, ίνες βαμβακιού, και άλλοι φυτικοί ιστοί σε διάφορα ποσοστά ανάλογα με τις μεθόδους μηχανικής συγκομιδής που χρησιμοποιήθηκαν) θεωρούνται πιθανή πηγή ενέργειας, ειδικά στις χώρες στις οποίες το βαμβάκι καλλιεργείται σε μεγάλη κλίμακα (Agblevor et al. 2006). Καθώς η δυνατότητα χρήσης των υπολειμμάτων βαμβακιού άρχισε να συγκεντρώνει την προσοχή των ερευνητών, η χρησιμότητα και η δυνατότητα επεξεργασίας τους για διάφορες εφαρμογές έγιναν το αντικείμενο πολλών ερευνών τα τελευταία χρόνια. Οι διάφορες μελέτες έχουν εστιάσει στη χρήση των υπολειμμάτων βαμβακιού για ζωοτροφή, λίπασμα, παραγωγή χαρτιού, και παραγωγή ενέργειας. Παρά τις παραπάνω επιλογές, σήμερα ένα μεγάλο μέρος των υπολειμμάτων επιστρέφει πίσω στην αρχική καλλιέργεια με την ενσωμάτωση στο έδαφος. Η πρακτική της ενσωμάτωσης των υπολειμμάτων των καλλιεργειών στο έδαφος είναι σημαντικός παράγοντας της αειφορικής γεωργίας αφού αυξάνει το ποσοστό της οργανικής ουσίας στο έδαφος και παρεμποδίζει την απώλεια του C και των θρεπτικών στοιχείων (Zibilske & Materon 2005). Ωστόσο, ένα ποσοστό αυτών των υπολειμμάτων θα μπορούσαν να υποστούν επεξεργασία για την δημιουργία βιοκαυσίμων. Ακόμα κι αν η δυνατότητα της χρήσης των υπολειμμάτων βαμβακιού για την παραγωγή ενέργειας είναι γνωστή, οι ερευνητές εστίασαν γενικά στην παραγωγή 22

30 2. ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ αιθανόλης και βιοαερίων (Isci & Demirer 2006). Οι Agblevor et al. (2006) μελέτησαν την δυνατότητα παραγωγής αιθανόλης από τα υπολείμματα της εκκόκκισης που κυμάνθηκε από 113 l/ton ως 190 l/ton. Οι διαφορές προήλθαν από την διαφορετική περιεκτικότητα σε ίνα και περιβλήματα σπόρων στα υπολείμματα που χρησιμοποιήθηκαν και η παραγωγή αιθανόλης ήταν ανάλογη με την περιεκτικότητα σε ίνα. Όσον αφορά στην επιρροή της αποθήκευσης, συμπεραίνεται ότι μετά από τρεις μήνες αποθήκευσης, η χημική ανάλυση παρουσίασε ελάχιστη απώλεια συνολικών υδατανθράκων ενώ μετά από έξι μήνες, οι απώλειες ήταν 25%. Οι Isci και Demirer (2006) διερεύνησαν την δυνατότητα αναερόβιας παραγωγής μεθανίου από μίσχους βαμβακιού, περιβλήματα σπόρου και βαμβακόπιτα με την εκτέλεση μιας βιοχημικής δοκιμής μεθανίου. Σε 23 ημέρες παρήχθησαν περίπου 65, 86 και 78 ml CH4 από 1g μίσχων βαμβακιού, περιβλημάτων σπόρου και βαμβακόπιτας αντίστοιχα. Ενδιαφέρον παρουσιάζει και η δυνατότητα παραγωγής βιοκαυσίμου από το έλαιο που παράγεται από τους σπόρους του βαμβακιού. Το λάδι των βαμβακόσπορων είναι ένα υποπροϊόν της καλλιέργειας που έχει αναγνωριστεί ως πιθανή πηγή για την παραγωγή biodiesel. Προκειμένου όμως να εκπληρωθεί ο στόχος του 2010 μόνο από το βαμβακόσπορο και το 20 % της παραγόμενης ηλεκτρικής ενέργειας να προέρχεται από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, απαιτείται μια αύξηση των εκτάσεων που καλλιεργούνται με βαμβάκι κατά 26% (Panoutsou et al. 2007). 23

31 2. ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ 2.5 ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΒΑΜΒΑΚΙΟΥ Βελτιωτικοί στόχοι Βασικές επιδιώξεις στη βελτίωση του βαμβακιού, είναι η αύξηση της απόδοσης και η βελτίωση της ποιότητας, χαρακτηριστικά και τα δύο ιδιαίτερα σύνθετα που εξαρτώνται από πολλούς παράγοντες. Άλλοι σημαντικοί στόχοι είναι η πρωιμότητα, η ανθεκτικότητα στις ασθένειες και τα έντομα, η προσαρμογή στη μηχανική συλλογή και η καλύτερη ποιότητα σπόρου. Καθένα από αυτά μπορούν να τροποποιηθούν ξεχωριστά ή ταυτόχρονα, ανάλογα που εστιάζει τις προτεραιότητες του ένα βελτιωτικό πρόγραμμα Αύξηση της απόδοσης Η επιτυχία μιας ποικιλίας βαμβακιού εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από την υψηλή παραγωγή εκκοκκισμένου προϊόντος, γι αυτό αποτελεί κύριο στόχο όλων των προγραμμάτων βελτίωσης. Η απόδοση σε ίνα είναι ένα σύνθετο χαρακτηριστικό που εξαρτάται από έναν μεγάλο αριθμό γενετικά καθορισμένων, φυσιολογικών και βιοχημικών συστημάτων στο φυτό. Οπότε κάθε βελτιωτική προσπάθεια πρέπει να στηρίζεται στη διάσπαση της απόδοσης στα άμεσα συστατικά της, όπως ο αριθμός καρυδιών ανά m 2, το βάρος των καρυδιών και η απόδοση της ίνας ανά σπόρο, καθώς επίσης και στην προσαρμοστικότητα και σταθερότητα των γενοτύπων (Calhoun & Bowman 1999). Ο τελικός πληθυσμός των φυτών που συγκομίζονται και επηρεάζουν την τελική απόδοση εξαρτάται από τη φυτρωτική ικανότητα του γενοτύπου που καλλιεργείται, την κατάσταση του σπόρου και τις συνθήκες του περιβάλλοντος που επηρεάζουν το φύτρωμα. Χαρακτηριστικά στενά συνδεδεμένα με την απόδοση, είναι και ο αριθμός των καρυδιών που παράγονται σε κάθε φυτό. Αυτός εξαρτάται από τον αριθμό των λουλουδιών που ανθίζουν σε κάθε φυτό και τον αριθμό των καρυδιών που παραμένουν μετά την πτώση ορισμένων ανθέων οι οποίοι εξαρτώνται τόσο από τον γενότυπο όσο και από τις συνθήκες ανάπτυξης των φυτών. Οι ποικιλίες βαμβακιού 24

32 2. ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ διαφέρουν και ως προς το μέγεθος του καρυδιού, που συνήθως εκφράζεται ως το βάρος (g) του σύσπορου βαμβακιού ανά καρύδι. Μεγαλύτερο βάρος καρυδιών συνεπάγεται όχι μόνο αύξηση στην απόδοση αλλά και ευκολότερη χειρωνακτική συγκομιδή (Χριστίδης 1965). Όσον αφορά στην εκατοστιαία αναλογία ίνας και σπόρου παριστάνεται συνήθως με το βάρος της ίνας, όταν εκφράζεται ως εκατοστιαίο ποσοστό του σύσπορου. Αν (ι) είναι το βάρος της ίνας και (σ) το βάρος των σπόρων, η εκατοστιαία αναλογία ινών εκφράζεται ως: 100 ι σ + ι Η αναλογία μεταξύ ινών και σπόρου δεν παραμένει η ίδια στις διάφορες συνθήκες του περιβάλλοντος και εξαρτάται από την ημερομηνία που ανοίγει το άνθος (Χριστίδης 1965). Οι συντελεστές κληρονομικότητας για την απόδοση σε ίνα κυμαίνονται από για δε την αναλογία ίνας από , είναι δηλαδή αρκετά υψηλοί ώστε να μπορεί να αναμένεται βελτίωση για τα χαρακτηριστικά αυτά (Καλτσίκης 1992) Ποιότητα της ίνας Ο κύριος προβληματισμός των βελτιωτών είναι η διατήρηση μιας ιδανικής ισορροπίας ανάμεσα στην αύξηση της απόδοσης και στη βελτίωση της ποιότητας. Οι αλλαγές στην τεχνολογία της κλωστοϋφαντουργίας, που επιτρέπουν τη γρηγορότερη επεξεργασία των ινών, τοποθετούν μεγαλύτερη φυσική καταπόνηση στην ίνα του βαμβακιού και επιβάλλουν την συνεχή βελτίωση των ποιοτικών χαρακτηριστικών των ινών, και ιδιαίτερα της αντοχής. Η καλή ποιότητα λοιπόν είναι σημαντική στη δημιουργία λεπτών νημάτων υψηλής αντοχής και καλής εμφάνισης. Από την άλλη πλευρά, η πρόοδος στην τεχνολογία έχει δώσει στον βελτιωτή τη δυνατότητα να αξιολογεί πιο αντικειμενικά τα χαρακτηριστικά της ίνας και να δημιουργεί ποικιλίες με επιθυμητές βιομηχανικές ιδιότητες. Οι πιο σημαντικές είναι το μήκος, η αντοχή, η λεπτότητα των ινών (micronaire) και η ομοιομορφία του μήκους (Καλτσίκης 1992). 25