ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΟΜΕΑΣ ΟΠΩΡΟΚΗΠΕΥΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΑΜΠΕΛΟΥ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΝ ΡΟΚΟΜΙΑΣ. αµιανός Νεοκλέους Γεωπόνος M.Sc.

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΟΜΕΑΣ ΟΠΩΡΟΚΗΠΕΥΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΑΜΠΕΛΟΥ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΝ ΡΟΚΟΜΙΑΣ αµιανός Νεοκλέους Γεωπόνος M.Sc. ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΥΝΑΤΟΤΗΤΑΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΣΜΕΟΥΡΩΝ (Rubus idaeus L.) ΕΚΤΟΣ ΕΠΟΧΗΣ ΣΤΙΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΤΗΣ Α. ΜΕΣΟΓΕΙΟΥ Ι ΑΚΤΟΡΙΚΗ ΙΑΤΡΙΒΗ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2006

2 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΟΜΕΑΣ ΟΠΩΡΟΚΗΠΕΥΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΑΜΠΕΛΟΥ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΕΝ ΡΟΚΟΜΙΑΣ αµιανός Νεοκλέους Γεωπόνος M.Sc. ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΥΝΑΤΟΤΗΤΑΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΣΜΕΟΥΡΩΝ (Rubus idaeus L.) ΕΚΤΟΣ ΕΠΟΧΗΣ ΣΤΙΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΤΗΣ Α. ΜΕΣΟΓΕΙΟΥ Ι ΑΚΤΟΡΙΚΗ ΙΑΤΡΙΒΗ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2006 II

3 αµιανός Σ. Νεοκλέους ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΥΝΑΤΟΤΗΤΑΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΣΜΕΟΥΡΩΝ (Rubus idaeus L.) ΕΚΤΟΣ ΕΠΟΧΗΣ ΣΤΙΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΤΗΣ Α. ΜΕΣΟΓΕΙΟΥ Ι ΑΚΤΟΡΙΚΗ ΙΑΤΡΙΒΗ Υποβλήθηκε στη Γεωπονική Σχολή, Τοµέας Οπωροκηπευτικών και Αµπέλου Ηµεροµηνία Προφορικής Εξέτασης: 14 εκεµβρίου, 2006 Τριµελής Συµβουλευτική Επιτροπή Καθηγητής: Μ. Βασιλακάκης, Επιβλέπων Καθηγητής: Α. Θρασυβούλου, Μέλος Τριµελούς Συµβουλευτικής Επιτροπής Αναπληρωτής Καθηγητής: Α. Σιώµος, Μέλος Τριµελούς Συµβουλευτικής Επιτροπής Εξεταστική Επιτροπή Καθηγητής: Μ. Βασιλακάκης, Εξεταστής Καθηγητής: Α. Θρασυβούλου, Εξεταστής Αναπληρωτής Καθηγητής: Α. Σιώµος, Εξεταστής Καθηγήτρια: Κ. ηµάση-θεριού, Εξετάστρια Καθηγητής: Γρ. ιαµαντίδης, Εξεταστής Καθηγητής: Β. Νοϊτσάκης, Εξεταστής Επίκουρος Καθηγητής: Α. Πατάκας, Εξεταστής III

4 αµιανός Σ. Νεοκλέους Α.Π.Θ ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΥΝΑΤΟΤΗΤΑΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΣΜΕΟΥΡΩΝ (Rubus idaeus L.) ΕΚΤΟΣ ΕΠΟΧΗΣ ΣΤΙΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΤΗΣ Α. ΜΕΣΟΓΕΙΟΥ ISBN: «Η έγκριση της παρούσας ιδακτορικής ιατριβής από τη Γεωπονική Σχολή του Αριστοτελείου Πανεπιστηµίου Θεσσαλονίκης δεν υποδηλώνει αποδοχή των γνωµών του συγγραφέως» (Ν / 1932 άρθρο 202, παρ. 2) IV

5 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Η παρούσα µελέτη εκπονήθηκε κατά τα έτη στο Εργαστήριο ενδροκοµίας της Γεωπονικής Σχολής του Α.Π.Θ και στο Ινστιτούτο Γεωργικών Ερευνών της Κύπρου. Θερµές ευχαριστίες θέλω να εκφράσω στον επιβλέποντα καθηγητή κ. Μ. Βασιλακάκη για την εµπιστοσύνη, τις οδηγίες, τις συµβουλές και τη συνεργασία του. Επίσης τον αναπληρωτή καθηγητή κ. Α. Σιώµο για τις πολύτιµες υποδείξεις του και τη συνεχή υποστήριξη του, όπως και τον καθηγητή κ. Α. Θρασυβούλου για τη πολύτιµη βοήθεια του. Επίσης ευχαριστώ πολύ τα µέλη της επταµελούς εξεταστικής επιτροπής για την κριτική ανάγνωση του κειµένου. Θερµές ευχαριστίες επίσης εκφράζω στη ιοίκηση και όλους τους συναδέλφους του Ινστιτούτου Γεωργικών Ερευνών για τη χωρίς περιορισµούς διάθεση της εργαστηριακής υποδοµής του Ινστιτούτου, την τεχνική υποστήριξη που µου προσέφεραν, την άριστη συνεργασία και την εκµάθηση διαφόρων µεθόδων ανάλυσης. Ιδιαιτέρως ευχαριστώ τον κλάδο Εδαφολογίας Χρήσης Νερού και Περιβάλλοντος. Επίσης για τη συµβολή του, στην οικονοµική στήριξη µου, ήθελα να ευχαριστήσω το κοινωφελές ίδρυµα Αλέξανδρος Σ. Ωνάσης. Τέλος το παρόν σύγγραµµα θέλω να το αφιερώσω στους γονείς, τα αδέλφια µου, τη γυναίκα µου και το γιο µου. 1

6 Στην ιερή µνήµη του πατέρα µου και της αδελφής µου 2

7 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΧΗΜΑΤΩΝ, ΠΙΝΑΚΩΝ ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΩΝ ΚΑΙ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΩΝ ΓΕΝΙΚΗ ΠΕΡΙΛΗΨΗ GENERAL ABSTRACT ΓΕΝΙΚΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΤΗΣ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΣΕΛΙ Α ΕΝΟΤΗΤΑ Ι: ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΥΝΑΤΟΤΗΤΑΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΚΟΚΚΙΝΩΝ ΣΜΕΟΥΡΩΝ (Rubus idaeus L.) ΣΤΙΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΤΗΣ Α. ΜΕΣΟΓΕΙΟΥ ΚΑΙ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΙΦΟΡΩΝ ΚΑΙ ΜΟΝΟΦΟΡΩΝ ΠΟΙΚΙΛΙΩΝ ΓΙΑ ΕΚΤΟΣ ΕΠΟΧΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗ Ι.1. Περίληψη Ι.2. Εισαγωγή Ι.3. Υλικά και Μέθοδοι Ι.4. Αποτελέσµατα Ι.5. Συζήτηση Βιβλιογραφία Πίνακες και Σχήµατα ΕΝΟΤΗΤΑ ΙΙ: ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΜΕ ΣΤΟΧΟ ΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΟΚΚΙΝΩΝ ΣΜΕΟΥΡΩΝ (Rubus idaeus L.) ΕΚΤΟΣ ΕΠΟΧΗΣ ΣΤΗΝ Α. ΜΕΣΟΓΕΙΟ Γενική Εισαγωγή ΙΙ.1: Υ ΡΟΠΟΝΙΚΗ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ ΚΟΚΚΙΝΩΝ ΣΜΕΟΥΡΩΝ ΥΠΟ ΤΗΝ ΕΠΙ ΡΑΣΗ ΧΑΜΗΛΩΝ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΩΝ ΓΙΑ ΠΡΩΙΜΗ ΚΑΛΟΚΑΙΡΙΝΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΙ.1.1. Περίληψη ΙΙ.1.2. Εισαγωγή ΙΙ.1.3. Υλικά και Μέθοδοι ΙΙ.1.4. Αποτελέσµατα ΙΙ.1.5. Συζήτηση Βιβλιογραφία Πίνακες και Σχήµατα ΙΙ.2: ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ ΦΥΤΕΥΣΗΣ ΚΑΙ ΚΛΑ ΕΜΑΤΟΣ ΜΕ ΣΤΟΧΟ ΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΟΚΚΙΝΩΝ ΣΜΕΟΥΡΩΝ ΕΚΤΟΣ ΕΠΟΧΗΣ

8 ΙΙ.2.1. Περίληψη ΙΙ.2.2. Εισαγωγή ΙΙ.2.3. Υλικά και Μέθοδοι ΙΙ.2.4. Αποτελέσµατα ΙΙ.2.5. Συζήτηση Βιβλιογραφία Πίνακες και Σχήµατα ΕΝΟΤΗΤΑ III: ΕΠΙ ΡΑΣΗ ΚΛΙΜΑΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΑΛΛΩΝ ΠΑΡΑΓΟΝΤΩΝ ΣΕ ΟΡΙΣΜΕΝΕΣ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΥΣ ΤΩΝ ΦΥΤΩΝ ΚΑΙ ΟΡΙΣΜΕΝΑ ΠΟΙΟΤΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΚΑΡΠΩΝ, ΣΤΑ ΚΟΚΚΙΝΑ ΣΜΕΟΥΡΑ (Rubus ideaus L.), ΣΤΙΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΤΗΣ Α. ΜΕΣΟΓΕΙΟΥ Γενική Εισαγωγή III.1: ΕΠΟΧΙΑΚΕΣ ΑΛΛΑΓΕΣ ΣΕ ΟΡΙΣΜΕΝΕΣ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΥΣ ΣΤΑ ΦΥΤΑ ΚΟΚΚΙΝΟΥ ΣΜΕΟΥΡΟΥ (Rubus ideaus L. Autumn Bliss ) ΙΙΙ.1.1. Περίληψη ΙΙΙ.1.2. Εισαγωγή ΙΙΙ.1.3. Υλικά και Μέθοδοι ΙΙΙ.1.4. Αποτελέσµατα ΙΙΙ.1.5. Συζήτηση Βιβλιογραφία Πίνακες και Σχήµατα III.2: ΕΠΙ ΡΑΣΗ ΚΛΙΜΑΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΑΛΛΩΝ ΠΑΡΑΓΟΝΤΩΝ ΣΕ ΟΡΙΣΜΕΝΑ ΠΟΙΟΤΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΚΑΡΠΩΝ ΚΟΚΚΙΝΟΥ ΣΜΕΟΥΡΟΥ (Rubus idaeus L.) Γενική Εισαγωγή III.2.1: ΕΠΙ ΡΑΣΗ ΤΗΣ ΕΠΟΧΗΣ ΣΥΓΚΟΜΙ ΗΣ ΣΕ ΟΡΙΣΜΕΝΑ ΠΟΙΟΤΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΚΑΡΠΩΝ ΤΟΥ ΚΟΚΚΙΝΟΥ ΣΜΕΟΥΡΟΥ (Rubus idaeus L. Autumn Bliss ) ΙΙΙ Περίληψη ΙΙΙ Εισαγωγή ΙΙΙ Υλικά και Μέθοδοι ΙΙΙ Αποτελέσµατα ΙΙΙ Συζήτηση

9 Βιβλιογραφία Πίνακες και Σχήµατα III.2.2: ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ ΟΡΙΣΜΕΝΩΝ ΠΟΙΟΤΙΚΩΝ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ ΤΩΝ ΚΑΡΠΩΝ ΚΟΚΚΙΝΩΝ ΣΜΕΟΥΡΩΝ (Rubus idaeus L. Autumn Bliss ) ΚΑΤΑ ΤΗ ΙΑΡΚΕΙΑ ΤΗΣ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ ΙΙΙ Περίληψη ΙΙΙ Εισαγωγή ΙΙΙ Υλικά και Μέθοδοι ΙΙΙ Αποτελέσµατα ΙΙΙ Συζήτηση Βιβλιογραφία Πίνακες και Σχήµατα ΕΝΟΤΗΤΑ IV: ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΤΩΝ ΚΟΚΚΙΝΩΝ ΣΜΕΟΥΡΩΝ ΣΕ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΑΛΑΤΟΤΗΤΑΣ (Rubus idaeus L. Autumn Bliss ) Γενική Εισαγωγή Ανασκόπηση της Βιβλιογραφίας ΙV.1. Περίληψη ΙV.2. Εισαγωγή ΙV.3. Υλικά και Μέθοδοι ΙV.4. Αποτελέσµατα ΙV.5. Συζήτηση Βιβλιογραφία Πίνακες και Σχήµατα Παράρτηµα Ι Παράρτηµα II Παράρτηµα III Παράρτηµα ΙV Παράρτηµα V ΕΝΟΤΗΤΑ V: ΕΠΙ ΡΑΣΗ ΤΗΣ ΑΛΑΤΟΤΗΤΑΣ ΣΤΗΝ ΑΝΤΙΟΞΕΙ ΩΤΙΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΚΑΙ ΣΕ ΟΡΙΣΜΕΝΑ ΠΟΙΟΤΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΚΑΡΠΩΝ ΚΟΚΚΙΝΟΥ ΣΜΕΟΥΡΟΥ (Rubus idaeus L. Autumn Bliss ) Γενική Εισαγωγή Ανασκόπηση της Βιβλιογραφίας V.1. Περίληψη V.2. Εισαγωγή

10 V.3. Υλικά και Μέθοδοι V.4. Αποτελέσµατα V.5. Συζήτηση Βιβλιογραφία Σχήµατα Παράρτηµα Ι Παράρτηµα ΙΙ ΕΝΟΤΗΤΑ VΙ: ΙΣΤΟΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ Η ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΣΤΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΤΗΣ ΑΛΑΤΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΑΥΞΗΜΕΝΩΝ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΕΩΝ ΒΟΡΙΟΥ ΣΤΑ ΚΟΚΚΙΝΑ ΣΜΕΟΥΡΑ (Rubus idaeus L.) Γενική Εισαγωγή Ανασκόπηση της Βιβλιογραφίας VI.1: IN VITRO ΜΑΖΙΚΟΣ ΠΟΛΛΑΠΛΑΣΙΑΣΜΟΣ ΤΩΝ ΙΦΟΡΩΝ ΠΟΙΚΙΛΙΩΝ ΚΟΚΚΙΝΟΥ ΣΜΕΟΥΡΟΥ (Rubus idaeus L.) Autumn Bliss ΚΑΙ Polana ΙV.1.1. Περίληψη ΙV.1.2. Εισαγωγή ΙV.1.3. Υλικά και Μέθοδοι ΙV.1.4. Αποτελέσµατα ΙV.1.5. Συζήτηση Βιβλιογραφία Φωτογραφίες VI.2: ΜΕΛΕΤΗ IN VITRO ΤΗΣ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑΣ ΤΩΝ ΚΟΚΚΙΝΩΝ ΣΜΕΟΥΡΩΝ (Rubus idaeus L.)ΠΟΙΚΙΛΙΑΣ Autumn Bliss ΣΤΗΝ ΑΛΑΤΟΤΗΤΑ (NaCl) VI.2.1. Περίληψη VI.2.2. Εισαγωγή VI.2.3. Υλικά και Μέθοδοι VI.2.4. Αποτελέσµατα VI.2.5. Συζήτηση Βιβλιογραφία Πίνακες, Σχήµατα, Φωτογραφίες VI.3: ΕΠΙ ΡΑΣΗ ΑΥΞΗΜΕΝΩΝ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΕΩΝ B ΚΑΙ NaCl ΣΕ ΦΥΤΑ ΚΟΚΚΙΝΟΥ ΣΜΕΟΥΡΟΥ (Rubus idaeus, L. Autumn Bliss ) IN VITRO VI.3.1. Περίληψη VI.3.2. Εισαγωγή

11 VI.3.3. Υλικά και Μέθοδοι VI.3.4. Αποτελέσµατα VI.3.5. Συζήτηση Βιβλιογραφία Παράρτηµα Ι Πίνακες και Σχήµατα ΕΝΟΤΗΤΑ VII: ΠΡΟΫΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΟΣ ΣΧΕ ΙΑΣΜΟΣ ΚΑΙ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΚΟΚΚΙΝΩΝ ΣΜΕΟΥΡΩΝ (Rubus idaeus L.) VIΙ.1. Περίληψη VI.2. Εισαγωγή VI.3. Υλικά και Μέθοδοι VI.4. Αποτελέσµατα VI.5. Συζήτηση Βιβλιογραφία Παράρτηµα Ι ΕΝΟΤΗΤΑ VΙΙΙ: ΒΙΟ - ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΤΟΥ ΑΠΟΡΡΙΠΤΕΟΥ ΘΡΕΠΤΙΚΟΥ ΙΑΛΥΜΑΤΟΣ ΑΠΟ Υ ΡΟΠΟΝΙΚΗ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ ΚΟΚΚΙΝΟΥ ΣΜΕΟΥΡΟΥ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΕΞΑΜΕΝΗΣ ΦΥΤΩΝ ΚΑΘΑΡΙΣΜΟΥ VIΙΙ.1. Περίληψη VIΙΙ.2. Εισαγωγή VIΙΙ.3. Υλικά και Μέθοδοι VIΙΙ.4. Αποτελέσµατα VIΙΙ.5. Συζήτηση Βιβλιογραφία Πίνακες ΕΝΟΤΗΤΑ IX: ΠΕΡΙΛΗΨΗ ΤΩΝ ΚΑΙΡΙΚΩΝ ΣΥΝΘΗΚΩΝ ΚΑΤΑ ΤΗ ΙΑΡΚΕΙΑ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟ ΟΥ ΠΟΥ ΙΕΞΗΧΘΗ Η ΕΡΕΥΝΑ ΓΕΝΙΚΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΗΜΟΣΙΕΥΣΕΩΝ

12 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΧΗΜΑΤΩΝ, ΠΙΝΑΚΩΝ, ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΩΝ ΚΑΙ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΩΝ ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΧΗΜΑΤΩΝ ΣΧΗΜΑΤΑ ΕΝΟΤΗΤΑ Ι Σχήµα 1: α) Πρόοδος της ανθοφορίας στις ποικιλίες Autumn Bliss και Polana, και β) επίδραση των χαµηλών θερµοκρασιών στην πρόοδο της ανθοφορίας στην κάθε ποικιλία. Σχήµα 2: α) Γενικός µέσος όρος των µεσογονατίων διαστηµάτων των ποικιλιών Autumn Bliss και Polana, β και γ) επίδραση των χαµηλών θερµοκρασιών στο µέσο µήκος των µεσογονατίων διαστηµάτων στην κάθε ποικιλία.. Σχήµα 3: α) Αριθµός ανθέων / κληµατίδα και καρπών / κληµατίδα των ποικιλιών κόκκινων σµέουρων Autumn Bliss και Polana, β και γ) επίδραση των χαµηλών θερµοκρασιών στον αριθµό των ανθέων και καρπών / κληµατίδα στην κάθε ποικιλία. Σχήµα 4: Η επίδραση της χαµηλής θερµοκρασίας που υπέστησαν τα φυτά στο βάρος του καρπού, των ποικιλιών κόκκινων σµέουρων Autumn Bliss και Polana µέσω της προόδου της συγκοµιδής των φυτών. Σχήµα 5: α) Αριθµός των παραφυάδων των ποικιλιών Autumn Bliss και Polana, και β) επίδραση των χαµηλών θερµοκρασιών στην παραγωγή παραφυάδων στην κάθε ποικιλία. Σχήµα 6: Απώλειες υγρασίας (%) κατά την παραµονή των καρπών των κόκκινων σµέουρων των ποικιλιών Lucana Resa και Meeker στους 4 C. ΕΝΟΤΗΤΑ ΙΙ.1 Σχήµα 1: Επίδραση των χαµηλών θερµοκρασιών στην παραγωγή παραφυάδων της ποικιλίας Autumn Bliss. Σχήµα 2: Πρόοδος της άνθησης των φυτών κόκκινου σµέουρου ποικιλίας Autumn Bliss υπό την επίδραση χαµηλών θερµοκρασιών. Σχήµα 3: Η επίδραση των χαµηλών θερµοκρασιών στο µήκος, τη διάµετρο και τον αριθµό των δρυπιδίων στους καρπούς της ποικιλίας Autumn Bliss. Σχήµα 4: Η επίδραση των χαµηλών θερµοκρασιών στο βάρος των καρπών της ποικιλίας Autumn Bliss σε συνάρτηση µε την πρόοδο της συγκοµιδής. Σχήµα 5: Η επίδραση α) µέσου µήκους κληµατίδας και β) της θερµοκρασίας ΣΕΛΙ Α

13 στις απαιτήσεις σε νερό στα φυτά της δίφορης ποικιλίας Autumn Bliss σε υδροπονική καλλιέργεια. ΕΝΟΤΗΤΑ ΙΙ.2 Σχήµα 1: Ηµεροµηνίες φύτευσης (Φ) και κλαδέµατος (Κ) και αριθµός ηµερών από την ηµεροµηνία φύτευσης ή κλαδέµατος µέχρι την αρχή (Σ 0 ) και το τέλος (Σ 1 ) της συγκοµιδής των φυτών της ποικιλίας κόκκινων σµέουρων Autumn Bliss. ΕΝΟΤΗΤΑ ΙΙΙ.1 Σχήµα 1: Ηµερήσια µεταβολή α) στο ρυθµό φωτοσύνθεσης (Pn, µmol.m -2.s -1 ), β) στην αγωγιµότητα των στοµάτων (Cs, cm.s -1 ), γ) στη θερµοκρασία των φύλλων (T leaf, C) στα νεαρά φύλλα κόκκινου σµέουρου ποικιλίας Autumn Bliss (Rubus idaeus L.), καθώς και δ) στη φωτοσυνθετικά ενεργό ακτινοβολία (P.A.R. µmol.m -2.s -1 ) και ε) στη σχετική υγρασία (R.H. %) στο περιβάλλον του θερµοκηπίου. Σχήµα 2: Επίδραση της καρποφορίας των κληµατίδων στη φωτοσυνθετική δραστηριότητα των φύλλων των φυτών κόκκινου σµέουρου ποικιλίας Autumn Bliss (Rubus idaeus L.). ΕΝΟΤΗΤΑ ΙΙΙ.2.1 Σχήµα 1: Επίδραση του επικονιαστή στον αριθµό των δρυπιδίων του καρπού κόκκινου σµέουρου ποικιλίας Autumn Bliss (Rubus idaeus L.). Σχήµα 2: Μεταβολή α) της περιεκτικότητα των καρπών σε ασκορβικό οξύ (vit. C) και β) του φορτίου παραγωγής (ως % της συνολικής παραγωγής) των κληµατίδων κατά τη διάρκεια της περιόδου συγκοµιδής της ποικιλίας κόκκινων σµέουρων Autumn Bliss (Rubus idaeus L.). ΕΝΟΤΗΤΑ ΙΙΙ.2.2 Σχήµα 1: Μεταβολή της % απώλειας βάρους των καρπών σε σχέση µε την διαβάθµιση της εµφάνισης των καρπών (1=απαράδεκτο, 2=κακό, 3=µέτριο, 4=καλό, 5=πολύ καλό). ΕΝΟΤΗΤΑ IV Σχήµα 1: Επίδραση του επιπέδου αλατότητας και της συγκέντρωσης χλωρίου στα φύλλα στη φωτοσύνθεση και στην αγωγιµότητα των στοµάτων των φύλλων. Σχήµα 2.1Α- : Επίδραση του χρόνου έκθεσης στην αλατότητα στη

14 φωτοσύνθεση. Σχήµα 2.2A- : Επίδραση του χρόνου έκθεσης στην αλατότητα στην αγωγιµότητα των στοµάτων. Σχήµα 3.1: Επίδραση της συγκέντρωσης χλωρίου στα φύλλα A) στο ρυθµό φωτοσύνθεσης (Pn) και B) στην αγωγιµότητα των στοµάτων των φύλλων (Cs). Σχήµα 3.2: Συγκέντρωση του Cl - στα φύλλα σε σχέση µε το χρόνο έκθεσης στην αλατότητα από NaCl. Σχήµα 4: Επίδραση της αλατότητας στη συγκέντρωση του CO 2 στους µεσοκυττάριους χώρους (Cint). Σχήµα 5.1: Επίδραση της αλατότητας στη συγκέντρωση της χλωροφύλλης a, χλωροφύλλης b και της ολικής χλωροφύλλης (a+b) Α) ανά µονάδα επιφάνειας Β) ανά µονάδα βάρους και Γ) στο λόγο χλωροφύλλης a/b. Σχήµα 5.2: Επίδραση της αλατότητας στο φθορισµό της χλωροφύλλης σε συσχέτιση µε τη συγκέντρωση της χλωροφύλλης (a+b) ανά µονάδα επιφάνειας. Σχήµα 6: Επίδραση της αλατότητας στη διαπνοή σε σχέση µε τη στοµατική αγωγιµότητα. Σχήµα 7: Επίδραση της συγκέντρωσης του χλωρίου στα φύλλα στο ρυθµό διαπνοής. Σχήµα 8: Α: Επίδραση της αλατότητας στο υδατικό δυναµικό των φύλλων Β: Μεταβολή της φωτοσύνθεσης και της στοµατικής αγωγιµότητας συναρτήσει του επιπέδου αλατότητας και του υδατικού δυναµικού των φύλλων. Γ: Μεταβολή του υδατικού δυναµικού των φύλλων σε σχέση µε το σχετικό υδατικό περιεχόµενο συναρτήσει της αλατότητας. : Μεταβολή του υδατικού δυναµικού των φύλλων και της κατανάλωσης του νερού από τα φυτά συναρτήσει της αλατότητας. Σχήµα 9: Πορεία µεταβολής του υδατικού δυναµικού των φύλλων τριών επιπέδων αλατότητας µε την πάροδο του χρόνου. Σχήµα 10: Πορεία µεταβολής της αποτελεσµατικότητας χρήσης του νερού άρδευσης (WUE=water use efficiency) σε συνθήκες αύξησης της αλατότητας. Σχήµα 11: Επίδραση των αλάτων στην επιµήκυνση των κληµατίδων σε

15 διαφορετικές χρονικές περιόδους κατά τη διάρκεια του πειράµατος. Σχήµα 12: Επίδραση των αλάτων στην αύξηση της επιφάνειας των φύλλων. Σχήµα 13: Επίδραση των αλάτων στο ρυθµό αύξησης των φύλλων. Σχήµα 14: Επίδραση των αλάτων στο σχετικό ρυθµό αύξησης. Σχήµα 15 (α-ο): Επίδραση της αλατότητας στη συγκέντρωση και τις σχέσεις των θρεπτικών στοιχείων στα διάφορα τµήµατα του φυτού. Σχήµα 16 (α-µ): Επίδραση της αλατότητας στην ολική συγκέντρωση των θρεπτικών στοιχείων στο φυτό. Σχ. 17 (α-µ): Επίδραση της αλατότητας στην κατανοµή των θρεπτικών στοιχείων στο φυτό. ΕΝΟΤΗΤΑ V Σχήµα 1: Μεταβολές στην περιεκτικότητα σε ξηρή ουσία στους καρπούς κόκκινου σµέουρου Autumn Bliss (Rubus idaeus L.) σε σχέση µε τα επίπεδα αλατότητας κατά την περίοδο εφαρµογής της αλατότητας και την περίοδο ανάκτησης. Σχήµα 2: Μεταβολές στην περιεκτικότητα σε διαλυτά στερεά στους καρπούς κόκκινου σµέουρου Autumn Bliss (Rubus idaeus L.) σε σχέση µε τα επίπεδα αλατότητας κατά την περίοδο εφαρµογής της αλατότητας και την περίοδο ανάκτησης. Σχήµα 3: Μεταβολές του ph των καρπών κόκκινου σµέουρου Autumn Bliss (Rubus idaeus L.) σε σχέση µε τα επίπεδα αλατότητας κατά την περίοδο εφαρµογής της αλατότητας και την περίοδο ανάκτησης. Σχήµα 4: Μεταβολές στην οξύτητα των καρπών κόκκινου σµέουρου Autumn Bliss (Rubus idaeus L.) σε σχέση µε τα επίπεδα αλατότητας κατά την περίοδο εφαρµογής της αλατότητας και την περίοδο ανάκτησης. Σχήµα 5: Μεταβολές στην περιεκτικότητα σε ασκορβικό οξύ στους καρπούς κόκκινου σµέουρου Autumn Bliss (Rubus idaeus L.) σε σχέση µε τα επίπεδα αλατότητας κατά την περίοδο εφαρµογής της αλατότητας και την περίοδο ανάκτησης. Σχήµα 6: Μεταβολές στην συγκέντρωση ανθοκυανών στους καρπούς κόκκινου σµέουρου Autumn Bliss (Rubus idaeus L.) σε σχέση µε τα επίπεδα αλατότητας κατά την περίοδο εφαρµογής της αλατότητας και την περίοδο ανάκτησης

16 Σχήµα 7: Μεταβολές στην περιεκτικότητα σε φαινολικές ουσίες στους καρπούς κόκκινου σµέουρου Autumn Bliss (Rubus idaeus L.) σε σχέση µε τα επίπεδα αλατότητας κατά την περίοδο εφαρµογής της αλατότητας και την περίοδο ανάκτησης. Σχήµα 8: Μεταβολές στην συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα (FRAP) στους καρπούς κόκκινου σµέουρου Autumn Bliss (Rubus idaeus L.) σε σχέση µε τα επίπεδα αλατότητας κατά την περίοδο εφαρµογής της αλατότητας και την περίοδο ανάκτησης. ΕΝΟΤΗΤΑ VI.2 Σχήµα 1: Επίδραση της αλατότητας µε NaCl στο θρεπτικό υπόστρωµα Α) στη συγκέντρωση φαινολικών ουσιών και Β) στη µη-ενζυµική αντιοξειδωτική ικανότητα (FRAP) στα έκφυτα κόκκινου σµέουρου ποικιλίας Autumn Bliss (Rubus idaeus L.). Σχήµα 2: Επίδραση της αλατότητας µε NaCl στο θρεπτικό υπόστρωµα Α) στο σχετικό ρυθµό αύξησης (RGR) και Β) στο συντελεστή ανθεκτικότητας (TI), στα έκφυτα κόκκινου σµέουρου ποικιλίας Autumn Bliss (Rubus idaeus L.). ΕΝΟΤΗΤΑVI.3 Σχήµα 1: Επίδραση της αλατότητας µε NaCl και της συγκέντρωσης Β στο θρεπτικό υπόστρωµα Α) στο σχετικό ρυθµό αύξησης (RGR) και Β) στο συντελεστή ανθεκτικότητας (TI), στα έκφυτα κόκκινου σµέουρου ποικιλίας Autumn Bliss (Rubus idaeus L.). ΕΝΟΤΗΤΑ IX Σχήµα 1: Κλιµατολογικά δεδοµένα κατά την περίοδο που διεξήχθη η ερευνητική εργασία

17 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ ΠΙΝΑΚΕΣ ΕΝΟΤΗΤΑ Ι Πίνακας Α: Χηµική ανάλυση νερού υδατοπροµήθειας Πίνακας Β: Χηµική ανάλυση βρόχινου νερού Πίνακας 1: Βλαστικά και αναπαραγωγικά χαρακτηριστικά των δίφορων ποικιλιών κόκκινων σµέουρων Autumn Bliss και Polana. Πίνακας 2: Επίδραση της χαµηλής θερµοκρασίας στα βλαστικά και αναπαραγωγικά χαρακτηριστικά της ποικιλίας Autumn Bliss. Πίνακας 3: Επίδραση της χαµηλής θερµοκρασίας στα βλαστικά και αναπαραγωγικά χαρακτηριστικά της ποικιλίας Polana. Πίνακας 4: Επίδραση της ποικιλίας και των χαµηλών θερµοκρασιών στη συγκέντρωση ασκορβικού οξέος, των διαλυτών στερεών συστατικών, της ογκοµετρούµενης οξύτητας, του ph και των ολικών ανθοκυανών στα φρούτα κόκκινου σµέουρου. Πίνακας 5: ιαστάσεις του καρπού κόκκινων σµέουρων των ποικιλιών Autumn Bliss και Polana. Πίνακας 6: Εκτίµηση της ποιότητας-δοκιµή τεστ των δίφορων ποικιλιών κόκκινων σµέουρων Autumn Bliss και Polana. Πίνακας 7: Βλαστικά και αναπαραγωγικά χαρακτηριστικά των µονόφορων ποικιλιών κόκκινων σµέουρων Lucana Resa και Meeker. Πίνακας 8: Συγκέντρωση ασκορβικού οξέος, διαλυτά στερεά συστατικά, ογκοµετρούµενη οξύτητα, ph και ολικές ανθοκυάνες στα φρούτα κόκκινου σµέουρου των ποικιλιών Lucana Resa και Meeker. Πίνακας 9: Βάρος, διαστάσεις, και αριθµός δρυπιδίων του καρπού κόκκινων σµέουρων των µονόφορων ποικιλιών Lucana Resa και Meeker. Πίνακας 10: Εκτίµηση της ποιότητας-δοκιµή τεστ των φρούτων των µονόφορων ποικιλιών κόκκινων σµέουρων Lucana Resa και Meeker. ΕΝΟΤΗΤΑ ΙΙ.1 Πίνακας 1: Η επίδραση των χαµηλών θερµοκρασιών στα βλαστικά και αναπαραγωγικά χαρακτηριστικά της ποικιλίας κόκκινων σµέουρων Autumn Bliss. Πίνακας 2: Η επίδραση των χαµηλών θερµοκρασιών στα ποιοτικά ΣΕΛΙ Α

18 χαρακτηριστικά της ποικιλίας κόκκινων σµέουρων Autumn Bliss. ΕΝΟΤΗΤΑ ΙΙ.2 Πίνακας 1: Επίδραση της ηµεροµηνίας φύτευσης και κλαδέµατος στην συνολική και εκτός εποχής παραγωγή των φυτών, ανά φυτό και µέτρο καλλιέργειας, της ποικιλίας κόκκινων σµέουρων Autumn Bliss. Πίνακας 2: Επίδραση της ηµεροµηνίας φύτευσης και κλαδέµατος στα βλαστικά χαρακτηριστικά των κληµατίδων της ποικιλίας κόκκινων σµέουρων Autumn Bliss. Πίνακας 3: Επίδραση της ηµεροµηνίας φύτευσης και κλαδέµατος στη διάρκεια του βλαστικού κύκλου των κληµατίδων, σε συνάρτηση µε τη συνολική συγκέντρωση των µονάδων θερµότητας της ποικιλίας κόκκινων σµέουρων Autumn Bliss. ΕΝΟΤΗΤΑ ΙΙΙ.1 Πίνακας 1: Εποχιακές µεταβολές στο ρυθµό φωτοσύνθεσης (Pn, µmol.m -2.s -1 ), την αγωγιµότητα των στοµάτων (Cs, cm.s -1 ), τη συγκέντρωση του CO 2 στους µεσοκυττάριους χώρους (Cint, ppm), τη θερµοκρασία του φύλλου (T leaf, C), τη φωτοσυνθετικά ενεργό ακτινοβολία (P.A.R. µmol.m -2.s -1 ) και τη σχετική υγρασία (R.H. %). Πίνακας 2: Συντελεστής συσχέτισης της φωτοσύνθεσης µε την αγωγιµότητα των στοµάτων (Cs, cm.s -1 ), τη συγκέντρωση του CO 2 στους µεσοκυττάριους χώρους (Cint, ppm), τη θερµοκρασία των φύλλων (T leaf, C), τη φωτοσυνθετικά ενεργό ακτινοβολία (P.A.R. µmol.m -2.s -1 ) και τη σχετική υγρασία (R.H. %) τις διάφορες εποχές και ως µέσος όρος όλων των εποχών. Πίνακας 3: Εποχιακές µεταβολές στη συγκέντρωση της χλωροφύλλης a, b, τη συνολική συγκέντρωση (a + b) ανά µονάδα επιφάνειας ή φρέσκου βάρους και στη σχέση χλωροφύλλης a / b, στα νεαρά φύλλα κόκκινου σµέουρου ποικιλίας Autumn Bliss (Rubus idaeus L.). Πίνακας 4: Συντελεστής συσχέτισης της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας των φύλλων µε τη συγκέντρωση της χλωροφύλλης ως µέσοι όροι όλων των εποχών στα νεαρά φύλλα κόκκινου σµέουρου ποικιλίας Autumn Bliss (Rubus idaeus L.). ΕΝΟΤΗΤΑ ΙΙΙ.2.1 Πίνακας 1: Εποχιακές µεταβολές στο βάρος και το σχήµα (µήκος : διάµετρο)

19 του καρπού στην ποικιλία κόκκινου σµέουρου Autumn Bliss (Rubus idaeus L.). Πίνακας 2: Εποχιακές µεταβολές σε ορισµένα ποιοτικά χαρακτηριστικά στους καρπούς κόκκινου σµέουρου ποικιλίας Autumn Bliss (Rubus idaeus L.). Πίνακας 3: Συντελεστής συσχέτισης της φωτοσυνθετικά ενεργού ακτινοβολίας και της θερµοκρασίας µε τη συγκέντρωση ασκορβικού οξέος, τα διαλυτά στερεά, την ογκοµετρούµενη οξύτητα και τις ολικές ανθοκυάνες στους καρπούς κόκκινου σµέουρου ποικιλίας Autumn Bliss (Rubus idaeus L.). Πίνακας 4: Μεταβολές στις τιµές της συνολικής αντιοξειδωτικής ικανότητας (τιµές FRAP) της θερµοκρασίας και της φωτοσυνθετικά ενεργού ακτινοβολίας σε σχέση µε την εποχή συγκοµιδής. Πίνακας 5: Συντελεστής συσχέτισης της συνολικής αντιοξειδωτικής ικανότητας (τιµές FRAP) µε την περιεκτικότητα σε ολικές ανθοκυάνες, τη φωτοσυνθετικά ενεργό ακτινοβολία και τη θερµοκρασία. Πίνακας 6: Επίδραση της εποχής συγκοµιδής στην περιεκτικότητα των καρπών σε γλυκόζη, φρουκτόζη, σακχαρόζη, ολικά σάκχαρα και το λόγο γλυκόζη / φρουκτόζη. ΕΝΟΤΗΤΑ ΙΙΙ.2.2 Πίνακας 1: Μεταβολή της περιεκτικότητας σε ασκορβικό οξύ, του ph, των διαλυτών στερεών, της ογκοµετρούµενης οξύτητας, του λόγου διαλυτά στερεά / οξέα και της περιεκτικότητας σε ολικές ανθοκυάνες κατά τη διάρκεια της συντήρησης για 0, 1, 2, 3 ή 4 ηµέρες στους 4 ºC (ψυγείο). Πίνακας 2: Μεταβολή της περιεκτικότητας σε ασκορβικό οξύ, του ph, των διαλυτών στερεών, της ογκοµετρούµενης οξύτητας, του λόγου διαλυτά στερεά / οξέα και της περιεκτικότητας σε ολικές ανθοκυάνες κατά τη διάρκεια της συντήρησης για 0, 15, 30, 45, 60 ή 90 ηµέρες στους -20 ºC (κατάψυξη). ΕΝΟΤΗΤΑ ΙV Πίνακας 1: Επίδραση του επιπέδου αλατότητας στο µήκος κληµατίδας, αριθµό των φύλλων, διάµετρο κληµατίδας, αριθµό πράσινων και νεκρών φύλλων, και στη φυλλική επιφάνεια. Πίνακας 2. Επίδραση της αλατότητας στο Νωπό Βάρος και στο λόγο ρίζες / υπέργειο τµήµα

20 Πίνακας 3. Επίδραση της αλατότητας στο Ξηρό Βάρος και στους λόγους Ρίζες / Υπέργειο τµήµα και Νωπό / Ξηρό βάρος. Πίνακας 4: Συντελεστές συσχέτισης της αύξησης του επιπέδου αλατότητας µε τα θρεπτικά στοιχεία σε διάφορα τµήµατα του φυτού. ΕΝΟΤΗΤΑVI.2 Πίνακας 1: Επίδραση των µεταχειρίσεων της αλατότητας στις αυξητικές παραµέτρους στα έκφυτα κόκκινου σµέουρου ποικιλίας Autumn Bliss (Rubus idaeus L.). Πίνακας 2: Επίδραση των µεταχειρίσεων της αλατότητας στη συγκέντρωση της χλωροφύλλης a, b, τη συνολική συγκέντρωση (a + b) και στο φθορισµό της χλωροφύλλης (Fv / Fm) στα έκφυτα κόκκινου σµέουρου ποικιλίας Autumn Bliss (Rubus idaeus L.). Πίνακας 3: Επίδραση των µεταχειρίσεων της αλατότητας στη συγκέντρωση ιόντων στα έκφυτα κόκκινου σµέουρου ποικιλίας Autumn Bliss (Rubus idaeus L.). ΕΝΟΤΗΤΑ VI.3 Πίνακας 1: Επίδραση των συγκεντρώσεων Β και NaCl του θρεπτικού υποστρώµατος στις αυξητικές παραµέτρους στα έκφυτα κόκκινου σµέουρου (Rubus idaeus L. Autumn Bliss ). Πίνακας 2: Επίδραση των συγκεντρώσεων Β και NaCl του θρεπτικού υποστρώµατος, στη συνολική συγκέντρωση (a + b) της χλωροφύλλης και στο φθορισµό της χλωροφύλλης (Fv / Fm) στα φύλλα των εκφύτων κόκκινου σµέουρου (Rubus idaeus L. Autumn Bliss ). Πίνακας 3: Επίδραση των συγκεντρώσεων Β και NaCl του θρεπτικού υποστρώµατος στη συγκέντρωση ιόντων στα έκφυτα κόκκινου σµέουρου (Rubus idaeus L. Autumn Bliss ). ΕΝΟΤΗΤΑ VIΙ Πίνακας 1: Μεταβολή της συγκέντρωσης των νιτρικών, των φωσφορικών, του ασβεστίου και του χλωρίου στο διάλυµα της δεξαµενής βίο - επεξεργασίας κατά τη διάρκεια διαδοχικών δειγµατοληψιών σε τακτά χρονικά διαστήµατα (5-7 ηµέρες). Πίνακας 2: Μεταβολή στη συγκέντρωση ορισµένων στοιχείων της άµµου της δεξαµενής βίο - επεξεργασίας, στην αρχή και το τέλος του πειράµατος

21 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΩΝ ΚΑΙ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΩΝ ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΕΣ, ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΑ ΕΝΟΤΗΤΑ ΙV Παράρτηµα I: Έµµεση εκτίµηση της επιφάνειας του φύλλου µε βάση τις διαστάσεις του (µήκος πλάτος). Παράρτηµα ΙΙ: Φωτογραφίες Φωτογραφία 1: Συµπτώµατα τοξικότητας NaCl στα φύλλα βάσης στην ποκιλία κόκκινων σµέουρων Autumn Bliss. Φωτογραφία 2: Επίδραση της αλατότητας µε NaCl στην αύξηση του ριζικού συστήµατος των φυτών κόκκινου σµέουρου. Παράρτηµα ΙΙΙ: Ανάλυση παραλλακτικότητας Πίνακας 1: Ανάλυση παραλλακτικότητας της αλληλεπίδρασης του επιπέδου αλατότητας µε το χρόνο έκθεσης στην αλατότητα στο ρυθµό της φωτοσύνθεσης. Πίνακας 2: Ανάλυση παραλλακτικότητας της αλληλεπίδρασης του επιπέδου αλατότητας µε το χρόνο έκθεσης στην αλατότητα στην αγωγιµότητα των στοµάτων των φύλλων. Παράρτηµα ΙV: Επίδραση της αλατότητας στην κατανοµή των θρεπτικών στοιχείων στο φυτό µε µετατροπή των δεδοµένων σε Χ (όπου Χ το ποσοστό κατανοµής). Παράρτηµα V: Συντελεστής συσχέτισης µεταξύ των θρεπτικών στοιχείων αυξανοµένου του επιπέδου αλατότητα. ΕΝΟΤΗΤΑ V Παράρτηµα Ι: Ανάλυση παραλλακτικότητας Πίνακας 1: Ανάλυση παραλλακτικότητας της αλληλεπίδρασης του επιπέδου αλατότητας µε το χρόνο έκθεσης στην αλατότητα στην περιεκτικότητα των καρπών σε ξηρή ουσία. Πίνακας 2: Ανάλυση παραλλακτικότητας της αλληλεπίδρασης του επιπέδου αλατότητας µε το χρόνο έκθεσης στην αλατότητα στην περιεκτικότητα των καρπών σε διαλυτά στερεά. Πίνακας 3: Ανάλυση παραλλακτικότητας της αλληλεπίδρασης του επιπέδου αλατότητας µε το χρόνο έκθεσης στην αλατότητα στο ph των καρπών. Πίνακας 4: Ανάλυση παραλλακτικότητας της αλληλεπίδρασης του επιπέδου ΣΕΛΙ Α

22 αλατότητας µε το χρόνο έκθεσης στην αλατότητα στην ογκοµετρούµενη οξύτητα των καρπών. Πίνακας 5: Ανάλυση παραλλακτικότητας της αλληλεπίδρασης του επιπέδου αλατότητας µε το χρόνο έκθεσης στην αλατότητα στην περιεκτικότητα των καρπών σε ασκορβικό οξύ. Πίνακας 6: Ανάλυση παραλλακτικότητας της αλληλεπίδρασης του επιπέδου αλατότητας µε το χρόνο έκθεσης στην αλατότητα στην περιεκτικότητα των καρπών σε ανθοκυάνες. Πίνακας 7: Ανάλυση παραλλακτικότητας της αλληλεπίδρασης του επιπέδου αλατότητας µε το χρόνο έκθεσης στην αλατότητα στην περιεκτικότητα των καρπών σε φαινολικές ουσίες. Πίνακας 8: Ανάλυση παραλλακτικότητας της αλληλεπίδρασης του επιπέδου αλατότητας µε το χρόνο έκθεσης στην αλατότητα στην συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα καρπών. Παράρτηµα ΙΙ: Συντελεστές συσχέτισης Πίνακας 1: Συντελεστές συσχέτισης µεταξύ επιπέδου αλατότητας, ασκορβικού οξέος, διαλυτών στερών, ph, ογκοµετρούµενης οξύτητας, ανθοκυανών, φαινολικών ουσιών και συνολικής αντιοξειδωτικής ικανότητας. ΕΝΟΤΗΤΑ VΙ.1 Φωτογραφία 1: α) Αρχικό υλικό στο στάδιο της εγκατάστασης in vitro β) Βλαστοί στο στάδιο του πολλαπλασιασµού in vitro γ) Νεαρά φυτά ex vitro δ) Αναπτυγµένα φυτά ex vitro. ΕΝΟΤΗΤΑ VΙ.2 Φωτογραφία 1: Ξήρανση κορυφών των φύλλων που επεκτείνεται σε όλο το φύλλο στα έκφυτα κόκκινου σµέουρου ποικιλίας Autumn Bliss (Rubus idaeus L.) υπό συνθήκες αλατότητας µε NaCl στο θρεπτικό υπόστρωµα. ΕΝΟΤΗΤΑ VΙ.3 Παράρτηµα Ι: Ανάλυση παραλλακτικότητας Πίνακας 1: Ανάλυση παραλλακτικότητας της αλληλεπίδραση των συγκεντρώσεων Β και NaCl του θρεπτικού υποστρώµατος στις αυξητικές παραµέτρους, στη συγκέντρωση της χλωροφύλλης και το φθορισµό της χλωροφύλλης στα έκφυτα κόκκινου σµέουρου (Rubus idaeus L. Autumn Bliss )

23 ΕΝΟΤΗΤΑ VΙΙ Παράρτηµα Ι: Οικονοµική εκτίµηση της παραγωγής δίφορων κόκκινων σµέουρων στο θερµοκήπιο

24 ΓΕΝΙΚΗ ΠΕΡΙΛΗΨΗ ύο δίφορες ποικιλίες κόκκινων σµέουρων Autumn Bliss και Polana και δύο µονόφορες ποικιλίες Lucana Resa και Meeker καλλιεργήθηκαν σε πλαστικό θερµοκήπιο και υδροπονικό σύστηµα καλλιέργειας ώστε να µελετηθεί η συµπεριφορά τους και να αξιολογηθούν για εκτός εποχής παραγωγή. Η ποικιλία Autumn Bliss είχε ταχύτερο ρυθµό αύξησης, άνθισε νωρίτερα και έδωσε υψηλότερη παραγωγή µε ικανοποιητικό µέγεθος καρπού και καλύτερα ποιοτικά χαρακτηριστικά από την Polana η οποία δεν άνθισε νωρίς έτσι να δώσει ικανοποιητική καρποφορία πριν την περίοδο του καλοκαιριού. Η ποικιλία Lucana Resa άνθισε νωρίτερα την άνοιξη και έδωσε περισσότερα άνθη, µεγαλύτερους καρπούς και ψηλότερη παραγωγή από την ποικιλία Meeker. Όσο αφορά τα ποιοτικά χαρακτηριστικά των καρπών η ποικιλία Meeker έδωσε καρπούς µε µεγαλύτερη συγκέντρωση ασκορβικού οξέος, ανθοκυανών και διαλυτών στερεών ενώ ph και οξύτητα ήταν στα ίδια επίπεδα στις δύο ποικιλίες και η συνολική µη-ενζυµική αντιοξειδωτική ικανότητα µεγαλύτερη στους καρπούς της ποικιλίας L. Resa. Από τις παραπάνω ποικιλίες προτιµήθηκε η ποικιλία Autumn Bliss για τα επόµενα πειράµατα. Η υδροπονική καλλιέργεια κόκκινων σµέουρων υπό την επίδραση χαµηλών θερµοκρασιών για πρώιµη καλοκαιρινή παραγωγή έδειξε ότι η επίδραση των χαµηλών θερµοκρασιών δεν επηρέασε την βλαστική αύξηση και τα ποιοτικά χαρακτηριστικά των καρπών, όµως η άνθηση και καρποφορία ευνοήθηκαν ώστε να επιτευχθεί µια ικανοποιητική πρώιµη καλοκαιρινή παραγωγή. Για τον προγραµµατισµό της φύτευσης και του κλαδέµατος µε στόχο την παραγωγή κόκκινων σµέουρων εκτός εποχής έγινε φύτευση στις 15/9 και κλάδεµα στις 17/2, 12/5, 2/7 και 1/9. Η εποχή φύτευσης και οι ηµεροµηνίες κλαδέµατος είχαν σηµαντική επίδραση επί του ποσοστού της συνολικής παραγωγής που συγκοµίστηκε εκτός εποχής. Έτσι η φύτευση στις 15/9 έδωσε καρποφορία Ιανουάριο-Φεβρουάριο (97.4 g/φυτό) και τα κλαδέµατα στις 17/2, 12/5, 2/7 και 1/9 έδωσαν αντίστοιχα καρποφορίες τις περιόδους Απρίλιο-Ιούλιο (365 g/φυτό), Αύγουστο-Οκτώβριο (279 g/φυτό), Σεπτέµβριο- εκέµβριο (304 g/φυτό) και Νοέµβριο-Ιανουάριο (159 g/φυτό). Ποσοστό 86% επί του συνόλου της παραγωγής αυτής συγκοµίσθηκε εκτός της κανονικής περιόδου συγκοµιδής. Μελετήθηκαν οι εποχιακές αλλαγές σε ορισµένες φυσιολογικές παραµέτρους στα φυτά. Η φωτοσυνθετική δραστηριότητα των νεαρών φύλλων είχε τη µεγαλύτερη τιµή 20

25 την άνοιξη τη µικρότερη το καλοκαίρι ενώ το χειµώνα και φθινόπωρο είχε ενδιάµεσες τιµές. Η φωτοσυνθετικά ενεργός ακτινοβολία και η σχετική υγρασία επηρέασαν θετικά τη φωτοσυνθετική δραστηριότητα ενώ η θερµοκρασία των φύλλων είχε αρνητική συσχέτιση µε τη φωτοσύνθεση. Επίσης η συγκέντρωση των φύλλων σε χλωροφύλλη είχε σηµαντικό βαθµό συσχέτισης µε τη φωτοσύνθεση. Η αγωγιµότητα των στοµάτων είχε τη µικρότερη τιµή κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού και η συγκέντρωση CO 2 στους µεσοκυττάριους χώρους κινήθηκε αντίθετα µε τη πορεία της φωτοσύνθεσης. Επίσης φωτοσύνθεση και αγωγιµότητα είχαν µεγαλύτερες τιµές τις πρωινές ώρες και η καρποφορία των κληµατίδων δεν επηρέασε τη φωτοσυνθετική δραστηριότητα των φύλλων. Η επίδραση της εποχής µελετήθηκε και για ορισµένα ποιοτικά χαρακτηριστικά των καρπών. Επίσης µελετήθηκε η επίδραση του επικονιαστή στον αριθµό των δρυπιδίων του καρπού και η µεταβολή της περιεκτικότητας των καρπών σε ασκορβικό οξύ σε σχέση µε το φορτίο παραγωγής. Το µεγαλύτερο νωπό βάρος καρπού παρατηρήθηκε την περίοδο του χειµώνα και της άνοιξης ενώ το καλοκαίρι είχε τη µικρότερη τιµή. Το σχήµα του καρπού δεν επηρεάστηκε από την εποχή συγκοµιδής ενώ η παρουσία επικονιαστή αύξησε σηµαντικά τον αριθµό των δρυπιδίων του καρπού. Η περιεκτικότητα σε ασκορβικό οξύ είχε την ψηλότερη τιµή στους καρπούς κατά τη διάρκεια της άνοιξης και είχε θετική συσχέτιση µε τη φωτοσυνθετικά ενεργό ακτινοβολία. Οι καρποί είχαν την µικρότερη συγκέντρωση σε ολικές ανθοκυάνες την περίοδο του καλοκαιριού, η οποία είχε αρνητική συσχέτιση µε τη θερµοκρασία. Η ογκοµετρούµενη οξύτητα παρουσίασε µικρή αύξηση κατά τη περίοδο του χειµώνα ενώ το ph των καρπών την ίδια περίοδο είχε τη µικρότερη τιµή. Τα στερεά διαλυτά συστατικά δεν επηρεάστηκαν από τη εποχή συγκοµιδής. Μεταξύ των εποχών συγκοµιδής χειµώνα και καλοκαιριού η περιεκτικότητα των καρπών σε αναγωγικά (γλυκόζη και φρουκτόζη) σάκχαρα αυξήθηκε την περίοδο του χειµώνα ενώ τα µη αναγωγικά σάκχαρα (σακχαρόζη) αυξήθηκαν την περίοδο του καλοκαιριού. Τα ολικά σάκχαρα και ο λόγος γλυκόζης : φρουκτόζη δεν µεταβλήθηκαν ανάµεσα στις δύο εποχές. Τέλος η συγκριτική µελέτη την περίοδο χειµώνα και καλοκαιριού στις τιµές της ξηρής ουσίας και της συνολικής αντιοξειδωτικής ικανότητας (τιµές FRAP) των καρπών έδωσε µεγαλύτερες τιµές FRAP κατά τη διάρκεια του χειµώνα και µεγαλύτερες τιµές ξηρής ουσίας κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού. Οι τιµές FRAP έδωσαν σηµαντική θετική συσχέτιση µε την περιεκτικότητα των καρπών σε ανθοκυάνες, τη φωτοσυνθετικά ενεργό ακτινοβολία και αρνητική συσχέτιση µε τη 21

26 θερµοκρασία. Τέλος η περιεκτικότητα ασκορβικού οξέος στους καρπούς κινήθηκε αντίθετα µε το φορτίο παραγωγής των κληµατίδων κατά την περίοδο συγκοµιδής των καρπών. Κατά τη διάρκεια της συντήρησης των καρπών στους 4 ºC (0, 1, 2, 3 ή 4 ηµέρες) και στους 20 ºC (0, 15, 30, 45, 60 ή 90 ηµέρες) µελετήθηκαν οι µεταβολές ορισµένων ποιοτικών χαρακτηριστικών. Οι καρποί δεν παρουσίασαν αξιόλογη µεταβολή της περιεκτικότητας σε ασκορβικό οξύ και ανθοκυάνες κατά τη διάρκεια της συντήρησης στους 4 ο C ενώ τα διαλυτά στερεά συστατικά και η ογκοµετρούµενη οξύτητα παρουσίασαν µικρή µείωση σε σχέση µε τους φρέσκους καρπούς (0 ηµέρες). Ο λόγος των διαλυτών στερεών προς οξέα παρέµεινε σταθερός ενώ το ph των καρπών αυξήθηκε. Κατά τη διάρκεια της συντήρησης των καρπών στους 20 ο C (κατάψυξη) η περιεκτικότητα των καρπών σε ασκορβικό οξύ παρουσίασε µικρή µείωση την 90 η ηµέρα. Η περιεκτικότητα σε ανθοκυάνες δεν µεταβλήθηκε σηµαντικά σε σχέση µε τους φρέσκους καρπούς (0 ηµέρες) παρά τη διακύµανση των τιµών της κατά τη διάρκεια της περιόδου κατάψυξης. Τα διαλυτά στερεά συστατικά η ογκοµετρούµενη οξύτητα, ο λόγος τους και το ph των καρπών δεν έδειξαν σηµαντική µεταβολή κατά τη διάρκεια της κατάψυξης από 0 έως 90 ηµέρες. Επίσης µελετήθηκε η συµπεριφορά των κόκκινων σµέουρων σε συνθήκες αλατότητας. Το πείραµα έγινε υπό συνθήκες θερµοκηπίου. Φυτά της ποικιλία Autumn Bliss αναπτύχθηκαν σε γλάστρες από περλίτη και ποτίζονταν µε θρεπτικό διάλυµα Hoagland το οποίο περιείχε 0, 5, 10, 15, 20 και 30 mm NaCl. Στα φυτά αυτά έγιναν µετρήσεις όσο αφορά την αύξηση, φυσιολογικές και βιοχηµικές παραµέτρους, υδατικές σχέσεις και τη χηµική σύσταση. Τα αποτελέσµατα έδειξαν ότι η αύξηση της αλατότητας στο θρεπτικό διάλυµα µε καθαρό NaCl προκάλεσε συµπτώµατα τοξικότητας που εµφανίστηκαν στα κατώτερα φύλλα ως κάψιµο κορυφής που επεκτάθηκε στο εσωτερικό του φύλλου και το τελικό στάδιο ήταν η φυλλόπτωση. Με την αλατότητα µειώθηκε η φωτοσύνθεση και η αγωγιµότητα των στοµάτων όχι όµως και το CO 2 στους µεσοκυττάριους χώρους. Επίσης σε συνθήκες αυξηµένης αλατότητας παρατηρήθηκε µείωση της συγκέντρωσης της χλωροφύλλης και του φθορισµού της χλωροφύλλης, µείωση της διαπνοής και του υδατικού δυναµικού των φύλλων, µείωση του σχετικού υδατικού περιεχοµένου και της κατανάλωσης νερού µόνο όµως για την υψηλότερη συγκέντρωση του άλατος ενώ δεν παρατηρήθηκε µεταβολή της αποτελεσµατικότητας χρήσης του νερού άρδευσης. Περαιτέρω η αύξηση της αλατότητας προκάλεσε µείωση του µήκους των κληµατίδων, του 22

27 ποσοστού των πράσινων φύλλων, της φυλλικής επιφάνειας, του σχετικού ρυθµού αύξησης και του ρυθµού αύξησης του φύλλου ενώ δεν σηµειώθηκε µεταβολή της διαµέτρου της κληµατίδας και του αριθµού των φύλλων. Αντίθετα το ποσοστό των νεκρών φύλλων αυξήθηκε. Επιπρόσθετα η αλατότητα µείωσε το νωπό και ξηρό βάρος, δεν επηρέασε το λόγο νωπό / ξηρό βάρος και αύξησε το λόγο ρίζας / υπέργειο τµήµα µόνο στην υψηλότερη συγκέντρωση του άλατος. Η συγκέντρωσης του χλωρίου και του νατρίου αυξήθηκε µε γραµµικό τρόπο µε την αλατότητα (οι µεγαλύτερες ποσότητες χλωρίου ανιχνεύτηκαν στα φύλλα και του νατρίου στις ρίζες) και το κάλιο µειώθηκε στις ρίζες και τους βλαστούς αλλά όχι στα φύλλα. Η συγκέντρωση αζώτου και φωσφόρου στο φυτό µειώθηκε, το ασβέστιο και το µαγνήσιο µειώθηκαν µόνο στις ρίζες, ο σίδηρος δεν επηρεάστηκε, το βόριο αυξήθηκε µόνο στις ρίζες, ο χαλκός αυξήθηκε σηµαντικά µόνο στο υπέργειο τµήµα, το µαγγάνιο µειώθηκε και ο ψευδάργυρος αυξήθηκε. Τέλος οι λόγοι K/Cl, K/Na µειώθηκαν και ο λόγος Na/Cl είχε αρνητική συσχέτιση µε την αλατότητα στα φύλλα και θετική στους βλαστούς βάσης και τις ρίζες. Επίσης µελετήθηκε η επίδραση της αλατότητας στην αντιοξειδωτική συµπεριφορά και ορισµένα άλλα ποιοτικά χαρακτηριστικά των καρπών. Για το σκοπό αυτό τα φυτά αναπτύχθηκαν σε κανάλια µε περλίτη σε συνθήκες θερµοκηπίου και κατά τη διάρκεια του ρόδινου σταδίου ανάπτυξης του καρπού ποτίζονταν µε θρεπτικό διάλυµα Hoagland το οποίο περιείχε 0, 10, 20, 30, και 60 mm NaCl για διάρκεια 10 ηµερών και στη συνέχεια µε το ίδιο θρεπτικό διάλυµα χωρίς την προσθήκη NaCl για άλλες 10 ηµέρες. Κατά την περίοδο της επίδρασης του NaCl η % περιεκτικότητα σε ξηρή ουσία, τα διαλυτά στερεά, η ογκοµετρούµενη οξύτητα, το ph των καρπών, και η συγκέντρωση σε ασκορβικό οξύ, φαινολικές ουσίες και η συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα αυξήθηκαν σηµαντικά σε σχέση µε το µάρτυρα. Η αύξηση αυτή δεν ήταν όµως και ανάλογη των επιπέδων της συγκέντρωσης του NaCl στο διάλυµα. Κατά την περίοδο ανάκτησης τα χαρακτηριστικά αυτά επανήλθαν σχετικά νωρίς στα επίπεδα του µάρτυρα εκτός από την συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα που µειώθηκε µόνο κατά την τελευταία ηµεροµηνία της περιόδου ανάκτησης και µε εξαίρεση τη συγκέντρωση σε ασκορβικό οξύ και φαινολικές ουσίες που διατηρήθηκαν σε ψηλότερα επίπεδα από το µάρτυρα και κατά την περίοδο αυτή. Η συγκέντρωση των καρπών σε ανθοκυάνες σε όλη τη διάρκεια του πειράµατος δεν έδειξε σηµαντικές διαφορές τόσο σε σχέση µε το µάρτυρα αλλά και όσο µεταξύ των επιπέδων αλατότητας. 23

28 Για τον in vitro πολλαπλασιασµό των κόκκινων σµέουρων έκφυτα ενός οφθαλµού λήφθηκαν από φυτά δίφορων κόκκινων σµέουρων (Rubus idaeus L.) των ποικιλιών Autumn Bliss και Polana και παρήχθησαν µαζικά µικρόφυτα. Το θρεπτικό υπόστρωµα περιείχε τα βασικά ανόργανα άλατα των MS (Murashige και Skoog) µε προσθήκη 0.5 mg/l νικοτινικό οξύ, 0.4 mg/l θειαµίνη-hcl, 0.5 mg/l πυριδοξίνη-hcl, 2.0 mg/l γλυκίνη, 55.7 mg/l ασκορβικό οξύ, 4.5 mg/l βενζυλο-αµινο-πουρίνη (BAP), mg/l IBA (ινδολυλο-βουτυρικό-οξύ), 30 g/l σακχαρόζη και στερεοποιήθηκε µε 2.5 g/l phytagel. Οι καλλιέργειες κατά την διάρκεια της πρώτης εβδοµάδας τοποθετήθηκαν σε σκοτάδι για να αποφευχθεί η δηµιουργία µαυρίσµατος στους ιστούς και στην συνέχεια σε δωµάτιο ανάπτυξης. Το φυτικό υλικό 3-πλασιάζονταν invitro κάθε 6-8 εβδοµάδες. Η ριζοβολία των µικρό-βλαστών επιτυγχάνονταν µε τη µεταφορά σε υπόστρωµα για ριζοβολία, που είχε την ίδια σύνθεση µε τo υπόστρωµα των προηγούµενων σταδίων ανάπτυξης χωρίς ρυθµιστές της αύξησης, και ρίζωναν σε 8 µε 10 εβδοµάδες. Οι παραγόµενοι ριζωµένοι µικρό βλαστοί σκληραγωγούνταν µε δύο τρόπους (in vitro και ex vitro). Επίσης έγινε πείραµα ιστοκαλλιέργειας στο οποίο µελετήθηκε η συµπεριφορά των κόκκινων σµέουρων στην αλατότητα µε NaCl στο υπόστρωµα. Τα αποτελέσµατα έδειξαν ότι αυξάνοντας την συγκέντρωση άλατος στο υπόστρωµα µειώνεται το µήκος του βλαστού και το νωπό και ξηρό βάρος των εκφύτων. Επίσης η προσθήκη των αλάτων είχε ως αποτέλεσµα τη µείωση της συγκέντρωσης της χλωροφύλλης, του φθορισµού της χλωροφύλλης, ενώ παρατηρήθηκε αύξηση της συγκέντρωσης φαινολικών ουσιών και της µη-ενζυµικής αντιοξειδωτικής ικανότητας (FRAP) στα έκφυτα. Ακόµη παρατηρήθηκε αύξηση της συγκέντρωσης των ιόντων Cl - και Na + στα έκφυτα µε την αύξησης της αλατότητας και η θρεπτική κατάσταση των εκφύτων διαφοροποιήθηκε (στα στοιχεία N, P, K, Fe, B, και Zn παρατηρήθηκε µικρή αύξηση στη συγκέντρωση τους µε την αλατότητα η οποία επανήλθε στα επίπεδα του µάρτυρα στην υψηλότερη συγκέντρωση του άλατος, τα στοιχεία Ca και Mn µειώθηκαν αλλά το Mg και ο Cu δεν µεταβλήθηκαν). Τέλος ο σχετικός ρυθµός αύξησης και ο συντελεστής ανθεκτικότητας µειώθηκαν απότοµα µετά από µια ορισµένη συγκέντρωση του NaCl στο θρεπτικό υπόστρωµα. Η επίδραση αυξηµένων συγκεντρώσεων NaCl (0, 5 και 10 mm) και B (0.5 και 5 ppm) στο υπόστρωµα ιστοκαλλιέργειας έδειξε ότι µε την αύξηση της συγκέντρωσης του άλατος και του βορίου στο υπόστρωµα µειώνεται το µήκος του βλαστού και το νωπό και ξηρό βάρος των εκφύτων. Επίσης η περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη και ο 24

29 φθορισµός της χλωροφύλλης στα φύλλα των εκφύτων είχαν τη µικρότερη τιµή στην υψηλότερη συγκέντρωση άλατος και βορίου. Επιπρόσθετα η αύξηση της αλατότητας και της συγκέντρωσης Β στο θρεπτικό υπόστρωµα άλλαξαν την θρεπτική κατάσταση των εκφύτων. Η απορρόφηση Β και των ιόντων Cl και Na αυξήθηκε στα έκφυτα µε την αύξηση των συγκεντρώσεων των στοιχείων αυτών στο υπόστρωµα και από τα υπόλοιπα θρεπτικά στοιχεία µόνο ο χαλκός έδειξε να µειώνεται τόσο από την αλατότητα όσο και από την αύξηση του Β στο θρεπτικό υπόστρωµα. Τέλος ο σχετικός ρυθµός αύξησης και ο συντελεστής ανθεκτικότητας µειώθηκαν σηµαντικά όπως και τα προηγούµενα χαρακτηριστικά των εκφύτων στη µεταχείριση 10 mm NaCl x 5 ppm B. Από τον προϋπολογιστικό σχεδιασµό και την οικονοµική εκτίµηση της παραγωγής κόκκινων σµέουρων φαίνεται ότι οι µεταβλητές δαπάνες καταλαµβάνουν το 68% των συνολικών ετήσιων δαπανών ενώ οι σταθερές δαπάνες το 32%. Η διαµόρφωση του ύψους του κόστους αυτού οφείλεται για τις µεν σταθερές αποσβέσεις στο ύψος της επένδυσης και στη σύγχρονη τεχνολογία που χρησιµοποιείται ενώ στις µεταβλητές δαπάνες οφείλεται κυρίως στα εργατικά και τη φυτοπροστασία. Το ακαθάριστο κέρδος του θερµοκηπίου διαµορφώνεται στις 18,164 ΛΚ/δεκάριο για κάθε καλλιεργητική περίοδο και το καθαρό κέρδος στις 12,615 ΛΚ/δεκάριο. Τέλος για τη βιο-επεξεργασία του απορριπτέου θρεπτικού διαλύµατος χρησιµοποιήθηκε δεξαµενή φυτών καθαρισµού. Για το σκοπό αυτό φυτά του είδους Sorghum sudanese εγκαταστάθηκαν σε γλάστρες. Για το γέµισµα των γλαστρών χρησιµοποιήθηκε επίστρωση µε λείες πέτρες ποταµού, δεύτερη επίστρωση µε χαλίκι και το ανώτερο στρώµα αποτελείτο από άµµο ποταµού. Τα τοιχώµατα της γλάστρας καλύφθηκαν µε υδατοστεγή µεµβράνη και δηµιουργήθηκε σύστηµα συλλογής του διαλύµατος το οποίο χορηγήθηκε από διπλανή υδροπονική καλλιέργεια κόκκινων σµέουρων. Τα αποτελέσµατα έδειξαν σηµαντική µείωση της συγκέντρωσης των νιτρικών στο απορριπτέο θρεπτικό διάλυµα στις γλάστρες-δεξαµενή βιοεπεξεργασίας µε την πρόοδο της δειγµατοληψίας. Στη συγκέντρωση του φωσφόρου (PO 4 ) και ασβεστίου (Ca) στο διάλυµα δεν παρατηρήθηκε σηµαντική µεταβολή ενώ µια µικρή αύξηση σε σχέση µε την αρχική δειγµατοληψία παρατηρήθηκε στη συγκέντρωση Cl -. Επίσης η EC του διαλύµατος αυξήθηκε µε την πρόοδο της δειγµατοληψίας. Η ανάλυση της άµµου στην αρχή και στο τέλος του πειράµατος δεν έδωσε σηµαντικές µεταβολές στα στοιχεία N, P, K και Na ενώ σηµαντικές µεταβολές παρατηρήθηκαν στα στοιχεία Fe, Zn, Cu και Mn. 25

30 GENERAL ABSTRACT Two primocane-fruiting red raspberry (Rubus idaeus L.) cultivars Autumn Bliss and Polana and two floricane-fruiting red raspberry cultivars Lucana Resa and Meeker were grown in a plastic greenhouse under soilless culture to study their performance under these conditions and to be evaluated for off-season production. Autumn Bliss had greater cane vigor flowered earlier and produced higher yield with acceptable berry mass and superior quality characteristics than Polana that did not produce flowers in time to yield a sufficient crop before summer. Lucana Resa flowered earlier, produced higher number of flowers, bigger fruits and higher yield than Meeker. Meeker had fruits with higher concentration of ascorbic acid, total anthocyanins and soluble solids but Lucana Resa s fruits had higher nonenzymatic antioxidant capacity. Titratable acidity and ph were not influenced by variety. Autumn Bliss primocane fruiting red raspberry cultivar was selected for the following experiments. A) Soilless culture and chilling of primocane-fruiting red raspberry showed that growth and some quality attributes were not substantially influenced but flowering and fruiting were advanced to yield an acceptable early summer crop. B) To evaluate the effect of planting and pruning date of primocane-fruiting red raspberry into the off-season production an experiment was conducted. The planting date was 15/9 and pruning dates were 17/2, 12/5, 2/7 and 1/9. Planting date induced fruiting during January February (97.4 g/plant) and pruning dates induced fruiting during April July (365 g/plant), August October (279 g/plant), September December (304 g/plant) and November January (159 g/plant) respectively. A percentage of 86% from the overall production was harvested out-of-season. Seasonal changes in some physiological parameters were quantified. Photosynthetic rates of young leaves had the higher value during spring and the lower value during summer. During winter and autumn the values (of photosynthesis) were in-between. Photosynthetic active variation and relative humidity correlated with photosynthesis positively and leaf temperature negatively. Also chlorophyll content of the young leaves showed a high positive correlation with photosynthesis. Stomatal conductance of the young leaves showed the lower value during summer and intercellular CO 2 of the same leaves showed an inverse pattern from leaf photosynthesis. Finally leaf 26

31 photosynthesis and stomatal conductance had higher values early in the morning and fruiting did not alter photosynthesis. Seasonal changes in some quality attributes were also studied. In addition the role of pollinating insects on the number of drupelets was investigated and any changes in ascorbic acid content associated with the production load observed. Berry weight increased during winter and spring and decreased during summer, but berry shape remained relatively constant throughout the seasons. The ascorbic acid content had the higher value at spring and was positively correlated with photosynthetically active radiation. Anthocyanin content decreased during summer and showed a negative correlation with temperature. Titratable acidity was higher and ph was lower at winter. Soluble solids concentration observed no changes with harvesting season. A comparative study between winter and summer showed an increase in reducing sugars (glucose, fructose) in favor of the winter and in non-reducing sugars (sucrose) in favor of the summer. Total sugars and the ration glucose: fructose remained relatively constant. Antioxidant capacity of the fruits was higher during winter and the dry matter during summer. Antioxidant capacity was positively correlated with anthocyanin content and photosynthetically active radiation, and negatively correlated with temperature. Finally the presence of pollinating insects greatly advanced the number of drupelets and the ascorbic acid content of the fruits contradicted by the production load of the cane. During storage of fresh raspberries at 4 o C (0, 1, 2, 3 or 4 days) and 20 o C (0, 15, 30, 45, 60 or 90 days) some quality characteristics were determined. Ascorbic acid content, total anthocyanins and the ratio soluble solids / acidity were not affected during storage at 4 o C up to 4 days. Soluble solids and titratable acidity showed a slight decrease and the ph generally increased. Storage at 20 o C up to 90 days did not change soluble solids content, titratable acidity the ratio soluble solids: acidity and the ph of the fruits. Also anthocyanin content was not affected although some fluctuations were observed. Finally ascorbic acid content showed a slight decrease after 90 days in storage. The effect of NaCl Stress on red raspberry was investigated. The plants were irrigated with Hoagland solution containing 0, 5, 10 15, 20 and 30 mm NaCl. Plant growth, photosynthetic parameters, water relations, leaf chlorophyll content and fluorescence and elemental concentration were determined. The results of this work showed that increasing salt concentration in the nutrient solution: a) leads to a decline 27

32 in the photosynthetic rate and in stomatal conductance, although there is no reduction in intercellular CO 2, b) reduces the leaf chlorophyll content and fluorescence, c) decreases transpiration rate, leaf water potential, relative water content and plant water consumption, however the water use efficiency is not affected, d) produces a decrease in: cane length, diameter of the cane, percentage of green leaves, leaf area, leaf expansion rate and relative growth rate, while the number of leaves is unaffected and the percentage of dead leaves is increased, e) decreases the fresh and dry weight and increases the root/shoot ratio and f) the chloride and sodium content in the plant increases linearly with salinity. In addition nitrogen and phosphorus generally reduced in the plant but calcium and magnesium reduced only in the roots. Iron generally is not affected and boron is accumulated in the roots. Finally the ratios K/Cl and K/Na diminished and the ratio Na/Cl was negatively correlated with salinity in leaves and positively correlated with salinity in the lower shoots and roots. The effect of increasing concentrations of NaCl in nutrient solution on the antioxidant capacity and some other quality attributes was investigated. Raspberry plants were grown in perlite under protected cultivation and at pink fruit stage were supplied with Hoagland nutrient solution supplemented with 0, 10, 20, 30 and 60 mm NaCl for a period of 10 days and afterwards another 10 days without the adition of NaCl. During application of the NaCl the antioxidant capacity, vitamin C content, total phenolics, soluble solids concentration, titratable acidity, ph and dry matter of fruits were increased but the increase was not analogous to the salinity level. During the postapplication period these characteristics reduced to the control level except ascorbic acid content and total phenolics that were still above control level. Also antioxidant capacity was only reduced at the end of the post application period. Anthocyanin content generally did not show any differences. For micro propagation of the primocane-fruiting red raspberry cvs Autumn Bliss and Polana single nodal segments were used. For the ex-plants establishment, proliferation and shoot growth the medium was a modified MS (Murashige and Skoog) which contained the basic MS inorganic salts, supplemented with 0.5 mg/l nicotinic acid, 0.4 mg/l thiamine HCl, 0.5 mg/l pyridoxine HCl, 2.0 mg/l glycine, 55.7 mg/l ascorbic acid, 4.5 mg/l BAP, mg/l IBA and 30 g/l sucrose and solidified with 2.5 g/l phytagel. The cultures were incubated for the first week in the dark to avoid any blackening of the tissues and subsequently were transferred to a growth room. The productivity of this method from the time the tissues are 28

33 established and proliferate is reaching 3-fold per 6-8 week cycle. Rooting of microshoots was achieved by transfer to a new medium with the same composition and no BAP in 8-10 weeks. Finally plantlets produced were undergoing two forms of hardening. An in vitro test, for salt (NaCl) tolerance of red raspberry (Rubus idaeus L. Autumn Bliss cultures, was established. In vitro cultures were established on a modified MS (Murashige and Skoog) medium supplemented with 0, 5, 10, 20 and 30 mm NaCl. Cultures were incubated in a growth room for 20 days before evaluation. The results indicated that by increasing salt-concentration in the vitro cultures: a) Shoot length, fresh and dry weight were considerably less b) leaf chlorophyll and fluorescence were reduced c) total phenolics and antioxidant capacity increased d) the chloride and sodium concentration within the plant tissue increased and some nutrient imbalances were observed. Finally relative growth rate and a salinity tolerance coefficient were reduced with salinity. Moreover raspberry (Rubus idaeus L. Autumn Bliss ) explants were cultured in vitro under three levels of NaCl salinity (0, 5 and 10 mm) and two Boron concentrations (0,5 and 5 ppm) on a modified MS medium. Cultures were grown in-vitro for 20 days before evaluation. Salinity and high-b concentrations diminished mean shoot length and fresh and dry weight of the explants. Furthermore leaf chlorophyll and leaf fluorescence were also reduced in the high salt and boron treatment. The absorption of boron, chloride and sodium was enhanced by increased concentrations of NaCl and boron in the medium. Explants nutrient status changed compared to the control. Finally the relative growth rate and a salinity tolerance coefficient reduced significantly at the maximum values of NaCl and Boron. Deriving from the budgetary plan and the fiscal valuation of red raspberries production it is obvious that the variable cost represents the 68% of the total expenditures while the fixed cost the 32%. The cost level in the case of fixed cost is configured by the level of the invested capital and the degree of technology used in the farm and in the case of variable cost due to the high level of plant protection and labor expenditures. The cross margin of the green house reaches 18, 164 CY/1000m 2 and the net profit is 12,615 CY/1000 m 2. For the bio-treatments of disposed nutrient solution deriving from soilless red raspberry cultivation a wetland was constructed. Studies on wetland s characteristics were achieved. Measurements on the composition of the solution showed that the 29

34 wetland successfully denitrified the disposed solution. Phosphates and calcium in the solution remained relatively constant whereas Cl - and EC increased. Studies on the wetland s substrate did not give substantially changes in N, P, K and Na in contrary with Fe, Cu, Zn and Mn. 30

35 ΓΕΝΙΚΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ Τα σµέουρα (Rubus idaeus L.) ανήκουν στο γένος Rubus, υπογένος Idaeobatus και την οικογένεια Rosaceae. Τα είδη που ανήκουν στο υπογένος Idaeobatus χαρακτηρίζονται από την ιδιότητα οι ώριµοι καρποί να αποχωρίζονται από την ανθοδόχη. Τα σµέουρα ανάλογα µε το χρώµα του καρπού, διακρίνονται σε κόκκινα, κίτρινα, ιώδη και µαύρα και ανάλογα µε την προέλευσή τους σε Ευρωπαϊκά, Αµερικάνικα, Ασιατικά και άλλα. Στα κόκκινα σµέουρα ανήκουν δύο υποείδη το Rubus idaeus vulgatus και το Rubus idaeus strigosus. Στην εργασία αυτή µελετήθηκαν τα Ευρωπαϊκά κόκκινα σµέουρα (R. idaeus vulgatus Arrhen), των οποίων το όνοµά τους προήλθε από το ελληνικό όρος Ιδα idaeus και το κόκκινο τους χρώµα Rubus. Οι άνθρωποι το χρησιµοποιούσαν αρχικά ως φαρµακευτικό φυτό και αργότερα για τους ευχάριστους στη γεύση καρπούς του. Τα δύο υποείδη του R. idaeus είναι διπλοειδή και προσφέρουν το κύριο γενετικό υλικό για τη δηµιουργία νέων ποικιλιών, ενώ και πολλά άλλα είδη διπλοειδών σµέουρων χρησιµοποιούνται ως πηγή γονιδίων για ανθεκτικότητα σε έντοµα και ασθένειες καθώς και για επιθυµητά χαρακτηριστικά ποιότητας (Βασιλακάκης, 1997). Είναι φυτό ψυχρών περιοχών, απαιτεί δροσερό καλοκαίρι και το χειµώνα αντέχει αρκετά σε χαµηλές θερµοκρασίες. Αναπτύσσεται κυρίως στην ίδια ζώνη µε την κερασιά και καλλιεργείται σε όλες σχεδόν τις χώρες της Β. Ευρώπης. Συνήθως φέρει ιώδη αγκάθια στους βλαστούς, φύλλα µεγάλα, καρπό κωνικό, ερυθρό, σπανίως κίτρινο αλλά ποτέ µαύρο. Οι βλαστοί είναι κατακόρυφοι, σταθεροί σε αντίθεση µε τα µαύρα σµέουρα (R. occidentalis) και µερικά βατόµουρα. Βασικά χαρακτηριστικά του R. idaeus vulgatus είναι το µεγάλο µέγεθος καρπού, η εύκολη αποµάκρυνση του καρπού από την ανθοδόχη και η σχετική ανθεκτικότητα του καρπού στις ευρωτιάσεις και το ιώδιο. Τα κόκκινα σµέουρα είναι θάµνοι και συνήθως χρειάζονται υποστήριξη. Οι βλαστοί ζουν δύο χρόνια όµως η καλλιέργεια θεωρείται πολυετής, διότι υπάρχει ένα πολυετές ριζικό σύστηµα, που δηµιουργεί επίκτητους βλαστοφόρους οφθαλµούς από τους οποίους κάθε χρόνο παράγονται νέοι βλαστοί, έτσι ώστε µε την πάροδο του χρόνου να σχηµατίζεται η βάση ή η κεφαλή του φυτού. Με βάση τον τρόπο καρποφορίας τους τα κόκκινα σµέουρα χωρίζονται σε µονόφορα ή δίφορα. Τα µονόφορα αναπτύσσονται βλαστικά τη πρώτη χρονιά και το θέρος του δευτέρου έτους καρποφορούν, ενώ τα δίφορα καρποφορούν δύο φορές, φθινόπωρο του πρώτου έτους και το θέρος του δεύτερου έτους (Βασιλακάκης, 1997). 31

36 Το ριζικό σύστηµα είναι λεπτό και το 70% βρίσκεται στο επιφανειακό στρώµα των 25 εκατοστών του εδάφους και από το υπόλοιπο 30%, το 20% βρίσκεται στα επόµενα 25 εκατοστά (Dale, 1989). Οι ρίζες του φυτού παράγουν επίκτητους οφθαλµούς σε διάφορες θέσεις και έτσι δηµιουργούνται πολλές νέες παραφυάδες. Το R. idaeus πολλαπλασιάζεται µε µοσχεύµατα ριζών, µε παραφυάδες ή και µε ιστοκαλλιέργεια. Το σχήµα των βλαστών µπορεί να είναι στρογγυλό ή γωνιακό, και να φέρουν ή να µην φέρουν αγκάθια, διαφόρων µεγεθών και χρωµάτων. Τα χρώµατα των αγκαθιών και το χνούδι των κορυφών των βλαστών θεωρείται σηµαντικό χαρακτηριστικό διάκρισης των ποικιλιών µεταξύ τους. Οι βλαστοί ή κληµατίδες canes παρουσιάζουν κυριαρχία κορυφής και το ύψος των κληµατίδων επηρεάζεται από την ποικιλία και τις καλλιεργητικές συνθήκες (Jennings and Dale, 1982). Επειδή η διάµετρος συσχετίζεται µε το ύψος των φυτών και η παραγωγικότητα συσχετίζεται άµεσα µε την διάµετρο του φυτού κάθε παράγοντας που ευνοεί την ζωηρότητα των φυτών, όπως αραίωµα, λίπανση, άρδευση, αυξάνει και την παραγωγή. Τα φύλλα µπορεί να είναι τρίφυλλα ή πεντάφυλλα και φέρουν στόµατα µόνο στην κάτω επιφάνεια. Τα φύλλα και οι βλαστοί αποτελούν χαρακτηριστικό διάκρισης των ποικιλιών (Βασιλακάκης, 1997). Στις µονόφορες ποικιλίες τα φυτά δεν καρποφορούν την πρώτη χρονιά. Υπό συνήθεις κλιµατικές συνθήκες η αύξηση των φυτών σταµατάει µε την πτώση της θερµοκρασίας το φθινόπωρο και τις βραχείες ηµέρες (Williams, 1959a). Οι οφθαλµοί διαφοροποιούνται κατά τη διάρκεια φθινοπώρου-χειµώνα από βλαστοφόρους σε ανθοφόρους εκτός από µερικούς που βρίσκονται στη βάση της κληµατίδας. Την άνοιξη αφού διακοπεί ο λήθαργος µε την έκθεση σε χαµηλές θερµοκρασίες βλαστάνουν οι οφθαλµοί. Από τους παραγωγικούς οφθαλµούς θα προκύψουν καρποφόροι βλαστοί που θα φέρουν στο κορυφαίο τµήµα τους άνθη σε ταξιανθία κύµατος. Περίπου τα 2/3 των οφθαλµών της κορυφής θα δώσει καρποφόρους βλαστούς (άνθη µπορεί να σχηµατιστούν και στις µασχάλες των φύλλων). Ο αριθµός εξαρτάται από την ποικιλία, τη ζωηρότητα του φυτού, και άλλους παράγοντες. Κάθε χρόνο αφαιρούνται οι διετής βλαστοί που καρποφόρησαν και έτσι υπάρχει συνεχής ανανέωση της φυτείας (Βασιλακάκης, 1997) Στις δίφορες ποικιλίες τα φυτά αφού αναπτυχθούν και σχηµατίσουν ορισµένο αριθµό γονάτων, χαρακτηριστικός της ποικιλίας, τότε το κορυφαίο µερίστωµα διαφοροποιείται σε ανθοφόρο και αµέσως το φυτό ανθίζει. Αυτό συµβαίνει την πρώτη βλαστική περίοδο (Ourecky, 1976). Το ύψος που θα αποκτήσουν τα φυτά 32

37 εξαρτάται από την ποικιλία, τον αριθµό ωρών χαµηλής θερµοκρασίας (Τ< 7 ºC) που υπέστησαν τα φυτά και άλλους παράγοντες (λίπανση, άρδευση, φωτισµός). Ο αριθµός των οφθαλµών που δίνουν καρποφορία κυµαίνεται από ανάλογα µε την ποικιλία και την θρεπτική κατάσταση των φυτών. Η άνθηση είναι ακροπέταλη και οι ταξιανθίες µακρύτερα από την κορυφή είναι µεγαλύτερες µε περισσότερα άνθη. Τα φυτά µπορούν να θεριστούν ετήσια ή να αποµακρυνθεί το κορυφαίο τµήµα που καρποφόρησε και την άνοιξη οι πλάγιοι οφθαλµοί βλαστάνουν και σχηµατίζουν καρποφόρους βλαστούς και µετά τη συγκοµιδή οι διετής βλαστοί αφαιρούνται (Βασιλακάκης, 1997). Τα άνθη φέρονται σε ταξιανθία κύµατος και κάθε άνθος αποτελείται από 5 σέπαλα, 5 µικρά άσπρα πέταλα πολλούς στήµονες τοποθετηµένους περιφερειακά (60-90) και από ύπερους στη διογκωµένη ανθοδόχη. Η γονιµοποίηση των υπέρων του άνθους δίνει πολλές µικρές δρύπες οι οποίες είναι χαλαρά συνδεδεµένες µεταξύ τους ώστε µαζί µε την ανθοδόχη φτιάχνουν ένα συγκάρπιο (µούρο-berry). Συνολικά από την επικονίαση µέχρι την ωρίµανση του καρπού µεσολαβούν ηµέρες (Dale, 1989) και οι δρύπες ωριµάζουν συνήθως ταυτόχρονα. Ο καρπός αυξάνει ακολουθώντας την τυπική διπλή σιγµοειδή καµπύλη των πυρηνοκάρπων. ιακρίνονται 3 φάσεις, µια ταχεία, µια βραδεία και τέλος η τρίτη φάση στην οποία παρατηρείται απότοµη αύξηση του καρπού. Οι φάσεις αυτές διαρκούν ηµέρες η καθεµιά (Hill, 1958). Ο καρπός χαρακτηρίζεται ως µη κλιµακτηρικός. Ωστόσο η παραγωγή αιθυλενίου αυξάνει µε την αλλαγή χρώµατος του καρπού ενώ η αναπνοή ως διοξείδιο του άνθρακα ανά γραµµάριο φρούτου που παράγεται µειώνεται µε την ωρίµανση. Έτσι άγουροι ή ηµιώριµοι καρποί δεν ωριµάζουν µετά τη συγκοµιδή (Βασιλακάκης, 1997). Τα σµέουρα χαρακτηρίζονται ως όξινα φρούτα. Έχουν ευχάριστο άρωµα και θεωρείται ακριβό φρούτο. Κυρίως καταναλώνεται φρέσκο, αλλά και κατεψυγµένο. Επίσης χρησιµοποιείται στη βιοµηχανία για την παρασκευή µαρµελάδας, ζελέδων, χυµών, παγωτών, ως προσθετικά γιαουρτιών, κρασιών και στη ζαχαροπλαστική (Montigaud, 1992). Γενικά ένα κεσεδάκι των 125(g) κόκκινα σµέουρα καλύπτει το 50% της ηµερησίας δόσης σε βιταµίνη C, 10% του αναγκαίου σιδήρου και ταυτόχρονα παρέχει σηµαντικές ποσότητες σε βιταµίνες, πηκτίνες, ανόργανα ενώ έχει µόνο περίπου 70 θερµίδες (calories) και η περιεκτικότητα σε Να είναι χαµηλή (Seeling, 1972). 33

38 Η παγκόσµια παραγωγή σµέουρων (FAO, 2002) ανέρχεται στους 414,000 τόνους από τους οποίους οι 342,000 τόνοι παράγονται από χώρες της Ευρώπης. Η Ρωσία είναι η πρώτη παραγωγική χώρα µε 100,000 τόνους και για την πρώην Γιουγκοσλαβία αναφέρονται 94,000 τόνοι. Από τις χώρες της Ε.Ε η Πολωνία προηγείται µε 45,000 τόνους και ακολουθεί η Γερµανία µε 29,000 τόνους. (FAO, 2002). Οι χώρες της Ευρώπης εισάγουν αρκετές ποσότητες νωπών φρούτων εκτός εποχής παρά τη δυνατότητα κατανάλωσης φθηνότερων κατεψυγµένων φρούτων (Rosatti, 1992). Έτσι έχουν αρχίσει να ερευνούν το ενδεχόµενο της εκτός εποχής παραγωγής σµέουρων (Dijkstra and Scholtens, 1991, 1993; Faby, 1993), και επιπλέον σε περιοχές µε ήπιο χειµώνα όπως οι χώρες της Μεσογείου. (Oliveira et al., 1996, 1998, 1999; Neocleous et al., 2005a, b). Η όλη εργασία σκοπό έχει την εξεύρεση κατάλληλου γενετικού υλικού για την παραγωγή κόκκινων σµέουρων εκτός εποχής στις συνθήκες της Α. Μεσογείου, τη µελέτη της επίδρασης κλιµατικών και άλλων παραγόντων στη φωτοσυνθετική ικανότητα του φυτού και στην ποιότητα των καρπών όπως επίσης και τη µελέτη της επίδρασης της αλατότητας στη συµπεριφορά του φυτού (in vivo και in vitro) και στην ποιότητα των καρπών. Η εργασία αυτή είναι ιδιαίτερα σηµαντική και χρήσιµη ώστε να αποτελέσει ουσιαστική συµβολή στη δυνατότητα εκτός εποχής παραγωγής κόκκινων σµέουρων και στην προώθηση της γνώσης όσο αφορά την επέκταση και προσαρµογή της παραγωγής σµέουρων στις συνθήκες της Α. Μεσογείου. 34

39 ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΤΗΣ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ Πολλοί παράγοντες τώρα είναι σε θέση να κάνουν την εκτός εποχής παραγωγή σµέουρων επιτυχηµένη: ψηλές τιµές για τον καρπό, άριστες καιρικές συνθήκες, βοµβίνοι επικονιαστές, ολοκληρωµένη καταπολέµηση. Επιπλέον µε την άνοδο της τιµής των καυσίµων το κόστος για θέρµανση και φωτισµό κάνει τη χειµερινή καλλιέργεια των σµέουρων υπό κάλυψη στις χώρες της Μεσογείου πιο ανταγωνιστική και ενδεχοµένως η προµήθεια σµέουρων στις βορειότερες χώρες κατά τη διάρκεια των χειµερινών µηνών να είναι δυνατή. Σύµφωνα µε τα δεδοµένα παραγωγής Σµέουρων (Raspberries-Framboises- Frambuesas) του F.A.O (2002) από τις 414,000 τόνους που είναι η παγκόσµια παραγωγή οι 342,000 τόνοι προέρχονται από Ευρωπαϊκές χώρες. Όταν στις χώρες αυτές το µεγαλύτερο µέρος της παραγωγής συγκοµίζεται την καλοκαιρινή περίοδο και καταναλώνεται ως νωπός καρπός, υπάρχει µια µεγάλη έλλειψη προσφοράς, παρά κάποιες εισαγωγές που µπορούν να γίνουν από χώρες του Νοτίου Ηµισφαιρίου, κατά τη διάρκεια των χειµερινών µηνών. Παράγοντες που επιδρούν στην αύξηση, ανάπτυξη και καρποφορία των φυτών κόκκινου σµέουρου (Rubus idaeus vulgatus Arrhen) Τα Σµέουρα έχουν ένα σαφή και ευδιάκριτο βλαστικό και αναπαραγωγικό κύκλο. Οι µονόφορες ποικιλίες αναπτύσσονται βλαστικά την πρώτη χρονιά και φέρουν την ανθοφορία και καρποφορία τη δεύτερη χρονιά στους βλαστούς του προηγούµενου έτους ενώ στις δίφορες ποικιλίες η βλαστική ανάπτυξη,ανθοφορία και καρποφορία συµβαίνει το ίδιο έτος στους ίδιους βλαστούς. Για την διακοπή του λήθαργου απαιτείται η επίδραση χαµηλών θερµοκρασιών ίσης ή µικρότερης µιας κριτικής θερµοκρασίας για ορισµένη χρονική περίοδο που εκφράζεται πολλές φορές ως ώρες χαµηλών θερµοκρασιών και εξαρτάται από την ένταση του λήθαργου και τη θερµοκρασία που δέχεται το φυτό. Οι χαµηλές θερµοκρασίες µπορεί να δρουν περιοδικώς όπως συµβαίνει στη φύση ή συνεχώς όταν βάζουµε τα φυτά στο ψυγείο. Πολλές πειραµατικές εργασίες έδειξαν ότι θερµοκρασίες 7 C είναι δραστικές για την διακοπή του λήθαργου για πολλά οπωροκηπευτικά φυτά. Όταν τα Σµέουρα αναπτύσσονται σε περιοχές µε ήπιο χειµώνα όπως το Ισραήλ, την Αυστραλία, το Μεξικό και τη Χιλή ο λήθαργος των οφθαλµών πολλές φορές δεν 35

40 διακόπτεται µε την άνοδο των θερµοκρασιών την άνοιξη επειδή τα φυτά κατά τη διάρκεια του χειµώνα δεν δέχτηκαν αρκετές ώρες χαµηλών θερµοκρασιών (Jennings, 1988). Αυτό µπορεί να οδηγήσει σε σοβαρές ανωµαλίες στην βλάστηση όπως: οφθαλµόπτωση, παραµονή ενός µέρους των οφθαλµών σε κατάσταση λήθαργου, παρατεταµένη έκπτυξη ανθοφόρων και βλαστοφόρων οφθαλµών και ανωµαλίες στην άνθηση και στη µορφολογία των ανθέων µε αποτέλεσµα φτωχή καρποφορία. Η αύξηση των φυτών της δίφορης ποικιλίας Heritage είχε στενή συσχέτιση µε την επίδραση των χαµηλών θερµοκρασιών: φυτά που δέχθηκαν λιγότερες από 775 ώρες θερµοκρασιών µεταξύ 0-7 C έδωσαν βλαστούς που µεγάλωσαν µόνο 10 εκ. σε διάστηµα 3 µηνών ενώ φυτά που δέχθηκαν µεγαλύτερη περίοδο χαµηλών θερµοκρασιών µεγάλωσαν στο ίδιο διάστηµα πέραν των 1.4 µ. σύµφωνα µε το Takeda (1993). Επίσης ο Carew et al. (1999) αναφέρει ότι στη ποικιλία Autumn Bliss περίπου 8-10 εβδοµάδες στους 0.2 C ήταν αρκετή για τη διακοπή του λήθαργου ενώ οι µεγαλύτερες διαφορές υπήρξαν όταν τα φυτά έλαβαν 0 και 2 εβδοµάδες ψύχους. Τα φυτά που έλαβαν µηδέν ώρες χαµηλών θερµοκρασιών σχηµάτισαν µια ροζέτα φύλλων 7 10 εκ. και απέτυχαν να αναπτυχθούν περαιτέρω ενώ φυτά που δέχθηκαν δύο εβδοµάδες ψύξη ήταν ικανά για αύξηση και ανάπτυξη. Στις µονόφορες ποικιλίες (biennial fruiting cultivars) η διαφοροποίηση ανθέων έχει στενότερη συσχέτιση µε τις χαµηλές θερµοκρασίες και τη βραχεία φωτοπερίοδο από ότι στις δίφορες ποικιλίες (Lockshin and Elfving, 1981; Carew et al., 1999). Για πολλά άλλα φυτά έχουν αναπτυχθεί µοντέλα απαιτήσεων σε χαµηλές θερµοκρασίες (Weinberger, 1950; Erez and Lavee, 1971; Richardson et al., 1974; Shaltout and Untrath, 1983) αλλά δυστυχώς για τα Σµέουρα υπάρχουν λιγότερες πληροφορίες. Η εαρινοποίηση είναι ένα φαινόµενο κατά το οποίο µερικά φυτά διαφοροποιούν άνθη µόνο αφού προηγουµένως έχουν δεχτεί την επίδραση χαµηλών θερµοκρασιών. Στα Σµέουρα εκτός από την επίδραση του ψύχους στη διακοπή του λήθαργου των οφθαλµών των Σµέουρων υπάρχει και η επίδραση του ψύχους επί της ανθογονίας του φυτού που επισπεύδει την άνθηση και µειώνει την περίοδο νεανικότητας του φυτού (Carew et al., 2000). Ο Vasilakakis et al. (1980) αναφέρει ότι όταν τα φυτά κόκκινων Σµέουρων της ποικιλίας Heritage στα γόνατα είχαν εκτεθεί στους 7 C για 25 µέρες άνθησαν όταν τα φυτά είχαν 30 γόνατα, ενώ χωρίς να εκτεθούν σε χαµηλές θερµοκρασίες άνθησαν όταν έφτασαν τα 80 γόνατα. Επίσης ο Takeda (1993) αναφέρει ότι στην ίδια ποικιλία χαµηλές θερµοκρασίες στην αρχή του βλαστικού κύκλου έδειξαν να επισπεύδει την άνθηση των φυτών και ο Carew et al. (1999) 36

41 αναφέρει ότι στη ποικιλία Autumn Bliss ο χρόνος µέχρι την άνθηση του φυτού µειώθηκε σηµαντικά όταν τα φυτά ψύχθηκαν ως ριζικό σύστηµα ή νεαροί βλαστοί και στα φυτά που δεν δέχθηκαν καθόλου ψύχος η ανθοφορία ήταν µηδαµινή. Στις µονόφορες ποικιλίες βρέθηκε ότι οι χαµηλές θερµοκρασίες ή / και η βραχεία φωτοπερίοδος επάγουν την διαφοροποίηση ανθοφόρων οφθαλµών (Moore and Caldwell, 1985; Carew et al., 2000) ενώ στις δίφορες ποικιλίες είναι σαν τα φυτά να ακολουθούν ένα εσωτερικό κύκλο βλάστησης, στον οποίον η άνθηση είναι το τελικό στάδιο και σηµαντικό είναι το πόσο γρήγορα τα φυτά θα φτάσουν το στάδιο αυτό (Lockshin and Elfving, 1981) και οι χαµηλές θερµοκρασίες επισπεύδουν την έναρξη της άνθησης ή µειώνουν την περίοδο νεανικότητας των φυτών (Βασιλακάκης, 1997). Ο White et al. (1999a) αναφέρει ότι την περίοδο του λήθαργου (endodormancy) ακολουθεί µια άλλη φάση αναστολής της αύξησης του φυτού που οφείλεται σε λανθάνων λήθαργο (paradormancy). Η βλάστηση των οφθαλµών µπορεί να ανασταλεί από αιτίες όπως η κυριαρχία της κορυφής και εξωτερικούς παράγοντες όπως οι χαµηλές θερµοκρασίες (Lang et al., 1985). Οι Brierley and Landon (1946) βρήκαν ότι η ένταση του λήθαργου στη δίφορη ποικιλία Latham είναι µεγαλύτερη στη Μινεσότα των Η.Π.Α στο µέσο του Οκτωβρίου και µειώνεται βαθµιαία προς το τέλος Οκτωβρίου,το Νοέµβριο και το εκέµβριο, στο τέλος του οποίου έχει εντελώς διακοπεί. Ο Bailey (1948) βρήκε παρόµοια αποτελέσµατα για ένα αριθµό άλλων ποικιλιών στη Μασαχουσέτη. Γενικά ο λήθαργος προκαλείται από αίτια εσωτερικά ανεξάρτητα του περιβάλλοντος ή εξωτερικά όπως η φωτοπερίοδος και η θερµοκρασία. Στα Σµέουρα τόσο η µικρή φωτοπερίοδος όσο οι χαµηλές θερµοκρασίες, είναι υπεύθυνες για την είσοδο των φυτών στη περίοδο του λήθαργου (Hudson, 1958; Williams, 1959b). O Carew et al. (2001) αναφέρει τη διαφορετική επίδραση που έχει η έκθεση σε χαµηλές θερµοκρασίες στη διακοπή του λήθαργου των οφθαλµών και στην επαγωγή της ανθοφορίας. Ο ίδιος ερευνητής επίσης αναφέρει ότι φυτά που δεν δέχθηκαν χαµηλές θερµοκρασίες µεγαλώνουν πολύ αργά και σχηµατίζουν ροζέτες φύλλων. Επίσης ο Vasilakakis et al. (1980) βρήκε ότι η χαµηλή θερµοκρασία στη ποικιλία Heritage επέδρασε ποσοτικά στην πρωίµιση της ανθοφορίας και όχι στο ίδιο το φαινόµενο. Στα PF (primocane fruiting) βατόµουρα όταν τα µοσχεύµατα ριζών εκτέθηκαν σε χαµηλές θερµοκρασίες πριν από την φύτευση µειώθηκε ο χρόνος εµφάνισης των βλαστών µετά από την φύτευση (Lopez-Medina and Moore, 1999). Επίσης οφθαλµοί του ριζικού συστήµατος, στις δίφορες ποικιλίες κόκκινων Σµέουρων Heritage και 37

42 Falred, που δέχθηκαν χαµηλές θερµοκρασίες έδωσαν βλαστούς που είχαν την πρώτη ένδειξη διαφοροποίησης ανθέων στα 20 γόνατα (Vasilakakis, 1979b). Τα PF φυτά φαίνεται να διαφοροποιούν ανθοφόρους οφθαλµούς όταν φθάσουν ένα συγκεκριµένο φυσιολογικό στάδιο. Το στάδιο αυτό µπορεί να επιτευχθεί µε πολλούς παράγοντες οι οποίοι είναι ικανοί να επιταχύνουν την ανάπτυξη των κληµατίδων (Pritts et al., 1992) όπως η θερµοκρασία, η ηλιακή ακτινοβολία και η φωτοπερίοδος (Prive et al., 1993). Ο Carew et al. (1999) Αναφέρει ότι ο ρυθµός παραγωγής γονάτων εξαρτάται σε µεγάλο βαθµό από την θερµοκρασία και φτάνει σε ένα βέλτιστο στους 22 βαθµούς και µετά µειώνεται. Η ανάπτυξη του φυτού του φυτού µέχρι την πρώτη συγκοµιδή ήταν µέγιστη σε θερµοκρασία 22.4 C και µειώθηκε σε θερµοκρασίες µεγαλύτερες. Περαιτέρω ανάλυση έδειξε ότι η πρώτη συγκοµιδή έγινε µετά από 2300 Ced (effective day degree) πάνω από µια βασική θερµοκρασία των 1.7 C. ουλειά που έγινε στο Reading (Carew et al., 2000) έδειξε ότι η ανάπτυξη της ποικιλίας Autumn Bliss ήταν πολύ στενά συνδεδεµένη µε την θερµοκρασία και ότι η σιγµοειδής ανάπτυξη των κληµατίδων είναι ανάλογη των θερµοκρασιών που επικρατούν και έτσι στην αρχή της περιόδου η ανάπτυξη είναι αργή, αυξάνεται προς το καλοκαίρι και επιβραδύνεται το φθινόπωρο. Ο Williams (1959) έδειξε ότι η φωτοπερίοδος δεν έχει επίδραση στην αύξηση των φυτών όταν η θερµοκρασία είναι ψηλή και ο Carew et al. (2000) αναφέρει ότι όταν τα φυτά αναπτύσσονται σε µια µέση θερµοκρασία (17 C) τότε η φωτοπερίοδος καθορίζει την ανάπτυξη των φυτών. Εκτός εποχής παραγωγή Στο παρόν στάδιο υπάρχουν πολύ λίγοι καλλιεργητές Σµέουρων για εκτός εποχής παραγωγή, τόσο στις Ευρωπαϊκές χώρες όσο και στην Αµερική. Η αγορά, εκτός από του µήνες του καλοκαιριού, είναι ανοικτή και οι καταναλωτές είναι πρόθυµοι να πληρώσουν για καλή ποιότητα προϊόντος αρκετά λεφτά. Επιπλέον υπάρχουν οι δυνατότητες για καλή ποιότητα στην εκτός εποχής παραγωγή. Έτσι η συνέχιση της έρευνας σε αυτό τον τοµέα είναι αυτή που θα επιτύχει την παραγωγή εκτός εποχής όπως και την παραγωγή σε όλη τη διάρκεια του έτους, τόσο για να βοηθήσει τους παραγωγούς και να δώσει λύσεις αλλά και για να προωθήσει την γνώση. Οι Meesters and Pitsioudis (1999) αναφέρουν ότι είναι επιθυµητό να επιµηκύνουµε την περίοδο συγκοµιδής, και 3 περίοδοι µας ενδιαφέρουν: πριν Ιούνιο-Ιούλιο, µεταξύ της συγκοµιδής των καλοκαιρινών και φθινοπωρινών Σµέουρων και µετά την εποχή 38

43 προσφοράς των φθινοπωρινών στο ύπαιθρο. Αυτό µπορεί να επιτευχθεί µε την καλλιέργεια σε πλαστικά τούνελ ή την χρησιµοποίηση φυτών ψυγείου. Ο βλαστικός και αναπαραγωγικός κύκλος των Σµέουρων επηρεάζεται πολύ σηµαντικά και από τις φωτοθερµικές συνθήκες του περιβάλλοντος (Hoover et al., 1989; Ouerecky, 1976; Lockshin and Elfving, 1981) µε αποτέλεσµα να επηρεάζεται και να δύναται να καθοριστεί τόσο η ηµεροµηνία συγκοµιδής όσο και η παραγωγή της εκτός εποχής παραγωγής Σµέουρων. Οι Lockshin and Elfving (1981) βρήκαν ότι ο συνδυασµός ψηλής θερµοκρασίας και επιπέδου αζώτου αύξησαν σηµαντικά την αύξηση, ανθοφορία και µείωσαν το χρόνο συγκοµιδής. Θερµοκρασίες των 29 C πρακτικά µπορούν να επιτευχθούν µόνο στις Νοτιότερες περιοχές της Ευρώπης και αν λάβουµε υπόψη ότι τα Σµέουρα είναι ιδανικά για παραγωγή όλη τη διάρκεια του έτους(fernandez and Pritts, 1994) και ότι είναι υψηλής αξίας ευπαθή προϊόντα τα οποία µπορούν να επιτύχουν τιµές από $ $6.00 για 180γρ. καρπού κατά τη διάρκεια της εκτός εποχής παραγωγής καταλαβαίνουµε γιατί άρχισε µια προσπάθεια στην Ευρώπη και τις Νοτιότερες περιοχές της για παραγωγή κατά τη διάρκεια του χειµώνα (Dijkstra and Scholtens, 1993; Oliveira et al., 1996). Το χαρακτηριστικό των δίφορων ποικιλιών (primocane-fruiting trait) Σµέουρων (Rubus idaeus L.) να καρποφορούν στους βλαστούς του έτους (Keep, 1961; Ourecky, 1976) δίνει πολλές δυνατότητες στην καλλιέργεια των Σµέουρων: 1) Εκτός εποχής παραγωγή Σµέουρων µε καλύτερες προοπτικές διάθεσης 2) υνατότητα να κλαδεύονται τα φυτά κατά τη διάρκεια του χειµώνα στην επιφάνεια του εδάφους ώστε να αποφεύγονται ζηµιές από το κρύο, προσβολές και κλαδέµατα 3) Πολλές καλλιέργειες κατά τη διάρκεια του έτους σε Τροπικές και Υποτροπικές περιοχές (Moore, 1997). Στις δίφορες ποικιλίες (Primocane or Fallbearing Raspberries) κόκκινων Σµέουρων η διαφοροποίηση των ανθοφόρων οφθαλµών µπορεί να γίνει ανεξάρτητα της φωτοπεριόδου και της θερµοκρασίας (Vasilakakis et al., 1979,1980; Lockshin and Elfving, 1981; Takeda, 1993) αν και η θερµοκρασία αέρα, η ηλιακή ακτινοβολία και η φωτοπερίοδος συσχετίζονται µε την πρωίµιση της άνθησης (Prive et al., 1993; Βασιλακάκης, 1997; Lopez-Medina and Moore, 1999). Τεχνικές όπως χρήση ρυθµιστών αύξησης και ανάπτυξης (Crandall and Garth, 1981; Braun and Garth, 1984a; Goulart, 1989), ψηλά επίπεδα αζώτου και θερµοκρασιών (Lockshin and Elfving, 1981) και εαρινοποίηση των φυτών σε διάφορα στάδια ανάπτυξης (Vasilakakis et al., 1980; Takeda, 1993) µπορούν να χρησιµοποιηθούν για την παραγωγή εκτός εποχής Σµέουρων, µια περίοδο όπου οι τιµές είναι πολύ ελκυστικές. Από πρόσφατα πειραµατικά δεδοµένα 39

44 προέκυψε ότι τα σµέουρα αναπτύσσονται ικανοποιητικά σε σχετικά θερµά περιβάλλοντα, όπως για παράδειγµα στην Κρήτη (Rosati et al., 1999) και στην Κύπρο (Neocleous et al., 2005a), αλλά υπό συνθήκες θερµοκηπίου και µερική σκίαση κατά την θερµή περίοδο (Βασιλακάκης, 1997). Στη Βόρεια Ευρώπη οι ερευνητές έχουν αναπτύξει διάφορες τεχνικές για εκτός εποχής παραγωγή Σµέουρων χρησιµοποιώντας φυτά των µονόφορων ποικιλιών που δέχθηκαν ψυχρή µεταχείριση σε γλάστρες και ακολούθως αναπτύσσονται σε θερµαινόµενα θερµοκήπια. Παρόλο που το κόστος είναι ψηλό το δικαιολογεί η ψηλή τιµή που λαµβάνουν στην αγορά οι καρποί αυτοί εκτός εποχής (Oliveira et al., 1996). Επίσης στις χώρες αυτές εκτός από το ενδεχόµενο της χειµερινής παραγωγής σµέουρων µονόφορων ποικιλιών (floricane type) υπό κάλυψη (Dijkstra and Scholtens, 1993) και πολλές µέθοδοι που καθυστερούν ή πρωϊµίζουν την παραγωγή σµέουρων είναι τώρα διαθέσιµες, µε την προϋπόθεση ότι η κάθε τεχνική είναι προσαρµοσµένη σε κάθε περιοχή. Επίσης η εκτός εποχής παραγωγή είναι δυνατή σε περιοχές όπου η νέα βλάστηση και η διαφοροποίηση των ανθοφόρων οφθαλµών γίνεται κατά τους µήνες Σεπτέµβριο και Οκτώβριο (Oliveira et al., 1996, 1998). Λόγω των αρκετά διαφορετικών εδαφοκλιµατολογικών συνθηκών που επικρατούν στην Ελλάδα και την Κύπρο από αυτές τις υτικής Ευρώπης παρουσιάζει ενδιαφέρον η εκτός εποχή παραγωγή κόκκινων σµέουρων (Neocleous et al., 2005b) δεδοµένου του ότι και ο Rosati et al. (1999) αναφέρει ότι µεταξύ Ιταλίας, Ηνωµένου Βασιλείου, Ισπανίας, Ελλάδας, Σουηδίας και Γαλλίας τα Χανιά της Κρήτης αποδείχτηκαν να υπερτερούν έναντι των άλλων τοποθεσιών για εκτός εποχής παραγωγή κόκκινων Σµέουρων και ότι οι δίφορες ποικιλίες Autumn Bliss και Polana έδωσαν τα καλύτερα αποτελέσµατα µεταξύ άλλων, τόσο στην Villaviciosa της Ισπανίας όσο και στα Χανιά της Κρήτης. Ο Grandall and Garth (1981) αναφέρουν ότι η πρώτη ένδειξη διαφοροποίησης ανθοφόρων οφθαλµών στη δίφορη ποικιλία Heritage παρατηρήθηκε όταν τα φυτά είχαν 50 εκ. ύψος (15-20 γόνατα). Επίσης οι Grandall and Daubeny (1989) αναφέρουν ότι ο σχηµατισµός ανθικών καταβολών στις primocane fruiting cultivars δεν θεωρείτε ότι εξαρτάται από την θερµοκρασία. Επιπρόσθετα ο White et al. (1998) αναφέρει ότι η αφαίρεση της κορυφής της κληµατίδας θα ήταν αποτελεσµατικό στη διακοπή του λήθαργου των οφθαλµών µειώνοντας τον λανθάνων λήθαργο. Οι χαµηλές θερµοκρασίες κατά την διάρκεια του χειµώνα στις υποτροπικές περιοχές φαίνεται ότι δεν είναι ικανοποιητικές για να συµπληρωθούν οι απαιτήσεις σε ψύχος των κόκκινων σµέουρων. Κάποιες ποικιλίες µπορεί να χρησιµοποιηθούν σε 40

45 ορεινές περιοχές ενώ στις παραλιακές περιοχές µπορεί να χρησιµοποιηθεί κυαναµίδη για να βοηθήσει στην εκπτύξει των οφθαλµών και να αυξήσει την παραγωγή και να πρωϊµίσει την παραγωγή (Snir, 1986). Ο Maage (1986) ψεκάζοντας µε πακλοπουτραζόλ αµέσως µετά την τελευταία µέρα συγκοµιδής οδήγησε σε αναστολή της αύξησης σε λίγες µέρες ενώ αυτά που ψεκάστηκαν µε γιββερελλίνη είχαν νέο κύµα βλάστησης και ο Oliveira et al. (1999) αναφέρεται στη δυνατότητα σε µη θερµαινόµενα θερµοκήπια σε περιοχές µε ήπιο χειµώνα µιας δεύτερης συγκοµιδής κατά την περίοδο Νοεµβρίου- εκεµβρίου από δίφορες ποικιλίες κόκκινων σµέουρων όταν τα φυτά κοπούν αµέσως µετά την κανονική περίοδο συγκοµιδής. Επίσης οι Dijkstra and Scholtens (1991) µελέτησε την επέκταση της περιόδου συγκοµιδής των Σµέουρων και βρήκε ότι αυτή είναι δυνατή µε πολλούς τρόπους όπως καλλιεργώντας τα φυτά σε θερµοκήπιο ή τούνελ για πρωιµότητα και καλλιεργώντας ποικιλίες που αργούν να ωριµάσουν τους καρπούς τους για οψιµότητα. Στην περίπτωση αυτή το πιο καλό ήταν να χρησιµοποιηθούν φυτά ψυγείου και ποικιλίες όπως η Autumn Bliss, Zefa και Heritage. Οι ίδιοι ερευνητές (Dijkstra and Scholtens, 1993) µελέτησαν επιπρόσθετα την πιο πρώιµη παραγωγή µε πρώιµες καλοκαιρινές ποικιλίες σε θερµοκήπια και πλαστικά τούνελ και την πιο όψιµη παραγωγή, µε δίφορες ποικιλίες και φυτά ψυγείου των µονόφορων ποικιλιών. Ο Faby (1993) µελέτησε την παράταση της περιόδου συγκοµιδής µε φυτά ψυγείου και βρήκε ότι η συγκοµιδή άρχισε σε εβδοµάδες µετά την έξοδο των φυτών από το ψυγείο και τη φύτευση τους και οι Hall and Brewer (1989) µελέτησαν ποικιλίες για πιο ζεστά κλίµατα λόγω της µεγάλης δυσκολίας που παρουσιάζουν στην εκβλάστηση των οφθαλµών την άνοιξη λόγω των ανεπαρκών χαµηλών θερµοκρασιών κατά τη διάρκεια του χειµώνα. Ο ίδιος ο ερευνητής αναφέρει την θετική επίδραση της υψηλής υγρασίας στο µέγεθος του καρπού αλλά και στη σήψη του καρπού. Καρποφορία Το περιβάλλον εκτός από το σηµαντικό του ρόλο στο χρόνο συγκοµιδής εξίσου σηµαντικό ρόλο έχει και στην καρποφορία. Ο Dale (1986) βρήκε ότι περισσότεροι καρποφόροι πλάγιοι σχηµατίστηκαν σε φυτά που αναπτύχθηκαν κάτω από το γυαλί παρά όταν αναπτύχθηκαν στο ύπαιθρο και ότι η θερµοκρασία είναι σηµαντική για τη δηµιουργία των δρυπιδίων (Dale and Daubeny, 1985). Επίσης το φως είναι πολύ σηµαντική παράµετρος στην καρποφορία αφού οι Wright and Waister (1984) βρήκαν ότι απότοµη µείωση στην καρποφορία είχαν οι πλάγιοι προς τη βάση του φυτού και η 41

46 πυκνότητα των παραφυάδων µπορεί να επηρεάσει τους οφθαλµούς που θα φέρουν φρούτα (Buszard, 1986). Ο Prive et al. (1993) σε ένα αριθµό δίφορων ποικιλιών βρήκε ότι συσχετίζεται θετικά η ηλιακή ακτινοβολία, η θερµοκρασία και η φωτοπερίοδος µε την έναρξη της άνθησης. Το ότι κύριο ρόλο έχει η θερµοκρασία έχουν δείξει µελέτες που έγιναν στην ποικιλία Heritage (Ouerecky, 1976; Lockshin and Elfving, 1981), όπως και στην ποικιλία Autumn Bliss (Carew et al., 2000). Υψηλά επίπεδα αζώτου και θερµοκρασία 29 C πρωίµισε την είσοδο του φυτού στην ανθοφορία (Lockshin and Elfving, 1981). Ο χρόνος άνθησης και συγκοµιδής βρέθηκε να έχει σηµαντική συσχέτιση στα Σµέουρα (Takeda, 1987). O Hoover et al. (1988) βρήκε ότι υπάρχει µια πολύ στενή σχέση µεταξύ παραγωγής και αριθµού κληµατίδων και ο ίδιος ο ερευνητής και οι συνεργάτες του (Hoover et al., 1989) µελέτησαν την επίδραση της θερµοκρασίας στην ανάπτυξη των κληµατίδων και στην ηµεροµηνία έναρξη της συγκοµιδής και ενώ βρήκαν να συσχετίζονται το µήκος των κληµατίδων και οι µονάδες θερµότητας δεν βρήκαν διαφορές στην παραγωγή που να οφείλονται στις διαφορετικές µονάδες θερµότητας που είχε δεχτεί η κάθε ποικιλία. Το ριζικό σύστηµα είναι πολύ σπουδαίο αποθηκευτικό όργανο για το φυτό ολόκληρο και πολλές µελέτες (Fernadez and Pritts, 1993, 1994, 1996) έχουν δείξει ότι τα Σµέουρα µπορούν να βασιστούν στους αποθηκευµένους υδατάνθρακες του ριζικού συστήµατος για να δώσουν µια ικανοποιητική καρποφορία όταν η φωτοσύνθεση είναι φτωχή την τρέχουσα καλλιεργητική περίοδο. Ο αριθµός των οφθαλµών όπως και το µήκος των δευτερογενών βλαστών συνήθως αυξάνεται προχωρώντας προς την βάση του φυτού (Dale, 1979). Ο ίδιος ερευνητής επίσης αναφέρει ότι η έναρξη της ανθογένεσης αρχίζει από την κορυφή και συνεχίζει σταδιακά προς τα κάτω µε αποτέλεσµα οι κατώτεροι οφθαλµοί να καθυστερούν. Ο Crandall et al. (1974) αναφέρει ότι υπάρχει θετική συσχέτιση µεταξύ της διαµέτρου της κληµατίδας και του αριθµού των καρπών. Ένα ιδεώδη φυτό Σµέουρου πρέπει να παράγει µεγάλο αριθµό καρποφόρων βλαστών 2 ης τάξης ως ένα ύψος περίπου 150 εκ. ώστε να τα φτάνει αυτός που θα τα συγκοµίσει (Jennings and Dale, 1982). Ο Carew et al. (2000) για την ποικιλία Autumn Bliss βρήκε ότι η ανθοφορία επεκτείνεται στα γόνατα της κορυφής και ο Rios et al. (1998) σε µια µελέτη που έγινε, τα φυτά της ποικιλίας Autumn Bliss καρποφόρησαν όταν απέκτησαν 36.8 γόνατα, έδωσαν 6.8 καρπούς ανά ταξιανθία και γρ./κληµατίδα. Σε µια δοκιµή που περιελάµβανε 6 ποικιλίες Σµέουρων (Rubus idaeus L.) οι παραγωγικότερες ποικιλίες είχαν λιγότερες κληµατίδες και µακρύτερους πλάγιους, περισσότερα γόνατα ανά µονάδα µήκους, 42

47 περισσότερους οφθαλµούς ανά παραγωγικό γόνατο, περισσότερα καρπίδια ανά άνθος και ψηλότερη παραγωγή (Freeman et al., 1989). Τα Σµέουρα για µια ικανοποιητική καρποφορία έχουν ανάγκη από επικονίαση. Έτσι για καλλιέργεια εκτός εποχής σε θερµοκήπιο είναι αναγκαίο να υπάρχει επικονιαστής. Οι βοµβίνοι φαίνεται ότι είναι καλύτεροι επικονιαστές από τις µέλισσες και µπορούν κάλλιστα να ενσωµατωθούν σε ένα σχέδιο ολοκληρωµένης διαχείρισης της παραγωγής (Pritts et al., 1999). Θρέψη Η µορφή του αζώτου που χρησιµοποιήθηκε (νιτρική ή αµµωνιακή) δεν επηρέασε τη παραγωγή ξηράς ουσίας σε φυτά Σµέουρων σε µελέτη που έγινε από τους Claussen and Lenz (1999). Ο Kongsrud (1996) αναφέρει ότι τόσο η παραγωγή όσο και το µέγεθος των καρπών έχει θετική συσχέτιση µε την περιεκτικότητα του αζώτου στα φύλλα στα κόκκινα Σµέουρα και οι Baral and Cahoon (1994) βρήκαν ότι ο αριθµός των καρποφόρων πλαγίων και ο συνολικός αριθµός των γονάτων / κληµατίδα ήταν µέγιστος όταν η περιεκτικότητα των φύλλων σε άζωτο κυµαινόταν µεταξύ (% ξηρού βάρους). Επίσης στο επίπεδο του αζώτου αυτό το µήκος των κληµατίδων ήταν µέγιστο ενώ όταν το άζωτο έπεφτε <2% οι κληµατίδες γίνονται εύθραυστες και υποανάπτυκτες. Οι Himelrick and Dozier (1994) µελέτησαν την επίδραση της συγκέντρωσης του αζώτου σε υδροπονική καλλιέργεια δίφορων κόκκινων Σµέουρων και βρήκε ότι η συγκέντρωση των 10 meqn/litre έδωσε το ψηλότερο ξηρό βάρος στα φύλλα στους βλαστούς και τις ρίζες. Επίσης οι συγκεντρώσεις των 5, 20 και 10 meqn/litre έδωσαν τον µεγαλύτερο αριθµό γονάτων, ανθέων και ταξιανθιών αντίστοιχα ενώ η συγκέντρωση του αζώτου δεν είχε επίδραση στο χρόνο άνθησης. O Kowalengo (1994) αναφέρει ότι οι βλαστοί που θα καρποφορήσουν, οι βλαστοί 2ας τάξης και οι καρποί είναι καλύτεροι δείκτες της θρεπτικής κατάστασης του φυτού από τα φύλλα και ο Papp (1972) βρήκε ότι η βέλτιστη συγκέντρωση αζώτου στα φύλλα είναι % του φωσφόρου % και του καλίου %. Επίσης ο MacKerron (1982) έδειξε ότι υπάρχει θετική συσχέτιση µεταξύ του µήκους της κληµατίδας και της παραγωγής και µεταξύ αριθµού κληµατίδων και παραγωγής. Η σχέση µεταξύ µήκους κληµατίδας και παραγωγής / κληµατίδα φαίνεται ότι είναι γραµµική. Επίσης όταν αυξάνεται η διάµετρος της κληµατίδας είναι γενικά αποδεκτό ότι αυξάνεται και η παραγωγή και κοντύτερες κληµατίδες παράγουν µεγαλύτερους καρπούς και µικρότερη παραγωγή (Lloyd et al., 1980). 43

48 Η άρδευση βρέθηκε ότι αυξάνει το µέγεθος των καρπών (Callesen, 1991; Ole, 1991) και σύµφωνα µε τον Callesen (1991) ο Vang-Petersen βρήκε ότι η άριστη συγκέντρωση των θρεπτικών στοιχείων στα φύλλα (% ξηρού βάρους) των Σµέουρων είναι: N , K , Ca , Mg and P Τα ηφαιστειογενούς προέλευσης αδρανή υποστρώµατα που ενδεχοµένως µπορούν να χρησιµοποιηθούν για την καλλιέργεια σµέουρων στην υδροπονία έχουν υδατοϊκανότητα 18.6% κατά όγκο,εναλλακτική ικανότητα ιόντων 5 meq/100gr, δηλαδή µικρότερη και από τα αµµώδη εδάφη µε αποτέλεσµα να µην επηρεάζει σοβαρά την σύνθεση του θρεπτικού διαλύµατος. Επίσης το ph είναι 7-8 (Luque, 1982). Επικονίαση / Γονιµοποίηση Η επικονίαση είναι απαραίτητη για µια ικανοποιητική καρποφορία και στην απουσία επικονιαστών µπορεί να µειωθεί η παραγωγή δρυπών κατά 80% (Dale, 1989). Επειδή ελλιπής γονιµοποίηση του άνθους οδηγεί σε ελλειποβαρείς ή και παραµορφωµένους καρπούς (Βασιλακάκης, 1997) η καλλιέργεια των σµέουρων υπό κάλυψη προϋποθέτει καλή επικονίαση. Τώρα η επικονίαση µε βοµβίνους είναι εµπορικά δυνατή και φέρονται ως καλύτεροι επικονιαστές από τις µέλισσες στο θερµοκήπιο. Επιπλέον η έρευνα στην ολοκληρωµένη καταπολέµηση έχει προχωρήσει µε αποτέλεσµα να αποφευχθεί χηµική καταπολέµηση εχθρών και ασθενειών επιτρέποντας καλύτερη λειτουργία των βοµβίνων (Pritts et al., 1999). Σε έρευνες που έγιναν σε ποικιλίες κόκκινων Σµέουρων έδειξαν ότι φυτά που κρατήθηκαν κάτω από εντοµοστεγές δίχτυ για αποφυγή επικονίασης έδωσαν µειωµένη παραγωγή κυρίως λόγω µειωµένου µεγέθους και µειωµένου αριθµού δρυπιδίων / καρπό (Wieniarska, 1987). Μέλισσες βελτίωσαν την σταυρογονιµοποίηση στις φράουλες και στα σµέουρα και έτσι βελτίωσαν την ποιότητα και αύξησαν την πρωιµότητα και την παραγωγή. Επίσης σηµαντικό ήταν και ο χρόνος εισαγωγής του µελισσιού (όταν το 10% των ανθέων ήταν ανοικτά) (Praagh, 1983). O Verwijs (1983) αναφέρει ότι είναι σηµαντικό να τοποθετηθούν µέλισσες σε καλλιέργειες σµέουρων υπό κάλυψη για ικανοποιητική επικονίαση και όταν καλυπτόντουσαν τα άνθη σε φυτεία σµέουρων ο αριθµός των καρπών δεν µειωνότανε αλλά µειωνότανε το βάρος των καρπών και ο αριθµός των δρυπιδίων / καρπό. Επίσης καρποί που προέρχονταν από καλυµµένα άνθη µετά την αποµάκρυνση τους από την ανθοδόχη θρυµµατίζονταν σε ανεξάρτητα δρυπίδια (Szklanowska et al., 1993). Τέλος ο Wilmer et al. (1994) αναφέρουν ότι σε 44

49 ερευνητική εργασία που έγινε στη Σκοτία σε τρεις διαφορετικές ποικιλίες Σµέουρων ότι οι βοµβίνοι ήταν καλύτεροι επικονιαστές από τις µέλισσες για τα Σµέουρα. Ωρίµανση των καρπών Τα φρούτα από την δηµιουργία τους χρειάζονται ηµέρες µέχρι την ωρίµανση ανάλογα µε την ποικιλία και το περιβάλλον (Dale, 1989). Το χρώµα του καρπού καθώς ωριµάζει από λευκό γίνεται λευκό-ρόδινο, ρόδινο, κόκκινο, βυσσινί. Τα χαρακτηριστικά του καρπού που ενδιαφέρουν είναι το µέγεθος, το χρώµα, η σκληρότητα του καρπού, τα διαλυτά στερεά, η οξύτητα, τα σπέρµατα ως αριθµός και µέγεθος (Βασιλακάκης, 1997). Τα σµέουρα χαρακτηρίζονται ως όξινα φρούτα και ενδιαφέρον παρουσιάζει η περιεκτικότητα τους σε βιταµίνες, πηκτίνες, ανόργανα και άλλες ουσίες. Οι Perkins-Veazie and Nonnecke (1992) αναφέρουν ότι κατά την ωρίµανση των καρπών η συγκέντρωση σε στερεά διαλυτά αυξάνει, η τιτλοδοτούµενη οξύτητα µειώνεται και το πηλίκο.σ.σ/τ.ο αυξάνει. Στο στάδιο ωρίµανσης βαθύ κόκκινο µετρήθηκαν οι ακόλουθες τιµές:.σ=10.5, Τ.Ο=1.16,.Σ/Τ.Ο=9. Η περιεκτικότητα σε ανθοκυάνες αυξάνεται στους καρπούς συνεχώς µέχρι το βαθύ κόκκινο χρώµα (υπερωρίµανση). Η συγκέντρωση των διαλυτών στερεών αυξάνεται ενώ η οξύτητα µειώνεται καθώς ο καρπός ωριµάζει από λευκός σε κόκκινος (Perkins-Veazie et al., 1993). Πολλοί ερευνητές βρήκαν 4 κύριες ανθοκυάνες παρούσες στα φρούτα των σµέουρων και αυτές είναι: cyaniding-3-glucoside, cyaniding-3-rutinoside, cyaniding- 3-sophoroside and cyaniding-3-glycosylrutinoside (Tesovic, 1980). Η βιβλιογραφία, τους καρπούς των κόκκινων σµέουρων άλλοτε τους κατατάσσει σαν κλιµακτηρικούς (Jennings, 1988) και άλλοτε σαν µην κλιµακτηρικούς (Kader, 1985) σε σχέση µε την ανάπτυξη του χρώµατος. Οι Perkins-Veazie and Nonnecke (1992) µελέτησαν καρπούς της ποικιλίας Heritage, µία δίφορη ποικιλία κόκκινων σµέουρων, και βρήκαν ότι η ωρίµανση στα σµέουρα είναι ανεξάρτητη της παραγωγής αιθυλενίου και οι καρποί είναι µη κλιµακτηρικοί. Οι Robbins and Fellman (1993) αναφέρουν ότι η περιεκτικότητα σε ανθοκυάνες που είναι υπεύθυνες για τον χρωµατισµό του καρπού διαφέρει από ποικιλία σε ποικιλία και αυξάνεται κατά την ωρίµανση και κατά την συντήρηση ενώ ο Ancos et al. (2000) αναφέρουν ότι κατά τη διάρκεια κατάψυξης των καρπών (µέχρι 1 έτος) των ποικιλιών Autumn Bliss and Heritage η περιεκτικότητα σε ανθοκυάνες δεν σηµείωνε αξιόλογη µεταβολή. Οι ίδιοι ερευνητές αναφέρονται στους καρπούς των σµέουρων σαν µη κλιµακτηρικούς σε σχέση µε την 45

50 αναπνευστική τους δραστηριότητα κατά την ωρίµανση και αναφέρουν ότι το ph του χυµού δεν διαφέρει πολύ µεταξύ των ποικιλιών ενώ η τιτλοδοτούµενη οξύτητα και η περιεκτικότητα σε διαλυτά στερεά παραλλάσσει σηµαντικά. Επιπλέον αναφέρουν ότι η οξύτητα µειώνεται ενώ τα διαλυτά στερεά αυξάνονται καθώς προχωράει η ωρίµανση και κατά την συντήρηση. Οι Sjulin and Robbins (1987) και Robbins and Sjulin (1989), αναφέρουν ότι το βάρος του καρπού και τα διαλυτά στερεά αυξάνονται µε την ωρίµανση µέχρι την εµπορική ωριµότητα και µειώνονται µε την υπερωρίµανση. Επίσης η συγκέντρωση των ανθοκυανών συνεχίζει να αυξάνει µε την πρόοδο της ωριµότητας και αντίθετα µειώνεται η τιτλοδοτούµενη οξύτητα και η δύναµη απόσπασης του καρπού από την ανθοδόχη. Η συντήρηση των Σµέουρων στους 0 C συστήνεται για µέγιστη µετασυλλεκτική διάρκεια ζωής και γιατί διατηρούνται τα ποιοτικά χαρακτηριστικά όπως συνεκτικότητα και η γεύση (Robbins and Moore, 1990). Κλάδεµα / Κορυφολόγηµα Το κλάδεµα στις µονόφορες ποικιλίες συνήθως συνίσταται στην αφαίρεση των διετών βλαστών που ήδη καρποφόρησαν (Louws, 1990) ή µπορεί να γίνεται θερισµός της φυτείας µετά το έτος καρποφορίας (Jennings, 1988). Το τελευταίο διευκολύνει τη µηχανοποίηση της καλλιέργειας όµως η παραγωγή µειώνεται και οι καρποί είναι µικρότεροι (Sullivan and Evans, 1992). Στις δίφορες ποικιλίες µπορεί να αφαιρεθεί το τµήµα της κληµατίδας που καρποφόρησε καθώς και διετείς βλαστοί ή τα φυτά κόβονται µετά την περίοδο συγκοµιδής των καρπών και η καλλιέργεια την άνοιξη αρχίζει πάλι από την αρχή (Βασιλακάκης, 1997). Το µήκος των κληµατίδων και των πλαγίων βλαστών έδειξε να έχει θετική συσχέτιση µε την παραγωγή (Gundersheim and Pritts, 1989) και το κορυφολόγηµα των κληµατίδων αύξησε την παραγωγή πλαγίων βλαστών και την παραγωγή αλλά η συγκοµιδή έγινε πιο δύσκολη (Gundersheim and Pritts, 1991). Επίσης το κορυφολόγηµα των καρποφόρων βλαστών έδωσε µεγαλύτερους καρπούς (Braun and Garth, 1984b; Dale, 1989) και ο Oliveira et al. (1996, 1998) περιγράφουν πως µπορεί να καθυστερήσει η παραγωγή δίφορων φθινοπωρινών ποικιλιών κλαδεύοντας τα φυτά κατά τη διάρκεια του θέρους. Τα σµέουρα αναπτύσσονται συνήθως χωρίς διακλαδώσεις αλλά αν κορυφολογηθούν τότε αναπτύσσουν πλάγιους βλαστούς. Ο Oliveira et al. (1998) αναφέρουν ότι κόβοντας τις κληµατίδες πριν την καρποφορία µπορεί να αναστείλει την εκβλάστηση των οφθαλµών. Φαίνεται ότι η αφαίρεση της κορυφής πρέπει να γίνει όταν 46

51 σταµατήσει η ανάπτυξη της κληµατίδας και καρποφορήσει στην κορυφή ώστε οι πλάγιοι να καρποφορήσουν. Ο Freeman et al. (1989) βρήκε ότι η αφαίρεση των παραφυάδων έδωσε µεγαλύτερες αποδόσεις από τα φυτά στα οποία δεν αφαιρέθηκαν και ο Frith (1989) βρήκε ότι η καλύτερη εποχή να κοπούν οι κληµατίδες συµπίπτει µε την πτώση των φύλλων το φθινόπωρο στη ποικιλία Heritage. Ο White et al. (1999b) βρήκε ότι η διαθεσιµότητα των θρεπτικών στοιχείων µπορεί να συσχετίζεται θετικά µε την πρώιµη εκβλάστηση των οφθαλµών µε το να αντισταθµίζει το ανασταλτικό φαινόµενο της κυριαρχίας κορυφής που ακολουθεί τον χειµερινό λήθαργο των οφθαλµών. Επιπρόσθετα σε περιοχές µε µικρή περίοδο χαµηλών θερµοκρασιών τεχνικές όπως αφαίρεση της κορυφής και οριζόντιο δέσιµο των κληµατίδων βελτιώνουν την έκπτυξη των οφθαλµών των φυτών κάτω από τέτοιες συνθήκες. 47

52 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ 1. Ancos, B., Ibanez, E., Reglero, G. and Cano, M.P Frozen storage effects on anthocyanins and volatile compounds of raspberry fruit. J. Agric. Food Chem. 48: Bailey, J.S A study of the rest period in red raspberries. Proc. Amer. Soc. Hort. Sci. 52: Baral, D.R. and Cahoon, G.A Effect of nitrogen fertilization on total yield, different yield component and foliar levels of Heritage raspberry. Res. Circ. Ohio Agric. Res. Develop. Cent. 298:1-10. (Abstr.). 4. Braun, J.W. and Garth, J.K.L. 1984a. Growth and fruiting of Heritage primocane fruiting red raspberry in response to paclobutrazol. HortSci. 21: Braun, J.W. and Garth, J.K.L. 1984b. Growth and fruiting of Heritage primocane fruiting red raspberry in response to daminozide and ethephon. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 109: Brierley, W.G. and Landon, R.H Some relationships between rest period, rate of hardening, loss of cold resistance and winter injury in the Latham raspberry. Proc. Amer. Soc. Hort. Sci. 47: Buszard, D.J.I The effect of management system on winter survival and yield of raspberries in Quebec. Acta Hort. 183: Callesen, O Drip irrigation and fertigation of raspberry. Tidsskrift for Planteavl 95: Carew, J., Gillespie, T., White, J., Wainwright, H., Brennan, R. and Battey, N The control of the annual growth cycle in raspberry. J. Hort. Sci. Biotechn. 75: Carew, J., Hadley, P., Battey, N. and Darby, J The effect of temperature on the vegetative growth and reproductive development of the primocane fruiting raspberry Autumn Bliss. Acta Hort. 505: Carew, J., Mahmood, Darby, J., Hadley, P. and Battey, N The effect of low temperature on the vegetative growth and flowering of the primocane fruiting raspberry Autumn Bliss. J. Hort. Sci. Biotechnol. 76: Claussen, W. and Lenz, F Effect of ammonium or nitrate nutrition on net photosynthesis, growth, and activity of the enzymes nitrate reductase and 48

53 glutamine synthetase in blueberry, raspberry and strawberry. Plant Soil 208: (Abstr.). 13. Crandall, P.C. and Daubeny, H.A Raspberry Management. In: Small Fruit Crop Management, Galletta G.J and Himelric D.G (eds.), Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersy, pp Crandall, P.C. and Garth, J.K.L Yield and growth response of Heritage raspberry to daminozide and ethephon. HortSci. 16: Crandall, P.C., Chamberlain, J.D. and Biderbost, K.A Cane characteristics associated with berry number of red raspberry. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 99: Dale, A Varietal differences in the relationships between some characteristics of red raspberry fruiting laterals and their position on the cane. J. Hort. Sci. 54: Dale, A Some effects of the environment on red raspberry cultivars. Acta Hort. 183: Dale, A Productivity in red raspberries. Hort. Rev. 11: Dale, A. and Daubeny, H.A Genotype environment interactions involving British and Pacific Northwest red raspberry cultivars. HortSci. 20: Dijkrtra, J. and Scholtens, A Growing early and late raspberries in containers. Acta Hort. 352: Dijkstra, J., and Scholtens, A Extending the harvest-period of raspberries is possible in several ways. Fruitteelt-Den-Haag 81(11): Erez, A. and Lavee, S The effect of climatic conditions on dormancy development of peach buds, I. Temperature. Proc. Amer. Soc. Hort. Sci. 96: F.A.O, (2002). Production Yearbook, Vol Faby, R., 1993.Extension of the raspberries season with cold treatmented plants. Acta Hort. 352: Fernandez, G.E. and Pritts, M.P Growth and source-sink relationships in Titan red raspberry. Acta Hort. 352: Fernandez, G.E. and Pritts, M.P Growth, carbon acquisition, and source-sink relationships in Titan red raspberry. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 119:

54 27. Fernandez, G.E. and Pritts, M.P Carbon supply reduction has a minimal influence on current year s red raspberry (Rubus idaeus L.) fruit production. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 121: Freeman, A.J., Eaton, W.G., Baumann, E.T., Daubeny, A.H. and Dale, A Primocane removal enhances yield components of raspberries. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 114: Freeman, J.A., Brookes, V.R. and Daubeny, H.A Effect of continual primocane removal on several raspberry cultivars. Acta Hort. 262: Frith, G.J.T Influence of the time of cane removal on yield and harvest date of primocane fruiting raspberries. Acta Hort. 345: Goulart, B.L Growth and flowering of greenhouse-grown red raspberry treated with plant growth regulators. HortSci. 24: Gundersheim, N. and Pritts, M Identifying an appropriate pruning system for Royalty purple raspberry. Acta Hort. 262: Gundersheim, N. and Pritts, M Pruning practices affect yield, yield components, and their distributions in Royalty purple raspberry. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 116: Hall, H.K. and Brewer, L.R Breeding Rubus cultivars for warm temperate climates. Acta Hort. 262: Hill, R.G Fruit development of the red raspberry and its relation to nitrogen treatment. Ohio Agric. Exp. St. Res. Bull Himelrick, D.G. and Dozier, W.A Effect of nitrate concentration on hydroponically grown primocane-fruiting red raspberries. J. Plant Nutr. 17: Hoover, E., Luby, J., Bedford, D. and Pritts, M Vegetative and reproductive yield component of primocane-fruiting red raspberries. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 113: Hoover, E., Luby, J., Bedford, D., Pritts, M., Hanson, E., Dale, A. and Daubeny, H Temperature influence on harvest date and cane development of primocane-fruiting Red Raspberries. Acta Hort. 262: Hudson, J.P Effects of weather on plant behaviour. Nature 182: Jennings, D.L Raspberries and Blackberries: Their breeding, diseases and growth. Academic Press, London. 50

55 41. Jennings, D.L. and Dale, A Variation in the growth habit of red raspberries with particular reference to cane height and node production. J. Hort. Sci. 57: Kader, A.A Postharvest biology and technology, an overview. Postharvest technology of horticultural crops. Coop. Ext. Univ. California, Div. Agri. Natur. Resources, Spec. Publ. 3311: Keep, E Autumn-fruiting in raspberries. J. Hort. Sci. 36: Kongsrud, K.L Effects of nitrogen fertilization on the red raspberry cultivar Glen Moy. Norsk-Landbruksforking, 10: (Abstr.). 45. Kowalengo, C.G Growing season changes in the concentration and distribution of macroelements in Willamette red raspberry plant parts. Can. J. Plant Sci. 74: (Abstr.). 46. Lang, G.A., Early, J.D., Arroyave, N.J., Darnell, R.L., Martin, G.C. and Stutte, G.W Dormancy: Toward a reduced, universal terminology. HortSci. 20: Lloyd, W.M., Nelson, E. and Chaplin, M.H Plant and fruit measurements of Meeker red raspberry related to pruning height and nitrogen application. Acta Hort. 112: Lockshin, L.S. and Elfving, D.C Flowering response of Heritage red raspberry to temperature and nitrogen. HortSci. 16: Lopez-Medina, J. and Moore, N.J Chilling enhances cane elongation and flowering in primocane-fruiting blackberries. HortSci. 34(4): Louws, F Growing red raspberries in Ontario. Ontario Min. Agri. Food. Publ Luque, A Physical and physicochemical properties of the volcanic material used in hydropony. Acta Hort. 126: Maage, F Growth responses and physiological studies in red raspberry plants treated with growth regulators. Acta Hort. 183: MacKerron, D.K.L Growth and water use in the red raspberry (Rubus idaeus L.) I. Growth and yield under different levels of moisture stress. J. Hort. Sci. 57: Meesters, P. and Pitsioudis A Extension of the harvest period of raspberries in Belgium (Moderate Maritime Climate). Acta Hort. 505:

56 55. Montigaud, J.C A brief description of the French raspberry commodity system: methods, first results and points of discussion. Proc. Perpesct. Eur. Soft Fruit Sect. Dundee: Moore, J.N. and Caldwell, J.D Rubus. In: CRC handbook of flowering, Vol. IV. Halevey, A.H (ed.), CRC Press, Boca Raton, USA, pp Moore, P.P Estimation of anthocyanin concentration from color meter measurements of red raspberry fruit. HortSci. 32: Neocleous, D., Papadopoulos, I. and Vasilakakis, M. 2005a. Investigating the possibility of fruiting primocane raspberries for off-season production in Cyprus. Europ. J. Hort. Sci. 70: Neocleous, D., Papadopoulos, I. and Vasilakakis, M. 2005b. Growing red raspberry in soilless culture under different chilling treatments for early summer production. Small Fruits Rev. 4(4): Ole, C Drip irrigation and fertigation of raspberry. Danish J. Plant Soil Sci. 95: Oliveira, B.P., Oliveira, M.C., Lopes-da-Fonseca, L. and Monteiro, A.A Off season production of primocane-fruiting red raspberry using summer pruning and polyethylene tunnels. HortSci. 31: Oliveira, B.P., Oliveira, M.C., Machado, V.P., Lopes-da-Fonseca, L. and Monteiro, A.A Improving off season production of primocane-fruiting red raspberry by altering summer pruning inensity. HortSci. 33: Oliveira, P.B., Oliveira, C.M., Monteiro, A.A. and Lopes-da-Fonseca, L Summer-pruning intensity affects on off-season production of primocane-fruiting red Raspberries. Acta Hort. 505: Ouerecky, D.K Fall-bearing red raspberries, their future and potential. Acta Hort. 60: Papp, J Investigations on the nutrient requirements of raspberries. II. The effect of fertilization on the vegetative performance of raspberries and the nutrient content of the leaves. Kerteszeti Egyetem Kozlemenyei, 36: (Abstr.). 66. Perkins-Veazie, P. and Nonnecke, G Physiological changes during ripening of raspberry fruit. HortSci. 27:

57 67. Perkins-Veazie, P., Nonnecke, G.R. and Gladon, R Development and ripening of primocane-fruiting Heritage raspberry. Acta Hort. 352: Praagh, JP-Van Pollination of soft fruits. Effect of fungicides on the flight behaviour of bees in strawberry and raspberry crops. Obstbau, 8: (Abstr.). 69. Pritts, M., Hanson, E., Fiola, J. and Jo-Kelly, M Rowcovers accelerate fruiting and productivity in primocane-fruiting red raspberries. HortTech. 2: Pritts, M., Robert,W., Langhans, T., Whitlow, H., Jo-Kelly, M. and Aimee, R Winter raspberry production in greenhouses.horttech. 9: Prive, J.P., Sullivan, J.A., Proctor, J.T.A. and Allen, O.B Climate influences vegetative and reproductive components of primocane fruiting red raspberry cultivars. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 118: Richardson, E.A., Seeley, S.D. and Walker, D.R A model for estimating the completion of rest for Redheaven and Elberta peach trees. HortSci. 9: Rios, S.R., Rodrigez, A.J. and Cano-Medrano, R Proc. InterAmer. Soc. Trop. Hort. 41: (Abstr.). 74. Robbins, A.J. and Moore, P.P Color change in fresh red raspberry fruit stored at 0, 4, 5 or 20 C. HortSci. 25: Robbins, J. and Sjulin, M.T Post harvest storage characteristics and respiration rates in five cultivars of red raspberry. HortSci. 24: Robins, J.A. and Fellman, J.K Postharvest physiology, storage and handling of red raspberry. Post Harvest News Inform. 4: (Abstr.). 77. Rosati, P., Mezzetti, B., Knight, V., Lim, K.Y., Trajkovsky, V., Sjostedt, B., Greco, I., Martelli, G., Lionaki, S., Stavroylakis, G., Ciorda, M. and Polledo, A Expanding the adaptaton and production area of Rubus in Europe. Acta Hort. 505: Rosatti, P A brief description of the French raspberry commodity system: methods, first results and points of discussion. Proc. Perpesct. Eur. Soft Fruit Sect. Dundee: Seeling, A.R Raspberries fruit and vegetable facts and pointers. United Fresh Fruit and Vegetable Association, Alexandria. 53

58 80. Shaltout, A.D. and Unrath, C.R Rest completion prediction model for Starkrimson Delicious apple. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 108: Sjulin, M.T. and Robbins, J Effects of maturity, Harvest date, and storage time on postharvest quality of red raspberry fruit. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 112: Snir, I Growing Raspberries under subtropical conditions. Acta Hort. 183: Sullivan, J.A. and Evans, W.D Comparison of conventional and alternate-row pruning in four red raspberry cultivars. J. Hort. Sci. 67: Szklanowska, K., Wieniarska, J., Smolarz, K. and Zmarlicki, K The effect on yield by the bees visits on raspberry flowers (Rubus idaues L.) the successive ramifications in inflorescence. Acta Hort. 352: Takeda, F Some factors associated with fruit maturity range in cultivars of the semi erect tetraploid thornless blackberries. HortSci. 22: Takeda, F Chilling affects flowering of primocane-fruiting Heritage red raspberry. Acta Hort. 352: Tesovic, V.Z Fruit anthocyanins of wild raspberry seedlings from various regions of Yugoslavia. Acta Hort. 112: Vasilakakis, M.D., McCown, B.H. and Dana, M.N Low temperature and flowering of primocane-fruiting of red raspberries. HortSci. 15: Vasilakakis, M.D., Struckmeyer, B.E. and Dana, M.N. 1979b. Temperature and development of red raspberry flower buds. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 104: Verwijs, D.L Advancing the date of harvesting small fruit in a plastic greenhouse. Fruitteelt, 73: (Abstr.). 91. Weinberger, J.H Chilling requirements of peach varieties. Proc. Amer. Soc. Hort. Sci. 56: White, J.M. and Wainwright, H Internaction of endodormancy and paradormancy in raspberry (Rubus idaeus L.). Ann. Appl. Biol. 132: White, J.M., Wainwright, H. and Ireland, C.R. 1999a. Endo dormancy and Para dormancy in the raspberry cultivar Glen Clova. Acta Hort. 505:

59 94. White, J.M., Wainwright, H. and Ireland, C.R. 1999b. The effects of autumn fertigation on bud break in raspberry: A preliminary study. Acta Hort. 505: Wieniarska, J The role of pollinating insects in fruiting of some red raspberry cultivars. Fruit Sci. Rep. 14: (Abstr.). 96. Williams, I.H. 1959a. Effects of environment on Rubus idaeus L. II. Field observations of the variety Malling Promise. J. Hort. Sci. 34: Williams, I.H. 1959b. Effects of environment on Rubus idaeus L. III. Growth and dormancy of young shoots. J. Hort. Sci. 34: Willmer, P.G, Bataw, A.M. and Hughes, J.P The superiority of bumblebees to honeybees as pollinators: insect visits to raspberry flowers. Ecol. Entomol. 19: (Abstr.). 99. Wright, C.J. and Waister, P.D Light interception and fruiting cane architecture in the red raspberry grown under annual and biennial management systems. J. Hort. Sci. 59: Βασιλακάκης, M., Μικρά Οπωροφόρα. Αριστοτέλειο Πανεπιστήµιο Θεσσαλονίκης. Εκδόσεις Γ. εδούση. Θεσσαλονίκη. 55

60 ΕΝΟΤΗΤΑ Ι: ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΥΝΑΤΟΤΗΤΑΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΚΟΚΚΙΝΩΝ ΣΜΕΟΥΡΩΝ (Rubus idaeus L.) ΣΤΙΣ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΤΗΣ Α. ΜΕΣΟΓΕΙΟΥ ΚΑΙ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΙΦΟΡΩΝ ΚΑΙ ΜΟΝΟΦΟΡΩΝ ΠΟΙΚΙΛΙΩΝ ΓΙΑ ΕΚΤΟΣ ΕΠΟΧΗΣ ΠΑΡΑΓΩΓΗ Ι.1. Περίληψη ίφορες ποικιλίες: Γυµνόριζες µονοστέλεχες κληµατίδες (1 έτους) σε λήθαργο, των ποικιλιών Autumn Bliss και Polana (Rubus idaeus L.) στάλθηκαν από το Ηνωµένο Βασίλειο στο Ινστιτούτο Γεωργικών Ερευνών της Κύπρου τον εκέµβριο του 2001 αφού είχαν ήδη δεχθεί άγνωστο αριθµό χαµηλών θερµοκρασιών (X) στο χωράφι. Το φυτικό υλικό χωρίστηκε σε 3 οµάδες και δέχθηκε επιπλέον 0, 16 και 32 µέρες επίδρασης χαµηλών θερµοκρασιών στους 4 ºC, προκειµένου να προαχθεί η άνθηση και να κλιµακωθεί η παραγωγή, µε αποτέλεσµα να έχουµε 3 επεµβάσεις : α) Χ, β) Χ + 16 και γ) Χ + 32 µέρες επίδρασης χαµηλών θερµοκρασιών. Τα φυτά ακολούθως εγκαταστάθηκαν σε κλειστό υδροπονικό σύστηµα υπό φυσικές συνθήκες σε πλαστικό θερµοκήπιο. Η πυκνότητα φύτευσης ήταν 4.1 κληµατίδες ανά m 2. Η ποικιλία Autumn Bliss είχε ταχύτερο ρυθµό αύξησης, άνθισε νωρίτερα και έδωσε υψηλότερη παραγωγή µε ικανοποιητικό µέγεθος καρπού και καλά ποιοτικά χαρακτηριστικά. Η Polana δεν άνθισε νωρίς έτσι ώστε να δώσει ικανοποιητική καρποφορία πριν την έναρξη του καλοκαιριού (21 Ιουνίου 2002). Η επιπλέον επίδραση των χαµηλών θερµοκρασιών (ΧΘ) µείωσε το µήκος των κληµατίδων, των αριθµό των γονάτων και τη φυλλική επιφάνεια και για τις δυο ποικιλίες αλλά η επίδραση δεν ήταν ξεκάθαρη όσον αφορά το µήκος των µεσογονατίων, τη διάµετρο της κληµατίδας και το χρόνο άνθισης. Οι ΧΘ αύξησαν τον αριθµό των καρποφόρων γονάτων και το µέγεθος του καρπού για την ποικιλία Autumn Bliss σε αντίθεση µε την Polana που δεν επηρεάστηκε. Επίσης τα ποιοτικά χαρακτηριστικά επηρεάστηκαν περισσότερο από την ποικιλία παρά από τις ΧΘ µε την ποικιλία Autumn Bliss ποιοτικά καλύτερη. Μονόφορες ποικιλίες : Γυµνόριζες µονοστέλεχες κληµατίδες (1 έτους) σε λήθαργο, των ποικιλιών Lucana Resa και Meeker (Rubus idaeus L.) στάλθηκαν από την Ελβετία στο Ινστιτούτο Γεωργικών Ερευνών της Κύπρου, τον εκέµβριο του Τα φυτά εγκαταστάθηκαν σε κλειστό υδροπονικό σύστηµα υπό φυσικές συνθήκες σε πλαστικό θερµοκήπιο.. Η πυκνότητα φύτευσης ήταν 2.1 κληµατίδες ανά m 2. Η ποικιλία Lucana Resa άνθισε νωρίτερα την άνοιξη και έδωσε περισσότερα άνθη, µεγαλύτερους καρπούς και ψηλότερη παραγωγή από την ποικιλία Meeker. Όσο αφορά τα ποιοτικά χαρακτηριστικά των καρπών η ποικιλία Meeker, έδωσε καρπούς 56

61 µε µεγαλύτερη συγκέντρωση ασκορβικού οξέος, ανθοκυανών και διαλυτών στερεών συστατικών ενώ ph και ογκοµετρούµενη οξύτητα ήταν στα ίδια επίπεδα στις δύο ποικιλίες και η συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα µεγαλύτερη στους καρπούς της ποικιλίας L. Resa. Η ποικιλία Lucana Resa έδωσε και µια δεύτερη αλλά µικρότερη παραγωγή κατά τη διάρκεια της εποµένης περιόδου φθινοπώρου-χειµώνα. Η παρούσα ερευνητική εργασία επιβεβαίωσε την υπόθεση ότι τα κόκκινα σµέουρα µπορούν να καλλιεργηθούν και να παράγουν ικανοποιητικά στο ηµιερηµικό κλίµα της Κύπρου. Τα αποτελέσµατα επίσης υποδηλώνουν την δυνατότητα εκτός εποχής παραγωγή κόκκινων σµέουρων µε καλά ποιοτικά χαρακτηριστικά. Ι.2. Εισαγωγή Στα θερµοκήπια στις εκτός εποχής καλλιέργειες για πολλά χρόνια κυριαρχούσαν είδη όπως η τοµάτα και το αγγούρι. Πρόσφατα η εκτός εποχής παραγωγή σµέουρων έχει αναπτυχθεί εµπορικά στις χώρες της Ευρώπης (Dijkstra and Scholtens, 1993; Pritts et al., 1999) και τις Νοτιότερες περιοχές της (Oliveira et al., 1996, 1998, 1999; Neocleous et al., 2005a, b) λόγω της αυξηµένης ζήτησης νωπών φρούτων και καλύτερων προοπτικών διάθεσης. Καινούργιες πλέον ποικιλίες µε καλύτερη ποιότητα καρπού, ανοχή στις ασθένειες και οι οποίες µπορεί να έχουν το χαρακτηριστικό της διφορίας (primocane fruiting habit), µπορούν να καλλιεργηθούν επιτυχώς στα θερµοκήπια ώστε να επιµηκύνουν την περίοδο καλλιέργειας µε λιγότερα εργατικά (Jenings, 1988; Daubeny, 1996). Επίσης σε περιοχές µε ήπιο χειµώνα υπάρχει τώρα η δυνατότητα να διευρυνθεί τόσο η περίοδος όσο και η περιοχή καλλιέργειας των σµέουρων (Rosati et al., 1999). Στόχος της εργασίας αυτής ήταν να µελετήσει τη δυνατότητα παραγωγής κόκκινων σµέουρων στην Α. Μεσόγειο (Κύπρο) και να αξιολογήσει τη συµπεριφορά δίφορων και µονόφορων ποικιλιών για εκτός εποχής παραγωγή υπό συνθήκες θερµοκηπίου. Ι.3. Υλικά και Μέθοδοι Το πείραµα εγκαταστάθηκε στο Ινστιτούτο Γεωργικών Ερευνών Λευκωσίας. Η περιοχή έχει γεωγραφικό µήκος Α, γεωγραφικό πλάτος 35-9 Β και υψόµετρο 162 µ. Η εγκατάσταση του πειράµατος έγινε σε θερµοκήπιο. Χρησιµοποιήθηκαν οι δίφορες ποικιλίες Autumn Bliss και Polana και οι µονόφορες ποικιλίες Lucana Resa και Meeker. Το φυτικό υλικό που χρησιµοποιήθηκε ήταν γυµνόρριζες µονοστέλεχες κληµατίδες 1 έτους (15 20 εκ.). Το υλικό πριν την εισαγωγή του 57

62 ελέγχθηκε σύµφωνα µε τους κανόνες που διέπουν το φυτοϋγειονοµικό έλεγχο στη χώρα παραγωγής του υλικού. Ι.3.1 ίφορες ποικιλίες: τα φυτά ήταν γυµνόριζες, µονοστέλεχες κληµατίδες (1 έτους) σε κατάσταση λήθαργου των ποικιλιών Autumn Bliss και Polana (Rubus idaeus L.) οι οποίες στάλθηκαν από φυτώριο του Ηνωµένου Βασιλείου (R-W Walpole Ltd, Ivy Farm, Terrington St. Clement, King s Lynn, Norfolk) στο Ινστιτούτο Γεωργικών Ερευνών της Κύπρου τον εκέµβριο του 2001 αφού είχαν δεχθεί στο φυτώριο άγνωστο αριθµό χαµηλών θερµοκρασιών Χ. Το φυτικό υλικό χωρίστηκε σε 3 οµάδες και κάθε οµάδα αποτελείτο από 32 φυτά. Η πρώτη οµάδα φυτεύτηκε στο θερµοκήπιο έχοντας υποστεί Χ µέρες χαµηλών θερµοκρασιών, ενώ η δεύτερη και η τρίτη κρατήθηκαν στους 4 ºC για 16 και 32 ηµέρες αντίστοιχα (Χ+16, Χ+32 µέρες) προκειµένου να επιτευχθεί προαγωγή της άνθησης και κλιµάκωση της παραγωγής. Ακολούθως τα φυτά εγκαταστάθηκαν σε θερµοκήπιο και αναπτύχθηκαν κάτω από φυσικές συνθήκες περιβάλλοντος (θερµοκρασία, φωτοπερίοδος). Το σύστηµα καλλιέργειας ήταν υδροπονικό σύστηµα σε κανάλια υδροπονίας µε υπόστρωµα καλλιέργειας γεωργικó περλίτη. Οι γραµµές καλλιέργειας είχαν κατεύθυνση Ανατολή- ύση µε αποστάσεις φύτευσης 0.4 µ. επί της γραµµής και 1.2 µ. µεταξύ των καναλιών. Τρεις κληµατίδες ανά φυτό αφέθηκαν να αναπτυχθούν (4.1 κληµατίδες/m 2 ) και όλες οι άλλες µετρούνταν και αφαιρούνταν. Τα φυτά αναπτύχθηκαν για 24 εβδοµάδες από τον εκέµβριο 2001 ως τον Ιούνιο Η θερµοκρασία εντός του θερµοκηπίου κυµάνθηκε µεταξύ 29 ºC (µέση θερµοκρασία ηµέρας) και 10 ºC (µέση θερµοκρασία νύκτας) ενώ η σχετική υγρασία (Σ.Υ) κυµάνθηκε µεταξύ 39% και 93%, ηµέρας και νύκτας αντίστοιχα. Το θερµοκήπιο ήταν καλυµµένο µε φύλλο πολυαιθυλενίου 200 µm και δίχτυ σκίασης 60% τοποθετήθηκε πάνω από το πλαστικό όταν οι µέσες ηµερήσιες θερµοκρασίες ήταν >30 ºC. Επίσης γίνονταν εξαερισµός του θερµοκηπίου µε την χρήση εξαεριστήρων για την αποφυγή δηµιουργίας θυλάκων υγρασίας. Η φωτοσυνθετική ενεργός ακτινοβολία κυµάνθηκε (Φ.Ε.Α) µεταξύ µmol/m 2 /s από τον εκέµβριο ως και τον Ιούνιο (Model LI-6200, LI-COR, Lincoln, Nebr., USA). Σε κάθε φυτό τοποθετήθηκε µακαρόνι άρδευσης παροχής 4 λίτρων/ώρα. Στα φυτά παρεχόταν θρεπτικό διάλυµα µέχρι απορροής και σε τακτά χρονικά διαστήµατα το υπόστρωµα ξεπλενόταν από τα άλατα µε καθαρό νερό. Ανάλυση φύλλων γίνονταν σε όλη την διάρκεια του πειράµατος ώστε να διαγνωστεί οποιοδήποτε επίδραση του θρεπτικού διαλύµατος και του τύπου του υδροπονικού 58

63 συστήµατος στην θρεπτική κατάσταση των φυτών. Τα φύλλα πλένονταν προσεκτικά µε άφθονο νερό βρύσης και στη συνέχεια µε απεσταγµένο και ξηραίνονταν στους 68 C. Το φυτικό υλικό αλέστηκε και αποτεφρώθηκε στους 550 C για 8 ώρες και ακολούθως διαλυτοποιήθηκε µε 6Ν HCl. Στο διάλυµα αυτό προσδιορίστηκαν τα στοιχεία Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, Cu µε τη µέθοδο της φασµατοφωτοµετρίας ατοµικής απορρόφησης (Thermo Electro Coorporation, UK). To Na και το K προσδιορίστηκαν στο φλογοφωτόµετρο Sherwood model 420, (Sherwood Scientific Ltd, Cambridge, UK). Το Ν προσδιορίστηκε µε τη µέθοδο Kjeldahl στον αναλυτή Kjeltec 2400 (Foss Tecator) και ο P µε τη µέθοδο του φωσφο-βαναδο-µολυβδαινικού αµµωνίου. Το Cl προσδιορίστηκε µε ογκοµέτρηση µε AgNO 3 και το B µε τη µέθοδο carmine στο φασµατοφωτόµετρο στα 585 nm (Hatcher and Wilcox, 1950). Εχθροί και ασθένειες περιορίστηκαν χρησιµοποιώντας πρακτικές και µεθόδους φιλικές προς το περιβάλλον. Οι εχθροί αντιµετωπίστηκαν επιτυχώς χρησιµοποιώντας συνδυασµό α) φυσικών µεθόδων χρησιµοποιώντας κίτρινες παγίδες, β) βιολογικών µεθόδων µε το σκεύασµα Neemex (Azadirachtin) και Naturallis (Beauveria bassiana) και γ) χηµικών µεθόδων µε τo εντοµοκτόνο Tracer (Spinosad), και ακαρεοκτόνο Apollo (Clofentazine). Όσον αφορά τις ασθένειες δεν υπήρξαν προβλήµατα. Προληπτικά έγινε µια µόνο επέµβαση µε θειικό χαλκό σε νεαρό στάδιο ανάπτυξης. Για την επικονίαση και τη γονιµοποίηση των ανθέων χρησιµοποιήθηκαν βοµβίνοι (Bombus terrestris) (Bio Bee, Israel). Η κυψέλη τοποθετήθηκε σε προστατευµένο µέρος 1 µ. από το έδαφος και είχε διάρκεια ζωής περίπου 10 εβδοµάδων (~100 βοµβίνοι). Το πείραµα σχεδιάστηκε σαν ένα τυχαιοποιηµένο σχέδιο πλήρων οµάδων µε 4 επαναλήψεις των 6 µεταχειρίσεων. Κάθε πειραµατική µονάδα περιελάµβάνε 12 φυτά (26 κληµατίδες) µε 2 δειγµατοληπτικές κληµατίδες ανά φυτό. Τα στοιχεία αναλύθηκαν µε το στατιστικό πακέτο SAS/ ASSIST (SAS Institute, Cary, NC): ανάλυση παραλλακτικότητας (ANOVA) και η σύγκριση των µέσων όρων µε το κριτήριο Duncan σε επίπεδο σηµαντικότητας Τα ακόλουθα χαρακτηριστικά µετρήθηκαν για τις 2 ποικιλίες α) Βλαστική αύξηση : µήκος κληµατίδας, µέσο µήκος µεσογονατίων, διάµετρος κληµατίδας (50 εκ. πάνω από την επιφάνεια του υποστρώµατος), συνολικός αριθµός γονάτων / κληµατίδα, φυλλική επιφάνεια / κληµατίδα και µέση επιφάνεια φυλλαρίων και ο συνολικός αριθµός των δευτερευόντων βλαστών. 59

64 β) Αναπαραγωγική ανάπτυξη : αριθµός αναπαραγωγικών γονάτων / κληµατίδα, αριθµός ανθέων και καρπών / κληµατίδα, παραγωγή / κληµατίδα, φρέσκο βάρος καρπού και η πρόοδος της ανθοφορίας. γ) Ποιοτικά χαρακτηριστικά καρπών: µέγεθος, ph, διαλυτά στερεά συστατικά, τιτλοδοτούµενη οξύτητα, βιταµίνη C (ασκορβικό οξύ), ολικές ανθοκυάνες και εκτίµηση ποιότητας µε δοκιµή-τεστ. Η συγκοµιδή των φρούτων γίνονταν δύο φορές την εβδοµάδα. Ι.3.2 Μονόφορες ποικιλίες : τα φυτά ήταν γυµνόριζες, µονοστέλεχες κληµατίδες (1 έτους) των ποικιλιών Lucana Resa και Meeker που παράχθηκαν από την εταιρεία Haberli (Ελβετία) και στις 8 εκεµβρίου 2003 στάλθηκαν στο Ινστιτούτο Γεωργικών Ερευνών της Κύπρου. Το φυτικό υλικό είχε ήδη δεχθεί την επίδραση των χαµηλών θερµοκρασιών στο φυτώριο και φυτεύτηκε στο σύστηµα καλλιέργειας όπως περιγράφτηκε και στις δίφορες ποικιλίες. Το σύστηµα υποστήριξης βασίζονταν στην υποστήριξη των καρποφόρων βλαστών και έγινε µε 3 σειρές διπλών συρµάτων εκατέρωθεν των φυτών σε ύψος 0.30, 0.60 και 0.90 µ από την επιφάνεια του υποστρώµατος ώστε να δηµιουργείται ένα σύστηµα V όπου τα φυτά αναπτύχθηκαν ελεύθερα (Βασιλακάκης, 1997). Η θερµοκρασία κυµάνθηκε µεταξύ 29 ºC και 11 ºC µέση ηµερήσια και νυχτερινή θερµοκρασία αντίστοιχα, ενώ η σχετική υγρασία µεταξύ 82.4% και 26% αντιστοίχως. Η φωτοσυνθετικά ενεργός ακτινοβολία κυµάνθηκε (Φ.Ε.Α.) κατά τη διάρκεια του πειράµατος από τον εκέµβριο Μάιο µεταξύ µmol/m 2 /s (Model L1-6200, LI-COP, Lincoln). Όσο αφορά την φυτοπροστασία επιπλέον γίνονταν εξαπολύσεις των αρπακτικών ακάρεων Phytoseilus persimillis εναντίον του τετράνυχου (Tetranychus spp.). Το πείραµα σχεδιάστηκε σαν τυχαιοποιηµένο σχέδιο πλήρων οµάδων µε 4 επαναλήψεις των 2 επεµβάσεων µε τις ποικιλίες σαν τις επεµβάσεις και 12 φυτά ανά επανάληψη. Τα στοιχεία αναλύθηκαν µε το στατιστικό πακέτο SAS/ASSIST (SAS Institute, Cary, NC): ανάλυση παραλλακτικότητας (ANOVA) και η σύγκριση των µέσων όρων µε το κριτήριο Duncan σε επίπεδο σηµαντικότητας Τα ακόλουθα χαρακτηριστικά µετρήθηκαν για τις δύο ποικιλίες: α) Βλαστικά χαρακτηριστικά: µήκος καρποφόρων βλαστών, αριθµός καρποφόρων βλαστών, αριθµός παραφυάδων. β) Αναπαραγωγική ανάπτυξη: ανθοφορία, συνολικός αριθµός ανθέων/φυτό, αριθµός καρπών/φυτό, παραγωγή/φυτό. 60

65 γ) Ποιοτικά χαρακτηριστικά καρπών: µέγεθος, ph, διαλυτά στερεά συστατικά, τιτλοδοτούµενη οξύτητα, βιταµίνη C (ασκορβικό οξύ), ολικές ανθοκυάνες, απώλειες υγρασίας και εκτίµηση ποιότητας µε δοκιµή-τεστ. Η συγκοµιδή γινόταν δύο φορές την εβδοµάδα. Ι.3.3 Τύπος θερµοκηπίου Ο τύπος του θερµοκηπίου ήταν µεταλλικό πολλαπλό τοξωτό µε κατακόρυφα πλαϊνά. Το υλικό κάλυψης του θερµοκηπίου ήταν πλαστικό από κοινό διαφανές πολυαιθυλένιο. Το µήκος ήταν 21 µ., το πλάτος 15 µ. και το ύψος περίπου 3.3 µ. Το ύψος των κατακόρυφων πλαϊνών ήταν 2.2 µ. Το θερµοκήπιο ήταν εξοπλισµένο µε αερόθερµο που µπορούσε να διοχετεύει ζεστό αέρα µε τη βοήθεια διάτρητου πλαστικού σωλήνα επί του εδάφους που συνδεόταν µε το αερόθερµο του κεντρικού διαδρόµου και των πλαϊνών κατά µήκος του θερµοκηπίου πλησίον των φυτών. Για τον εξαερισµό του θερµοκηπίου υπήρχε το άνοιγµα των πλαϊνών παραθύρων του θερµοκηπίου και σύστηµα ανεµιστήρων εξαγωγής αέρα από το θερµοκήπιο. Το έδαφος του θερµοκηπίου ισοπεδώθηκε (καλύφθηκε µε χαλίκι) και δόθηκε κλίση 1.5%. Οι αποστάσεις µεταξύ των σειρών των πασσάλων είναι 5 µέτρα και µεταξύ των πασσάλων επί των σειρών 3 µέτρα. Το ύψος της υδρορροής και της οροφής από το έδαφος είναι 2.2 µέτρα και 3.3 µέτρα αντίστοιχα. Η διάταξη του θερµοκηπίου ήταν Βορράς-Νότος για λόγους καλύτερου αερισµού. Ι.3.4 Κατασκευή καναλιών υδροπονίας Η καλλιέργεια εγκαταστάθηκε σε ένα κλειστό υδροπονικό σύστηµα. Τα κανάλια υδροπονίας που χρησιµοποιήθηκαν στο πείραµα αγοράσθηκαν από την Polymol Plastic Industries Ltd. (Ramat, Israel). Το σύστηµα υδροπονίας περιελάµβανε δύο δυνατά εύκαµπτα διπλά φύλλα πολυπροπυλενίου που το ένα χωρούσε στο άλλο σαν φάκελος και µεταξύ τους υπήρχε ένα δίκτυο αποστράγγισης και αερισµού 3 εκ. Οι διαστάσεις των καναλιών ήταν 6 µ. µήκος, 0,20 µ. πλάτος και 0,17 µ. ύψος. Στα πλαϊνά του εσωτερικού φακέλου υπήρχαν οπές διαµέτρου 10 mm µε διαστήµατα µεταξύ τους 20 εκ. κατά µήκος του φακέλου που οδηγούσαν το απορρέων θρεπτικό διάλυµα στο αποστραγγιστικό δίκτυο του συστήµατος. Ι.3.5 Εγκατάσταση συστήµατος άρδευσης παροχής θρεπτικού διαλύµατος 61

66 Χρησιµοποιήθηκε για το σκοπό του πειράµατος υδροπονικό σύστηµα καλλιέργειας. Για το σκοπό αυτό χρησιµοποιήθηκε ένα βελτιωµένο σύστηµα άρδευσης (ΒΣΑ) που αποτελείτο βασικά από τα εξής µέρη: α) Κεφαλή του ΒΣΑ: Συνδεόταν µε την παροχή του θρεπτικού διαλύµατος και ήταν εξοπλισµένη µε αεροβαλβίδα, βαλβίδα αντεπιστροφής διακόπτη, πιεσοβαλβίδα, ρυθµιστή ροής και πίεσης υδροµετρητή, ηλεκτροβαλβίδα και φίλτρο. β) Κεντρικοί και δευτερεύοντες αγωγοί. Για τη µεταφορά του θρεπτικού διαλύµατος χρησιµοποιήθηκαν 25 mm και 30 mm από σκληρό UPVC αγωγοί µε το πιο πρακτικό και οικονοµικό τρόπο σ όλη την έκταση του πειράµατος. γ) Υδροληψίες ώστε να συνδέονται οι γραµµές άρδευσης και τροφοδοσίας µε τους κεντρικούς αγωγούς. δ) Γραµµές τροφοδοσίας και άρδευσης. Οι γραµµές πάνω στις οποίες τοποθετήθηκαν οι σταλάκτες σταθερής παροχής ήταν διαµέτρου 16 mm. ε) Μακαρόνια σταθερής παροχής 4 λίτρων/ώρα κάτω από συνθήκες πίεσης 1 ατµόσφαιρας. Η απόσταση τους επί της γραµµής άρδευσης ήταν 0.4 µέτρα. ζ) Ντεπόζιτα χωρητικότητας 2 τόνων για την παροχή και τη συλλογή του θρεπτικού διαλύµατος. Οι διάµετροι των (κεντρικών και δευτερευόντων αγωγών) αγωγών µεταφοράς και εφαρµογής υπολογίστηκαν µε τη σχέση Hazen-Williams (1933): Ι.3.6 Υπόστρωµα καλλιέργειας Ως υπόστρωµα καλλιέργειας χρησιµοποιήθηκε γεωργικός περλίτης κοκκοµετρήµατος έως 5 mm µε χηµική σύνθεση και φυσικές ιδιότητες όπως αναφέρονται από τον Olympios (1993). Ο περλίτης τοποθετήθηκε χύδην στα κανάλια υδροπονίας έτσι ώστε να σχηµατίζεται ένα απόθεµα υποστρώµατος ανά φυτό (15 λίτρα/φυτό). Ι.3.7 Άρδευση Για την άρδευση του πειράµατος χρησιµοποιήθηκε νερό του Συµβουλίου Υδατοπροµήθειας Λευκωσίας µαζί µε βρόχινο νερό που µαζευόταν σε ντεπόζιτα από τις υδρορροές του θερµοκηπίου. Πίνακας Α: Χηµική ανάλυση νερού υδατοπροµήθειας ph: 7.9 Ελεκτρική Αγωγιµότητα :0.9 mmhos/cm (25 ºC). Βόριο: 1.05 ppm 62

67 Κατιόντα m.e./lt. ppm Ανιόντα m.e./lt. ppm Ca HCO Mg SO Na H2PO4 - Nil K Cl NH4 + NO3 - TOTAL TOTAL Ιχνοστοιχεία Fe Mn Zn Cu ppm Πίνακας Β: Χηµική ανάλυση βρόχινου νερού ph: 7.6 Ελεκτρική Αγωγιµότητα :0.20 mmhos/cm (25 ºC). Βόριο: 0.03 ppm Κατιόντα m.e./lt. ppm Ανιόντα m.e./lt. ppm Ca HCO Mg SO4 -- Na H2PO K Cl NH4 + NO TOTAL 2.36 TOTAL 2.49 Η χηµική ανάλυση του νερού άρδευσης έγινε σύµφωνα µε τις µεθόδους που περιγράφονται από τους Charalampous and Papakonstantinou (1965). I.3.8 Θρεπτικό διάλυµα Η σύσταση του αρχικού θρεπτικού διαλύµατος ήταν (ppm 1 ): N (240), P (65), K (280), Ca (170), Mg (50), S (103), Fe (1.7), Mn (1), Cu (0.02), B (0.5), Zn (0.25), Mo (0.05). Ο σίδηρος δίνονταν σε χηλική µορφή και το ph (~6.5) και η ηλεκτρική αγωγιµότητα (EC~1.9 ms/cm) διατηρούνταν σταθερά. Σε τακτά χρονικά διαστήµατα το υπόστρωµα ξεπλενόταν από τα άλατα µε καθαρό νερό. Η µετατροπή των συγκεντρώσεων αυτών σε λιπάσµατα γινόταν ως εξής: 63

68 ΣΘΣ. ΠΘ ΒΛ= ΠΚΘΣ Όπου: ΒΛ = Βάρος λιπάσµατος σε g ΣΘΣ = συγκέντρωση θρεπτικού στοιχείου στο διάλυµα (g/m 3 ) ΠΘ = ποσότητα θρεπτικού διαλύµατος (m 3 ) ΠΚΘΣ = ποσότητα καθαρού θρεπτικού στοιχείου στο λίπασµα 1 1 mg/l = 1 g/m 3 = 1 ppm Οι υπολογισµοί έγιναν για 1 m 3 θρεπτικού διαλύµατος. Επίσης για τον υπολογισµό του καθαρού P και K θα πρέπει το P 2 O 5 να διαιρεθεί µε 2.3 και το K 2 O µε Υπολογισµός φωσφόρου ως MAP (NH 4 H 2 PO 4 ). 65 x 1 x 100 MAP = = 250 g/m x 14 Άζωτο (N) από το MAP = = 35 g/m Υπολογισµός καλίου ως (KNO 3 ). 280 x 1 x 100 KNO 3 = = g/m x 13 Άζωτο από το KNO 3 = = 95,8 g/m Υπολογισµός ασβεστίου ως [Ca(NO 3 ) 2 ]. 170 x 1 x 100 Ca(NO 3 ) 2 = = g/m x Άζωτο (N) από το Ca(NO 3 ) 2 = = g/m 3 Πηγές αζώτου (N): - 35 g/m 3 from MAP g/m 3 from KNO g/m 3 from Ca(NO 3 ) 2 Ολικό N = g/m

69 4. Υπολογισµός µαγνησίου ως (MgSO 4 ). 50 x 1 x 100 MgSO4 = = g/m Σίδηρος (Fe) είχε δοθεί σε χηλική µορφή ως (Sequestrene 138) σε ποσότητα 30 g/m Τα ιχνοστοιχεία δόθηκαν µε τις θεϊκές του µορφές MnSO 4 H 2 O = g/m 3 Cu SO 4 5H 2 O = g/m 3 Zn SO 4 7H 2 O = g/m 3 (NH 4 ) 6Mo 7 O 24 4H2O = g/m 3 Ποσότητες λιπασµάτων για την ετοιµασία 2 m 3 θρεπτικό διάλυµα: - MAP = 250 g - KNO 3 = g - Ca(NO 3 ) 2 = g - MgSO 4 = g - Iron (Sequestrene 138) = 30 g I.3.9 ιαχείριση του Θρεπτικού ιαλύµατος I Συχνότητα παροχής του θρεπτικού διαλύµατος Η τροφοδοσία του θρεπτικού διαλύµατος στα φυτά γινόταν µε σταλάκτες (µακαρόνια) σταθερής παροχής 4 λίτρων την ώρα για κάθε φυτό. Για να αποφευχθούν τα φραξίµατα στους σταλάκτες τοποθετήθηκε ένα καλό σύστηµα φιλτραρίσµατος στην αρχή του δικτύου. Για τον υπολογισµό των αναγκών των φυτών σε νερό δίνονταν στα φυτά γνωστή ποσότητα Α θρεπτικού διαλύµατος και το απορρέων θρεπτικό διάλυµα Β µετριόταν. Στο ποσό Β προστέθηκε ένα επιπλέον 30% για την έκπλυση των θρεπτικών στοιχείων από το υπόστρωµα και η καινούργια ποσότητα [(Α-Β)+30% = Γ] Γ θρεπτικού διαλύµατος διαιρέθηκε µε την παροχή των σταλακτήρων για να βρεθεί η διάρκεια άρδευσης κατά την διάρκεια της µέρας ή µιας περιόδου (5 ηµερών). Η συχνότητα των αρδεύσεων καθορίστηκε για διάρκεια αρδευτικών κύκλων 3-5 λεπτών ανάλογα µε την εποχή. Η ένδειξη των τενσιοµέτρων των οποίων οι ενδείξεις δεν επηρεαζόταν από την παρουσία ιόντων ήταν πάντοτε µεταξύ 0-10 kpa. Οι Lieth and Burger (1989) αναφέρουν ότι τα ιδανικά όρια χαµηλής και ψηλής περιεκτικότητας σε υγρασία σε διάφορα υποστρώµατα αντιστοιχούν σε ενδείξεις µεταξύ 5 kpa και 1 kpa αντίστοιχα όπως και σε υποστρώµατα σε container (Lieth and Burger, 1989; Kiehl et al., 1992). I Έλεγχος και επανακυκλοφορία του θρεπτικού διαλύµατος 65

70 Το απορρέον θρεπτικό διάλυµα από το ριζικό σύστηµα των φυτών µετά από τα κανάλια υδροπονίας και το αποστραγγιστικό δίκτυο σωλήνων οδηγιότανε σε µια δεξαµενή συλλογής του απορρέοντος θρεπτικού διαλύµατος. Από τη δεξαµενή συλλογής του θρεπτικού διαλύµατος επέστρεφε στην αρχική δεξαµενή παροχής του θρεπτικού διαλύµατος όπου συµπληρωνόταν µε καθαρό νερό ώστε όγκος του θρεπτικού διαλύµατος παρέµενε σταθερός. Κάθε 15 ηµέρες το θρεπτικό διάλυµα αντικαθιστούταν µε καινούργιο, έτσι ώστε να αποφευχθούν σηµαντικές αλλαγές στις συγκεντρώσεις των στοιχείων. I.3.10 Μετεωρολογικά στοιχεία Τα µετεωρολογικά στοιχεία που λήφθηκαν στο περιβάλλον του θερµοκηπίου ήταν, η θερµοκρασία αέρα (µέση ηµερήσια µέγιστη και ελάχιστη) και η σχετική υγρασία (µέση ηµερήσια µέγιστη και ελάχιστη) και η φωτοσυνθετικά ενεργός ακτινοβολία. Η ολική ηλιακή ακτινοβολία (διµεταλλικοί ακτινογράφοι, οριζόντια επιφάνεια), η διάρκεια ηλιοφάνειας και η νέφωση δόθηκαν από τη Μετεωρολογική Υπηρεσία Κύπρου στην περιοχή που έλαβε χώρα το πείραµα. I.3.11 Στοιχεία βλαστικής ανάπτυξης I Μήκος κληµατίδας Για τη µέτρηση του µήκους της κληµατίδας χρησιµοποιήθηκε µετρητική ταινία και το µήκος υπολογιζόταν ως η απόσταση από τη βάση της κληµατίδας µέχρι το ακραίο µερίστωµα (ψηλότερο σηµείο της κληµατίδας) τεντώνοντας τη κληµατίδα κατά µήκος της µετρ. ταινίας. I Αριθµός γονάτων / κληµατίδα Ως αριθµός γονάτων µετριότανε ο αριθµός όλων των γονάτων από την επιφάνεια του υποστρώµατος µέχρι και το ακραίο µερίστωµα. I Αριθµός φύλλων / κληµατίδα Η µέτρηση περιελάµβανε όλα τα φύλλα που εκφύονταν από κάθε γόνατο συµπεριλαµβανοµένου και όσων είχαν πέσει µε βάση την ουλή που υπήρχε στο γόνατο αλλά και τα δύο µικρά φύλλα του επάκριου µεριστώµατος. I Μήκος µεσογονατίων διαστηµάτων Ως µήκος µεσογονατίων διαστηµάτων µετρήθηκε η απόσταση µεταξύ δύο συνεχόµενων γονάτων. I ιάµετρος κληµατίδας 66

71 Η µέτρηση της διαµέτρου γινόταν µε ηλεκτρονικό όργανο µέτρησης της διαµέτρου του τύπου Digital Caliper Electronic της εταιρείας U.FA (Wuppertal-Germany) στα 50 εκ. από τη βάση της κληµατίδας στο µέσο ενός µεσογονατίου διαστήµατος. I Αριθµός παραφυάδων Ο αριθµός παραφυάδων περιελάµβανε όλες τις νέες παραφυάδες εκτός από την αρχική (βλαστο)κληµατίδα. I Επιφάνεια φύλλου Για τον προσδιορισµό της επιφάνειας, µήκους, πλάτους και περιµέτρου του φύλλου χρησιµοποιήθηκε όργανο µέτρησης φυλλικής επιφάνειας. Ως φύλλο θεωρήθηκε το τελευταίο σύνθετο πλήρως ανεπτυγµένο φύλλο από την κορυφή και µετρήθηκε το ακραίο φυλλάριο χωρίς µίσχο (CID, Ins. USA). I.3.12 Μέτρηση Αναπαραγωγικής Ανάπτυξης I Έναρξη άνθισης, Πλήρης άνθισης Σαν ηµεροµηνία έναρξης άνθισης λήφθηκε η ηµεροµηνία άνθισης του κορυφαίου άνθους και ηµεροµηνία πλήρης άνθησης όταν στο >50% των κληµατίδων είχε ήδη ανθίσει το κορυφαίο άνθος. I Πρόοδος της ανθοφορίας (%) Καταµετρήθηκαν όλες οι κληµατίδες και ο υπολογισµός της προόδου της ανθοφορίας ως ποσοστό (%) έγινε µε βάση τον τύπο: (Α / Β) 100, όπου Α = αριθµός ανθισµένων κληµατίδων όπως ορίστηκε στην παράγραφο Ι και Β = ολικός αριθµός κληµατίδων. I Αριθµός καρποφόρων γονάτων ως ποσοστό (%) του ολικού αριθµού γονάτων / κληµατίδα Μετά το πέρας της καρποφορίας της κληµατίδας µετρήθηκε ο αριθµός των καρποφόρων γονάτων και ο συνολικός αριθµός γονάτων της κληµατίδας. Το ποσοστό (%) υπολογίστηκε µε βάση τον τύπο: (Α / Β) 100, όπου Α = αριθµός καρποφόρων γονάτων και Β = ολικός αριθµός γονάτων. I Αριθµός ανθέων/ κληµατίδα Κατά την περίοδο της άνθισης είχαν καταµετρηθεί σε κάθε κληµατίδα ο ολικός αριθµός ανθέων από όλα τα καρποφόρα γόνατα. Η καταµέτρηση αυτή γινόταν σταδιακά µετά την πλήρη έκπτυξη όλων των ανθέων από κάθε γόνατο και στο τέλος ο ολικός αριθµός ανθέων υπολογιζόταν µε βάση τον τύπο: Σ = Α 1 + Α 2 + Α j, όπου 67

72 Σ = συνολικός αριθµός ανθέων, και Α 1 A j = αριθµός ανθέων στο κάθε γόνατο από την κορυφή προς τη βάση της κληµατίδας. I.3.13 Στοιχεία Καρποφορίας I Έναρξη καρποφορίας, Πλήρης καρποφορία Σαν ηµεροµηνία έναρξης της καρποφορίας λήφθηκε η ηµεροµηνία ωρίµανσης του πρώτου καρπού και ηµεροµηνία πλήρης καρποφορίας όταν >50% των κληµατίδων είχαν ωριµάσει ήδη τον πρώτο καρπό. I Παραγωγή καρπών / κληµατίδα Κατά την περίοδο της καρποφορίας είχε µετρηθεί σε κάθε κληµατίδα το φρέσκο βάρος των καρπών. Η καταµέτρηση γινόταν σταδιακά µε την πλήρη ωρίµανση των καρπών και στο τέλος η ολική παραγωγή φρέσκου βάρους των καρπών υπολογιζόταν µε βάση τον τύπο: Σ = Α 1 + Α Α j, όπου Σ = σύνολο βάρους καρπών, Α 1 = βάρος καρπών κατά τη πρώτη συγκοµιδή και Αj = βάρος καρπών κατά την τελευταία συγκοµιδή. I Συγκοµιδή του καρπού Χρησιµοποιήθηκαν 6 διαβαθµίσεις του χρώµατος 0 = λευκό, 1 = ρόδινο-λευκό, 2 = ρόδινο, 3= κόκκινο, 4 = κόκκινο-σκούρο, 5 = βυσσινί (Βασιλακάκης, 1997). Η συγκοµιδή γινόταν πάντα µε το χέρι δύο φορές την εβδοµάδα τις πρωινές ώρες όπου οι καρποί βρισκόταν στο στάδιο 4 διαβάθµισης του χρώµατος. I Αριθµός καρπών / κληµατίδα Στην περίπτωση αυτή καταµετρήθηκαν ο αριθµός των καρπών αντί του φρέσκου βάρους των καρπών όπως περιγράφηκε στη µεθοδολογία της παραγράφου I I.3.14 Χαρακτηριστικά καρπού I Νωπό βάρος καρπού Το νωπό βάρος καρπού υπολογίστηκε ως το πηλίκο της ολικής παραγωγής καρπών / κληµατίδας προς τον ολικό αριθµό καρπών / κληµατίδα. I Μήκος, ιάµετρος και αριθµός δρυπιδίων καρπού Με ηλεκτρονικό παχύµετρο του τύπου µετρήθηκαν το µήκος και η διάµετρος των καρπών. Ως µήκος λαµβανόταν η νοητή ευθεία γραµµή µεταξύ του σηµείου έκφυσης του κάλυκα πριν την αποκόλληση και απέναντι κορυφής του καρπού και ως διάµετρος η κάθετη στη προηγούµενη νοητή ευθεία που ένωνε τα πιο αποµακρυσµένα σηµεία (δρυπίδια) των πλευρών του καρπού. Για την καταµέτρηση 68

73 του αριθµού των δρυπιδίων χρησιµοποιήθηκε ανεξίτηλο µελάνι ώστε κάθε δρυπίδιο να µαρκάρεται αφού µετρηθεί ώστε να µην ξαναµετρηθεί. I.3.15 Ποιοτικά χαρακτηριστικά Όλοι οι καρποί από τις κληµατίδες δειγµατοληψίας συγκοµίζονται στο στάδιο κόκκινο σκούρο σε πλαστικά κιβώτια και αποθήκευση στους 20 C για µερικές µέρες πριν να αναλυθούν. Το δείγµα περιλάµβανε 25 καρπούς από τις κληµατίδες για κάθε επανάληψη και χρησιµοποιήθηκαν 4 επαναλήψεις. I % Ξηρό βάρος καρπών Ολόκληροι καρποί ζυγίζονταν και ξηραίνονταν. Μετά την απόκτηση σταθερού βάρους οι καρποί ξαναζυγίζονταν και το % ξηρό βάρος υπολογίστηκε µε βάση το Α τύπο 100 όπου Α = τελικό βάρος καρπών, Β = αρχικό βάρος καρπών. Β I ιαλυτά Στερεά, ph, Ογκοµετρούµενη οξύτητα Τα διαλυτά στερεά (%) προσδιορίζονταν µε το ηλεκτρονικό διαθλασίµετρο GRP (Index Istruments, Campridgeshive, England) σε οµογενοποιηµένο δείγµα των καρπών (πολτός). Το ph του πολτού των καρπών προσδιορίστηκε µε το phµετρο AGB-400l (Labtech Istruments). Για τον προσδιορισµό της ογκοµετρούµενης οξύτητας 2 (g) του πολτού αναµίχθηκαν µε 50 ml απεσταγµένου νερού και µερικές σταγόνες δείκτη φαινολυφθαλεΐνης και ογκοµετρήθηκαν µε 0.1 N NaOH. Η ογκοµετρούµενη οξύτητα εκφράσθηκε ως εκατοστιαίο ποσοστό κιτρικού οξέος, σύµφωνα µε τον τύπο (Ryan and Dupant 1973). ml NaOH Normality NaOH meq Citric acid % citric acid= βάρος δείγµατος I Ασκορβικό οξύ (Βιταµίνη C) Περίπου 5 (g) του πολτού και 40 ml οξαλικού οξέος 1% (5g / 0.5l) οµογενοποιήθηκαν για 1 λεπτό σε αναµικτήρα. Έπειτα το µείγµα διηθήθηκε από φίλτρο τύπου Whatman Νο.1 και στο εκχύλισµα µετρήθηκε η συγκέντρωση του ασκορβικού οξέος. Το ασκορβικό οξύ µετρήθηκε χρησιµοποιώντας το όργανο Rqflex-plus (Merck) σε συνδυασµό µε πρότυπο διάλυµα γνωστής συγκέντρωσης ασκορβικού οξέος (200 ppm). Το ασκορβικό οξύ ανάγει το κίτρινο µολυβδοφωσφορικό οξύ σε φωσφοµολυβδενικό µπλε η συγκέντρωση του οποίου προσδιορίζεται µε το ανακλασίµετρο. Οι ταινίες δοκιµής εµβαπτίζονται στο δείγµα 69

74 και µεταφέρονται στο ανακλασίµετρο για τη µέτρηση. Η περιεκτικότητα σε ασκορβικό οξύ εκφράστηκε ως mg ασκορβικού οξέος / 100 (g) νωπού βάρους από τη σχέση: ένδειξη οργ άνου ml βάρος δείγµατος * επειδή η ένδειξη του οργάνου είναι σε ppm διαιρώ µε το 10. οξαλικο ύ = mg ασκ. οξ. / 100 g 10 * ( ) ν. β I Ανθοκυάνες Για τον προσδιορισµό των ανθοκυανών χρησιµοποιήθηκε τροποποιηµένη µέθοδος των Torre and Barrit (1977). Ακριβώς 1 (g) του πολτού αναµείχθηκε µε 50 ml εκχυλιστικού οξινισµένης αλκοόλης (αιθανόλη 80% + HCl 2%). Το µείγµα παρέµεινε για 24 ώρες στους 4 ο C και στη συνέχεια διηθήθηκε µε φίλτρο Watman No.1. Οι τιµές απορρόφησης του εκχυλίσµατος προσδιορίστηκαν στο µέγιστο της καµπύλης απορρόφησης (537 nm) (µετά που µετρήθηκε το µέγιστο απορρόφησης στο δείγµα) σε φασµατοφωτόµετρο Campesc M350 UV-VIS (Campesc Ltd, Cambridge, UK). Οι τιµές εκφράστηκαν ως µονάδες οπτικής πυκνότητας ανά γραµµάριο νωπού βάρους (units O.D / g f.wt). I % Απώλεια υγρασίας, weight-loss Οι καρποί αµέσως µετά την συγκοµιδή ζυγίζονταν και τοποθετούνταν σε πλαστικά κιβώτια των 150 g στους 4-5 C. Τα πλαστικά κιβώτια στο πυθµένα είχαν απορροφητικό χαρτί. Ο υπολογισµός των απωλειών υγρασίας % γινόταν µε βάση τον τύπο: (Α-Β i )/Α 100 όπου Α = αρχικό νωπό βάρος καρπών, Βi = βάρος καρπών κατά την ηµεροµηνία µέτρησης, i = ηµεροµηνία µέτρησης. I Εκτίµηση ποιότητας µε δοκιµή - τεστ Όλοι οι καρποί συγκοµίσθηκαν όσο το δυνατό πιο οµοιόµορφοι χωρίς ελαττώµατα, νωρίς το πρωί και µεταφέρθηκαν στο εργαστήριο όπου πλύθηκαν και αφέθηκαν να στεγνώσουν. Ακολούθως οι καρποί χωρίστηκαν σε δείγµατα των 25 καρπών και τυχαιοποιήθηκαν στην τράπεζα εργασίας. Χρησιµοποιήθηκαν οι διαβαθµίσεις 1 5 µε το 1 το ελάχιστο ή το µικρότερο και το 5 το µέγιστο ή το πάρα πολύ. Τα χαρακτηριστικά των φρούτων τα οποία εκτιµήθηκαν ήταν η ελκυστικότητα, το χρώµα, η γλυκύτητα, η οξύτητα, το άρωµα, το µέγεθος των καρπών και η ολική αποδοχή των φρούτων. Στο τέλος υπολογίστηκε και το άθροισµα της επί µέρους βαθµολογίας των διαφόρων χαρακτηριστικών για κάθε ποικιλία. 70

75 I.4. Αποτελέσµατα Ι.4.1 ίφορες ποικιλίες Μακροσκοπικά χαρακτηριστικά των φυτών δεν έδειξαν κανένα περιορισµό της αύξησης και ανάπτυξης. Η περιεκτικότητα των θρεπτικών στοιχείων στα φύλλα (% ξηράς ουσίας) ήταν : N (4.23), P (0.45), K (1.88), Ca (0.75), Mg (0.40), Cl (0.45) και (µ.σ.ε.): Fe (120), Mn (250), Cu (8), Zn (60). O Callesen (1991) αναφέρει ότι σύµφωνα µε τον Vang-Petersen η βέλτιστη συγκέντρωση των θρεπτικών στοιχείων στα φύλλα (% ξηράς ουσίας) είναι: (Ν ), Κ ( ), Ca ( ), Mg ( ) και Ρ ( ). Στην παρούσα εργασία παρόλο που τα στοιχεία Ν, Ρ και Κ ήταν ψηλότερα από τα επίπεδα αυτά δεν παρατηρήθηκαν οποιεσδήποτε αποχρωµατισµοί ή αναστολή αύξησης και ανάπτυξης. Ο Himelrick and Dozier (1994) βρήκε ότι φυτά σµέουρου σε υδροπονική καλλιέργεια κάτω από διαφορετικές συγκεντρώσεις αζώτου έδειξε ότι το µεγαλύτερο ποσοστό ξηρής ουσίας στα φύλλα, το βλαστό και τη ρίζα παρατηρήθηκε σε επίπεδο 10-meq/liter και ο µεγαλύτερος αριθµός γονάτων, ανθέων και ταξιανθιών ανά κληµατίδα βρέθηκαν σε συγκεντρώσεις 5, 10 και 20-meq N/liter. Η ποικιλία Autumn Bliss είχε ζωηρότερη βλάστηση (µήκος κληµατίδας, µεσογονάτια, διάµετρος κληµατίδας και φυλλική επιφάνεια) και αυξήθηκε ταχύτερα από την Polana µε αποτέλεσµα να ανθίσει νωρίτερα και να καρποφορήσει πρωϊµότερα καρπούς ικανοποιητικού µεγέθους και να δώσει µεγαλύτερη παραγωγή (Πίνακας 1, Σχ. 1α και 2α). Τα φυτά της ποικιλίας Polana επειδή δεν άνθισαν αρκετά νωρίς ώστε να δώσουν το µεγαλύτερο µέρος της καρποφορία τους πριν τις 21 Ιουνίου, ενδεχοµένως για αυτό εµφανίστηκαν να έχουν χαµηλότερη παραγωγή (Σχ. 1α και 3α). Η διαφορετική φυλλική επιφάνεια µεταξύ των δύο ποικιλιών προέκυψε λόγω του διαφορετικού αριθµού φύλλων ανά κληµατίδα παρά λόγω διαφορετικού µεγέθους των φύλλων (Πίνακας, 1). Προηγούµενες µελέτες (Wright and Waister, 1982) συσχέτισαν τη φυλλική επιφάνεια και τον αριθµό των φύλλων µε την παραγωγή και αναφέρεται επίσης ότι τα φύλλα είναι η πιο πιθανή πηγή που τροφοδοτεί µε υδατάνθρακες την παραγωγή καρπών. Με την επίδραση των χαµηλών θερµοκρασιών µειώθηκε το µήκος της κληµατίδας, ο αριθµός των γονάτων και η φυλλική επιφάνεια και στις δύο ποικιλίες ενώ τα µεσογονάτια διαστήµατα, η διάµετρος της κληµατίδας και η πρόοδος της ανθοφορίας δεν επηρεάστηκαν από τις ΧΘ µε ένα σαφή τρόπο µεταβολής (Πίνακες 2, 3, Σχ. 1β, 2β και γ). Οι ΧΘ αύξησαν τον αριθµό των καρποφόρων γονάτων και το µέσο βάρος καρπού για την Autumn 71

76 Bliss ενώ η Polana δεν επηρεάστηκε µε τον ίδιο τρόπο (Πίνακες 2 και 3). Κάτω από τις συγκεκριµένες συνθήκες του πειράµατος η ανακολουθία κάποιων αποτελεσµάτων µε τη βιβλιογραφία όπου αναφέρεται ότι τα φυτά ανθίζουν νωρίτερα µετά από έκθεση σε ΧΘ (Vasilakakis et al., 1979b, 1980; Prive and Sullivan, 1991; Takeda, 1993) ή ότι ο αριθµός των γονάτων που φέρουν άνθη παραµένει αναλλοίωτος (Vasilakakis and Dana, 1978) ενδεχοµένως οφείλεται στην επίδραση ψύχους που υπέστησαν τα φυτά στο φυτώριο πριν την αποστολή τους. Όσο αφορά τα ποιοτικά χαρακτηριστικά η Autumn Bliss είχε ψηλότερη συγκέντρωση σε ολικές ανθοκυάνες, σε ασκορβικό οξύ (vitamin C), σε διαλυτά στερεά, και χαµηλότερη ογκοµετρούµενη οξύτητα από την Polana (Πίνακας 4). Επίσης οι καρποί της Autumn Bliss εµφανίζονται να είναι πιο σφαιρικοί και µε λιγότερα δρυπίδια από αυτούς της Polana (Πίνακας 5)και αποχωρίζονταν ευκολότερα από την ανθοδόχη. Οι ΧΘ δεν επηρέασαν σηµαντικά τα ποιοτικά χαρακτηριστικά και στις δύο ποικιλίες (Πίνακας 4). Επίσης από τον Πίνακα 6 φαίνεται η εκτίµηση της ποιότητας των φρούτων από οµάδα εκτιµητών µε την ποικιλία Autumn Bliss να παίρνει ψηλότερη βαθµολογία αλλά στατιστικά να υπερτερεί από την Polana µόνο στο χρώµα και στην γλυκύτητα των καρπών. Το µέσο βάρος καρπού µειώθηκε και για τις δύο ποικιλίες µε την πρόοδο της συγκοµιδής (Σχ. 4) σε συµφωνία µε τον De-Gomez et al. (1986). Ο αριθµός των ανθέων και η παραγωγή των φυτών δεν αυξήθηκε ανάλογα µε την αύξηση του χρόνου επίδρασης των ΧΘ στα φυτά και των δύο ποικιλιών και η ποικιλία Autumn Blíss έδωσε 25% περισσότερα άνθη και την ψηλότερη παραγωγή όταν δέχθηκε 16 ηµέρες ΧΘ (Πίνακες 2, 3, Σχ. 3β και γ). Η ποικιλία Autumn Bliss σχηµάτισε λιγότερες παραφυάδες από την Polana (Σχ. 5α) και οι ΧΘ επηρέασαν αρνητικά την παραγωγή νέων παραφυάδων µόνο για την Autumn Bliss (Σχ. 5β και γ). Ι.4.2 Μονόφορες ποικιλίες Η πλήρης άνθηση των κληµατίδων των ποικιλιών Lucana Resa και Meeker που φυτεύτηκαν στις 8 εκεµβρίου παρατηρήθηκε στις 19 Φεβρουαρίου και 26 Απριλίου µε τη πρώτη ποικιλία να παράγει µεγαλύτερο αριθµό ανθέων και καρπών (Πίνακας 7). Το πιο πάνω είχε ως αποτέλεσµα την παραγωγή από 9 Μαρτίου έως τις 14 Μαΐου µε συνολική απόδοση 304 g/κληµατίδα για την ποικιλία Lucana Resa και από 30 Απριλίου έως 1 Ιουνίου µε συνολική απόδοση 188 g/κληµατίδα για την ποικιλία Meeker (Πίνακας 7). Ο αριθµός των εκπτυχθέντων και το µήκος των καρποφόρων πλάγιων δεν διέφερε σηµαντικά ανάµεσα στις δύο ποικιλίες ενώ η ποικιλία Meeker 72

77 έδωσε µεγαλύτερο αριθµό παραφυάδων (Πίνακας 8). Όσο αφορά τα ποιοτικά χαρακτηριστικά η Meeker είχε ψηλότερη συγκέντρωση σε ολικές ανθοκυάνες, σε ασκορβικό οξύ (vitamin C) και σε διαλυτά στερεά ενώ ph και ογκοµετρούµενη οξύτητα δεν διέφεραν ανάµεσα στις δύο ποικιλίες (Πίνακας 8). Οι καρποί της Lucana Resa εµφανίζονται να είναι µεγαλύτεροι σε βάρος και διαστάσεις από αυτούς της Meeker αλλά µε τον ίδιο αριθµό δρυπιδίων (Πίνακας 9). Η εκτίµηση της ποιότητας των φρούτων από οµάδα εκτιµητών δεν έδωσε σηµαντικές διαφορές στη συνολική βαθµολογία για τις δύο ποικιλίες παρότι οι καρποί της Lucana Resa εκτιµήθηκαν ως πιο ελκυστικοί (Πίνακας 10). Οι καρποί της L. Resa όµως είχαν µεγαλύτερες απώλειες υγρασίας µετά την 4 η ηµέρα παραµονής τους στους 4 C από τους καρπούς της Meeker (Σχ. 6). Τέλος η Lucana Resa σε αντίθεση µε τη Meeker έδωσε και µια δεύτερη µικρότερη καρποφορία στην κορυφή των κληµατίδων που απέκτησαν µήκος πέραν των 3 µ. παρά το ότι αφαιρέθηκε το 1 ο και 2 ο κύµα βλάστησης µετά το πέρας της Ανοιξιάτικης παραγωγής. Η καρποφορία αυτή διήρκησε µεταξύ 22 Οκτωβρίου και 10 εκεµβρίου και ανήλθε στα 91 g/κληµατίδα. I.5. Συζήτηση Από τα αποτελέσµατα της εργασίας αυτή και το ιστορικό των φυτών, είναι πολύ πιθανόν ότι τα φυτά των δίφορων ποικιλιών είχαν ήδη δεχθεί ένα ικανοποιητικό αριθµό χαµηλών θερµοκρασιών πριν την άφιξη τους στην Κύπρο και η πρόσθετη επίδραση χαµηλών θερµοκρασιών στην εργασία αυτή συνέβαλλε σε µικρό ποσοστό στην ικανοποίηση των αναγκών τους σε ψύχος. Για αυτό το λόγο ενδεχοµένως η επίδραση του πρόσθετου ψύχους δεν έδωσε τα αναµενόµενα αποτελέσµατα όσο αφορά ορισµένα βλαστικά και αναπαραγωγικά χαρακτηριστικά. Η πιο πάνω υπόθεση ενισχύεται µε το γεγονός της οµαλής καρποφορίας των µονόφορων ποικιλιών οι οποίες δεν υπέστησαν επιπρόσθετο ψύχος παρότι συνήθως έχουν µεγαλύτερες απαιτήσεις από τις δίφορες ποικιλίες και εισήχθησαν περίπου την ίδια εποχή και από χώρες µε παρόµοιες κλιµατολογικές συνθήκες. Η ποικιλία Autumn Bliss έδωσε καλύτερα στοιχεία προσαρµογής, µεγαλύτερη παραγωγή και καλύτερα ποιοτικά χαρακτηριστικά υπό τις συνθήκες του πειράµατος και πριν τις 21 Ιουνίου. Η Polana δεν έδειξε να προσαρµόζεται ικανοποιητικά στις συνθήκες αυτές και αποτέλεσµα της όψιµης ωρίµανσης της ήταν να µην φτάσει σε προχωρηµένο αριθµό συγκοµιδών και να δώσει έτσι χαµηλή παραγωγή. 73

78 Η ποικιλία Lucana Resa ήταν πρωϊµότερη µε µεγαλύτερη παραγωγή, µεγαλύτερο µέγεθος καρπού και ικανοποιητικά ποιοτικά χαρακτηριστικά. Η ποικιλία Meeker ενώ έδωσε καρπούς µε καλά ποιοτικά χαρακτηριστικά δεν έφτασε σε ψηλά επίπεδα παραγωγής και η παραγωγή ήταν πιο όψιµη. Εν κατακλείδι, η µελέτη αυτή επιβεβαιώνει τη δυνατότητα παραγωγής σµέουρων υπό τις συνθήκες της Α. Μεσογείου (Κύπρου) µε καταλληλότερες, από τις ποικιλίες που εξετάστηκαν, τη δίφορη Autumn Bliss και τη µονόφορη Lucana Resa. Προτιµάται η ποικιλία Autumn Bliss γιατί είναι πιο παραγωγική και υπάρχει η δυνατότητα συνέχισης της καλλιέργειας για δεύτερη χρονιά. Ενδεχοµένως να υπάρχει πολύ καλή προοπτική για ένα σύστηµα εκτός εποχής παραγωγής στη λεκάνη της Α. Μεσογείου και στις Νοτιότερες περιοχές της Ευρώπης. Έτσι ο βέλτιστος συγχρονισµός, η διαχείριση της καλλιέργειας, και η σωστή χρήση ποικιλιών, θα επέτρεπαν την παραγωγή σµέουρων στην Κύπρο από τον Οκτώβριο µέχρι τον Ιούνιο. Εντούτοις για µελλοντική έρευνα µπορεί να γίνει προγραµµατισµός των συγκοµιδών κατά τη διάρκεια µια µακράς χρονικής περιόδου και διάφοροι παράµετροι πρέπει να ληφθούν υπόψη προκειµένου το σύστηµα παραγωγής να είναι οικονοµικά και λειτουργικά εφικτό. Φυσικά η γνώση αυτή θα παραχθεί µε την έρευνα και την εµπειρία. 74

79 Βιβλιογραφία 1. Callesen, O Drip irrigation and fertigation of raspberry. Tidsskrift for Planteavl 95: Charalambous, J. and Papakonstantinou, J Methods of analysis for agricultural research workers. A laboratory Handbook, Agr. Res. Institute, Nicosia, Cyprus, pp Daubeny, H.A Brambles. In: Fruit breeding Vol. II. Vine and small fruits. 4. DeGomez, T.E., Martin, L.W. and Breen, P.J Effect of nitrogen and pruning on primocane fruiting red raspberry Amity. HortSci. 21: Dijkrtra, J. and Scholtens, A Growing early and late raspberries in containers. Acta Hort. 352: Hatcher, J.T and Wilcox, L.V Colorimetric determination of boron using carmine. Analytical chemistry 22: Himelrick, D.G. and Dozier, W.A Effect of nitrate concentration on hydroponically grown primocane-fruiting red raspberries. J. Plant Nutr. 17: Jennings, D.L Raspberries and Blackberries: Their breeding, diseases and growth. Academic Press, London. 9. Kiehl, P.A., Lieth, J.H. and Burger, D.W Growth response of chrysanthemum to various container medium moisture tension levels. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 117: Lieth, J.H. and Burger, D.W Growth of chrysanthemum using an irrigation system controlled by soil moisture tension. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 114: Neocleous, D., Papadopoulos, I. and Vasilakakis, M. 2005a. Investigating the possibility of fruiting primocane raspberries for off-season production in Cyprus. Europ. J. Hort. Sci. 70: Neocleous, D., Papadopoulos, I. and Vasilakakis, M. 2005b. Growing red raspberry in soilless culture under different chilling treatments for early summer production. Small Fruits Rev. 4(4):

80 13. Oliveira, B.P., Oliveira, M.C., Lopes-da-Fonseca, L. and Monteiro, A.A Off season production of primocane-fruiting red raspberry using summer pruning and polyethylene tunnels. HortSci. 31: Oliveira, B.P., Oliveira, M.C., Machado, V.P., Lopes-da-Fonseca, L. and Monteiro, A.A Improving off season production of primocane-fruiting red raspberry by altering summer pruning inensity. HortSci. 33: Oliveira, P.B., Oliveira, C.M., Monteiro, A.A. and Lopes-da-Fonseca, L Summer-pruning intensity affects on off-season production of primocane-fruiting red Raspberries. Acta Hort. 505: Olympios, C.M Soilless media under protected cultivation rockwool, peat, perlite and other substances. ActaHort. 323: Pritts, M.P., Langhans, R.W., Whitlow, T.H., Kelly, M.J. and Roberts A Winter Raspberry Production in Greenhouses. HortTechnol. 9: Prive, J.P. and Sullivan, J.A Performance of tissue-cultured primocanefruiting red raspberries following chilling. HortSci. 26: Rosati, P., Mezzetti, B., Knight, V., Lim, K.Y., Trajkovsky, V., Sjostedt, B., Greco, I., Martelli, G., Lionaki, S., Stavroylakis, G., Ciorda, M. and Polledo, A Expanding the adaptaton and production area of Rubus in Europe. Acta Hort. 505: Ryan, J.J. and Dupant, J.A Identification and analysis of the major acids from fruit juices and wines. J. Agric. Food Chem. 21: Takeda, F Chilling affects flowering of primocane-fruiting Heritage red raspberry. Acta Hort. 352: Torre, C.L. and Barritt, B.H Quantitative evaluation of Rubus fruit anthocyanin pigments. J. Food Sci. 42, No Vasilakakis, M.D. and Dana, M.N Influence of primocane inflorescence removal on number of inflorescences and suckers in Heritage red raspberry. HortSci. 13: Vasilakakis, M.D., McCown, B.H. and Dana, M.N Low temperature and flowering of primocane-fruiting of red raspberries. HortSci. 15: Vasilakakis, M.D., Struckmeyer, B.E. and Dana, M.N. 1979b. Temperature and development of red raspberry flower buds. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 104:

81 26. Williams, G.S. and Hazen, A Hydraulic tables, 3edn, John Wiley & Sons. 27. Wright, C.J. and Waister, P.D Within-plant competition in the red raspberry. II. Fruiting cane growth. J. Hort. Sci. 57: Βασιλακάκης, M., Μικρά Οπωροφόρα. Αριστοτέλειο Πανεπιστήµιο Θεσσαλονίκης. Εκδόσεις Γ. εδούση. Θεσσαλονίκη. 77

82 Πίνακες- ίφορες ποικιλίες Πίνακας 1: Βλαστικά και αναπαραγωγικά χαρακτηριστικά των δίφορων ποικιλιών κόκκινων σµέουρων Autumn Bliss και Polana. Ποικιλία Μήκος κληµατίδας (cm) ιάµετρος κληµατίδας (cm) Αριθµός γονάτων (n) Καρποφόρα γόνατα (n) Φυλλική επιφάνεια (m 2 /cane) Επιφάνεια φυλλαρίου (cm 2 ) Παραγωγή κληµατίδας (g/cane) Βάρος καρπού (g) A. Bliss 187.5a 9.58a 38.4a 17.8a 1.23a 64.0a 369a 2.42a Polana 152.9b 8.32b 36.1b 17.5a 0.89b 65.7a 209b 2.64b Οι µέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράµµατα δεν διαφέρουν σηµαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05) Πίνακας 2: Επίδραση της χαµηλής θερµοκρασίας στα βλαστικά και αναπαραγωγικά χαρακτηριστικά της ποικιλίας Autumn Bliss. Ποικιλία A. Bliss Χαµηλές Θερµοκρασίες (days) Μήκος κληµατίδας (cm) ιάµετρος κληµατίδας (cm) Αριθµός γονάτων (n) Καρποφόρα γόνατα (n) Φυλλική επιφάνεια Παραγωγή κληµατίδας (g/cane) Βάρος καρπού (g) (m 2 /cane) X 202a 9.33abc 39.6a 16.6b 1.31a 302.2b 2.16c X a 9.90a 38.5ab 18.2a 1.17ab 458.8a 2.49b X b 9.49ab 37.1abc 17.9a 1.14ab 345.5b 2.60ab Χ: άγνωστος αριθµός χαµηλών θερµοκρασιών Οι µέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράµµατα δεν διαφέρουν σηµαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05) Πίνακας 3: Επίδραση της χαµηλής θερµοκρασίας στα βλαστικά και αναπαραγωγικά χαρακτηριστικά της ποικιλίας Polana. Ποικιλία Polana Χαµηλές Θερµοκρασίες (days) Μήκος κληµατίδας (cm) ιάµετρος κληµατίδας (cm) Αριθµός γονάτων (n) Καρποφόρα γόνατα (n) Φυλλική επιφάνεια Παραγωγή κληµατίδας (g/cane) Βάρος καρπού (g) (m 2 /cane) X 169a 8.05a 39.4a 17.8a 0.94a 237.7a 2.78a X b 8.26ab 35.8bc 18.1a 0.90a 232.3a 2.68ab X b 8.67ab 33.9c 17.6a 0.76b 166.0b 2.59ab Χ: άγνωστος αριθµός χαµηλών θερµοκρασιών Οι µέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράµµατα δεν διαφέρουν σηµαντικά (Μέθοδος Duncan, α=

83 Πίνακας 4: Επίδραση της ποικιλίας και των χαµηλών θερµοκρασιών στη συγκέντρωση ασκορβικού οξέος, των διαλυτών στερεών συστατικών, της ογκοµετρούµενης οξύτητας, του ph και των ολικών ανθοκυανών στα φρούτα κόκκινου σµέουρου. Ποικιλία Χαµηλές Θερµοκρασίες (days) Ασκορβικό οξύ - vit. C (mg/100gr.f.wt) ph ιαλυτά στερεά (% Brix) Ογκοµετρ. οξύτητα (% citric acid) Ολικές ανθοκυάνες (units o.d/gr.f.w) A.Bliss Polana X 29.0a 3.81a 9.87a 1.69bc 2.65a X a 3.80a 9.30b 1.71b 2.54ab X ab 3.83a 9.40ab 1.57c 2.53ab Μ.Ο 28.2Α 3.82Α 9.49Α 1.66Β 2.57Α X 21.7c 3.74a 7.02c 1.96a 2.31c X bc 3.70a 7.05c 2.08a 2.41bc X c 3.77a 6.79c 1.95a 2.38bc Μ.Ο 22.1Β 3.74Β 6.96Β 2.00Α 2.35Β Χ: άγνωστος αριθµός χαµηλών θερµοκρασιών Οι µέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράµµατα δεν διαφέρουν σηµαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05). Πίνακας 5: ιαστάσεις του καρπού κόκκινων σµέουρων των ποικιλιών Autumn Bliss και Polana. Ποικιλία Μήκος (mm) ιάµετρος (mm) Αριθµός δρυπιδίων (n) A. Bliss 16.5a 17.5a 94.7a Polana 18.5b 17.6a 76.7b Οι µέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράµµατα δεν διαφέρουν σηµαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05) Πίνακας 6: Εκτίµηση της ποιότητας-δοκιµή τεστ των δίφορων ποικιλιών κόκκινων σµέουρων Autumn Bliss και Polana. Ποικιλία Ελκυστικότητα Χρώµα Γλυκύτητα Οξύτητα Άρωµα Μέγεθος σπόρων Αποδοχή Σύνολο A. Bliss 3.9a 4.3a 3.6a 3.1a 3.4a 2.9a 4.1a 25.2a Polana 4.3b 3.4b 2.2b 3.6a 2.7a 3.1a 3.7a 23.0a Οι µέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράµµατα δεν διαφέρουν σηµαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05). 79

84 Πίνακες-Μονόφορες ποικιλίες Πίνακας 7: Βλαστικά και αναπαραγωγικά χαρακτηριστικά των µονόφορων ποικιλιών κόκκινων σµέουρων Lucana Resa και Meeker. Ποικιλία Αριθµός καρποφόρων πλάγιων (cm) Μήκος καρποφόρων πλάγιων (cm) Αριθµός παραφυάδων (n) Αριθµός ανθέων (n) Αριθµός καρπών (n) Παραγωγή κληµατίδας (g/cane) L. Resa 3.3a 48.3a 2.8b 91.9a 82.1a 304.3a Meeker 2.4a 52.2a 5.0a 69.9b 63.9b 188.6b Οι µέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράµµατα δεν διαφέρουν σηµαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05) Πίνακας 8: Συγκέντρωση ασκορβικού οξέος, διαλυτά στερεά συστατικά, ογκοµετρούµενη οξύτητα, ph και ολικές ανθοκυάνες στα φρούτα κόκκινου σµέουρου των ποικιλιών Lucana Resa και Meeker. Ποικιλία Ασκορβικό οξύ - vit. C (mg/100gr f.wt) ph ιαλυτά στερεά (% Brix) Ογκοµετρ. οξύτητα (% citric acid) Ολικές ανθοκυάνες (units OD/gr f.wt) L. Resa 28.2b 3.21a 8.9a 1.71a 2.1a Meeker 34.6a 3.24a 11.3b 1.79a 2.4b Οι µέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράµµατα δεν διαφέρουν σηµαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05) Πίνακας 9: Βάρος, διαστάσεις, και αριθµός δρυπιδίων του καρπού κόκκινων σµέουρων των µονόφορων ποικιλιών Lucana Resa και Meeker. Ποικιλία Βάρος καρπού (g) Μήκος καρπού (mm) ιάµετρος καρπού (mm) Αριθµός δρυπιδίων (n) L. Resa 3.7a 18.7a 21.5a 88.2a Meeker 2.8b 17.2b 19.2b 75.0a Οι µέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράµµατα δεν διαφέρουν σηµαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05) Πίνακας 10: Εκτίµηση της ποιότητας-δοκιµή τεστ των φρούτων των µονόφορων ποικιλιών κόκκινων σµέουρων Lucana Resa και Meeker. Ποικιλία Ελκυστικότητα Χρώµα Γλυκύτητα Οξύτητα Άρωµα Μέγεθος σπόρων Αποδοχή Σύνολο L. Resa 4.4a 3.6a 4.1a 2.6a 3.1a 3.7a 4.0a 25.5a Meeker 3.0b 4.0a 3.5a 3.6a 2.9a 3.0a 3.8a 23.8a Οι µέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράµµατα δεν διαφέρουν σηµαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05) 80

85 Σχήµατα- ίφορες ποικιλίες % Ανθοφορία α) 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% S.E.D. A.Bliss Polana 10/4/ /4/ /4/2002 1/5/2002 Ηµεροµηνία 8/5/ /5/ /5/2002 β) 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% % Ανθοφορία A.Bliss-x(d) A.Bliss-x+16(d) A.Bliss-x+32(d) Polana-x(d) Polana-x+16(d) Polana-x+32(d) 10/4/ /4/ /4/2002 1/5/2002 Ηµεροµηνία 8/5/ /5/ /5/2002 Σχήµα 1: α) Πρόοδος της ανθοφορίας στις ποικιλίες Autumn Bliss και Polana, και β) επίδραση των χαµηλών θερµοκρασιών (x, x+16 και x+32 ηµέρες στους 4 C, όπου x άγνωστος αριθµός χαµηλών θερµοκρασιών και d ηµέρες) στην πρόοδο της ανθοφορίας στην κάθε ποικιλία. Το ποσοστό % είναι το πηλίκο του αριθµού των κληµατίδων που άνθισαν (κορυφαίο άνθος) προς τον ολικό αριθµό των κληµατίδων. Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλµα του µέσου όρου (±SE, n=8). 81

86 Μεσογονάτια διαστήµατα (cm) 6 5,5 5 4,5 4 3,5 3 A.Bliss Ποικιλία Polana α) Μεσογονάτια διαστήµατα (cm) 6 5,5 5 4,5 4 3,5 3 A. Bliss- x(d) A. Bliss- x+16(d) A. Bliss- x+32(d) Ποικιλία-Χαµηλές θερµοκρασίες (days-ηµέρες) β) Μεσογονάτια διαστήµατα (cm) 6 5,5 5 4,5 4 3,5 3 Polana- x(d) Polana- x+16(d) Polana- x+32(d) γ) Ποικιλία-Χαµηλές θερµοκρασίες (days-ηµέρες) Σχήµα 2: α) Γενικός µέσος όρος των µεσογονατίων διαστηµάτων των ποικιλιών Autumn Bliss και Polana, β και γ) επίδραση των χαµηλών θερµοκρασιών (x, x+16 και x+32 ηµέρες στους 4 C, όπου x άγνωστος αριθµός χαµηλών θερµοκρασιών και d ηµέρες) στο µέσο µήκος των µεσογονατίων διαστηµάτων στην κάθε ποικιλία. Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλµα του µέσου όρου (±SE, n=8). 82

87 Άνθη και Καρποί/Κληµατίδα A.Bliss άνθη/κληµατίδα καρποί/κληµατίδα Polana α) Ποικιλία Άνθη και Καρποί/κληµατίδα A.Bliss- x(d) A.Bliss- x+16(d) A.Bliss- x+32(d) Ποικιλία-Χαµηλές θερµοκρασίες (days-ηµέρες) β) Άνθη και Καρποί/Κληµατίδα Polana- x(d) Polana- x+16(d) Polana- x+32(d) Ποικιλία-Χαµηλές θερµοκρασίες (days-ηµέρες) γ) Σχήµα 3: α) Αριθµός ανθέων / κληµατίδα και καρπών / κληµατίδα των ποικιλιών κόκκινων σµέουρων Autumn Bliss και Polana, β και γ) επίδραση των χαµηλών θερµοκρασιών (x, x+16 και x+32 ηµέρες στους 4 C, όπου x άγνωστος αριθµός χαµηλών θερµοκρασιών και d ηµέρες) στον αριθµό των ανθέων και καρπών / κληµατίδα στην κάθε ποικιλία. Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλµα του µέσου όρου (±SE, n=8) και αναφέρονται στις ίδιες στήλες. 83

88 Βάρος καρπού (g) 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 α) A. Bliss x(d) A. Bliss x+16 (d) A. Bliss x+32 (d) Πρόοδος συγκοµιδής Βάρος καρπού (g) 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 β) Polana x (d) Πρόοδος συγκοµιδής Polana x+16 (d) Polana x+32 (d) Σχήµα 4: Η επίδραση της χαµηλής θερµοκρασίας (x, x+16 και x+32 ηµέρες στους 4 C, όπου x άγνωστος αριθµός χαµηλών θερµοκρασιών και d ηµέρες) που υπέστησαν τα φυτά στο βάρος του καρπού, των ποικιλιών κόκκινων σµέουρων Autumn Bliss και Polana µέσω της προόδου της συγκοµιδής των φυτών. 84

89 α) Αριθµός Παραφυάδων 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 Polana A.Bliss Ποικιλία β) Αριθµός Παραφυάδων 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 A.Bliss- x(d) A.Bliss- x+16(d) A.Bliss- x+32(d) Ποικιλία-Χαµηλές θερµοκρασίες (days-ηµέρες) γ) Αριθµός Παραφυάδων 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0,0 Polana- x(d) Polana- x+16(d) Polana- x+32(d) Ποικιλία-Χαµηλές θερµοκρασίες (days-ηµέρες) Σχήµα 5: α) Αριθµός των παραφυάδων των ποικιλιών Autumn Bliss και Polana, β και γ) επίδραση των χαµηλών θερµοκρασιών (x, x+16 και x+32 ηµέρες στους 4 C, όπου x άγνωστος αριθµός χαµηλών θερµοκρασιών και d ηµέρες) στην παραγωγή παραφυάδων στην κάθε ποικιλία. Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλµα του µέσου όρου (±SE, n=8). 85

90 Σχήµατα-Μονόφορες ποικιλίες % Απώλεια υγρασίας Lucana Meeker Ηµέρες στους 4 o C Σχήµα 6: Απώλειες υγρασίας (%) κατά την παραµονή των καρπών των κόκκινων σµέουρων των ποκιλιών Lucana Resa και Meeker στους 4 C. 86

91 ΕΝΟΤΗΤΑ II: ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ ΜΕ ΣΤΟΧΟ ΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΟΚΚΙΝΩΝ (Rubus idaeus L.) ΣΜΕΟΥΡΩΝ ΕΚΤΟΣ ΕΠΟΧΗΣ ΣΤΗΝ Α. ΜΕΣΟΓΕΙΟ Γενική Εισαγωγή Τα τελευταία χρόνια στην Ευρώπη η ζήτηση καρπών µικρών οπωροφόρων σε αµείπτικες τιµές ολόχρονα και τα χαµηλά κέρδη από άλλου είδους καλλιέργειες στα θερµοκήπια έχει στρέψει το ενδιαφέρον πολλών καλλιεργητών στο Ηνωµένο Βασίλειο, Ολλανδία, Βέλγιο, Ισπανία, Πορτογαλία, Γαλλία και Ελλάδα στην παραγωγή µικρών οπωροφόρων εκτός εποχής (Kempler, 2004). Στη Β. Αµερική, σµέουρα κατά τη διάρκεια του χειµώνα παράγονται µόνο σε µικρές περιοχές κατά µήκος των ακτών της Νότιας Καλιφόρνιας ενώ οι πιο πολλές ποσότητες γίνονται εισαγωγή από τις χώρες του Νοτίου Ηµισφαιρίου (Pritts et al., 1999; Dale et al., 2001; Kenpler et al., 1999, 2002) και κυρίως τη Χιλή. Στις Ευρωπαϊκές χώρες παραδοσιακά η καλλιέργεια των σµέουρων αρχίζει τον Ιούνιο µε τις καλοκαιρινές µονόφορες (Junebearing - summer fruiting cultivars) ποικιλίες και επεκτείνεται µέχρι τον Αύγουστο και αρχές Σεπτεµβρίου µε τις φθινοπωρινές δίφορες ποικιλίες (Primocane fruiting cultivars). Έτσι οι καλλιεργητές πλέον συγκεντρώνουν τις προσπάθειες τους στην παραγωγή εκτός της περιόδου αυτής. Πολλές τεχνικές είναι πλέον διαθέσιµες, µε συνδυασµό δίφορων και µονόφορων ποικιλιών για εκτός εποχής παραγωγή. Βέβαια η επιτυχία κάθε τεχνικής προϋποθέτει ότι προσαρµόζεται καλύτερα στη συγκεκριµένη περιοχή καλλιέργειας. Έτσι στη Βόρεια Ευρώπη οι ερευνητές χρησιµοποίησαν φυτά ψυγείου των µονόφορων ποικιλιών (Dijkstra and Scholtens, 1993; Faby, 1993; Meesters and Pitsioudis, 1993; Brennan et al., 1999; Kempler, 2004) και στις Νοτιότερες περιοχές όπου το κλίµα κατά τη διάρκεια του χειµώνα είναι ήπιο, χρησιµοποίησαν δίφορες ποικιλίες µε καλλιέργεια σε γλάστρες ή διάφορα συστήµατα και ηµεροµηνίες κλαδέµατος (Oliveira, 1996, 1998, 1999; Dale et al., 2001; Neocleous et al., 2005b). Στις δίφορες ποικιλίες για τη διαφοροποίηση ανθοφόρων οφθαλµών ενώ δεν είναι απαραίτητη η επίδραση χαµηλών θερµοκρασιών, η επίδραση τους προάγει την άνθηση (Lopez- Medina and Moore, 1999) και το ότι µπορούν να καρποφορούν στους βλαστούς του έτους δύνανται να χρησιµοποιηθούν σε συστήµατα εκτός εποχής παραγωγής σε θερµότερα περιβάλλοντα. Από τις δίφορες ποικιλίες η Autumn Bliss αναφέρεται ως µια ποικιλία που µπορεί να χρησιµοποιηθεί σε τέτοιου είδους περιβάλλοντα. (Oliveiva et al., 1998). 87

92 Στόχος της εργασίας αυτής ήταν να µελετήσει διάφορα συστήµατα παραγωγής (προγραµµατισµός φύτευσης και αφαίρεσης κληµατίδων, επίδραση χαµηλών θερµοκρασιών) µε στόχο την παραγωγή κόκκινων σµέουρων εκτός εποχής σε συνθήκες θερµοκηπίου και υδροπονικής καλλιέργειας στο χώρο της Α. Μεσογείου. II.1: Υ ΡΟΠΟΝΙΚΗ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ ΚΟΚΚΙΝΩΝ ΣΜΕΟΥΡΩΝ ΥΠΟ ΤΗΝ ΕΠΙ ΡΑΣΗ ΧΑΜΗΛΩΝ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΩΝ ΓΙΑ ΠΡΩΙΜΗ ΚΑΛΟΚΑΙΡΙΝΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΙΙ.1.1. Περίληψη Φυτά ιστοκαλλιέργειας (8 10 εβδοµάδων) και ύψους 15 εκ. της ποικιλίας Autumn Bliss, στάλθηκαν από την εταιρεία Haberlii (Ελβετία) στο Ινστιτούτο Γεωργικών Ερευνών της Κύπρου τον Οκτώβριο του Το φυτικό υλικό χωρίστηκε σε 4 οµάδες των 24 φυτών. Η πρώτη οµάδα εγκαταστάθηκε στο θερµοκήπιο (µάρτυρας) και οι υπόλοιπες 3 οµάδες τοποθετήθηκαν στο ψυγείο στους 4 ºC ως ακολούθως: α) 21 ηµέρες συνεχούς επίδρασης χαµηλών θερµοκρασιών (Σ Χ Θ), β) εναλλάξ 7 ηµέρες στους 4 ºC και 7 ηµέρες εκτός για σύνολο 28 ηµερών (Ε Χ Θ) και γ) 21 ηµέρες συνεχούς επίδρασης χαµηλών θερµοκρασιών µετά από µια περίοδο ανάπτυξης - παραµονής στο θερµοκήπιο 2.5 µηνών (Μ Χ Θ). Τα φυτά ακολούθως της επίδρασης των χαµηλών θερµοκρασιών εγκαταστάθηκαν σε κλειστό υδροπονικό σύστηµα υπό φυσικές συνθήκες (θερµοκρασίας και φωτισµού) θερµοκηπίου. Η επίδραση των χαµηλών θερµοκρασιών δεν επηρέασε την βλαστική αύξηση και τα ποιοτικά χαρακτηριστικά των καρπών, όµως η άνθηση και καρποφορία ευνοήθηκαν ώστε να επιτευχθεί µια ικανοποιητική πρώιµη καλοκαιρινή παραγωγή. Η Σ Χ Θ επίσπευσε την ανθοφορία κατά 3 εβδοµάδες σε σύγκριση µε τις άλλες µεταχειρίσεις και τα φυτά άνθισαν 6 µήνες µετά την εγκατάσταση τους στο θερµοκήπιο. ΙΙ.1.2. Εισαγωγή Όταν τα σµέουρα αναπτύσσονται σε περιοχές µε ήπιο χειµώνα όπως χώρες σαν το Ισραήλ, Αυστραλία, Μεξικό και Χιλή συχνά ο λήθαργος των οφθαλµών δεν διακόπτεται µε την άνοδο των θερµοκρασιών την άνοιξη. Έτσι το αυξηµένο ενδιαφέρον της παραγωγής σµέουρων σε θερµόµετρα κλίµατα απαιτεί καλύτερη κατανόηση του φαινοµένου της επίδρασης των χαµηλών θερµοκρασιών ειδικότερα στις δίφορες ποικιλίες (prinocane-fruiting cultivars) (Carew et al., 2000). Επίδραση στη φύση η τεχνητά θερµοκρασιών στο εύρος 2 7 ºC θεωρούνται δραστικές για την 88

93 ικανοποίηση των απαιτήσεων σε χαµηλές θερµοκρασίες. Οι χαµηλές θερµοκρασίες εκτός από την διακοπή του λήθαργου των οφθαλµών στα σµέουρα, επισπεύδουν την έναρξη της άνθησης ή µειώνουν την περίοδο νεανικότητας των φυτών (Βασιλακάκης, 1997). Ο Vasilakakis et al. (1980) αναφέρει για τη δίφορη ποικιλία Heritage ότι χαµηλές θερµοκρασίες σε οποιοδήποτε στάδιο ανάπτυξης του φυτού µειώνουν τη διάρκεια του βλαστικού κύκλου. Επίσης ο Carew et al. (2001) βρήκε παρόµοια αποτελέσµατα για την ποικιλία Autumn Bliss όταν τα φυτά εαρινοποιήθηκαν ως ρίζωµα ή νεαροί βλαστοί. Έτσι η εαρινοποίηση των φυτών σε διάφορα στάδια του βλαστικού κύκλου (Vasilakakis et al., 1980; Takeda, 1993) είναι δυνατό να χρησιµοποιηθεί για την παραγωγή σµέουρων εκτός εποχής. Πρόσφατα υπάρχει αυξηµένο ενδιαφέρον στην παραγωγή σµέουρων υπό κάλυψη για παραγωγή εκτός εποχής. Αυτό µπορεί να γίνει στο έδαφος ή σε τεχνητά υποστρώµατα σε υδροπονική καλλιέργεια. Η υδροπονική καλλιέργεια σε τεχνητά υποστρώµατα για πολλά είδη καλλιεργειών µπορεί να βελτιώσει την παραγωγή και την ποιότητα των καρπών. Επιπρόσθετα η µείωση των απωλειών σε νερό και λιπάσµατα στο περιβάλλον είναι επιτακτική σε ένα σχέδιο ολοκληρωµένης διαχείρισης της παραγωγής. Σκοπός της εργασίας αυτής ήταν να µελετήσει σε υδροπονική καλλιέργεια φυτών της δίφορης ποικιλίας Autumn Bliss την επίδραση των χαµηλών θερµοκρασιών για πρώιµη καλοκαιρινή παραγωγή. ΙΙ.1.3. Υλικά και Μέθοδοι Το πείραµα έγινε κατά την περίοδο Φυτά ιστοκαλλιέργειας (8-10 εβδοµάδων) της ποικιλίας Autumn Bliss που παρήχθησαν στην εταιρεία Haberlii (Ελβετία) στάλθηκαν στο Ινστιτούτο Γεωργικών Ερευνών της Κύπρου στις 10 Οκτωβρίου Το φυτικό υλικό χωρίστηκε σε 4 οµάδες και κάθε οµάδα περιελάµβανε 24 φυτά. Η πρώτη οµάδα εγκαταστάθηκε στο θερµοκήπιο και τα υπόλοιπα φυτά τοποθετήθηκαν στους 4 ºC ως ακολούθως: α) 21 ηµέρες συνεχούς επίδρασης χαµηλών θερµοκρασιών (Σ X Θ), β) εναλλάξ 7 ηµέρες στους 4 ºC και 7 ηµέρες εκτός για σύνολο 28 ηµερών (Ε X Θ) και γ) 21 ηµέρες συνεχούς επίδρασης χαµηλών θερµοκρασιών µετά από µια περίοδο ανάπτυξης παραµονής στο θερµοκήπιο 2.5 µηνών (Μ Χ Θ). Τα φυτά ακολούθως της επίδρασης των χαµηλών θερµοκρασιών εγκαταστάθηκαν στο σύστηµα καλλιέργειας όπως περιγράφεται στην Ενότητα Ι. Όλες οι παραφυάδες αφέθηκαν να αναπτυχθούν και τα φυτά αναπτύχθηκαν για 8 µήνες από τον Οκτώβριο 2002 έως τον Ιούνιο Η 89

94 µέση θερµοκρασία κυµάνθηκε 26.3 / 13.7 ºC (ηµέρας / νύκτας), η µέση σχετική υγρασία 44 / 88% (ηµέρας / νύκτας) και η φωτοσυνθετική ενεργός ακτινοβολία κυµάνθηκε από 350 έως 925 µmol/m²/s -1 2 ώρες µετά την ανατολή του ήλιου (Model L1-6200, LiCor, Lincoln, Nebr., USA). Η τεχνική της καλλιέργειας περιγράφεται στην Ενότητα Ι. Το πείραµα σχεδιάστηκε σαν ένα τυχαιοποιηµένο σχέδιο πλήρων οµάδων µε 4 επαναλήψεις 4 µεταχειρίσεων. Κάθε πειραµατική µονάδα περιλάµβανε 6 φυτά µε 3 δειγµατοληπτικές κληµατίδες ανά φυτό. Τα στοιχεία αναλύθηκαν µε το στατιστικό πακέτο SAS/ASSIST (SAS Institute, Cary, NC): ανάλυση παραλλακτικότητας (ANOVA) και η σύγκριση των µέσων όρων µε το κριτήριο Duncan (α = 0.05). Τα ακόλουθα χαρακτηριστικά µετρήθηκαν: i. θρεπτική κατάσταση κληµατίδων (βλαστικό στάδιο αύξησης) ii. µήκος κληµατίδας iii. διάµετρος κληµατίδας (50 εκ. πάνω από την επιφάνεια του υποστρώµατος) iv. παραγωγή δευτερευόντων βλαστών (παραφυάδων) v. ανάγκες σε νερό vi. πρόοδος ανθοφορίας vii. αριθµός γονάτων και καρποφόρων γονάτων ανά κληµατίδα viii. παραγωγή ανά κληµατίδα ix. νωπό βάρος καρπού x. ποιοτικά χαρακτηριστικά καρπού: ασκορβικό οξύ (vitamin C), ph, διαλυτά στερεά συστατικά, ογκοµετρούµενη οξύτητα, ολικές ανθοκυάνες. Η µεθοδολογία των µετρήσεων των πιο πάνω χαρακτηριστικών περιγράφεται στην Ενότητα Ι. ΙΙ.1.4. Αποτελέσµατα ΙΙ Βλαστική αύξηση Τα µακροσκοπικά χαρακτηριστικά των φυτών δεν έδειξαν κανένα περιορισµό της αύξησης και ανάπτυξης. Η περιεκτικότητα των θρεπτικών στοιχείων στα φύλλα (% ξηράς ουσίας) ως µ. όρος όλων των µεταχειρίσεων ήταν : N (4.3), P (0.54), K (2.7), Ca (0.83), Mg (0.44) και (µ.σ.ε.): Fe (149), Mn (300), Cu (18), Zn (65). Τα φυτά τα οποία δέχθηκαν Σ Χ Θ ή Ε Χ Θ πριν την εγκατάσταση τους στο θερµοκήπιο, είχαν ψηλότερες κληµατίδες από τα φυτά που δέχθηκαν Μ Χ Θ και τα φυτά µάρτυρες (Πίνακα 1). Επίσης τα φυτά των µεταχειρίσεων Σ Χ Θ και Ε Χ Θ σχεδόν δεν έδωσαν 90

95 καινούργιες παραφυάδες πριν την ανθοφορία και παρά µόνο µετά την έναρξη της άνθηση αυτό ήταν δυνατό (Πίνακας 1, Σχ.1). Ο αριθµός των γονάτων και η διάµετρος των κληµατίδων δεν επηρεάστηκε σηµαντικά από την επίδραση του ψύχους παρ ότι η διάµετρος των κληµατίδων είχε µία τάση αύξησης µε την ψυχρή µεταχείριση των φυτών (Πίνακας 1). Οι απαιτήσεις των φυτών σε νερό κυµάνθηκαν από 300 έως 5400 ml/φυτό/ηµέρα, ανάλογα µε το στάδιο ανάπτυξης και τη θερµοκρασία. ΙΙ Αναπαραγωγική Ανάπτυξη Η ψυχρή µεταχείριση των φυτών µείωσε το χρόνο µέχρι την πλήρη άνθιση των φυτών σε σύγκριση µε τα φυτά µάρτυρες. Η µεταχείριση Σ Χ Θ επίσπευσε την άνθηση περισσότερο και η µεταχείριση Ε Χ Θ έδωσε φυτά που άνθισαν νωρίτερα από τα φυτά της µεταχείρισης Μ Χ Θ και τα φυτά µάρτυρες (Σχ. 2). Ο αριθµός των καρποφόρων γονάτων δεν έδειξε να συσχετίζεται µε την ψυχρή µεταχείριση των φυτών (Πίνακας 1). Τα φυτά της µεταχείρισης Σ X Θ έδωσαν την µεγαλύτερη παραγωγή και το βάρος του καρπού έδειξε να επηρεάζεται θετικά από τη ψυχρή µεταχείριση των φυτών (Πίνακας 1), εν αντιθέσει µε τις διαστάσεις του καρπού και τον αριθµό δρυπιδίων τα οποία δεν επηρεάστηκαν από την ψυχρή µεταχείριση των φυτών (Σχ. 3). Το βάρος των καρπών µειώθηκε µε την πρόοδο της συγκοµιδής (Σχ. 4) και από την κορυφή προς τη βάση της κληµατίδας (τα στοιχεία δεν απεικονίζονται). ΙΙ Ποιοτικά Χαρακτηριστικά Τα φυτά µάρτυρες έδωσαν καρπούς που είχαν τη µεγαλύτερη συγκέντρωση σε διαλυτά στερεά συστατικά (9.17%). Στους καρπούς των φυτών που δέχθηκαν ψυχρή µεταχείριση, η συγκέντρωση των διαλυτών στερεών κυµάνθηκε µεταξύ % και το ph από 3.5 έως 3.6. Η ψυχρή µεταχείριση των φυτών δεν επηρέασε την περιεκτικότητα των καρπών σε ασκορβικό οξύ που κυµάνθηκε µεταξύ mg/100g f.wt. Η υψηλότερη συγκέντρωση ανθοκυανών παρατηρήθηκε στους καρπούς των φυτών της µεταχείρισης Σ Χ Θ (2.7 units OD/g f.wt.) και η χαµηλότερη στη µεταχείριση Ε X Θ (2.1 units OD/g f.wt.) Επίσης η µεταχείριση Σ X Θ έδωσε την υψηλότερη οξύτητα (1.6%) ενώ η Μ X Θ τη χαµηλότερη (1.4%). ΙΙ.1.5. Συζήτηση Τα φυτά που δέχθηκαν την επίδραση του ψύχους έδωσαν ψηλότερες κληµατίδες από τις κληµατίδες των φυτών µάρτυρες. Αυτό το αποτέλεσµα ενδεχοµένως πηγάζει από το γεγονός ότι τα φυτά στα οποία επέδρασε η χαµηλή θερµοκρασία έδωσαν λιγότερες 91

96 παραφυάδες (Σχ. 1) που εµφανίστηκαν νωρίτερα και µεγάλωσαν γρηγορότερα (τα στοιχεία δεν απεικονίζονται) και ως αποτέλεσµα τα φυτά άνθισαν νωρίτερα (Σχ. 2). Το αποτέλεσµα αυτό συµφωνεί µε προηγούµενες µελέτες (Vasilakakis et al., 1979, 1980; Prive and Sullivan 1991; Takeda, 1993) που αναφέρουν ότι φυτά που δέχθηκαν την επίδραση χαµηλών θερµοκρασιών άνθισαν νωρίτερα. Ο αριθµός των καρποφόρων γονάτων δεν µεταβλήθηκε µε την επίδραση των χαµηλών θερµοκρασιών και ανάλογα αποτελέσµατα αναφέρονται από τους Vasilakakis and Dana (1978) ότι δηλαδή ψυχρή µεταχείριση σε οποιοδήποτε στάδιο ανάπτυξης στις δίφορες ποικιλίες επιδρά στο χρόνο άνθησης και στο ύψος των φυτών αλλά ο αριθµός των γονάτων που φέρουν τα άνθη δεν µεταβάλλεται. Η παραγωγή αυξήθηκε µε την επίδραση των χαµηλών θερµοκρασιών Σ Χ Θ και αυτό δεν ήταν λόγω του αυξηµένου βάρους του καρπού αλλά ενδεχοµένως λόγω µεγαλύτερου αριθµού καρπών της κληµατίδας. Όσο αφορά τις διαστάσεις του καρπού αυτές δεν επηρεάστηκαν σηµαντικά από τις µεταχειρίσεις και η πορεία µείωσης του βάρους των καρπών µε την πρόοδο της συγκοµιδής ήταν παρόµοια σε όλες τις µεταχειρίσεις. Παρόµοια αποτελέσµατα αναφέρεται και από τον De-Gomez et al. (1986). Όσον αφορά τα ποιοτικά χαρακτηριστικά παρά τις κάποιες επί µέρη διαφορές που ενδεχοµένως παρατηρήθηκαν γενικά η ψυχρή µεταχείριση δεν φαίνεται να επηρέασε σηµαντικά την ποιότητα των καρπών. Η χαµηλότερη συγκέντρωση ασκορβικού οξέος στους καρπούς σε σύγκριση µε την Ενότητα Ι ενδεχοµένως οφείλεται σε κάποιο βαθµό στο ότι η προσθήκη του εκχυλιστικού διαλύµατος στο οµεγενοποιηµένο δείγµα είχε καθυστερήσει. Τα αποτελέσµατα της εργασίας αυτής υποδηλώνουν ότι µπορεί να υπάρξει καλή προοπτική για πρώιµη καλοκαιρινή παραγωγή των δίφορων κόκκινων σµέουρων στην Κύπρο και ευρύτερα στην περιοχή της Α. Μεσογείου σε πλαστικό θερµοκήπιο και υδροπονική καλλιέργεια και οι χαµηλές θερµοκρασίες µπορεί να επισπεύσουν την άνθηση και ως αποτέλεσµα την καρποφορία ώστε να προκύψει πρώιµη καλοκαιρινή παραγωγή. Ειδικότερα η έκθεση των φυτών στους 4 ºC πριν τη φύτευση για 3 συνεχόµενες εβδοµάδες έδωσε τη µεγαλύτερη παραγωγή εκτός εποχής. Η παραγωγή όµως των κόκκινων σµέουρων σε θερµότερα περιβάλλοντα απαιτεί καλύτερη κατανόηση της επίδρασης των χαµηλών θερµοκρασιών ειδικότερα στις δίφορες ποικιλίες και ο συνδυασµός ψυχρής µεταχείρισης και θερµοκηπίου µπορεί να εξυπηρετήσει το στόχο της παραγωγής εκτός εποχής. 92

97 Βιβλιογραφία 1. Brennan, R.M., McNicol, R. And Raffle, S Factors affecting out of season Rubus production. ActaHort. 505: Carew, J., T. Gillespie, J. White, H. Wainwright, R. Brennan and N. Battey The control of the annual growth cycle in raspberry. J. Hort. Sci. & Biotechn. 75: Carew, J.G., K. Mahmood, J. Darby, P. Hadley and N.H. Battey The effects of low temperature on the vegetative growth and flowering of the primocane fruiting raspberry Autumn Bliss. J. Hort. Sci. & Biotechn. 76: Dale, A., Gilley, A. And kent, E.M Performance of primocane fruiting raspberries grown in the greenhouse. J. Amer. Pomological Soc. 55(1): DeGomez, T.E., L.W. Martin and P.J. Breen Effect of nitrogen and pruning on primocane fruiting red raspberry Amity. HortSci. 21: Dijkrtra, J. and Scholtens, A Growing early and late raspberries in containers. Acta Hort. 352: Faby, R., 1993.Extension of the raspberries season with cold treatmented plants. Acta Hort. 352: Kempler, C Out of- season greenhouse production of raspberry and strawberry. ActaHort. 633: Kempler, C., Harding, B. and Ehret, D Out of season raspberry production in British Columbia. Acta Hort. 585: Lockshin, L.S. and D.C. Elfving Flowering response of Heritage red raspberry to temperature and nitrogen. HortSci. 16: Lopez-Medina, J. and Moore, N.J Chilling enhances cane elongation and flowering in primocane-fruiting blackberries. HortSci. 34(4): Meesters, P. and Pitsioudis A Extension of the harvest period of raspberries in Belgium (Moderate Maritime Climate). Acta Hort. 505: Neocleous, D., Papadopoulos, I. and Vasilakakis, M. 2005b. Growing red raspberry in soilless culture under different chilling treatments for early summer production. Small Fruits Rev. 4(4): Oliveira, B.P., Oliveira, M.C., Lopes-da-Fonseca, L. and Monteiro, A.A Off season production of primocane-fruiting red raspberry using summer pruning and polyethylene tunnels. HortSci. 31:

98 15. Oliveira, B.P., Oliveira, M.C., Machado, V.P., Lopes-da-Fonseca, L. and Monteiro, A.A Improving off season production of primocane-fruiting red raspberry by altering summer pruning inensity. HortSci. 33: Oliveira, P.B., Oliveira, C.M., Monteiro, A.A. and Lopes-da-Fonseca, L Summer-pruning intensity affects on off-season production of primocane-fruiting red Raspberries. Acta Hort. 505: Pritts, M., Robert,W., Langhans, T., Whitlow, H., Jo-Kelly, M. and Aimee, R Winter raspberry production in greenhouses.horttech. 9: Prive, J.P. and J.A. Sullivan Performance of tissue-cultured primocanefruiting red raspberries following chilling. HortSci. 26: Takeda, F Chilling affects flowering of primocane-fruiting Heritage red raspberry. Acta Hort. 352: Vasilakakis, M.D. and M.N. Dana Influence of primocane inflorescence removal on number of inflorescences and suckers in Heritage red raspberry. HortSci. 13: Vasilakakis, M.D., B.E. Struckmeyer and M.N. Dana Temperature and development of red raspberry flower buds. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 104: Vasilakakis, M.D., B.H. McCown and M.N. Dana Low temperature and flowering of primocane-fruiting red raspberries. HortSci. 15: Βασιλακάκης, M., Μικρά Οπωροφόρα. Αριστοτέλειο Πανεπιστήµιο Θεσσαλονίκης. Εκδόσεις Γ. εδούση. Θεσσαλονίκη. 94

99 Πίνακες Πίνακας 1: Η επίδραση των χαµηλών θερµοκρασιών στα βλαστικά και αναπαραγωγικά χαρακτηριστικά της ποικιλίας κόκκινων σµέουρων Autumn Bliss. Ποικιλία A. Bliss Χαµηλές Μήκος Θερµοκρασίες κληµατίδας (cm) ιάµετρος κληµατίδας (cm) Αριθµός παραφυάδων / φυτό (n) Αριθµός Καρποφόρα γονάτων / γόνατα / κληµατίδα (n) κληµατίδα (%) Παραγωγή κληµατίδας (g/cane) Βάρος καρπού (g) Μάρτυρας 211b 7.88a 7.6a 43.9a 29.9a 302b 2.2c ΣΧΘ 255a 8.08a 8.0a 42.2a 28.6a 459a 2.5b ΕΧΘ 255a 8.47a 5.4b 41.3a 26.4a 345b 2.6ab ΜΧΘ 221b 8.98a 3.0c 43.9a 28.1a 238c 2.8a ΣΧΘ: 21 ηµέρες συνεχούς επίδρασης χαµηλών θερµοκρασιών, ΕΧΘ: 14 ηµέρες εναλλάξ επίδρασης χαµηλών θερµοκρασιών, ΜΧΘ: 21 ηµέρες συνεχούς επίδρασης χαµηλών θερµοκρασιών µετά από παραµονή στ ο θερµοκήπιο Οι µέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράµµατα δεν διαφέρουν σηµαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05). Πίνακας 2: Η επίδραση των χαµηλών θερµοκρασιών στα ποιοτικά χαρακτηριστικά της ποικιλίας κόκκινων σµέουρων Autumn Bliss. Ποικιλία Χαµηλές Θερµοκρασίες Ασκορβικό οξύ - vit. C (mg/100gr f.wt) ph ιαλυτά στερεά (% Brix) Ογκοµετρ. οξύτητα (% citric acid) Ολικές ανθοκυάνες (units OD/gr f.wt) A.Bliss Μάρτυρας 21.3a 3.69a 9.17a 1.43bc 2.38b ΣΧΘ 18.0a 3.47b 8.50b 1.56a 2.69a ΕΧΘ 16.1a 3.48b 7.47c 1.49ab 2.06c ΜΧΘ 18.7a 3.64a 8.15b 1.37c 2.35b ΣΧΘ: 21 ηµέρες συνεχούς επίδρασης χαµηλών θερµοκρασιών, ΕΧΘ: 14 ηµέρες εναλλάξ επίδρασης χαµηλών θερµοκρασιών, ΜΧΘ: 21 ηµέρες συνεχούς επίδρασης χαµηλών θερµοκρασιών µετά από παραµονή στ ο θερµοκήπιο Οι µέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράµµατα δεν διαφέρουν σηµαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05). 95

100 Σχήµατα Αριθµός παραφυάδων 9 Μάρτυρας 8 ΣΧΘ y = 0,7595x + 0, ΕΧΘ 6 ΜΧΘ y = 0,9733x - 2, y = 0,5575x - 0, y = 0,1237x + 1, /27 3/6 3/13 3/21 3/27 4/10 4/22 4/29 5/9 5/29 Ηµεροµηνία Σχήµα 1: Επίδραση των χαµηλών θερµοκρασιών στην παραγωγή παραφυάδων. Αποτυπώνονται οι εξισώσεις ευθύγραµµης συσχέτισης (R 2 =0.959, R 2 =0.897, R 2 =0.849, R 2 =0.864 για Μάρτυρα, ΣΧΘ, ΕΧΘ και ΜΧΘ αντίστοιχα). Τα τόξα δείχνουν την έναρξη της ανθοφορίας. ΣΧΘ: 21 ηµέρες συνεχούς επίδρασης χαµηλών θερµοκρασιών, ΕΧΘ: 14 ηµέρες εναλλάξ επίδρασης χαµηλών θερµοκρασιών, ΜΧΘ: 21 ηµέρες συνεχούς επίδρασης χαµηλών θερµοκρασιών µετά από παραµονή στ ο θερµοκήπιο S.E.D % Ανθοφορία % Ανθοφορία /4 4/22 5/7 5/19 5/29 6/27 Ηµεροµηνία 0 Μάρτυρας ΣΧΘ ΕΧΘ ΜΧΘ Σχήµα 2: Πρόοδος της άνθησης των φυτών κόκκινου σµέουρου ποικιλίας Autumn Bliss υπό την επίδραση χαµηλών θερµοκρασιών. Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλµα του µέσου όρου (±SE, n=6). ΣΧΘ: 21 ηµέρες συνεχούς επίδρασης χαµηλών θερµοκρασιών, ΕΧΘ: 14 ηµέρες εναλλάξ επίδρασης χαµηλών θερµοκρασιών, ΜΧΘ: 21 ηµέρες συνεχούς επίδρασης χαµηλών θερµοκρασιών µετά από παραµονή στ ο θερµοκήπιο 96

101 Μήκος ή ιάµετρος 20,0 19,5 19,0 18,5 18,0 17,5 17,0 16,5 16,0 15,5 15,0 14,5 Μήκος ιάµετρος Αρ.δρυπ ιδίων Μάρτυρας ΣΧΘ ΕΧΘ ΜΧΘ 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 Αριθµός δρυπιδίων Σχήµα 3: Η επίδραση των χαµηλών θερµοκρασιών στο µήκος, τη διάµετρο και τον αριθµό των δρυπιδίων στους καρπούς της ποικιλίας Autumn Bliss. Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλµα του µέσου όρου (±SE, n=6). ΣΧΘ: 21 ηµέρες συνεχούς επίδρασης χαµηλών θερµοκρασιών, ΕΧΘ: 14 ηµέρες εναλλάξ επίδρασης χαµηλών θερµοκρασιών, ΜΧΘ: 21 ηµέρες συνεχούς επίδρασης χαµηλών θερµοκρασιών µετά από παραµονή στ ο θερµοκήπιο Μάρτυρας ΣΧΘ ΕΧΘ ΜΧΘ Βάρος καρπού (g) 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 S.E.D. 27-2/6 3-11/ /6 26-3/7 Ηµεροµηνία Σχήµα 4: Η επίδραση των χαµηλών θερµοκρασιών στο βάρος των καρπών της ποικιλίας Autumn Bliss σε συνάρτηση µε την πρόοδο της συγκοµιδής. Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλµα του µέσου όρου (±SE, n=6). ΣΧΘ: 21 ηµέρες συνεχούς επίδρασης χαµηλών θερµοκρασιών, ΕΧΘ: 14 ηµέρες εναλλάξ επίδρασης χαµηλών θερµοκρασιών, ΜΧΘ: 21 ηµέρες συνεχούς επίδρασης χαµηλών θερµοκρασιών µετά από παραµονή στ ο θερµοκήπιο 97

102 ( ml/φυτό/ηµέρα ) ml/φυτό/ηµέρα Μέσο µήκος κληµατίδας α) Μήκος κληµατίδας (cm) 0 12/27 1/20 1/28 2/10 2/26 3/11 3/28 4/14 4/24 5/6 6/2 Ηµεροµηνία ( ml/φυτό/ηµέρα ) ml/φυτό/ηµέρα T C β) ( T C ) 0 12/27 1/20 1/28 2/10 2/26 3/11 3/28 4/14 4/24 5/6 6/2 Ηµεροµηνία 0 Σχήµα 5: Η επίδραση α) µέσου µήκους κληµατίδας και β) της θερµοκρασίας στις απαιτήσεις σε νερό στα φυτά της δίφορης ποικιλίας Autumn Bliss σε υδροπονική καλλιέργεια. 98

103 ΕΝΟΤΗΤΑ ΙΙ.2: ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ ΦΥΤΕΥΣΗΣ ΚΑΙ ΚΛΑ ΕΜΑΤΟΣ ΜΕ ΣΤΟΧΟ ΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΟΚΚΙΝΩΝ ΣΜΕΟΥΡΩΝ ΕΚΤΟΣ ΕΠΟΧΗΣ ΙΙ.2.1. Περίληψη Για την παραγωγή σµέουρων εκτός εποχής έγινε προγραµµατισµός φύτευσης και κλαδέµατος των φυτών της δίφορης ποικιλίας κόκκινων σµέουρων (Rubus idaeus L.) Autumn Bliss. Φυτά ιστοκαλλιέργειας φυτεύτηκαν στο θερµοκήπιο σε υδροπονική καλλιέργεια στις 15 Σεπτεµβρίου Τα φυτά µετά το πέρας της πρώτης καρποφορίας (Ιαν. Φεβ., 97.4 g/φυτό) κλαδεύτηκαν στις 17 Φεβρουαρίου, 12 Μαΐου, 2 Ιουλίου και 1 Σεπτεµβρίου και καρποφόρησαν τις περιόδους Απρίλιο Ιούλιο (365 g/φυτό), Αύγουστο Οκτώβριο (279 g/φυτό), Σεπτέµβριο εκέµβριο (304 g/φυτό) και Νοέµβριο Ιανουάριο (159 g/φυτό) αντίστοιχα. Ποσοστό 86% της συνολικής παραγωγής συγκοµίστηκε εκτός της κανονικής περιόδου συγκοµιδής το οποίο αντιστοιχούσε σε 417 g ανά τρέχων µέτρο καλλιέργειας. Η εργασία αυτή επιβεβαιώνει τη δυνατότητα παραγωγής σµέουρων εκτός εποχής προγραµµατίζοντας την ηµεροµηνία φύτευσης και κλαδέµατος των φυτών. ΙΙ.2.2. Εισαγωγή Οι δίφορες ποικιλίες (primocane - fruiting cultivars) κόκκινων σµέουρων χρησιµοποιούνται συχνά για παραγωγή αργότερα της κανονικής περιόδου παραγωγής. Η χρήση πλαστικών τουνελιών και το κλάδεµα της νέας βλάστησης την άνοιξη ή νωρίς το καλοκαίρι µπορεί να καθυστερήσει την παραγωγή σε µη θερµαινόµενα θερµοκήπια και σε περιοχές µε ήπιο χειµώνα (Oliveira et al., 1999). Επίσης οι δίφορες ποικιλίες σε ένα σύστηµα καλλιέργειας σε γλάστρες µπορούν να δώσουν χειµερινή παραγωγή (Dale et al., 2001). Ο Oliveira et al. (1994, 1996) αναφέρει ότι η ηµεροµηνία κλαδέµατος είναι σηµαντική αφού το κλάδεµα των κληµατίδων το καλοκαίρι µπορεί να δώσει παραγωγή το φθινόπωρο χειµώνα αλλά καθυστερηµένη κοπή των κληµατίδων µπορεί να δώσει καινούργιες κληµατίδες των οποίων η ανάπτυξη να συµπέσει µε χαµηλότερες θερµοκρασίες και ηλιακή ακτινοβολία µε αποτέλεσµα την περιορισµένη παραγωγή. Ο Rosati et al. (1999) αναφέρει ότι όταν οι κληµατίδες αφαιρέθηκαν τον Φεβρουάριο σε Ελλάδα, Ιταλία και Ισπανία τα φυτά καρποφόρησαν από αρχές Ιουνίου, ενώ όταν 99

104 αφαιρέθηκε το τµήµα των κληµατίδων που καρποφόρησε µόνο, η παραγωγή άρχισε αρχές Μαΐου και ήταν µεγαλύτερη. Επίσης όταν οι κληµατίδες αφαιρέθηκαν τον Ιούλιο έδωσαν παραγωγή Νοέµβριο Ιανουάριο αλλά η παραγωγή ήταν περιορισµένη. Σκοπός της εργασίας αυτής ήταν να µελετήσει την επίδραση της ηµεροµηνίας φύτευσης και κλαδέµατος των φυτών στην εκτός εποχής παραγωγή κόκκινων σµέουρων σε συνθήκες θερµοκηπίου και υδροπονικής καλλιέργειας. ΙΙ.2.3. Υλικά και Μέθοδοι Το πείραµα έγινε κατά την περίοδο Φυτά ιστοκαλλιέργειας (8 10 εβδοµάδων) της ποικιλίας Autumn Bliss που παρήχθησαν στην εταιρεία Haberlii (Ελβετία) στάλθηκαν στο Ινστιτούτο Γεωργικών Ερευνών της Κύπρου το Σεπτέµβριο Το φυτικό υλικό εγκαταστάθηκε στο σύστηµα καλλιέργειας όπως περιγράφεται στην Ενότητα Ι και σε αποστάσεις φύτευσης επί του καναλιού 0.4 µ. ώστε όµως να φυτεύονται 12 φυτά/6µ. κανάλι. Αφέθηκαν να αναπτυχθούν όλες οι παραφυάδες ώστε όµως να έχουµε πάντοτε <12 κληµατίδες / τρέχων µέτρο καλλιέργειας (Allen, 1988). Σαν θερµοκρασία ασφαλείας τέθηκαν οι 10 C και για την αποφυγή δηµιουργίας θυλάκων υγρασίας ιδιαίτερα κατά τις πρώτες πρωινές ώρες λειτουργούσε εξαερισµός 15 min/2ώρες. Η θερµοκρασία ασφαλείας τέθηκε ώστε να αποφευχθεί περίοδος βραδείας ανάπτυξης των φυτών µε βάση την εµπειρία από το πείραµα στην Ενότητα ΙΙ.1. Κατά τη διάρκεια του πειράµατος η µέση ελάχιστη θερµοκρασία ήταν 14.3 ο C, η µέση µέγιστη 32.0 ο C και η σχετική υγρασία 35.1 και 78.9% αντίστοιχα. Η φωτοσυνθετικά ενεργός ακτινοβολία 2 ώρες µετά την ανατολή του ήλιου κυµάνθηκε µεταξύ µmol/m 2 /s (Model Li6200, Li Cor, Lincoln, Nebr., USA). Οι µονάδες θερµότητας (heat accumulations units) υπολογίστηκαν σύµφωνα µε τον Hoover et al. (1989). Κατά τη διάρκεια της καλοκαιρινής περιόδου για την αποφυγή υπερβολικά ψηλών θερµοκρασιών (>35 ο C) και ήλιο-εγκαυµάτων στους καρπούς αφαιρέθηκε το πλαστικό κάλυψης της οροφής του θερµοκηπίου και αντικαταστήθηκε µε πλαστικό δίχτυ σκίασης 60% (Renquist et al., 1987, 1989). Η τεχνική της καλλιέργειας περιγράφεται στην Ενότητα Ι. Οι µεταχειρίσεις περιλάµβαναν: τα φυτά µετά τη φύτευση τους στις 15/9/2003 αναπτύχθηκαν και καρποφόρησαν την περίοδο του χειµώνα. Ακολούθως στις 17 Φεβ., 12 Μαίου, 2 Ιουλ. και 1 Σεπτ. τα φυτά κλαδεύτηκαν (αραίωµα κορυφολόγηµα) ώστε να 100

105 παραµένουν µόνο 2-3 κορυφολογηµένες κληµατίδες που καρποφόρησαν, και νεαρές παραφυάδες <20 εκ. Η αύξηση συνεχίστηκε από τις υπάρχουσες νεαρές παραφυάδες και τους πλάγιους βλαστούς των κορυφολογηµένων κληµατίδων. Ο αριθµός των παραφυάδων που αφήνονταν να αναπτυχθούν ήταν πάντα <12 κληµατίδες / τρέχων µέτρο και επιπλέον κληµατίδες αφαιρούνταν. Οι ηµεροµηνίες κλαδέµατος σχεδιάστηκαν ως τυχαιοποιηµένο σχέδιο πλήρων οµάδων. Ο αριθµός των επαναλήψεων ήταν 4 και κάθε επανάληψη περιελάµβανε δύο 6 µ. µήκους κανάλια, 12 φυτά στο καθένα. Ένας αριθµός 6 φυτών (3 φυτά/κανάλι), για κάθε επανάληψη, σηµαδεύτηκαν για να γίνονται όλες οι παρατηρήσεις. Τα στοιχεία αναλύθηκαν µε το στατιστικό πακέτο SAS/ASSIST (SAS Institute, Cary, NC), ανάλυση παραλλακτικότητας (ANOVA) και σύγκριση των µ. όρων µε το κριτήριο Duncan (α=0.05). Τα ακόλουθα χαρακτηριστικά µετρήθηκαν. 1) παραγωγή των φυτών 2) µήκος κληµατίδας. 3) αριθµός γονάτων 4) αριθµός φύλλων 5) διάµετρος κληµατίδας 6) αριθµός καρποφόρων γονάτων 7) αριθµός παραφυάδων Η παραγωγή των φυτών υπολογίστηκε και ανά τρέχων µέτρο καλλιέργειας λαµβάνοντας υπόψη ότι στο 6 µ. κανάλι καλλιέργειας υπήρχαν 12 φυτά. Οι υπόλοιπες παρατηρήσεις πάρθηκαν όπως περιγράφεται στην Ενότητα Ι. Τα στοιχεία της βλαστικής αύξησης λήφθηκαν στο τέλος της περιόδου καρποφορίας και τα στοιχεία συγκοµιδής των καρπών λαµβάνονταν 2 φορές την εβδοµάδα. ΙΙ.2.4. Αποτελέσµατα ΙΙ Χρονοδιάγραµµα συγκοµιδών και απόδοση Κατά την περίοδο τόσο η φύτευση στις 15 Σεπτεµβρίου όσο και το κλάδεµα (αραίωµα-κορυφολόγηµα) των κληµατίδων στις 17 Φεβρουαρίου, 12 Μαΐου, 2 Ιουλίου και 1 Σεπτεµβρίου έδωσαν συγκοµιδές εκτός εποχής. Η φύτευση στις 15 Σεπτεµβρίου είχε ως αποτέλεσµα την έναρξη της καρποφορίας στις 13 Ιανουαρίου η οποία 101

106 ολοκληρώθηκε στις 17 Φεβρουαρίου και η συνολική απόδοση ήταν 97.4 g/φυτό µε το µέγιστο της παραγωγής να προσδιορίζεται αρχές Φεβρουαρίου (Πίνακας 1, Σχήµα 1). Το κλάδεµα των κληµατίδων στις 17 Φεβρουαρίου έδωσε έναρξη της καρποφορίας από 30 Απριλίου µέχρι 2 Ιουλίου και η συνολική απόδοση ήταν 365 g/φυτό. Η εκτός εποχή παραγωγή από 30 Απριλίου έως 2 Ιουνίου ήταν 232 g/φυτό, δηλαδή το 64% της συνολικής παραγωγής (Πίνακας 1, Σχήµα 1). Το κλάδεµα στις 12 Μαΐου έδωσε έναρξη της καρποφορίας από 3 Αυγούστου έως 11 Οκτωβρίου, και η συνολική απόδοση ήταν 279 g/φυτό. Η εκτός εποχή παραγωγή περιλαµβάνεται 249 g/φυτό, αριθµός που αντιστοιχούσε στο 90% της συνολικής παραγωγής (Πίνακας 1). Το κλάδεµα στις 2 Ιουλίου έδωσε καρποφορία από 17 Σεπτεµβρίου έως 2 εκεµβρίου. Η παραγωγή ανήλθε στα 304 g/φυτό και ήταν όλη εκτός εποχής (Πίνακας 1, Σχήµα 1). Τέλος το κλάδεµα την 1 Σεπτεµβρίου έδωσε καρποφορία που άρχισε 10 Νοεµβρίου και τελείωσε 22 Ιανουαρίου. Η συνολική παραγωγή ήταν 159 g/φυτό και ήταν όλη εκτός εποχής. (Πίνακας 1, Σχήµα1). Οι πιο πάνω παραγωγές υπολογιζόµενες ανά τρέχων µέτρο καλλιέργειας φαίνονται στον Πίνακα 1. Η έναρξη της καρποφορίας πάντοτε γινότανε από τους καρποφόρους πλάγιους των κορυφολογηµένων κληµατίδων και συνεχιζόταν από την καρποφορία των νέων παραφυάδων. Η διαφορά αυτή ήταν περίπου 1-1 1/2 µήνας. ΙΙ Στοιχεία αύξησης Το µήκος των κληµατίδων κυµάνθηκε από 1.4 µ. έως 2.4 µ. (Πίνακας 2). Τα φυτά στα οποία έγινε κλάδεµα στις 17 Φεβρουαρίου και 12 Μαΐου έδωσαν τις µακρύτερες κληµατίδες (2.0 και 2.4 µ. αντίστοιχα) σε αντίθεση µε τις χαµηλότερες κληµατίδες όταν έγινε το κλάδεµα την 1 Σεπτεµβρίου και η φύτευση στις 15 Σεπτεµβρίου (1.4 και 1.6 µ. αντίστοιχα, Πίνακας 2). Επίσης την ίδια πορεία ακολούθησε και η διάµετρος των κληµατίδων αφού η µεγαλύτερη διάµετρος παρατηρήθηκε στα φυτά που κλαδεύτηκαν στις 17 Φεβρουαρίου και 12 Μαΐου (8.7 και 8.1 εκ. αντίστοιχα), και η µικρότερη διάµετρος όταν το κλάδεµα έγινε 1 Σεπτεµβρίου ή όταν έγινε φύτευση στις 15 Σεπτεµβρίου (4.5 και 5.5 εκ. αντίστοιχα, Πίνακας 2). Ο αριθµός των γονάτων και φύλλων των κληµατίδων δεν παρουσίασε σηµαντικές διαφορές µεταξύ των µεταχειρίσεων (Πίνακας 2). Τα αναπαραγωγικά γόνατα που σχηµατίστηκαν στις κληµατίδες των φυτών που κλαδεύτηκαν στις 17 Φεβρουαρίου ήταν στατιστικά περισσότερα από τις υπόλοιπες ηµεροµηνίες κλαδέµατος και φύτευσης (Πίνακας 2). 102

107 Ο αριθµός των ηµερών από την ηµεροµηνία κλαδέµατος µέχρι το πέρας της καρποφορίας ήταν περίπου παρόµοιος σε όλες τις µεταχειρίσεις κλαδέµατος και την ηµεροµηνία φύτευσης (Πίνακας 3). Εντούτοις η διάρκεια της βλαστικής περιόδου ήταν µεγαλύτερη και της συγκοµιδής µικρότερη στα φυτά που φυτεύτηκαν στις 15 Σεπτεµβρίου από όλες τις µεταχειρίσεις κλαδέµατος που ακολούθησαν (Πίνακας 3). Ως µέσο όρο όλων των µεταχειρίσεων τα φυτά είχαν ένα βλαστικό κύκλο των 148 ηµερών. Όσο αφορά το σύνολο των µονάδων θερµότητας που συγκέντρωσαν τα φυτά κατά τη διάρκεια του βλαστικού κύκλου από τον πίνακα φαίνεται ότι όσα φυτά είχαν τµήµα του βλαστικού τους κύκλου κατά τη διάρκεια της θερινής περιόδου συγκέντρωσαν πολύ περισσότερες µονάδες θερµότητας (Πίνακας 3). ΙΙ.4.3. Συζήτηση Η εργασία αυτή επιβεβαιώνει τη δυνατότητα παραγωγής σµέουρων εκτός εποχής προγραµµατίζοντας την ηµεροµηνία φύτευσης και κλαδέµατος των κληµατίδων. Κάτω από τις συγκεκριµένες συνθήκες του πειράµατος το 86% της παραγωγής συγκοµίσθηκε περίοδο η οποία θεωρείται εκτός της κανονικής περιόδου συγκοµιδής. Ο µέσος όρος παραγωγής (για όλες τις µεταχειρίσεις) εκτός εποχής ανά µέτρο φύτευσης ήταν 417 g.m -1 από τα 482 g.m -1 που ήταν το σύνολο της παραγωγής. Για την ίδια ποικιλία ο Rosati et al. (1999) σε ένα πείραµα µε παρόµοιο σχεδιασµό στα Χανιά της Κρήτης βρήκε περίπου το ίδιο ύψος παραγωγής ανά τρέχων µέτρο καλλιέργειας. Η φύτευση των φυτών στις 15 Σεπτεµβρίου και το κλάδεµα Ιουλίου και Σεπτεµβρίου έδωσαν µικρότερο µήκος κληµατίδων και η υπεροχή στη βλαστική αύξηση της µεταχείρισης 17 Φεβρουαρίου ενδεχοµένως οφείλεται στις ευνοϊκότερες συνθήκες θερµοκρασίας και τη µεγαλύτερη περίοδο ακτινοβολίας κατά την περίοδο ανάπτυξης των κληµατίδων (Carew et al., 2003). Το ότι οι ψηλές θερµοκρασίες επηρεάζουν αρνητικά την αύξηση και την καρποφορία των φυτών έχει ήδη αναφερθεί (Percival et al., 1996; Carew et al, 2000b; Stafne et al.,2001). Έτσι και στην εργασία αυτή τα φυτά που µέρος της αύξησης και της καρποφορίας τους προσδιοριζόταν την θερινή περίοδο ενώ συγκέντρωναν πολύ περισσότερες µονάδες θερµότητας ο βλαστικός κύκλος τους δεν ήταν συντοµότερος και δεν καρποφόρησαν νωρίτερα, ενδεχοµένως γιατί τα φυτά ακολουθούν ένα εσωτερικό κύκλο βλάστησης. Επιπλέον και η σκίαση την περίοδο αυτή 103

108 ενδεχοµένως δεν ευνόησε την επίσπευση του βλαστικού κύκλου (Percival et al., 1996). Συµπερασµατικά, µε φύτευση στις 15 Σεπτεµβρίου και κλάδεµα στις 2 Ιουλίου επιτυγχάνεται η µεγαλύτερη παραγωγή εκτός εποχής σε δύο συνεχόµενα έτη. Φυσικά για να γίνει δυνατή η καλύτερη προσαρµογή και απόδοση των φυτών σε ένα τέτοιο σύστηµα καλλιέργειας και γενικά η βελτίωση του όλου συστήµατος παραγωγής, πρέπει να γίνει καλύτερα κατανοητή η συγκέντρωση και κατανοµή των υδατανθράκων στο φυτό κατά τη διάρκεια του βλαστικού κύκλου. 104

109 Βιβλιογραφία 1. Allen, J Raspberries: cane management and training. ADAS fruit group. P Carew, J., Hadley, P., Darby, J. and Battey, N.H. 2000b. The effect of temperature on the vegetative growth and reproductive development of the primocane fruiting raspberry Autumn Bliss. Acta Hort. 505: Carew, J., Mahmood, K., Darby, J., Hadley, P. and Battey, N.H The effect of temperature, photosynthetic photon flux density, and photoperiod on the vegetative growth and flowering of Autumn Bliss raspberry. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 128: Dale, A., Gilley, A. And kent, E.M Performance of primocane fruiting raspberries grown in the greenhouse. J. Amer. Pomological Soc. 55(1): Hoover, E., Luby, J., Bedford, D., Pritts, M., Hanson, E., Dale, A. and Daubeny, H Temperature influence on harvest date and cane development of primocane fruiting red raspberries. Acta Hort. 262: Oliveira, B.P., Oliveira, M.C., Lopes-da-Fonseca, L. and Monteiro, A.A Off season production of primocane-fruiting red raspberry using summer pruning and polyethylene tunnels. HortSci. 31: Oliveira, P., Lopes-da-Fonseca, L. and Monteiro, A Influence of summer pruning on winter production of primocane-fruiting red raspberry under protected cultivation in mild winter climates. Acta Hort. 357: Oliveira, P.B., Oliveira, C.M., Monteiro, A.A. and Lopes-da-Fonseca, L Summer-pruning intensity affects on off-season production of primocane-fruiting red Raspberries. Acta Hort. 505: Percival, D.C., Proctor, J.T.A. and Tsujita, M.J Whole-plant net CO 2 exchange of raspberry as influenced by air and root-zone temperature, CO 2 concentration, irradiation, and humidity. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 121: Renquist, A.R., Hughes, H.G. and Rogoyski, M.K Solar injury of raspberry fruit. HortSci. 22:

110 11. Renquist, A.R., Hughes, H.G. and Rogoyski, M.K Combined high temperature and ultraviolet radiation injury of raspberry fruit. HortSci. 24: Rosati, P., Mezzetti, B., Knight, V., Lim, K.Y., Trajkovsky, V., Sjostedt, B., Greco, I., Martelli, G., Lionaki, S., Stavroylakis, G., Ciorda, M. and Polledo, A Expanding the adaptaton and production area of Rubus in Europe. Acta Hort. 505: Stafne, E.T., Clark, J.R. and Rom, C.R Leaf gas exchange response of Arapaho blackberry and six red raspberry cultivars to moderate and high temperatures. HortSci. 36:

111 Πίνακες Πίνακας 1: Επίδραση της ηµεροµηνίας φύτευσης και κλαδέµατος στην συνολική και εκτός εποχής παραγωγή των φυτών, ανά φυτό και µέτρο καλλιέργειας, της ποικιλίας κόκκινων σµέουρων Autumn Bliss. Ηµεροµηνία Μεταχείρηση Συνολική απόδοση (g / φυτό) **Υπολ. συνολική απόδοση (g / m) Εκτός εποχής απόδοση (g / φυτό) **Υπολ. εκτός εποχής απόδοση (g / m) 15 Σεπτ. Φύτευση 97.4c 195c 97.4c 195c 17 Φεβ. *Κλάδεµα 366a 732a 232ba 464ba 12 Μαίου *Κλάδεµα 279b 558b 250ba 500ba 2 Ιουλ. *Κλάδεµα 304ba 608ba 304a 608a 1 Σεπτ. *Κλάδεµα 159c 318c 159bc 318bc *Κορυφολόγηµα και αραίωµα των κληµατίδων, **Υπολογιζόµενη απόδοση ανά τρέχων µέτρο καλλιέργειας (12 φυτά / 6 m) Οι µέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράµµατα δεν διαφέρουν σηµαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05). Πίνακας 2: Επίδραση της ηµεροµηνίας φύτευσης και κλαδέµατος στα βλαστικά χαρακτηριστικά των κληµατίδων της ποικιλίας κόκκινων σµέουρων Autumn Bliss. Ηµεροµηνία Μεταχείρηση Μήκος κληµατίδας (cm) ιάµετρος κληµατίδας (cm) Αριθµός γονάτων / κληµατίδα (n) Καρποφόρα γόνατα / κληµατίδα (n) 15 Σεπτ. Φύτευση 1.57c 5.47b 33.5a 10.3b 17 Φεβ. *Κλάδεµα 1.95b 8.69a 36.9a 16.1a 12 Μαίου *Κλάδεµα 2.40a 8.06a 36.6a 11.1b 2 Ιουλ. *Κλάδεµα 1.67bc 5.55b 35.6a 9.5b 1 Σεπτ. *Κλάδεµα 1.39c 4.47c 33.1a 9.9b *Κορυφολόγηµα και αραίωµα των κληµατίδων Οι µέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράµµατα δεν διαφέρουν σηµαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05). Πίνακας 3: Επίδραση της ηµεροµηνίας φύτευσης και κλαδέµατος στη διάρκεια του βλαστικού κύκλου των κληµατίδων, σε συνάρτηση µε τη συνολική συγκέντρωση των µονάδων θερµότητας της ποικιλίας κόκκινων σµέουρων Autumn Bliss. Ηµεροµηνία Μεταχείρηση Βλαστικός κύκλος κληµατίδων (ηµέρες) Σύνολο µονάδων θερµότητας (Σ C) 15 Σεπτ. Φύτευση Φεβ. *Κλάδεµα Μαίου *Κλάδεµα Ιουλ. *Κλάδεµα Σεπτ. *Κλάδεµα *Κορυφολόγηµα και αραίωµα των κληµατίδων 107

112 Σχήµατα (1) Φ 120 Σ 0 35 Σ 1 15 Σεπτ. 13 Ιαν 17 Φεβ (2) Κ 73 Σ 0 64 Σ 1 17 Φεβ. 30 Απρ. 2 Ιουλ. (3) Κ 83 Σ 0 69 Σ 1 12 Μάιου 3 Αυγ. 11 Οκτ. (4) Κ 77 Σ 0 76 Σ 1 2 Ιουλ. 17 Σεπτ. 2 εκ. (5) Κ 70 Σ 0 73 Σ 1 1 Σεπτ. 10 Νοεµ. 22 Ιαν. Σχήµα 1: Ηµεροµηνίες φύτευσης (Φ) και κλαδέµατος (Κ) και αριθµός ηµερών από την ηµεροµηνία φύτευσης ή κλαδέµατος µέχρι την αρχή (Σ 0 ) και το τέλος (Σ 1 ) της συγκοµιδής των φυτών της ποικιλίας κόκκινων σµέουρων Autumn Bliss. Οι αριθµοί δείχνουν τον αριθµό ηµερών µεταξύ κάθε ηµεροµηνίας. 1) Φύτευση 15 Σεπτέµβριος, 2) Κλάδεµα 17 Φεβρουάριος, 3) Κλάδεµα 12 Μαΐου, 4) Κλάδεµα 2 Ιουλίου, και 5) Κλάδεµα 1 Σεπτεµβρίου. 108

113 ΕΝΟΤΗΤΑ III: ΕΠΙ ΡΑΣΗ ΚΛΙΜΑΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΑΛΛΩΝ ΠΑΡΑΓΟΝΤΩΝ ΣΕ ΟΡΙΣΜΕΝΕΣ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΥΣ ΤΩΝ ΦΥΤΩΝ ΚΑΙ ΟΡΙΣΜΕΝΑ ΠΟΙΟΤΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΚΑΡΠΩΝ, ΣΤΑ ΚΟΚΚΙΝΑ ΣΜΕΟΥΡΑ (Rubus ideaus L.), ΣΤΗΝ Α. ΜΕΣΟΓΕΙΟ Γενική Εισαγωγή Κάθε φυτικός οργανισµός έχει προσαρµοσθεί µέσω της εξέλιξης να αναπτύσσεται χωρίς προβλήµατα µέσα σε καθορισµένα όρια συνθηκών περιβάλλοντος (βέλτιστες συνθήκες). Εάν εποµένως παραβιαστούν τα βέλτιστα αυτά όρια, ο φυτικός οργανισµός θα επιβαρυνθεί και θα επηρεασθεί δυσµενώς (Καραµπουρνιώτης, 2003). Τα φυτά βρίσκονται σε ένα συνεχώς µεταβαλλόµενο ενεργειακό περιβάλλον µέσα στο οποίο θα πρέπει να αυξηθούν και να αποδώσουν (Γεράκης, 1992). Έτσι η αναγνώριση και κατανόηση των επιδράσεων που ασκούνται στα φυτά και η δυνατότητα προσαρµογής στο σύστηµα καλλιέργειας είναι ένας δρόµος που µπορεί να ακολουθήσει ο επιστήµονας γεωπόνος για να βελτιώσει την παραγωγικότητα και να επιτύχει το επιθυµητό αποτέλεσµα. III.1: ΕΠΟΧΙΑΚΕΣ ΑΛΛΑΓΕΣ ΣΕ ΟΡΙΣΜΕΝΕΣ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΥΣ ΣΤΑ ΦΥΤΑ ΚΟΚΚΙΝΟΥ ΣΜΕΟΥΡΟΥ (Rubus ideaus L. Autumn Bliss ) ΙΙΙ.1.1. Περίληψη Μελετήθηκαν οι εποχιακές αλλαγές σε ορισµένες φυσιολογικές παραµέτρους στα φυτά κόκκινου σµέουρου ποικιλίας Autumm Bliss. Τα φυτά αναπτύχθηκαν σε σύστηµα υδροπονικής καλλιέργειας, σε συνθήκες θερµοκηπίου εκτός της περιόδου του καλοκαιριού όταν αντικαταστάθηκε το πλαστικό κάλυψης µε δίχτυ σκίασης 60-70%. Για το σκοπό αυτό λήφθηκαν µετρήσεις στο ρυθµό φωτοσύνθεσης, αγωγιµότητας των στοµάτων, CO 2 στους µεσοκυττάριους χώρους, περιεκτικότητας σε χλωροφύλλη, θερµοκρασίας των φύλλων, καθώς επίσης και στη φωτοσυνθετικά ενεργό ακτινοβολία και στη σχετική υγρασία του αέρα. Το χειµώνα της ίδιας χρονιάς καταγράφηκε επίσης η ηµερήσια διακύµανση της φωτοσύνθεσης και της αγωγιµότητας των στοµάτων των φύλλων. Επίσης την άνοιξη µελετήθηκε και η επίδραση της καρποφορίας στη φωτοσυνθετική δραστηριότητα των φύλλων. 109

114 Η φωτοσυνθετική δραστηριότητα (Pn) των νεαρών φύλλων είχε τη µεγαλύτερη τιµή την άνοιξη τη µικρότερη το καλοκαίρι ενώ το χειµώνα και φθινόπωρο είχε ενδιάµεσες τιµές. Η φωτοσυνθετικά ενεργός ακτινοβολία και η σχετική υγρασία επηρέασαν θετικά τη φωτοσυνθετική δραστηριότητα ενώ η θερµοκρασία των φύλλων είχε αρνητική συσχέτιση µε τη φωτοσύνθεση. Επίσης η συγκέντρωση των φύλλων σε χλωροφύλλη (a, b, a+b) είχε σηµαντικό βαθµό συσχέτισης µε τη φωτοσύνθεση ως µέσοι όροι όλων των εποχών. Η αγωγιµότητα των στοµάτων (Cs) είχε τη µικρότερη τιµή κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού, και η συγκέντρωση CO 2 στους µεσοκυττάριους χώρους κινήθηκε αντίθετα µε την πορεία της φωτοσύνθεσης. Η φωτοσυνθετική δραστηριότητα και η αγωγιµότητα των στοµάτων διαφοροποιήθηκαν κατά τη διάρκεια της µέρας µε τις µεγαλύτερες τιµές να παρατηρούνται τις πρώτες ώρες µετά την ανατολή του ήλιου. Τέλος η καρποφορία των κληµατίδων δεν επηρέασε τη φωτοσυνθετική δραστηριότητα των φύλλων. Τα αποτελέσµατα αυτά υποδηλώνουν ότι ενδεχοµένως υπάρχει δυνατότητα καλύτερης διαχείρισης των φυτών των σµέουρων όταν καλλιεργούνται σε συνθήκες θερµοκηπίου για εκτός εποχής παραγωγή, έχοντας υπόψη την επίδραση του περιβάλλοντος στις φυσιολογικές παραµέτρους. ΙΙΙ.1.2. Εισαγωγή Η αύξηση των φυτών εξαρτάται κυρίως από το ισοζύγιο των οργανικών ουσιών που παράγεται µε τη φωτοσύνθεση και εκείνο που καταναλώνεται µε την αναπνοή (McCree, 1986; Dutton et al., 1988). Έτσι η αποδοτικότητα µιας καλλιέργειας επηρεάζεται από διάφορους παράγοντες είτε εξωτερικούς είτε εσωτερικούς που µπορούν να επηρεάσουν τις πιο πάνω λειτουργίες (Καράταγλης, 1992). Η φωτοσύνθεση είναι µια από τις ευαίσθητες στη θερµοκρασία παραµέτρους, η οποία ρυθµίζει την αύξηση του φυτού (Jones, 1992). Η βιβλιογραφία (Sams and Flore, 1982; Hancock et al., 1992) αναφέρει την αρνητική επίδραση της ψηλής θερµοκρασίας στη φωτοσυνθετική ικανότητα των φυτών των ψυχρών περιοχών όπως είναι και τα κόκκινα σµέουρα. Γενικά για τα σµέουρα αναφέρεται (Fernandez and Pritts, 1994; Percival et al., 1996) θερµοκρασία γύρω στους 20 ºC για βέλτιστη φωτοσύνθεση και αύξηση. Επίσης το επίπεδο µmol.m -2.s -1 φωτοσυνθετικά ενεργού ακτινοβολίας αναφέρεται (Fernandez and Pritts, 1994) ως 110

115 σηµείο φωτοκορεσµού όπως και σε άλλα είδη ξυλωδών φυτών (Bordman, 1977; Lakso and Seeley, 1978). Οι Fernandez and Pritts (1994) παρατήρησαν ότι ο ρυθµός φωτοσύνθεσης µειώνεται µε την άνοδο της θερµοκρασίας από τους 15 στους 40 ο C για την ποικιλία κόκκινων σµέουρων Titan. O Percival et al. (1996) βρήκαν για την ποικιλία Heritage ότι ο ρυθµός φωτοσύνθεσης στους 35 ο C µειώθηκε στα 4 µmol.m -2.s -1 και καταλήγουν ότι θερµοκρασίες >20 ο C µειώνουν την φωτοσύνθεση. Επίσης ο Stafne et al. (2001) βρήκαν ότι ο ρυθµός φωτοσύνθεσης µειώνεται από τους ο C για ένα αριθµό ποικιλιών σµέουρων (συµπεριλαµβανοµένης και της Autumn Bliss ), και βατόµουρων. Επίσης ο Prive et al. (1997) βρήκαν για φυτά γλάστρας της ποικιλίας Autumn Bliss ψηλούς ρυθµούς µεταβολισµού του άνθρακα (net carbon exhange rates) σε θερµοκρασίες ο C. Όσο αφορά την αγωγιµότητα των στοµάτων συνδέεται άµεσα µε τη φωτοσυνθετική δραστηριότητα. Κλείσιµο των στοµάτων περιορίζει την πρόσληψη του CO 2 και µειώνει τη φωτοσύνθεση. Οι κύριοι περιβαλλοντικοί παράγοντες που επηρεάζουν την αγωγιµότητα των στοµάτων είναι η θερµοκρασία, ο φωτισµός, η σχετική υγρασία, η υδατική κατάσταση του φυτού και η συγκέντρωση CO 2. Oι Berry and Bjorkman (1980) αναφέρουν ότι τα στόµατα τείνουν να ανοίξουν µε την αύξηση της θερµοκρασίας, κλείνουν σε ψηλές θερµοκρασίες και έχουν το µέγιστο άνοιγµα σε ενδιάµεσες θερµοκρασίες. Ο Stafne et al. (2001) αναφέρουν ότι για την ποικιλία Heritage και την ποικιλία βατόµουρου Arabaho δεν άλλαξε σηµαντικά η αγωγιµότητα των στοµάτων από τους ο C ενώ για τις ποικιλίες του κόκκινου σµέουρου Autumn Bliss και Reveille µειώθηκε έως 50% όταν η θερµοκρασία αυξήθηκε στους 30 ή 35 ο C. Επίσης η σχετική υγρασία φαίνεται ότι είναι ένας σηµαντικός παράγοντας που επηρεάζει το ρυθµό φωτοσύνθεσης (Percival et al., 1996) στα σµέουρα αφού ο ρυθµός φωτοσύνθεσης βρέθηκε µεγαλύτερος κάτω από σχετικά ψυχρές θερµοκρασίες και χαµηλό έλλειµµα κορεσµού τάσης υδρατµών. Ο Carew et al. (2003) αναφέρει για την ποικιλία Autumn Bliss ότι η βλαστική αύξηση και ανθοφορία επηρεάζεται σηµαντικά από την φωτοπερίοδο, θερµοκρασία και ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας. Η αύξηση των κληµατίδων αυξάνεται γραµµικά µέχρι µια βέλτιστη θερµοκρασία 24 ο C και µετά µειώνεται προοδευτικά σε ψηλότερες θερµοκρασίες. Παρόµοια πορεία µε την αύξηση των κληµατίδων ακολουθεί και η ανθοφορία των φυτών η οποία επηρεάζεται θετικά από την φωτοσυνθετικά ενεργό 111

116 ακτινοβολία. Επίσης οι Lockshin and Elfving (1981) και Carew et al. (2003) αναφέρουν ότι η αύξηση της θερµοκρασίας µέχρι ενός ορίου επάγει την άνθηση και καρποφορία στις δίφορες ποικιλίες κόκκινου σµέουρου αλλά σε ψηλότερες θερµοκρασίες η άνθηση καθυστερεί (Carew et al., 2000b). Το ενδιαφέρον της παραγωγής κόκκινων σµέουρων στις Νοτιότερες χώρες τα τελευταία χρόνια όπως έχει ήδη αναφερθεί στα προηγούµενα κεφάλαια έχει αυξηθεί. Εντούτοις δεν υπάρχουν ειδικές ποικιλίες προσαρµοσµένες πλήρως στα περιβάλλοντα αυτά (Moore, 1997). Έτσι οποιαδήποτε προσπάθεια για παραγωγή κόκκινων σµέουρων εκτός εποχής σε τέτοιου είδους συνθήκες δεν θα είναι αποτελεσµατικές όταν δεν σχεδιάζονται λαµβάνοντας υπόψη τη συµπεριφορά του φυτού κάτω από τις συνθήκες περιβάλλοντος που πρέπει να αυξηθεί και να αποδώσει. (Carew et al., 2003). Σκοπός της εργασίας αυτής ήταν να µελετήσει τις εποχιακές αλλαγές σε ορισµένες φυσιολογικές παραµέτρους των φυτών σε ένα σύστηµα καλλιέργειας κόκκινων σµέουρων για εκτός εποχής παραγωγή, όπως περιγράφηκε στην Ενότητα II.2. Έτσι είναι δυνατό να βελτιστοποιηθεί η πρακτική για εκτός εποχή παραγωγή αν κατανοηθούν καλύτερα οι επιδράσεις αυτές. ΙΙΙ.1.3. Υλικά και Μέθοδοι Οι παρατηρήσεις που χρησιµοποιήθηκαν στην εργασία αυτή έγιναν στο φυτικό υλικό το οποίο χρησιµοποιήθηκε στην Ενότητα II.2. Οι παρατηρήσεις λαµβάνονταν πάντα σε νεαρές κληµατίδες ίδιου σταδίου ανάπτυξης και εµφάνισης σε κάθε εποχή και στο πιο πρόσφατα πλήρες αναπτυγµένο φύλλο από την κορυφή µε νότια έκθεση (έκθεση προς τον ήλιο) 2-3 ώρες µετά την ανατολή του ήλιου. Επιλέγηκαν φύλλα υγιή και του ίδιου περίπου µεγέθους. Οι µετρήσεις λήφθηκαν κατά τη διάρκεια των τεσσάρων εποχών ως µέσοι όροι δύο διαδοχικών µετρήσεων, την 50 η και 80 η µέρα του εκάστοτε τριµήνου (εποχής). Όλες οι παρατηρήσεις λήφθηκαν από 12 κληµατίδες οι οποίες είχαν επιλεγεί όσο το δυνατό πιο οµοιόµορφες κατά τη διάρκεια όλων των µετρήσεων. Οι παρατηρήσεις που λήφθηκαν ήταν: I) φωτοσύνθεση (Pn) ΙΙ) αγωγιµότητα στοµάτων (Cs) III) συγκέντρωση CO 2 στους µεσοκυττάριους χώρους (Cint) 112

117 IV) φωτοσυνθετικά ενεργός ακτινοβολία (PAR) V) θερµοκρασία φύλλου (T o C) VI) σχετική υγρασία (RH %) Για τη µέτρηση των πιο πάνω φυσιολογικών παραµέτρων χρησιµοποιήθηκε η φορητή συσκευή µέτρησης της φωτοσύνθεσης LI-6200 (LiCOR, Lincoln, Nebraska, USA). Τα βασικά τµήµατα της συσκευής είναι α) αναλυτής CO 2 (infared CO 2 analyzer), β) θάλαµος φύλλου (leaf chamber) µε τους διάφορους αισθητήρες για τη θερµοκρασία, υγρασία και φωτεινή ακτινοβολία και γ) σύστηµα καταγραφής (console system). Για λεπτοµερή περιγραφή του τρόπου λειτουργίας του οργάνου και µέτρησης των φυσιολογικών παραµέτρων βλέπε Ενότητα IV. Για την επίδραση της ηµερήσιας διακύµανσης στη φωτοσύνθεση και τις άλλες φυσιολογικές παραµέτρους λήφθηκαν µετρήσεις κατά τη διάρκεια του χειµώνα στις 29 Ιανουαρίου του ίδιου έτους. Οι µετρήσεις άρχιζαν 2-3 ώρες µετά την ανατολή του ήλιου (πρωί), ακολούθησε η µέτρηση του µεσηµεριού 2-3 ώρες αργότερα (µεσηµέρι), και οι µετρήσεις τελείωναν 1-2 ώρες πριν τη δύση του ήλιου (απόγευµα). Για τις µετρήσεις χρησιµοποιήθηκαν κληµατίδες όπως περιγράφηκαν προηγουµένως. Για την επίδραση της καρποφορίας στη φωτοσυνθετική δραστηριότητα των κληµατίδων λήφθηκαν µετρήσεις, αρχές της άνοιξης, από νεαρές κληµατίδες και κληµατίδες στο στάδιο της καρποφορίας σε υγιή φύλλα µεταξύ 3 ου και 7 ου γονάτου από την κορυφή. Για τον προσδιορισµό της επίδρασης της εποχής στην περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη των φύλλων λήφθηκαν παρατηρήσεις ταυτόχρονα στα ίδια φύλλα που λήφθηκαν οι παρατηρήσεις για τις φυσιολογικές παραµέτρους. Ο τρόπος προσδιορισµού και µέτρησης της συγκέντρωσης της χλωροφύλλης στα φύλλα έγινε µε βάση τους Moran (1982) και Olesinki et al. (1989) όπως περιγράφεται αναλυτικά στην Ενότητα IV. Η στατιστική ανάλυση των δεδοµένων έγινε µε το στατιστικό πακέτο SAS/ASSIST (for Windows), ανάλυση παραλλακτικότητας (ANOVA) και η σύγκριση των µέσων όρων µε το κριτήριο Duncan (α=0.05). ΙΙΙ.1.4. Αποτελέσµατα ΙΙΙ Επίδραση της εποχής του έτους σε ορισµένες φυσιολογικές παραµέτρους 113

118 Η φωτοσυνθετική λειτουργία των βλαστικών κληµατίδων που σχηµατίστηκαν την άνοιξη είχε τη µεγαλύτερη τιµή ενώ τη µικρότερη τιµή είχαν οι κληµατίδες κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού. Μέσες τιµές είχε η φωτοσύνθεση των κληµατίδων κατά τη διάρκεια του χειµώνα και του φθινοπώρου (Πίνακας 1). Η αγωγιµότητα των στοµάτων των φύλλων είχε τη µικρότερη στατιστικά τιµή στις κληµατίδες του καλοκαιριού ενώ δεν διέφερε σηµαντικά στις κληµατίδες κατά τη διάρκεια των άλλων τριών εποχών (Πίνακας 1). Η περιεκτικότητα του CO 2 στους µεσοκυττάριους χώρους των φύλλων διέφερε στατιστικά µεταξύ των τεσσάρων εποχών. Τη µεγαλύτερη συγκέντρωση CO 2 είχαν τα φύλλα κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού, ακολούθως το φθινόπωρο και το χειµώνα ενώ στατιστικά η µικρότερη τιµή σηµειώθηκε κατά τη διάρκεια της άνοιξης. Η φωτοσυνθετικά ενεργός ακτινοβολία (PAR) υπό τις συγκεκριµένες συνθήκες του πειράµατος και των ηµεροµηνιών λήψης των παρατηρήσεων είχε τη µεγαλύτερη τιµή την άνοιξη ακολουθούµενη από το χειµώνα, το φθινόπωρο ενώ το καλοκαίρι παρατηρήθηκε η χαµηλότερη PAR (Πίνακας 1). Η θερµοκρασία των φύλλων είχε τη µεγαλύτερη τιµή κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού και τη χαµηλότερη το φθινόπωρο και το χειµώνα. Την άνοιξη η θερµοκρασία είχε ενδιάµεση τιµή (Πίνακας 1). Η σχετική υγρασία του αέρα είχε τη µικρότερη τιµή το καλοκαίρι. Κατά τη διάρκεια χειµώνα-φθινοπώρου-άνοιξης οι τιµές της σχετικής υγρασίας ήταν περίπου στα ίδια επίπεδα. ΙΙΙ Συντελεστής συσχέτισης της φωτοσύνθεσης µε άλλες παραµέτρους Το φθινόπωρο ο συντελεστής συσχέτισης της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας των νεαρών φύλλων των κληµατίδων που είχαν εκπτυχθεί την εποχή αυτή ήταν θετικός και στατιστικά σηµαντικός µε την αγωγιµότητα των στοµάτων των φύλλων, την ηλιακή ακτινοβολία και τη σχετική υγρασία του αέρα. Αντίθετα η φωτοσυνθετική δραστηριότητα είχε σηµαντικό αρνητικό συντελεστή συσχέτισης µε τη θερµοκρασία των φύλλων (Πίνακας 2). Το χειµώνα η φωτοσύνθεση των φύλλων είχε θετική και σηµαντική συσχέτιση µε την αγωγιµότητα των στοµάτων των φύλλων την ηλιακή ακτινοβολία και τη σχετική υγρασία του αέρα. Σηµαντική αλλά αρνητική συσχέτιση είχε η φωτοσύνθεση την εποχή αυτή µε την περιεκτικότητα CO 2 στους µεσοκυττάριους χώρους και τη θερµοκρασία του φύλλου, αλλά η τιµή του συντελεστή ήταν χαµηλή (Πίνακας 2). Την άνοιξη η φωτοσυνθετική δραστηριότητα των φύλλων σηµαντική αρνητική συσχέτιση είχε µε τη θερµοκρασία των φύλλων. Αντίθετα σηµαντική θετική συσχέτιση είχε µε την 114

119 αγωγιµότητα των στοµάτων, την ηλιακή ακτινοβολία και την σχετική υγρασία (Πίνακας 2). Το καλοκαίρι υπό τις συγκεκριµένες συνθήκες του πειράµατος η φωτοσυνθετική δραστηριότητα είχε θετικό συντελεστή συσχέτισης αλλά χαµηλότερο από προηγουµένως, µε την αγωγιµότητα των στοµάτων, την ηλιακή ακτινοβολία και τη σχετική υγρασία. Ο συντελεστής συσχέτισης της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας των νεαρών κληµατίδων ως µέσος όρος άνοιξης-φθινοπώρου-χειµώνα-καλοκαιριού ήταν θετικός και στατιστικά σηµαντικός µε την αγωγιµότητα των στοµάτων των φύλλων τη φωτοσυνθετικά ενεργό ακτινοβολία και τη σχετική υγρασία. Αρνητικό συντελεστή συσχέτισης στατιστικά σηµαντικό είχε η φωτοσυνθετική δραστηριότητα µε τη θερµοκρασία των φύλλων και την περιεκτικότητα CO 2 στους µεσοκυττάριους χώρους (Πίνακας 2). ΙΙΙ Ηµερήσια διακύµανση της φωτοσύνθεσης και άλλων φυσιολογικών παραµέτρων κατά τη διάρκεια του Χειµώνα Η φωτοσυνθετική δραστηριότητα µειώθηκε από το πρωί µέχρι το απόγευµα. Το πρωί η τιµή της φωτοσύνθεσης ήταν 8.32 µmol.m -2.s -1 που ήταν και η πιο ψηλή τιµή κατά τη διάρκεια της µέρας. Το µεσηµέρι σηµειώθηκε µια πολύ µικρή µείωση στα 8.12 µmol.m - 2.s -1 και το απόγευµα µειώθηκε ακόµη περισσότερο στα 6.08 µmol.m -2.s -1. Οι τιµές της φωτοσύνθεσης το πρωί και το µεσηµέρι ήταν στατιστικά ίδιες ενώ η φωτοσύνθεση το απόγευµα είχε στατιστικά µικρότερη τιµή. (Σχ. 1α). Η αγωγιµότητα των στοµάτων των φύλλων είχε τη µεγαλύτερη τιµή κατά τη διάρκεια του πρωινού ενώ µεσηµέρι και απόγευµα είχε µικρότερη τιµή (Σχ. 1β). Η ηλιακή ακτινοβολία και η θερµοκρασία των φύλλων ακολούθησαν την ίδια πορεία. Οι µεγαλύτερες τιµές σηµειώθηκαν το µεσηµέρι και οι χαµηλότερες το απόγευµα ενώ το πρωί σηµειώθηκαν ενδιάµεσες τιµές (Σχ. 1γ και δ). Η σχετική υγρασία στο χώρο του θερµοκηπίου µειώθηκε σταδιακά από το πρωί µέχρι το απόγευµα (Σχ. 1ε). ΙΙΙ Επίδραση της καρποφορίας στη φωτοσύνθεση των φύλλων Η φωτοσυνθετική δραστηριότητα των φύλλων των κληµατίδων στο στάδιο της βλάστησης και της καρποφορίας δεν παρουσίασε στατιστικά σηµαντικές διαφορές. (Σχ. 2). 115

120 ΙΙΙ Επίδραση της εποχής στη συγκέντρωση της χλωροφύλλης στα φύλλα Η χλωροφύλλη a (% νωπού βάρους) είχε τη µεγαλύτερη τιµή στα φύλλα των κληµατίδων που είχαν εκπτυχθεί την άνοιξη και τη µικρότερη σ αυτές του καλοκαιριού. Το φθινόπωρο και το χειµώνα η χλωροφύλλη a στα φύλλων των κληµατίδων είχε ενδιάµεσες τιµές (Πίνακας 3). Η χλωροφύλλη b (% νωπού βάρους) πάλι παρουσίασε την υψηλότερη τιµή κατά τη διάρκεια της άνοιξης και τη µικρότερη τιµή κατά τη διάρκεια του χειµώνα ενώ το φθινόπωρο και το καλοκαίρι η χλωροφύλλη b είχε ενδιάµεσες τιµές. Η ολική χλωροφύλλη (a + b) (% νωπού βάρους) είχε τη µεγαλύτερη περιεκτικότητα στα φύλλα των κληµατίδων την άνοιξη, ακολούθως το φθινόπωρο και η µικρότερη περιεκτικότητα σε ολική χλωροφύλλη στα φύλλα παρατηρήθηκε το χειµώνα και το καλοκαίρι. (Πίνακας 3). Όταν τα αποτελέσµατα εκφράστηκαν ανά µονάδα επιφάνειας (mg/cm 2 ) η χλωροφύλλη a είχε τη µεγαλύτερη τιµή την άνοιξη η οποία µειώθηκε προοδευτικά κατά σειρά χειµώνα, φθινόπωρο, καλοκαίρι. Οι τιµές αυτές είχαν στατιστικά σηµαντικές διαφορές. Η χλωροφύλλη b είχε τη µεγαλύτερη συγκέντρωση κατά τη διάρκεια της άνοιξης ενώ για τις υπόλοιπες 3 εποχές δεν υπήρξαν σηµαντικές διαφορές. Η ολική χλωροφύλλη a+b είχε τη µεγαλύτερη τιµή την άνοιξη και τη µικρότερη καλοκαίρι και φθινόπωρο. Το χειµώνα η ολική χλωροφύλλη είχε ενδιάµεση τιµή. Ο λόγος χλωροφύλλης a/b διαφοροποιήθηκε ανάµεσα στις εποχές µε τη στατιστικά µικρότερη τιµή να σηµειώνεται το καλοκαίρι (Πίνακας 3). Ο συντελεστής συσχέτισης µεταξύ της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας των νεαρών φύλλων και της περιεκτικότητας τους σε χλωροφύλλη a, χλωροφύλλη b και ολική χλωροφύλλη a+b (ως µέσοι όροι όλων των εποχών) έδωσε σηµαντικά θετικό συντελεστή συσχέτισης είτε όταν η συγκέντρωση της χλωροφύλλης εκφραζόταν ανά µονάδα βάρους είτε όταν εκφραζόταν ανά µονάδα επιφάνειας (Πίνακας 4). Επίσης µε το λόγο χλωροφύλλη a/b υπήρχε σηµαντική συσχέτιση αλλά ήταν χαµηλή (Πίνακας 4). ΙΙΙ.1.5. Συζήτηση Η φωτοσυνθετική δραστηριότητα των φύλλων παρουσίασε µεταβολή στις κληµατίδες που είχαν εκπτυχθεί στις διάφορες εποχές του έτους υπό τις συνθήκες της ερευνητικής εργασίας. Η µεγαλύτερη φωτοσυνθετική δραστηριότητα παρατηρήθηκε στα νεαρά φύλλα στις κληµατίδες που είχαν εκπτυχθεί την άνοιξη ενώ κατά τη διάρκεια του 116

121 καλοκαιριού παρατηρήθηκε µείωση µέχρι 56%. Το χειµώνα και φθινόπωρο η µείωση της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας ήταν σαφώς µικρότερη από αυτή του καλοκαιριού και ανήλθε στα 19 και 21% αντίστοιχα. Αυτό ήταν αναµενόµενο λαµβάνοντας υπόψη ότι κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού εκτός από τις ψηλές θερµοκρασίες και χαµηλή σχετική υγρασία υπήρχαν και χαµηλές συνθήκες φωτισµού υπό τις δεδοµένες συνθήκες του πειράµατος. Ο Jones (1992) αναφέρει ότι η φωτοσύνθεση είναι από τις πιο ευαίσθητες παραµέτρους στη θερµοκρασία και για τα σµέουρα έχει αναφερθεί η αρνητική συσχέτιση φωτοσύνθεσης και αύξησης της θερµοκρασίας (Fernandez and Pritts, 1994). Επίσης ο Stafne et al. (2001) αναφέρουν σε ένα αριθµό ποικιλιών κόκκινου σµέουρου µείωση της φωτοσύνθεσης όταν η θερµοκρασία αυξήθηκε από τους 25 στους 35 ο C και ο Percival et al. (1996) αναφέρουν στα σµέουρα µείωση της φωτοσύνθεσης σε θερµοκρασίες >20 ο C. Η ποσότητα CO 2 που χάνεται µε τη φωτοαναπνοή γίνεται µεγαλύτερη µε τη µείωση του λόγου CO 2 / O 2 και την αύξηση της εξωτερικής θερµοκρασίας καθώς η καρβοξυλίωση της διφωσφορικής ριβουλόζης, το υπεύθυνο ένζυµο για την ενσωµάτωση του CO 2, συµπεριφέρεται ως οξυγενάση (Hall and Keys, 1983; Καράταγλης, 1992). Επίσης οι Berry and Bordman (1980) αναφέρουν ότι η αύξηση της θερµοκρασίας στα σµέουρα µειώνει την ακεραιότητα (integrity) των φωτοσυστηµάτων και αυξάνει την αναπνοή και οι Hall and Keys (1983) αναφέρουν πιθανή αλλαγή στη δέσµευση και αναγωγή του CO 2. Επιπλέον ο Γρηγορίου (1999) αναφέρει το φαινόµενο της φωτοαναστολής δηλ. της αναστολής της δραστηριότητας του φωτοσυστήµατος II (PSII) συνηθισµένο στις µεσογειακές χώρες το καλοκαίρι. Παράλληλα σε ήπιο στρες από ψηλή θερµοκρασία έχουν παρατηρηθεί αντιστρεπτές µεταβολές στη δοµή των θυλακοειδών (Wise et al., 1990). Αύξηση της θερµοκρασίας του φύλλου έχει συσχετισθεί µε αυξηµένη φωτοαναστολή (Percival et al., 1998) ενώ και άλλοι παράγοντες που προκαλούν στρες π.χ ξηρασία συσχετίσθηκαν µε βλάβη του φωτοσυστήµατος ΙΙ (Chaves, 1991). Εντούτοις η υπεροχή στη φωτοσυνθετικής δραστηριότητας κατά τη διάρκεια της άνοιξης παρά την ελαφρώς αυξηµένη θερµοκρασία σε σχέση µε φθινόπωρο και χειµώνα και τις ίδιες περίπου συνθήκες αγωγιµότητας των στοµάτων και σχετικής υγρασίας του αέρα, θα πρέπει να αναζητηθούν στη φωτοσυνθετικά ενεργό ηλιακή ακτινοβολία και τη διάρκεια ηλιοφάνειας, αφού η φωτοσύνθεση θεωρείται από τους φωτο-ευαίσθητούς (light-sensitive) µηχανισµούς 117

122 λειτουργίας. Ο συντελεστής συσχέτισης της φωτοσύνθεσης µε τη φωτοσυνθετικά ενεργό ακτινοβολία στις πιο πάνω εποχές ήταν θετικός και αρκετά µεγάλος. Έτσι ενδεχοµένως η υπεροχή αυτή να οφείλεται στις καλύτερες συνθήκες φωτισµού την περίοδο της άνοιξης και µεγαλύτερης διάρκειας ηλιοφάνειας (Carew et al., 2003). Η επίδραση της εποχής στην αγωγιµότητα των στοµάτων ενδεχοµένως επηρεάστηκε αρνητικά από τη ψηλή θερµοκρασία κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού. Αρνητική συσχέτιση της αγωγιµότητας των στοµάτων µε την αύξηση της θερµοκρασίας έχει αναφερθεί στα κόκκινα σµέουρα από τους Stafne et al. (2001). Έχει διαπιστωθεί (Percival et al., 1998) σε φυτά κόκκινων σµέουρων ( Heritage ) ότι σε συνθήκες στρες η µείωση της φωτοσύνθεσης είναι δυνατό να οφείλεται σε στοµατικούς ή / και µηστοµατικούς παράγοντες (Percival et al., 1996) και στην αύξηση της αντίστασης του µεσοφύλλου η οποία συµβάλλει στη µείωση της δυνατότητας καρβοξυλίωσης. Οι Farguhar and Sharkey (1982) αναφέρουν ότι τα στόµατα παίζουν σπουδαιότερο ρόλο στον περιορισµό της απώλειας νερού, παρά στη µείωση της φωτοσυνθετικής ικανότητας. Από τα δεδοµένα της εργασίας αυτής οι µεγαλύτερες τιµές CO 2 στα φύλλα σηµειώθηκαν αντίστροφα µε την πορεία της φωτοσύνθεσης και αυτό ενδεχοµένως αποδεικνύει ότι η µεσοφυλλική αντίσταση είναι πολύ µεγαλύτερη της στοµατικής στα φύλλα και εποµένως αυτή είναι η κύρια αιτία του µειωµένου ρυθµού της φωτοσύνθεσης. Έτσι ενδεχοµένως η µικρή ικανότητα καρβοξυλίωσης στις θέσεις καρβοξυλίωσης λόγω βλάβης στη φωτοχηµεία του φύλλου (Kaiser, 1987) να αποτελεί το κύριο λόγο της αύξησης της µεσοφυλλικής αντίστασης. Φυσικά τα αποτελέσµατα αυτά πρέπει να λαµβάνονται υπόψη µε προσοχή καθώς η ανοµοιογένεια της ρύθµισης του κλεισίµατος των στοµάτων στα φύλλα και οποιαδήποτε κατάρρευση µεσοφυλλικών κυττάρων πιθανό να οδηγούσε σε λάθος υπολογισµό το Cint (Kaiser, 1987). Από τους συντελεστές συσχέτισης εµφανίζεται ότι ο ρυθµός φωτοσύνθεσης είχε ψηλή θετική συσχέτιση µε την σχετική υγρασία του αέρα και χαµηλότερος ρυθµός φωτοσύνθεσης παρατηρήθηκε όταν η σχετική υγρασία ήταν χαµηλότερη. Η σχετική υγρασία του αέρα, που περιβάλλει το φυτό, επηρεάζει την αγωγιµότητα των στοµάτων του φύλλου και κατά συνέπεια τη φωτοσυνθετική δραστηριότητα. Ο Lange et al. (1971) αναφέρουν ότι επέµβαση µε ξηρό αέρα στην εξωτερική πλευρά της επιδερµίδας των φύλλων του φυτού Polypodium vulgare προκαλούσε απότοµο κλείσιµο των στοµάτων, 118

123 ενώ επέµβαση µε αέρα µε ψηλή σχετική υγρασία προκαλούσε άνοιγµα. Επίσης την επίδραση της χαµηλής σχετικής υγρασίας στη µείωση της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας της ποικιλίας κόκκινων σµέουρων Heritage αναφέρουν ο Percival et al. (1996). Επίσης ο Percival et al. (1998) αναφέρουν τη σχέση µείωσης σχετικής υγρασίας αέρα, αλλαγής υδατικής κατάστασης του φύλλου και αφοµοίωσης του CO 2. Με βάση τις συνθήκες της ερευνητικής εργασίας η πορεία µεταβολής της φωτοσυνθετικά ενεργού ακτινοβολίας (PAR) κατά τη διάρκεια των εποχών ήταν ίδια µε την πορεία µεταβολής της φωτοσύνθεσης. Τη σηµαντική συσχέτιση των δύο αυτών παραµέτρων δείχνει και ο συντελεστής συσχέτισης ενώ η χαµηλότερη τιµή του συντελεστή συσχέτισης την καλοκαιρινή περίοδο ενδεχοµένως να οφείλεται στο γεγονός ότι πάνω από ορισµένη θερµοκρασία η PAR επηρεάζει λιγότερο τη φωτοσύνθεση ή γιατί η PAR βρισκόταν σε χαµηλά επίπεδα λόγω σκίασης την εποχή αυτή. Για τα σµέουρα αναφέρεται (Fernandez and Pritts, 1994) ότι επίπεδα PAR µmol.m 2.s -1 είναι ικανοποιητικά ενώ παρόµοια επίπεδα αναφέρονται και για άλλα φυτά (Bordman, 1977; Lasko and Seeley, 1978; Ντόγρας και Σίωµος, 1997). Η ηµερήσια διακύµανση των φωτοσυνθετικών παραµέτρων έχει ήδη αναφερθεί στα σµέουρα (Hunt et al., 1991; Klauer et al., 1992; Fernandez and Pritts, 1994). Παρόµοια αποτελέσµατα βρέθηκαν και στην εργασία αυτή. Η φωτοσυνθετική δραστηριότητα µειώθηκε µετά τη δεύτερη µέτρηση (µεσηµέρι) ενδεχοµένως γιατί επικρατούσαν ευνοϊκές θερµοκρασίες για φωτοσύνθεση την εποχή αυτή, αφού µετά τους 28 ο C οι Fernandez and Pritts (1994) απεικονίζουν απότοµη µείωση της φωτοσύνθεσης. Η αγωγιµότητα των στοµάτων έδειξε παρόµοια τάση µεταβολής µε τη φωτοσύνθεση όµως η µείωση ήταν σηµαντική µετά την πρώτη µέτρηση (πρωί) και ενδεχοµένως να ήταν ένας παράγοντας υπεύθυνος για την επικείµενη µείωση της φωτοσύνθεσης. Έτσι αν θεωρηθεί ότι η θερµοκρασία του φύλλου κυµάνθηκε σε ανεκτά επίπεδα και δεν επηρέασε αρνητικά τη φωτοσύνθεση τότε η µείωση της ηλιακής ακτινοβολίας και της σχετικής υγρασίας ήταν αυτά που επηρέασαν αρνητικά τη φωτοσύνθεση µέχρι 2 ώρες πριν τη δύση του ήλιου. Όσο αφορά την επίδραση της καρποφορίας στη φωτοσυνθετική δραστηριότητα των φύλλων δεν παρατηρήθηκε µεταβολή. Τα αποτελέσµατα αυτά συµφωνούν µε τα αποτελέσµατα του Prive et al. (1997) για την ίδια ποικιλία Autumn Bliss. 119

124 Η φωτοσυνθετική λειτουργία των φυτών εκτός από τους εξωτερικούς παράγοντες όπως το φως, θερµοκρασία και το διοξείδιο του άνθρακα επηρεάζεται και από εσωτερικούς παράγοντες ένας από τους οποίους είναι και η χλωροφύλλη (Emerson, 1929). Από τη βιβλιογραφία φαίνεται ότι η σχέση της περιεκτικότητας σε χλωροφύλλη και της φωτοσύνθεσης έχει ερευνηθεί στο παρελθόν (Emerson, 1929; Anderson, 1967; Dickmann, 1971) και ενώ µερικές από αυτές έβρισκαν στενή συσχέτιση µεταξύ της χλωροφύλλης και φωτοσύνθεσης, εντούτοις άλλες έβρισκαν µικρή µόνο συσχέτιση. Οι Nielson and Sand-Jensen (1989), Nielson (1993) και Kofidis et al. (2003) αναφέρουν ότι υψηλότερη περιεκτικότητα χλωροφύλλης που παρατηρήθηκε στα φύλλα µπορεί να στηρίζεται σε ένα πιο αποτελεσµατικό σύστηµα φωτοσύνθεσης. Στην εργασία αυτή η φωτοσυνθετική δραστηριότητα έδειξε να συσχετίζεται µε τη χλωροφύλλη ως µέσοι όροι όλων των εποχών, είτε όταν η συγκέντρωση της χλωροφύλλης εκφράστηκε µε βάση το φρέσκο βάρος είτε µε την µονάδα επιφάνειας. Η συσχέτιση ήταν µεγαλύτερη για τη χλωροφύλλη a και την ολική χλωροφύλλη (a+b) και µικρότερη για τη χλωροφύλλη b και ακόµα πιο µικρή µε το λόγο a/b. Τα αποτελέσµατα αυτά συµφωνούν µε την άποψη ότι η περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη ενδεχοµένως να συσχετίζεται µε ένα αποτελεσµατικότερο σύστηµα φωτοσύνθεσης. Ορισµένες διαφοροποιήσεις στη συγκέντρωση της χλωροφύλλης όταν αυτή εκφραζόταν ανά µονάδα βάρους ή επιφάνειας ενδεχοµένως οφειλόταν στο διαφορετικό βάρος των φύλλων µε την εποχή (Γρηγορίου, 1999). Εν κατακλείδι, οι κλιµατικοί παράγοντες υπό τις δεδοµένες συνθήκες του πειράµατος διαφοροποίησαν ορισµένες φυσιολογικές παραµέτρους των φυτών. Έτσι η αύξηση της θερµοκρασίας, η µείωση της φωτοσυνθετικά ενεργού ακτινοβολίας και της σχετικής υγρασίας µείωσε τη φωτοσυνθετική ικανότητα των φυτών προκαλώντας αύξηση της µεσοφυλλικής αντίστασης και µείωση της περιεκτικότητας σε χλωροφύλλη. Τα δεδοµένα της εργασίας αυτής δίνουν κάποιες πληροφορίες ώστε ο προγραµµατισµός της παραγωγής των κόκκινων σµέουρων εκτός εποχής να σχεδιάζεται µε τρόπο ώστε τα φυτά να αναπτύσσονται σε καλύτερες συνθήκες περιβάλλοντος. Φυσικά µια εξήγηση βασισµένη στη διαφοροποίηση των παραµέτρων που εξετάστηκαν δεν µπορεί να αιτιολογήσει όλα τα αποτελέσµατα στην αύξηση και ανάπτυξη των φυτών, αλλά µπορεί να χρησιµοποιηθεί σε πολλές περιπτώσεις για να ερµηνευτούν ορισµένες διαφορές. 120

125 Παρατήρηση Το ότι στο προηγούµενο κεφάλαιο κληµατίδες αναπτύχθηκαν κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού και καρποφόρησαν ικανοποιητικά δεν βρίσκεται σε αντίθεση όπως φαίνεται εκ πρώτης όψεως µε τα αποτελέσµατα αυτά. Απλά τα σµέουρα έχουν την δυνατότητα να χρησιµοποιούν τους αποθηκευµένους υδατάνθρακες στο ρίζωµα τους για να αποδώσουν όταν οι συνθήκες δεν είναι ευνοϊκές (Fernandez and Pritts, 1993, 1994, 1996). 121

126 Βιβλιογραφία 1. Anderson, M.C Photon flux, chlorophyll content and photosynthesis under natural conditions. Ecology 48: Berry, J. and Bjorkman, O Photosynthetic response and adaptation to temperature in higher plants. Ann. Rev. Plant Physiol. 31: Bordman, N.K Comparative photosynthesis of sun and shade plants. Ann. Rev. Plant Physiol. 28: Carew, J.G., Hadley, P., Darby, J. and Battey, N.H. 2000b. The effect of temperature on the vegetative growth and reproductive development of the primocane fruiting raspberry cv. Autumn Bliss. Acta Hort. 505: Carew, J.G., Mahmood, K., Darby, J., Hadley, P. and Battey, N.H The effect of temperature, photosynthetic photon flux density, and photoperiod on the vegetative growth and flowering of Autumn Bliss raspberry. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 128: Chaves, M.M Effect of water deficits on carbon assimilation. J. Expt. Bot. 42: Dickmann, D.I Chlorophyll, ribulose-1,5-diphosphate carboxylase, and Hill reactions activity in developing leaves of Populus deltoides. Plant Physiol. 48: Dutton, R.G., Jiao, J., Tsujita, M.J. and Godzinski, B Whole plant CO 2 exchange measurements for non-destructive estimation of growth. Plant Physiol. 86: Emerson, R Chlorophyll content and rate of photosynthesis. Physiol. 15: Farguhar, G.D. and Sharkey, T.D Stomatal conductance and photosynthesis. Ann. Rev. Plant Physiol. 33: Fernandez, G.E. and Pritts, M.P Growth and source-sink relationships in Titan red raspberry. Acta Hort. 352:

127 12. Fernandez, G.E. and Pritts, M.P Growth, carbon acquisition, and sourcesink relationships in Titan red raspberry. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 119: Fernandez, G.E. and Pritts, M.P Carbon supply reduction has a minimal influence on current year s red raspberry (Rubus idaeus L.) fruit production. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 121: Hall, N.P. and Keys, A.J Temperature dependence of the carboxylation and oxygenation of ribulose-1,5-bisphosphate in relation to effects of temperature on photosynthesis. Plant Physiol. 72: Hancock, J.F., Haghighi, K., Krebs, S.L., Flore, J.A. and Draper, A.D Photosynthetic heat stability in highbush blueberry and the possibility of genetic improvement. HortSci. 27: Hunt, S.K., Deyton, D.E. and Sams, C.E The influence of leaf position, age, and environmental factors on net photosynthesis of red raspberry. HortSci. 26:69 (Abstr.). 17. Jones, H.G Plants and microclimate: A quantitative approach to environmental plant physiology. Cambridge Univ. Press. 18. Kaiser, W.M Effect of water deficit on photosynthetic capacity. Physiol. Plant. 71: Klauer, S.F., Chen, C., Foote, P.F. and Cameron, J.S Diurnal photosynthesis and starch deposition in leaves of fruiting and deflowered red raspberry canes. HortSci. 27:654. (Abstr.). 20. Kofidis, G., Bosabalidis, A.M. and Mustakas, M Contemporary seasonal and altitudinal variations of leaf structural features in oregano (Origanun vulgare L.). Ann. Bot. 92: Lakso, A.N. and Seeley, E.J Environmentally induced responses of apple tree photosynthesis. HortSci. 13: Lange, O.L., Losch, R., Schulze, E.D. and Kappen, L Response of stomata in changes in humidity. Planta 100: Lockshin, L.S. and Elfving, D.C Flowering response of Heritage red raspberry to temperature and nitrogen. HortSci. 16:

128 24. McCree, K.J Measuring the whole plant daily carbon balance. Photosynthetica 20: Moore, J.N Blackberries and raspberries in the southern United States and Canada. Fruit Var. J. 34: Moran, R Formulae for determination of chlorophyllus pigments extracted with N,N-dimethyflormamine. Plant Physiol. 69: Nielson, S.L A comparison of aerial and submerged photosynthesis in some Danish amphibious plants. Aquatic Bot. 45: Nielson, S.L. and Sand-Jensen, K Regulation of photosynthetic rates of submerged rooted macrophytes. Oecologia 81: Olesinski, A.A., Wolt, S., Rudish, J. and Morani, A Effects of leaf age and shading on photosynthesis in potatoes (Solanum tuberosum). Ann. Bot. 64: Percival, D.C., Proctor, J.T.A. and Privé, J-P Gas exchange, stem water potential and leaf orientation of Rubus idaeus L. are influenced by drought stress. J. Hort. Sci. Biotechn. 73: Percival, D.C., Proctor, J.T.A. and Tsujita, M.J Whole-plant net CO 2 exchange of raspberry as influenced by air and root-zone temperature, CO 2 concentration, irradiation, and humidity. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 121: Privé, J-P., Sullivan, J.A. and Proctor, J.T.A Seasonal changes in net carbon dioxide exchange rates of Autumn Bliss, a primocane-fruiting red raspberry (Rubus idaeus L.). Can. J. Plant Sci. 77: Sams, C.E. and Flore, J.A The influence of age, position, and environmental variables on net photosynthetic rates of sour cherry leaves. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 107: Stafne, E.T., Clark, J.R. and Rom, C.R Leaf gas exchange rasponce of Arapaho blackberry and six red raspberry cultivars to moderate and high temperatures. HortSci. 36: Wise, R.R., Frederick, J.M., Alm, D.M., Kramer, D.R., Hesketh, J.D., Crofts, A.R. and Ort, D.R Investigations of the limitations to photosynthetis 124

129 induced by leaf water deficits in field grown sunflower (Helianthus annuus L.). Plant Cell Environ. 13: Γεράκης, Π.Α Μαθήµατα γεωργικής οικολογίας. Πανεπιστηµιακές παραδόσεις. Τµήµα Γεωπονίας. Αριστοτέλειο Πανεπιστήµιο Θεσσαλονίκης. Θεσσαλονίκη. 37. Γρηγορίου, Κ Επίδραση της σκίασης στη φωτοσυνθετική ικανότητα της ελιάς ποικιλίας Κορωνέϊκη και οι επιπτώσεις της στη βλάστηση και καρποφορία. ιδακτορική διατριβή. Γεωπονικό Πανεπιστήµιο Αθηνών. Αθήνα. 38. Καραµπουρνιώτης Γ.Α Φυσιολογία καταπονήσεων των φυτών. Εκδόσεις ΕΜΒΡΥΟ, Αθήνα. ISBN Καράταγλης, Σ Φυσιολογία φυτών. Εκδόσεις Art of Text. Θεσσαλονίκη. 40. Ντόγρας, Κ. και Σιώµος, Α Καλιέργεια λαχανικών σε θερµοκήπια. Πανεπιστηµιακές παραδόσεις. Τµήµα Γεωπονίας. Αριστοτέλειο Πανεπιστήµιο Θεσσαλονίκης. Θεσσαλονίκη. 125

130 Πίνακες Πίνακας 1: Εποχιακές µεταβολές στο ρυθµό φωτοσύνθεσης (Pn, µmol.m -2.s -1 ), την αγωγιµότητα των στοµάτων (Cs, cm.s -1 ), τη συγκέντρωση του CO 2 στους µεσοκυττάριους χώρους (Cint, ppm), τη θερµοκρασία του φύλλου (T leaf, C), τη φωτοσυνθετικά ενεργό ακτινοβολία (P.A.R. µmol.m -2.s -1 ) και τη σχετική υγρασία (R.H. %). Εποχή Pn Cs Cint T leaf P.A.R R.H Άνοιξη 9.54a 0.41a 213d 26.7b 791a 58.0a Καλοκαίρι* 4.24c 0.15b 273a 32.1c 378d 41.9b Φθινόπωρο 7.58b 0.44a 255b 25.7a 570c 60.5a Χειµώνας 7.72b 0.43a 232c 25.3a 623b 61.4a * Το καλοκαίρι το πλαστικό κάλυψης του θερµοκηπίου αντικαταστάθηκε µε δίχτυ σκίασης 60-70%. Οι µέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράµµατα δεν διαφέρουν σηµαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05) Πίνακας 2: Συντελεστής συσχέτισης της φωτοσύνθεσης µε την αγωγιµότητα των στοµάτων (Cs, cm.s -1 ), τη συγκέντρωση του CO 2 στους µεσοκυττάριους χώρους (Cint, ppm), τη θερµοκρασία των φύλλων (T leaf, C), τη φωτοσυνθετικά ενεργό ακτινοβολία (P.A.R. µmol.m -2.s -1 ) και τη σχετική υγρασία (R.H. %) τις διάφορες εποχές και ως µέσος όρος όλων των εποχών. Άνοιξη Καλοκαίρι + Φθινόπωρο Χειµώνα Μ. όρος Cs 0.475** 0.324* 0.651*** 0.450*** 0.641*** Cint NS 0.310NS NS * *** P.A.R 0.664*** 0.449* 0.700*** 0.639*** 0.833*** T leaf *** 0.057NS * * *** R.H 0.661*** 0.530*** 0.590*** 0.525*** 0.662*** + Το καλοκαίρι το πλαστικό κάλυψης του θερµοκηπίου αντικαταστάθηκε µε δίχτυ σκίασης 60-70% Βαθµός σηµαντικότητας: *** P = , ** P = 0.001, * P = 0.05, NS = εν υπάρχει σηµαντικότητα (Pearson correlation coefficients) 126

131 Πίνακας 3: Εποχιακές µεταβολές στη συγκέντρωση της χλωροφύλλης a, b, τη συνολική συγκέντρωση (a + b) ανά µονάδα επιφάνειας ή φρέσκου βάρους και στη σχέση χλωροφύλλης a / b, στα νεαρά φύλλα κόκκινου σµέουρου ποικιλίας Autumn Bliss (Rubus idaeus L.). Εποχή Χλωρ. a Χλωρ. b Χλωρ. (a+b) Χλωρ. a Χλωρ. b Χλωρ. (a+b) Σχέση (% f.wt) (% f.wt) (% f.wt) (mg/cm 2 ) (mg/cm 2 ) (mg/cm 2 ) χλωρ. a/b Άνοιξη 0.34a 0.13a 0.47a 0.034a 0.013a 0.047a 2.6ab Καλοκαίρι* 0.17c 0.10b 0.27c 0.017d 0.010b 0.027c 1.7c Φθινόπωρο 0.23b 0.11b 0.34b 0.020c 0.009b 0.029c 2.2b Χειµώνα 0.22b 0.08c 0.30c 0.025b 0.009b 0.034b 2.8a * Το καλοκαίρι το πλαστικό κάλυψης του θερµοκηπίου αντικαταστάθηκε µε δίχτυ σκίασης 60-70% Οι µέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράµµατα δεν διαφέρουν σηµαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05, 8 επαναλήψεις) Πίνακας 4: Συντελεστής συσχέτισης της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας των φύλλων µε τη συγκέντρωση της χλωροφύλλης ως µέσοι όροι όλων των εποχών στα νεαρά φύλλα κόκκινου σµέουρου ποικιλίας Autumn Bliss (Rubus idaeus L.). Χλωρ. a (% f.wt) Χλωρ. b (% f.wt) Χλωρ. (a+b) (% f.wt) Χλωρ. a (mg/cm 2 ) Χλωρ. b (mg/cm 2 ) Χλωρ. (a+b) (mg/cm 2 ) Σχέση χλωρ. a/b 0.778*** 0.513*** 0.759*** 0.795*** 0.556*** 0.779*** 0.243* Βαθµός σηµαντικότητας: *** P = , ** P = 0.001, * P = 0.05 (Pearson correlation coefficients) 127

132 Σχήµατα Pn (µmol.m -2.s -1 ) 10 α) Pn Cs (cm -.s -1 ) β) 0,4 0,3 0,2 0, Cs Ώρες µετά την ανατολή του ήλιου Ώρες µετά την ανατολή του ήλιου Tleaf ( C) γ) Tleaf P.A.R (µmol.m -2.s -1 ) δ) P.A.R Ώρες µετά την ανατολή του ήλιου Ώρες µετά την ανατολή του ήλιου R.H (%) 70 ε) Ώρες µετά την ανατολή του ήλιου R.H Σχήµα 1: Ηµερήσια µεταβολή α) στο ρυθµό φωτοσύνθεσης (Pn, µmol.m -2.s -1 ), β) στην αγωγιµότητα των στοµάτων (Cs, cm.s -1 ), γ) στη θερµοκρασία των φύλλων (T leaf, C) στα νεαρά φύλλα κόκκινου σµέουρου ποικιλίας Autumn Bliss (Rubus idaeus L.), καθώς και δ) στη φωτοσυνθετικά ενεργό ακτινοβολία (P.A.R. µmol.m -2.s -1 ) και ε) στη σχετική υγρασία (R.H. %) στο περιβάλλον του θερµοκηπίου (Ιανουάριος). Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλµα του µέσου όρου (8 επαναλήψεις). 128

133 Pn (µmol.m -2.s -1 ) NAI OXI Καρποφορία Σχήµα 2: Επίδραση της καρποφορίας των κληµατίδων στη φωτοσυνθετική δραστηριότητα των φύλλων των φυτών κόκκινου σµέουρου ποικιλίας Autumn Bliss (Rubus idaeus L.). Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλµα του µέσου όρου (8 επαναλήψεις). 129

134 ΕΝΟΤΗΤΑ III.2: ΕΠΙ ΡΑΣΗ ΚΛΙΜΑΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΑΛΛΩΝ ΠΑΡΑΓΟΝΤΩΝ ΣΕ ΟΡΙΣΜΕΝΑ ΠΟΙΟΤΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΚΑΡΠΩΝ ΚΟΚΚΙΝΟΥ ΣΜΕΟΥΡΟΥ (Rubus idaeus L.) Γενική Εισαγωγή Ο καρπός των κόκκινων σµέουρων (Rubus idaeus L.) χαρακτηρίζεται ως µη κλιµακτηρικός (Perkins-Veazie and Nonnecke, 1992). Έτσι για να επιτευχθεί η καλύτερη δυνατή ποιότητα κατά τη συγκοµιδή πρέπει να αφεθεί να ωριµάσει σχεδόν πλήρως. Το χρώµα του καρπού καθώς ωριµάζει από λευκό γίνεται λευκό-ρόδινο, ρόδινο, κόκκινο και βυσσινί και τα στάδια αυτά χαρακτηρίζονται µε νούµερα από το 0 έως το 5 (0=λευκό, 5=βυσσινί) (Βασιλακάκης, 1997). Όταν ο καρπός είναι πλήρως χρωµατισµένος έχει αναπτύξει τα επιθυµητά οργανοληπτικά χαρακτηριστικά (Mason, 1974, Sjulin and Robbins, 1987). Τα χαρακτηριστικά του καρπού που ενδιαφέρουν είναι το µέγεθος, το χρώµα, η σκληρότητα του καρπού, τα διαλυτά στερεά, η οξύτητα, τα σπέρµατα ως αριθµός και µέγεθος καθώς και η περιεκτικότητα τους σε βιταµίνες πηκτίνες και ανόργανα (Βασιλακάκης, 1997). Επιπρόσθετα η ψηλή περιεκτικότητα σε αντιοξειδωτικές ουσίες (Ancos et al., 2000a; Wang and Lin, 2000;) τα χαρακτηρίζει ως φρούτα µε δυνητικά οφέλη για την υγεία (potential health benefits) (Anttonen and Karjalainen, 2005). Το χρώµα του καρπού είναι στενά συνυφασµένο µε την περιεκτικότητα των καρπών σε ανθοκυάνες (Barril and Torre, 1975; Ancos et al. 2000a), οι οποίες είναι έγχρωµες ενώσεις που ανήκουν στα φλαβονοειδή και είναι υπεύθυνες για το κόκκινο, ιώδες και µπλε χρώµα των καρπών και ανθέων (Satué-Gracia et al., 1997). Επίσης βαθύτερο κόκκινο χρώµα δίνει στα κόκκινα σµέουρα µεγαλύτερη αντιοξειδωτική ικανότητα στον καρπό (Liu et al., 2002). Στην οµάδα των ανθοκυανών στους καρπούς των κόκκινων σµέουρων η κύρια ουσία είναι η cyanidin-3-sophoroside µε µικρότερες συγκεντρώσεις σε cyanidin-3-(2 G glucosylrutinoside), cyanidin-3-glucoside, cyanidin-3-rutinoside, pelargonidin-3- sophoroside, pelargonidin-3-(2 G - glucosylrutinoside) και pelargonidin-3-glucoside (Mullen et al., 2002a). Η συνολική συγκέντρωση των ανθοκυανών στους καρπούς αυξάνει πολύ σηµαντικά µε την πρόοδο της ωρίµανσης (Sjulin and Robbins, 1987) και στα σµέουρα αναφέρεται περιεκτικότητα µεταξύ mg/g καρπού (Παντελίδης, 2004). Το ασκορβικό οξύ θεωρείται (µαζί µε τις ανθοκυάνες και ελλαγο-ταννίνες) µια κύρια αντιοξειδωτική ουσία στα σµέουρα (Mullen et al., 2002b). Η περιεκτικότητα σε ασκορβικό οξύ στα σµέουρα έχει αναφερθεί ότι είναι γύρω στα 25 mg/100g f.wt. (Kalt et al., 1999) και ο Ancos et al. (2000b) αναφέρουν 130

135 ότι τα σµέουρα περιέχουν µεταξύ mg/100g f.wt. Οι ηµερήσιες ανάγκες του ανθρώπου σε βιταµίνη C που συνιστώνται είναι 45 mg/ηµέρα για ενήλικες. Η πρόσληψη µεγάλης ποσότητας βιταµίνης C ενισχύει το ανοσοποιητικό σύστηµα και µειώνει τα ποσοστά των διαφόρων µορφών καρκίνου (Σφακιωτάκης, 1995; Cao et al., 1996). Ως βιταµίνη C ορίζονται όλες οι ουσίες οι οποίες παρουσιάζουν παρόµοια βιολογική δράση µε το L-ασκορβικό οξύ (Lee and Kader, 2000). Φυσικά η αντιοξειδωτική ικανότητα των καρπών εκτός από τις ανθοκυάνες και το ασκορβικό οξύ αντιπροσωπεύεται και από άλλες φαινολικές ουσίες όπως τις γαλλο- και ελλαγοταννίνες, το υδροξυκιναµικό οξύ, φλαβονόλες, φλαβον-3-όλες και προανθοκυανιδίνες (Määttä et al., 2004). Η περιεκτικότητα των σµέουρων σε φαινολικές ουσίες αναφέρεται µεταξύ mg Gallic acid/g f.wt. (Prior et al., 1998; Ancos et al., 2000a,b). Η σύνθεση των οργανικών οξέων σε διάφορες ποικιλίες σµέουρων έδειξε ότι το 90% των οργανικών οξέων ήταν το κιτρικό οξύ (Haffner et al., 2002) και η περιεκτικότητα σε διαλυτά στερεά συσχετίζεται άµεσα µε την περιεκτικότητα των καρπών σε σάκχαρα (Sousa et al., 2005). Ως κύρια σάκχαρα στα σµέουρα αναφέρονται η φρουκτόζη, γλυκόζη και σακχαρόζη (Wang, 2003) και ανήκουν στην κατηγορία των καρπών οι οποίοι περιέχουν πάντα περισσότερη φρουκτόζη από γλυκόζη (Durst et al., 1995). Επίσης η σχέση διαλυτών στερεών / οξέα είναι χαρακτηριστικό συλλεκτικής ωριµότητας ειδικά για τα κόκκινα σµέουρα για νωπή χρήση (Βασιλακάκης, 1997) και ο λόγος αυτός αυξάνεται µε την ωριµότητα των καρπών (Perkins-Veazie and Nonnecke, 1992). Επίσης το ph του χυµού των καρπών κυµαίνεται από 2.7 έως 3.5 και τα σµέουρα χαρακτηρίζονται ως όξινα φρούτα. Τα σπέρµατα αποτελούν µικρό µέρος του καρπού (5.06%) ενώ η σάρκα αποτελεί το υπόλοιπο (94.94%) (Βασιλακάκης, 1997). Το µέγεθος του καρπού αυξάνεται κατά τη διαδικασία της ωρίµανσης των καρπών ενώ η δύναµη απόσπασης από την ανθοδόχη µειώνεται (Mason, 1976; Sjulin and Robbins 1987). Παράγοντες οι οποίοι µπορούν να επηρεάσουν τα ποιοτικά χαρακτηριστικά του καρπού περιλαµβάνουν προ-συλλεκτικούς παράγοντες όπως ο γενότυπος, οι καλλιεργητικές τεχνικές, το στάδιο ωριµότητας κατά τη συγκοµιδή και οι κλιµατικές συνθήκες πριν τη συγκοµιδή καθώς και οι µετα-συλλεκτικές συνθήκες διατήρησης και επεξεργασίας (Connor et al., 2002). Σκοπός της εργασίας αυτής ήταν να µελετηθεί η επίδραση κλιµατικών και άλλων παραγόντων σε ορισµένα ποιοτικά χαρακτηριστικά στους καρπούς των κόκκινων σµέουρων. 131

136 III.2.1: ΕΠΙ ΡΑΣΗ ΤΗΣ ΕΠΟΧΗΣ ΣΥΓΚΟΜΙ ΗΣ ΣΕ ΟΡΙΣΜΕΝΑ ΠΟΙΟΤΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΚΑΡΠΩΝ ΤΟΥ ΚΟΚΚΙΝΟΥ ΣΜΕΟΥΡΟΥ (Rubus idaeus L. Autumn Bliss ) ΙΙΙ Περίληψη Μελετήθηκαν οι εποχιακές αλλαγές στην ποιότητα των καρπών κόκκινου σµέουρου (Rubus idaeus L. Autumn Bliss ). Τα φυτά αναπτύχθηκαν σε σύστηµα υδροπονικής καλλιέργειας, σε συνθήκες θερµοκηπίου, εκτός της περιόδου του καλοκαιριού όταν αντικαταστάθηκε το πλαστικό κάλυψης µε δίχτυ σκίασης 60-70%. Για το σκοπό αυτό έγιναν µετρήσεις στο βάρος, σχήµα του καρπού, περιεκτικότητας σε ασκορβικό οξύ, ολικής συγκέντρωσης ανθοκυανών, περιεκτικότητας σε διαλυτά στερεά, σάκχαρα και ογκοµετρούµενης οξύτητας, όπως και στη ξηρή ουσία των καρπών και τη συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα. Επίσης µελετήθηκε επίδραση του επικονιαστή στον αριθµό των δρυπιδίων (παραµόρφωση) των καρπών και η µεταβολή της περιεκτικότητας των καρπών σε ασκορβικό οξύ σε σχέση µε το φορτίο παραγωγής των κληµατίδων κατά την διάρκεια της συγκοµιδής. Το µεγαλύτερο νωπό βάρος καρπού παρατηρήθηκε την περίοδο του χειµώνα και της άνοιξης ενώ το καλοκαίρι είχε τη µικρότερη τιµή. Το σχήµα του καρπού δεν επηρεάστηκε από την εποχή συγκοµιδής ενώ η παρουσία επικονιαστή αύξησε σηµαντικά τον αριθµό των δρυπιδίων του καρπού. Η περιεκτικότητα σε ασκορβικό οξύ είχε την ψηλότερη τιµή στους καρπούς κατά τη διάρκεια της άνοιξης και είχε θετική συσχέτιση µε τη φωτοσυνθετικά ενεργό ακτινοβολία. Οι καρποί είχαν την µικρότερη συγκέντρωση σε ολικές ανθοκυάνες την περίοδο του καλοκαιριού και η οποία είχε αρνητική συσχέτιση µε τη θερµοκρασία. Η ογκοµετρούµενη οξύτητα παρουσίασε µικρή αύξηση κατά τη περίοδο του χειµώνα ενώ το ph των καρπών την ίδια περίοδο είχε τη µικρότερη τιµή. Τα στερεά διαλυτά συστατικά δεν επηρεάστηκαν από τη εποχή συγκοµιδής. Μεταξύ των εποχών συγκοµιδής χειµώνα και καλοκαιριού η περιεκτικότητα των καρπών σε αναγωγικά (γλυκόζη και φρουκτόζη) σάκχαρα αυξήθηκε την περίοδο του χειµώνα ενώ τα µη αναγωγικά σάκχαρα (σακχαρόζη) αυξήθηκαν την περίοδο του καλοκαιριού. Τα ολικά σάκχαρα και ο λόγος γλυκόζη : φρουκτόζη δεν µεταβλήθηκαν ανάµεσα στις δύο εποχές. Τέλος η συγκριτική µελέτη την περίοδο χειµώνα και καλοκαιριού στις τιµές της ξηρής ουσίας και της συνολικής αντιοξειδωτικής ικανότητας (τιµές FRAP) των καρπών έδωσε µεγαλύτερες τιµές FRAP κατά τη διάρκεια του χειµώνα και µεγαλύτερες τιµές ξηρής ουσίας κατά τη 132

137 διάρκεια του καλοκαιριού. Οι τιµές FRAP έδωσαν σηµαντική θετική συσχέτιση µε την περιεκτικότητα των καρπών σε ανθοκυάνες, τη φωτοσυνθετικά ενεργό ακτινοβολία και αρνητική συσχέτιση µε τη θερµοκρασία. Τέλος η περιεκτικότητα ασκορβικού οξέος στους καρπούς κινήθηκε αντίθετα µε το φορτίο παραγωγής των κληµατίδων κατά την περίοδο συγκοµιδής των καρπών. Τα πιο πάνω αποτελέσµατα µπορεί να χρησιµοποιηθούν ώστε να εξαχθούν χρήσιµα συµπεράσµατα για τη επίδραση της εποχής συγκοµιδής σε ορισµένα ποιοτικά χαρακτηριστικά και να λαµβάνονται υπόψη όταν καλλιεργούνται τα σµέουρα για εκτός εποχής παραγωγή. ΙΙΙ Εισαγωγή Τα χαρακτηριστικά που κυρίως προσδιορίζουν την ποιότητα του καρπού στα κόκκινα σµέουρα είναι το µέγεθος, το χρώµα, η σκληρότητα του καρπού, τα διαλυτά στερεά, η οξύτητα, τα σπέρµατα ως αριθµός και µέγεθος (Βασιλακάκης, 1997). Επίσης ενδιαφέρον παρουσιάζει η περιεκτικότητά τους σε βιταµίνες, πηκτίνες και ανόργανα. Επιπλέον τα κόκκινα σµέουρα ανήκουν στην κατηγορία των φυτών των οποίων οι καρποί περιέχουν πλήθος αντιοξειδωτικών ουσιών που σχετίζονται µε την καταπολέµηση καρδιακών νοσηµάτων καθώς και του καρκίνου (Ancos et al., 2000a; Wang and Lin, 2000; Kähkonen et al., 2001; Anttonen and Karjalainen, 2005). Τα ποιοτικά χαρακτηριστικά επηρεάζονται σηµαντικά από το γενότυπο και την αλληλεπίδραση του µε τις καλλιεργητικές συνθήκες (Kalt et al., 1999; Hakala et al., 2003; Scalzo et al., 2004), και το στάδιο συγκοµιδής (Sjulin and Robbins, 1987) των καρπών. Οι κλιµατικές συνθήκες επηρεάζουν επίσης και την αντιοξειδωτική συµπεριφορά των καρπών των κόκκινων σµέουρων (Kalt et al., 1999) όπως και άλλες ποιοτικές παραµέτρους (Sjulin and Robbins, 1987). Παρόµοια επίδραση της ποικιλίας, περιοχής, κλιµατολογικών συνθηκών, καλλιεργητικής τεχνικής και σταδίου συγκοµιδής στην ποιότητα των καρπών αναφέρεται και για τη φράουλα (Hakala et al., 2003) αλλά και για άλλα είδη φρούτων (Wrolstad and Shallenberger, 1981). Στα σµέουρα η επίδραση της µετασυλλεκτικής µεταχείρισης στην αντιοξειδωτική συµπεριφορά έχει ήδη µελετηθεί (Ancos et al., 2000a, 2000 b; Häkkinen et al., 2000a; Zafrilla et al., 2001). Επίσης αναφορές υπάρχουν και για την επίδραση του γενοτύπου (Prior et al., 1998; Ancos et al., 2000a; Mikkonen et al., 2001), ενώ όσον αφορά την επίδραση των συνθηκών καλλιέργειας και της εποχής συγκοµιδής στην ποιότητα των καρπών υπάρχουν λιγότερες πληροφορίες στη βιβλιογραφία (Παντελίδης, 2004). 133

138 Το ενδιαφέρον της εκτός εποχής παραγωγής κόκκινων σµέουρων στις Νοτιότερες χώρες τα τελευταία χρόνια έχει αυξηθεί όπως έχει ήδη συζητηθεί στα προηγούµενα κεφάλαια ενώ η ζήτηση νωπών καρπών όλη τη διάρκεια του έτους κρίνεται πλέον επιτακτική (Kempler, 2004). Η εποχή συγκοµιδής µπορεί να επηρεάζει ορισµένα ποιοτικά χαρακτηριστικά είτε θετικά είτε αρνητικά. Επιπλέον η εκτός εποχής παραγωγή µπορεί να συνδέεται µε χαµηλή απόδοση και προβλήµατα ποιότητας του καρπού, διότι τα φυτά παράγουν σε µια περίοδο που ενδεχοµένως χαρακτηρίζεται από περιορισµένη ηλιοφάνεια, χαµηλή ένταση φωτός και θερµοκρασία. Σκοπός της εργασίας αυτής ήταν να µελετήσει την επίδραση της εποχής συγκοµιδής σε ορισµένα ποιοτικά χαρακτηριστικά στους καρπούς των κόκκινων σµέουρων σε ένα σύστηµα καλλιέργειας για εκτός εποχής παραγωγή στις συνθήκες της Α. Μεσογείου (όπως περιγράφεται στην Ενότητα II.2), καθώς η επιτυχία ενός τέτοιου συστήµατος προϋποθέτει ικανοποιητική ποιότητα των καρπών κατά τη συγκοµιδή. ΙΙΙ Υλικά και Μέθοδοι Για το σκοπό του πειράµατος χρησιµοποιήθηκαν καρποί που συλλέχθηκαν από τα φυτά τα οποία χρησιµοποιήθηκαν στην Ενότητα II.2. Οι ηµεροµηνίες συγκοµιδής των δειγµάτων δίνονται πιο κάτω: Εποχή Ηµ. Συγκοµιδής Άνοιξη 30/4 + 4/5 Καλοκαίρι 4/6 + 4/7 Φθινόπωρο 4/10 + 4/11 Χειµώνας 2/ /1 Για τη στατιστική ανάλυση των δεδοµένων χρησιµοποιήθηκε ο µέσος όρος των δύο συγκοµιδών σε κάθε εποχή. Σε κάθε δειγµατοληψία χρησιµοποιήθηκαν τέσσερις επαναλήψεις από 50 τυχαία επιλεγµένους καρπούς ανά επανάληψη. Οι καρποί επιλέγονταν την ίδια ώρα της ηµέρας και από την ίδια κατεύθυνση, ίδιου σταδίου ωριµότητας, µεγέθους και γενικά εµφάνισης στο στάδιο της πλήρους ωριµότητας (σκούρο κόκκινο χρώµα). Αµέσως µετά τη συγκοµιδή τα δείγµατα µεταφέρονταν στο εργαστήριο για τις πιο κάτω ποιοτικές αναλύσεις όπως περιγράφονται στην Ενότητα I. Οι παρατηρήσεις που λήφθηκαν ήταν: i) βάρος-σχήµα (µήκος : διάµετρο) καρπού, ii) διαλυτά στερεά, ph, ογκοµετρούµενη οξύτητα iii) ασκορβικό οξύ 134

139 iv) ανθοκυάνες v) ξηρή ουσία vi) συνολική (µη-ενζυµική) αντιοξειδωτική ικανότητα (τιµές FRAP) vii) σάκχαρα Για τη µέτρηση της αντιοξειδωτικής ικανότητας, της ξηρής ουσίας και της περιεκτικότητας σε σάκχαρα των καρπών έγιναν µετρήσεις µόνο κατά τη διάρκεια του χειµώνα και καλοκαιριού. Για τον προσδιορισµό του συντελεστή συσχέτισης των ποιοτικών χαρακτηριστικών µε την ηλιακή ακτινοβολία και τη θερµοκρασία χρησιµοποιήθηκαν οι παρατηρήσεις των µετερεωλογικών στοιχείων της Ενότητας. III.1. Για τον προσδιορισµό της συνολικής µη-ενζυµικής αντιοξειδωτικής ικανότητας χρησιµοποιήθηκε η µέθοδος των Benzie and Strain (1996, 1999). Η µεθοδολογία περιγράφεται αναλυτικά στην Ενότητα V. Για το προσδιορισµό των σακχάρων (φρουκτόζης, γλυκόζης και σακχαρόζης) χρησιµοποιήθηκε ποσότητα δείγµατος (0.25g) που ξηράθηκε υπό κενό και ψύξη. Τα δείγµατα από κάθε επανάληψη εκχειλίστηκαν υπό αµπότιδα µε 40 ml (80% κ.ο) αιθανόλης για 2 ώρες στο σηµείο βρασµού. Μετά το φιλτράρισµα (Whatman No.4) τα εκχυλίσµατα αλκοόλης ξηραίνονταν υπό κενό (rotary evaporator) στους 35 ºC για εξάτµιση της αιθυλικής αλκοόλης, και στο υπόλειµµα προσθέτονταν 5 ml απεσταγµένου νερού. Το µίγµα ακολούθως περνούσε από ενεργοποιηµένο C 18 Sep-Pak cartridge. Κατόπιν µια ποσότητα παιρνόταν από το διήθηµα σε γυάλινους δοκιµαστικούς σωλήνες και διαλυόταν µε LC ακετονιτρίλιο 1 : 1 (v/v). Μέρος αυτού του διαλύµατος φιλτραριζόταν µέσο ενός 0.2 µm nylon φίλτρου για να χρησιµοποιηθεί δείγµα 15 µl σε υψηλής ακρίβειας υγρό χρωµατογράφο (Waters system). Ο χρωµατογράφος ήταν εξοπλισµένος µε διαθλαστικό (διοπτρικό) δείκτη ανίχνευσης (refractive index Model 2414) και στήλη υδατάνθρακα (Waters carbohydrate column). Ως κινητή φάση χρησιµοποιήθηκε ακετονιτρίλιο (LC) απεσταγµένο νερό ( by volume) σε ροή (isocratic) των 1.0 ml/min και θερµοκρασία στήλης 30 ºC. Αυτή είναι τροποποιηµένη µέθοδος που περιγράφεται από τους Okeyo and Kushad (1995). Ο ποσοτικός προσδιορισµός των σακχάρων έγινε µε καµπύλες βαθµονόµησης των πρότυπων ουσιών (γλυκόζης, φρουκτόζης, σακχαρόζης, ppm) και οι οποίες χαρακτηρίζονταν από ευθεία γραµµή µε συντελεστή προσδιορισµού R 2 > Τα % τεστ ανάκτησης για 5, 10 και 15% επί της συγκέντρωσης των προτύπων ουσιών ως µέσοι όροι ήταν για την φρουκτόζη 95.0 ± 1.38 (±SE), τη γλυκόζη 96.5 ± 1.38 (±SE) και τη σακχαρόζη 94.0 ± 1.38 (±SE). Τα ολικά σάκχαρα 135

140 προσδιορίστηκαν µε την πρόσθεση της γλυκόζης φρουκτόζης και σακχαρόζης. Τα αποτελέσµατα εκφράστηκαν % ξηρού βάρους. Επιπλέον κατά τη διάρκεια του χειµώνα επιλέγηκαν τυχαία 36 κληµατίδες ίδιου σταδίου ανάπτυξης και στις 24 από αυτές τοποθετήθηκε στο κορυφαίο τµήµα εντοµοστεγές δίχτυ ώστε να εµποδίζεται η γονιµοποίηση από τους βοµβίνους ή άλλους επικονιαστές. Ακολούθως στις 12 από τις 24 καλυµµένες κληµατίδες η γονιµοποίηση των άνθεων γίνονταν χειρονακτικά µε πινέλο ενώ στις άλλες δώδεκα δεν έγινε καµιά επέµβαση (µάρτυρας). Από τις κληµατίδες αυτές γίνονταν συλλογή των καρπών και µετριόταν ο αριθµός των δρυπιδίων όπως περιγράφεται στην Ενότητα I. Επίσης κατά τη διάρκεια της άνοιξης επιλέγηκαν 12 κληµατίδες ίδιου σταδίου ανάπτυξης και λήφθηκαν τέσσερα δείγµατα των 25 καρπών στην αρχή, το µέσο και το τέλος του σταδίου καρποφορίας. Επίσης ταυτόχρονα µετρήθηκε και η ολική παραγωγή των κληµατίδων και µε βάση τις ηµεροµηνίες δειγµατοληψίας χωρίστηκε το φορτίο παραγωγής των κληµατίδων σε αρχή, µέση και τέλος και εκφράστηκε % της ολικής παραγωγής. Η στατιστική ανάλυση των δεδοµένων έγινε µε το στατιστικό πακέτο SAS/ASSIST (for windows), ανάλυση παραλλακτικότητας-anova, σύγκριση των µέσων όρων-κριτήριο Duncan (α=0.05). ΙΙΙ Αποτελέσµατα ΙΙΙ Νωπό Βάρος Σχήµα Καρπού Αριθµός δρυπίδων (παραµόρφωση) Το µεγαλύτερο νωπό βάρος καρπού παρατηρήθηκε κατά τη διάρκεια του χειµώνα και της άνοιξης και ήταν στατιστικά το ίδιο. Το µικρότερο νωπό βάρος καρπού παρατηρήθηκε το καλοκαίρι ενώ ενδιάµεση τιµή είχαν οι καρποί το φθινόπωρο (Πίνακας 1). Το σχήµα των καρπών (µήκος : διάµετρο) δεν επηρεάστηκε σηµαντικά από την εποχή συγκοµιδής (Πίνακας 1) όµως πάντοτε ο λόγος ήταν µικρότερος της µονάδος. Η σχέση του αριθµού των δρυπιδίων των καρπών (παραµόρφωση) και της παρουσίας και του είδους του επικονιαστή βρέθηκε ότι εκφράζεται µε την εξίσωση 2 ου βαθµού y= x x +60 µε συντελεστή προσδιορισµού R 2 = 1. (Σχ. 1) ΙΙΙ Ποιοτικά χαρακτηριστικά καρπών Η συγκέντρωση ασκορβικού οξέος στους καρπούς υπό τις συνθήκες του πειράµατος (Ενότητα II.2) κυµάνθηκε από 26.6 έως 32.9 mg/100g f.wt. Την περίοδο της άνοιξης παρατηρήθηκε η σηµαντικά υψηλότερη συγκέντρωση ενώ φθινόπωρο-χειµώνακαλοκαίρι οι καρποί στατιστικά είχαν την ίδια περιεκτικότητα σε ασκορβικό οξύ (Πίνακας 2). Η περιεκτικότητα των καρπών σε ανθοκυάνες διέφερε σηµαντικά 136

141 ανάµεσα στις εποχές και κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού παρατηρήθηκαν χαµηλότερες τιµές (Πίνακας 2). Η ογκοµετρούµενη οξύτητα είχε µια µικρή αύξηση κατά την περίοδο του χειµώνα ενώ το ph του πολτού των καρπών είχε τη µικρότερη τιµή την ίδια περίοδο. Τα διαλυτά στερεά των καρπών δεν επηρεάστηκαν στατιστικά από την εποχή συγκοµιδής (Πίνακας 2). ΙΙΙ Συντελεστή συσχέτισης ποιοτικών χαρακτηριστικών µε τη θερµοκρασία και την ηλιακή ακτινοβολία Η περιεκτικότητα των καρπών σε ασκορβικό οξύ είχε σηµαντική θετική συσχέτιση µε την φωτοσυνθετικά ενεργό ακτινοβολία και η συγκέντρωση ανθοκυανών είχε σηµαντικό αρνητικό συντελεστή συσχέτισης µε τη θερµοκρασία. Τα διαλυτά στερεά και η ογκοµετρούµενη οξύτητα δεν είχαν σηµαντική συσχέτιση µε τη φωτοσυνθετικά ενεργό ακτινοβολία ή τη θερµοκρασία ενώ το ph των καρπών έδειξε θετική συσχέτιση µε τη θερµοκρασία (Πίνακας 3). ΙΙΙ % Ξηρή ουσία και αντιοξειδωτική ικανότητα των καρπών (χειµώνα, καλοκαίρι) και η συσχέτιση της αντιοξειδωτικής ικανότητας µε την συγκέντρωση ανθοκυανών, τη φωτοσυνθετικά ενεργό ακτινοβολία και τη θερµοκρασία (ως µέσος όρος χειµώνα-καλοκαιριού) Υπό τις δεδοµένες συνθήκες του πειράµατος η αντιοξειδωτική ικανότητα των καρπών εκφρασµένη ως τιµές FRAP (ferric reducing antioxidant power) µετρήθηκε και βρέθηκε µεγαλύτερη κατά τη διάρκεια του χειµώνα σε σύγκριση µε την καλοκαιρινή περίοδο. Οι διαφορές µεταξύ των τιµών για τις δύο περιόδους ήταν στατιστικά σηµαντικές (Πίνακας 4). Η µεγαλύτερη περιεκτικότητα σε % ξηρή ουσία παρατηρήθηκε στους καρπούς κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού σε σύγκριση µε τους καρπούς του χειµώνα (Πίνακας 1). Η αντιοξειδωτική ικανότητα των καρπών και η περιεκτικότητα σε ανθοκυάνες έδειξε σηµαντική θετική συσχέτιση. Επίσης σηµαντική θετική συσχέτιση είχε η αντιοξειδωτική ικανότητα των φρούτων τις εποχές αυτές µε την φωτοσυνθετικά ενεργό ακτινοβολία ενώ σηµαντική αρνητική συσχέτιση είχε µε τη θερµοκρασία (Πίνακας 5). ΙΙΙ Περιεκτικότητα σε σάκχαρα (χειµώνα καλοκαίρι) Η περιεκτικότητα των καρπών σε αναγωγικά σάκχαρα (γλυκόζη, φρουκτόζη) και µη αναγωγικά σάκχαρα (σακχαρόζη) επηρεάσθηκαν από την περίοδο συγκοµιδής. Η µεγαλύτερη περιεκτικότητα σε γλυκόζη και φρουκτόζη παρατηρήθηκε κατά τη διάρκεια του χειµώνα (Πίνακας 6) ενώ αντίθετα η περιεκτικότητα σε σακχαρόζη ήταν 137

142 µεγαλύτερη την περίοδο του καλοκαιριού (Πίνακας 6). Η περιεκτικότητα των καρπών σε ολικά σάκχαρα και ο λόγος γλυκόζη : φρουκτόζη δεν είχαν σηµαντικές διαφορές ανάµεσα στις δύο περιόδους συγκοµιδής. ΙΙΙ Μεταβολή της περιεκτικότητας των καρπών σε ασκορβικό οξύ και του φορτίου παραγωγής των κληµατίδων κατά τη διάρκεια της περιόδου συγκοµιδής Οι ψηλότερες τιµές σε ασκορβικό οξύ παρατηρήθηκαν στους καρπούς κατά την έναρξη της καρποφορίας των κληµατίδων και οι χαµηλότερες τιµές στο µέσο της περιόδου παραγωγής. Προς το τέλος της περιόδου καρποφορίας το ασκορβικό οξύ είχε ενδιάµεσες τιµές (Σχ. 2α). Παράλληλα το φορτίο παραγωγής ακολούθησε αντίθετη πορεία µε την περιεκτικότητα των καρπών σε ασκορβικό οξύ µε το µέγιστο του φορτίου παραγωγής να προσδιορίζεται στο µέσο του σταδίου καρποφορίας (Σχ. 2β). Ο συντελεστής συσχέτισης φορτίου παραγωγής και ασκορβικού οξέος ήταν αρνητικός και στατιστικά σηµαντικός (r= , P<0.05). ΙΙΙ Συζήτηση Το νωπό βάρος του καρπού φάνηκε ότι ενδεχοµένως επηρεάζεται από την εποχή παραγωγής και κατά την περίοδο του καλοκαιριού παρατηρήθηκε το µικρότερο µέγεθος καρπού. Μεγαλύτερο µέγεθος καρπού παρατηρήθηκε τις άλλες εποχές συγκοµιδής µε υψηλότερο κατά τη διάρκεια του χειµώνα και άνοιξης. Αντίθετα το σχήµα του καρπού δεν επηρεάστηκε από την εποχή συγκοµιδής. Για τη φράουλα αναφέρεται (Παρασκευοπούλου-Παρούση, 1995) ότι η θερµοκρασία επηρεάζει την ανάπτυξη του καρπού (το µέγεθος) και είναι αντιστρόφως ανάλογη της θερµοκρασίας που επικρατεί την ηµέρα. Επίσης η ίδια αναφέρει ότι ο Went βρήκε ότι στη φράουλα οι µεγαλύτεροι καρποί παράγονται σε θερµοκρασία περιβάλλοντος ~ 17 ο C. Έτσι και στην εργασία αυτή το µικρότερο µέγεθος καρπού κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού ενδεχοµένως να οφειλόταν στην έντονη αναπνοή του καρπού (Βασιλακάκης, 1997) λόγω των υψηλών θερµοκρασιών ηµέρας και νύχτας που επικρατούσαν. Η ανάπτυξη της ανθοδόχης που δίνει και το τελικό µέγεθος του καρπού εξαρτάται από τη γονιµοποίηση των υπέρων του άνθους (Coustan, 1991; Szklanowska et al., 1993; Zurawicz et al., 1999) όπου οι µικρές δρύπες ενώνονται µε την ανθοδόχη. Έτσι ο παράγοντας επικονιαστής είναι πολύ σηµαντικός σε τέτοιου είδους καρπούς (Wieniarska, 1987; Βασιλακάκης, 1997). Παρόµοια αποτελέσµατα βρέθηκαν και στην εργασία αυτή αφού παρατηρήθηκε σε µεγάλο βαθµό εξάρτηση του αριθµού των δρυπιδίων του καρπού από τον επικονιαστή. Η µεγαλύτερη περιεκτικότητα σε ξηρή 138

143 ουσία των καρπών παρατηρήθηκε κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού και αυτό ενδεχοµένως να µπορεί να αποδοθεί και στο µικρότερο µέγεθος των καρπών την εποχή αυτή. Το ότι το µέγεθος του καρπού επηρεάζει την ξηρή ουσία των καρπών αναφέρεται και στη φράουλα (Albregts and Howard, 1987). Επίσης είναι πιθανόν η αύξηση της ξηρής ουσίας να οφείλεται στη µείωση στους καρπούς της περιεκτικότητας σε νερό (Ho et al., 1987; Cuartero and Fernandez-Munoz 1999). Το ασκορβικό οξύ υπό τις συνθήκες της ερευνητικής εργασίας αυτής αυξήθηκε την περίοδο µε την υψηλότερη ένταση φωτός που ήταν η άνοιξη. Αυτό φαίνεται και από το θετικό συντελεστή συσχέτισης µεταξύ περιεκτικότητας των καρπών σε ασκορβικό οξύ και της φωτοσυνθετικά ενεργού ακτινοβολίας. Τα αποτελέσµατα αυτά συµφωνούν µε εκείνα άλλων ερευνητών για τη φράουλα (Βασιλακάκης κ.α; 1991; Kamperidou and Vasilakis, 2005) όπου αναφέρουν αύξηση του ασκορβικού οξέος σε υψηλότερες εντάσεις φωτός. Επίσης στη φράουλα ο Βασιλακάκης κ.α (1991) αναφέρει ότι η βιοσύνθεση της βιταµίνης C (ασκορβικό οξύ) απαιτεί υψηλή ένταση ηλιακής ακτινοβολίας δροσερές νύχτες και συσχετίζεται µε την υψηλή περιεκτικότητα σε σάκχαρα. Έτσι και στην εργασία αυτή η αύξηση του ασκορβικού οξέος ενδεχοµένως εξηγείται από το γεγονός ότι λόγω αυξηµένης έντασης φωτός και φωτοσυνθετικής λειτουργίας αυξάνεται η παραγωγή υδατανθράκων από τους οποίους συντίθεται τελικά το ασκορβικό οξύ ( ιαµαντίδης, 1994). Η συγκέντρωση των ανθοκυανών έδειξε να επηρεάζεται από την εποχή συγκοµιδής καθώς οι µεγαλύτερες τιµές σηµειώθηκαν κατά τη διάρκεια του χειµώνα και οι µικρότερες κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού. Αυτό ενδεχοµένως να οφειλόταν κυρίως στην ένταση της ηλιακής ακτινοβολίας, (Proctor, 1974; Σιώµος, 1993; Βασιλακάκης και Θεριός, 1994) τη θερµοκρασία, (Elfadl, 1989; Παρασκευοπούλου- Παρούση, 1995) ή µπορεί τα αποτελέσµατα να επηρεάστηκαν από παράγοντες όπως το στάδιο ωριµότητας (Sjulin and Robbins; 1987, Prior et al., 1998; Haffner et al., 2002) καθώς υπάρχει µια σχετική δυσκολία στη συλλογή ακριβώς του ίδιου σταδίου ωριµότητας φρούτα για όλα τα δείγµατα. Στην εργασία αυτή η συγκέντρωση ανθοκυανών στους καρπούς είχε αρνητικό συντελεστή συσχέτισης µε τη θερµοκρασία, ενώ ο συντελεστής συσχέτισης µε την φωτοσυνθετική ενεργό ακτινοβολία (ΦΕΑ) δεν ήταν σηµαντικός. Αυτό ενδεχοµένως οφειλόταν στις σχετικά υψηλές θερµοκρασίες που επικρατούσαν κατά τη διάρκεια του πειράµατος (25-32 ºC) γιατί όπως αναφέρεται π.χ στη φράουλα όταν η θερµοκρασία είναι υψηλή ( ºC) τότε το φως δεν είναι τόσο απαραίτητο στη σύνθεση του χρώµατος (Austin et al., 139

144 1960). Οι Βασιλακάκης και Θεριός (1994) αναφέρουν στις κόκκινες ποικιλίες µήλων ότι σε χαµηλότερες θερµοκρασίες µειώνεται η ένταση της αναπνοής και εξοικονοµούνται υδατάνθρακες και αυξάνεται η σύνθεση ανθοκυανών. Επίσης η καθαρότερη ατµόσφαιρα κατά τη διάρκεια του χειµώνα και η σκίαση κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού ενδεχοµένως επηρέασαν το υπεριώδες φως που έφθανε στην επιφάνεια του καρπού και θεωρείται πιο αποτελεσµατικό (Βασιλακάκης και Θεριός, 1994) για τη σύνθεση ανθοκυανών. Τα πιο πάνω ίσως µπορούν να εξηγήσουν τη µεγαλύτερη περιεκτικότητα των καρπών σε ανθοκυάνες την περίοδο του χειµώνα στην εργασία αυτή. Τα στερεά διαλυτά συστατικά δεν επηρεάστηκαν από την εποχή συγκοµιδής υπό τις συνθήκες της ερευνητικής εργασίας. Τα διαλυτά στερεά κυµάνθηκαν ( % Brix) στα ίδια περίπου επίπεδα που βρήκε ο Ancos et al.(2000b) για την ίδια ποικιλία στην Ισπανία. Με βάση το αποτέλεσµα αυτό από µόνο του, η διατύπωση της άποψης ότι στα διαλυτά στερεά το περιβάλλον ασκεί µικρότερη επίδραση από το γενότυπο ενδεχοµένως να ήταν εν µέρει ορθό λαµβάνοντας υπόψη ότι στη φράουλα π.χ βρήκαν αρνητική συσχέτιση µεταξύ του παράγοντα παραγωγή και διαλυτών στερεών (Stevens and Rudish, 1978; Berry et al., 1988) και στη κερασιά θετική συσχέτιση µεταξύ του µεγέθους του καρπού και των διαλυτών στερεών (Blažková, 2002). Γενικά τα διαλυτά στερεά στους καρπούς αυξάνονται σε περιόδους υψηλής έντασης φωτός (Austin 1960; Βασιλακάκης κ.α 1991; Sanvarini and Corelli-Grappadelli, 1997; Lewallen, 2000) κάτι το οποίο δεν παρατηρήθηκε στην εργασία αυτή για τους καρπούς των κόκκινων σµέουρων. Μια αύξηση της ογκοµετρούµενης οξύτητας παρατηρήθηκε κατά τη διάρκεια του χειµώνα, αλλά οι διαφορές ανάµεσα στις άλλες εποχές συγκοµιδής ήταν µικρές. Αυτό ίσως να οφείλεται στο ότι η ωρίµανση των καρπών το χειµώνα έγινε σε χαµηλότερες θερµοκρασίες ηµέρας-νύχτας σε σύγκριση µε τους καρπούς που ωρίµασαν αργότερα. Ο Shaw et al. (1987) αναφέρει ότι η οξύτητα είναι γενετικά ελεγχόµενο χαρακτηριστικό ενώ το περιβάλλον ασκεί µικρότερη επίδραση σε αυτό. Επίσης το ph όπως ήταν αναµενόµενο κινήθηκε αντίθετα µε την οξύτητα καθ ότι υψηλή οξύτητα στους καρπούς δίνει χαµηλή ένδειξη ph. Ασφαλώς όµως στην ερµηνεία των αποτελεσµάτων πρέπει να ληφθεί υπόψη και το γεγονός ότι το ph (-log[h + ]) υπολογίζει Η + και επηρεάζεται λιγότερο από τα ασθενέστερα οξέα (π.χ κιτρικό οξύ) ενώ η οξύτητα επηρεάζεται από όλα τα οξέα. 140

145 Η περιεκτικότητα σε αναγωγικά (γλυκόζη, φρουκτόζη) και µη αναγωγικά σάκχαρα (σακχαρόζη) επηρεάστηκε από την εποχή συγκοµιδής ενώ τα ολικά σάκχαρα και ο λόγος γλυκόζη : φρουκτόζη δεν µεταβλήθηκαν µε την εποχή συγκοµιδής. Ο Durst et al. (1995) αναφέρει ως µέσο όρο για το λόγο γλυκόζης : φρουκτόζη το 0.8 και επιπλέον σχολιάζει ότι «τα σµέουρα πάντα περιέχουν περισσότερη φρουκτόζη». Επίσης ο ίδιος ερευνητής αναφέρει ότι ο Plowman βρήκε για 6 ποικιλίες σµέουρων το λόγο αυτό 0.77 και οι Wrolstad and Shallenberger (1981) αναφέρουν ότι σύµφωνα µε τον Sweeney ο λόγος αυτός είναι σχετικά σταθερός. Παρόµοια αποτελέσµατα βρέθηκαν και στην εργασία αυτή. Η σηµαντική επίδραση του περιβάλλοντος στην περιεκτικότητα σε ολικά και αναγωγικά σάκχαρα αναφέρεται στη φράουλα (Shaw et al., 1987; Βασιλακάκης κ. α., 1991). Στην εργασία αυτή για τα κόκκινα σµέουρα παρατηρήθηκε επίδραση της εποχής συγκοµιδής στα αναγωγικά και µη αναγωγικά σάκχαρα αλλά όχι στα ολικά σάκχαρα. Το ότι για τη γλυκόζη και τη φρουκτόζη παρατηρήθηκαν µεγαλύτερες τιµές τη διάρκεια του χειµώνα ενώ για τη σακχαρόζη το καλοκαίρι ενδεχοµένως να οφείλεται στη χαµηλή δραστηριότητα της ινβερτάσης ή στην αυξηµένη παρουσία αναστολέων της δράσης της (Pressey and Show, 1966) την εποχή αυτή λόγω των ψηλών θερµοκρασιών και της χαµηλής έντασης φωτός λόγω σκίασης. Ο Durst et al. (1995) αναφέρει µεταβολές στα επίπεδα σακχαρόζης στους καρπούς κόκκινων σµέουρων σµέουρων λόγω της δραστηριότητας της ινβερτάσης. Η µη αλλαγή στην περιεκτικότητα σε ολικά σάκχαρα µε την εποχή βρίσκεται σε συµφωνία µε τη µη µεταβολή των διαλυτών στερεών συστατικών του καρπού. Ο Σφακιωτάκης (1995) αναφέρει ότι τα σάκχαρα αποτελούν το µεγαλύτερο µέρος των στερεών διαλυτών συστατικών στους καρπούς και οι Sousa et al. (2005) αναφέρει την άµεση συσχέτιση µεταξύ διαλυτών στερεών και περιεκτικότητας σε σάκχαρα στον καρπό των σµέουρων. Η συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα στους καρπούς όπως αυτή είχε µετρηθεί µε την µέθοδο FRAP αυξήθηκε σηµαντικά κατά τη διάρκεια του χειµώνα σε σχέση µε την περίοδο του καλοκαιριού. Οι ουσίες που συµµετέχουν κυρίως στη συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα των καρπών των κόκκινων σµέουρων είναι οι φαινόλες, φλαβονοειδή και ανθοκυάνες (Wang and Lin, 2000; Liu et al., 2002) ενώ η βιταµίνη C ενδεχοµένως να συνεισφέρει σε µικρότερο ποσοστό στη συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα (Kalt et al., 1999). Επίσης οι Stewart et al. (2001) και Deighton et al. (2002) αναφέρουν ότι η σύνθεση της αντιοξειδωτικής οµάδας των ουσιών αποτελείται από τη βιταµίνη C (15%), τις ανθοκυάνες (20%), τα φλαβονοειδή (<5%), 141

146 τις κατεχίνες (5-10%) και το υπόλοιπο ποσοστό από κάποιο άλλον παράγοντα που πιθανό να είναι glycosylated phenolics. Στην παρούσα ερευνητική εργασία παρατηρήθηκε αύξηση της συγκέντρωσης ανθοκυανών ενώ το ασκορβικό οξύ αυξήθηκε ελάχιστα ανάµεσα στις δύο εποχές. Όµως ενδεχοµένως οι δύο αυτές κατηγορίες ουσιών να µην µπορούν από µόνες τους να εξηγήσουν τη σηµαντική αύξηση της συνολικής αντιοξειδωτικής ικανότητας. Ενδεχοµένως να αυξήθηκαν και οι φανολικές ουσίες κατά τη διάρκεια του χειµώνα, παρόλο που δεν µετρήθηκαν στη µελέτη αυτή, και επιπλέον το ελλαγικό οξύ που συµµετέχει σε ποσοστό 88% (Häkkinen et al., 1999; Anttonen and Karjalainen, 2005) των ολικών φαινολών. Η αύξηση αυτή της συνολικής αντιοξειδωτικής ικανότητας στους καρπούς κατά τη διάρκεια του χειµώνα ενδεχοµένως να µπορεί να συσχετισθεί µε την αυξηµένη φωτοσυνθετικά ενεργό ακτινοβολία ή και το αυξηµένο υπεριώδες φως που έφθανε στην επιφάνεια του καρπού και τη χαµηλότερη θερµοκρασία την περίοδο αυτή υπό τις συνθήκες της ερευνητικής εργασίας αυτής. Τέλος η περιεκτικότητα σε ασκορβικό οξύ στους καρπούς ακολούθησε αντίθετη πορεία µε το φορτίο παραγωγής των φυτών. Έτσι οι χαµηλότερες τιµές ασκορβικού οξέος στους καρπούς παρατηρήθηκαν στις περιόδους µεγάλης παραγωγής των φυτών. Αυτό φαίνεται και από το συντελεστή συσχέτισης ο οποίος ήταν σηµαντικός και αρνητικός. Παρόµοια αποτελέσµατα αναφέρονται στη φράουλα (Παρασκευοπούλου- Παρούση, 1995) για τα διαλυτά στερεά και το φορτίο παραγωγής. Συµπερασµατικά οι ψηλές θερµοκρασίες και η σκίαση υποβάθµισαν την ποιότητα των καρπών και µπορεί να λεχθεί ότι τα αποτελέσµατα αυτά ενδεχοµένως να ενδιαφέρουν διατροφικά και διαιτητικά την εποχιακή κατανάλωση νωπών φρούτων κόκκινων σµέουρων. 142

147 Βιβλιογραφία 1. Albregts, E.E. and Howard, C.M Effects of fertilizer on strawberry fruit yield and quality. HortSci. 22(5):127. (Abstr.). 2. Ancos, B., Gonzalez, E.M. and Cano, P. 2000a. Ellagic Acid, Vitamin C, and total phenolic contents and radical scavenging capacity affected by freezing and frozen storage in raspberry fruit. J. Agric. Food Chem. 48: Ancos, B., Ibanez, E., Reglero, G. and Cano, M.P. 2000b. Frozen storage effects on anthocyanins and volatile compounds of raspberry fruit. J. Agric. Food Chem. 48: Anttonen, M.J. and Karjalainen, R.O Environmental and genetic variation of phenolic compounds in red raspberry. J. Food Compos. Anal. 18: Austin, M.E., Shutak, V.G. and Christopher, E.P Colour changes in harvested strawberry fruits. Proc. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 73: Barritt, B.H. and Torre, L.C Fruit anthocyanin pigments of red raspsberry cultivars. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 100: Berry, S.Z., Uddin, M.R., Gould, W.A., Bishes, A.D. and Dyer, G.D Stability in fruit yield, soluble solids and citric acid of eight machine-harvested processing tomato cultivars in Northern Ohio. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 113: Blažková, J., Hlušiková, I. and Blažek, J Fruit weight, firmness and soluble solids content during ripening of Karešova cv. sweet cherry. HortSci. (Prague), 29: Cao, G., Sofic, E. and Prior, R.L Antioxidant capacity of tea and common vegetables. J. Agric. Food Chem. 44: Connor, A.M., Luby, J.J., Hancock, J.F., Berkheimen, S. and Hanson, E.J Changes in fruit antioxidant activity among blueberry cultivars during cold temperature storage. J. Agric. Food Chem. 50: Coustan, R Insect pollination of soft fruits and associated problems. Acta Hort. 288: Cuartero, J. and Fernandez-Munoz, R Tomato and salinity. Sci. Horti. 78: Deighton, N., Stewart, D. and Davies, H.V Soft fruit as sources of dietary antioxidants. Acta Hort. 585:

148 14. Durst, R.W., Wrolstad, R.E. and Krueger, D.A Sugar, nonvolatile acid, 13 C / 12 C ratio, and mineral analysis for determination of the authenticity and quality of red raspberry juice composition. J. Assoc. Off. Anal. Chem. 78: Elfadl, M.S The effect of chilling, photoperiod and light intensity on productivity and fruit quality of strawberries. MSc thesis. MAICH. Hellas. 16. Haffner, K., Rosenfeld, H.J, Skrede, G. and Wang, L Quality of red raspberry (Rubus idaeus L.) cultivars after storage in controlled and normal atmospheres. Postharvest Biol. Technol.24: Hakala, M., Lapveteläinen, A., Huopalahti, R., Kallio, H. and Tahvonen, R Effects of varieties and cultivation conditions on the composition of strawberries. J. Food Compos. Anal. 16: Häkkinen, S.H., Kärenlampi, S.H., Heionen, I.M., Mykkänen, H.M. and Törrönen, A.R Content of the flavonols qurcetin, myricetin, and kaempherol in 25 edible berries. J. Agric. Food Chem. 47: Häkkinen, S.H., Kärenlampi, S.H., Mykkänen, H.M. and Törrönen, A.R. 2000a. Influence of domestic processing and storage on flavonols contents in berries. J. Agric. Food Chem. 48: Ho, L.C., Grange, R.I. and Picken, A.J An analysis of accumulation of water and dry matter in tomato fruit. Plant Cell Environ. 10: Kähkönen, M.P., Hopia, A.I. and Heinonen, M Berry phenolics and their antioxidant activity. J. Agric. Food Chem. 49: Kalt, W., Forney, C.F., Martin, A. and Prior, R.L Antioxidant capacity, vitamin C, phenolics, and anthocyanins after fresh storage of small fruits. J. Agri. Food Chem. 47: Kamperidou, I. and Vasilakakis, M Effect of propagation material on some quality attributes of strawberry fruit (Fragaria x ananassa, var. Selva). Sci. Hort. 107: Kempler, C Out-of-season greenhouse production of raspberry and strawberry. Acta Hort. 633: Lee, S.K. and Kader, A.A Preharvest and postharvest factors influencing vitamin C content of horticultural crops. Postharvest Biol. Technol. 20: Lewallen, K.A.S Effects of light availability and canopy position on peach fruit quality. MSc thesis. Virginia Polytechnic Institute and State University. U.S.A. 144

149 27. Liu, M., Qi Li, X., Weber, C., Yong Lee, C., Brown, J. and Hai Liu, R Antioxidant and antiproliferative activities of aaspberries. J. Agric. Food Chem. 50: Määttä-Riihinen, K.R., Kamal-Eldin, A. and Törrönen, A.R Identification and quantification of phenolic compounds in berries of Fragaria and Rubus species (Family Rosaceae). J. Agric. Food Chem. 52: Mason, D.T Measurement of fruit ripeness and its relation to mechanical harvesting of the red raspberry (Rubus idaeus L.). Hort. Res. 14: Mason, D.T Changes in the fruit retention strength of the red raspberry (Rubus idaeus L.) during ripening and their relevance to the selection of raspberry clones suitable for mechanical harvesting. Acta Hort. 60: Mikkonen, T.P., Määttä, K.R., Hukkanen, A.T., Kokko, H.I. Törrönen, A.R., Kärenlampi, S.O. and Karjalainen, R.O Flavonol content varies among black currant cultivars. J. Agric. Food Chem. 49: Mullen, W., McGinn, J. Lean, M.E.J., MacLean, M.R., Gardner, P., Duthie, G.G., Yokota, T. and Crozier, A. 2002a. Ellagitannins, flavonoids, and other phenolics in red raspberries and their contribution to antioxidant capacity and vasorelaxation properties. J. Agric. Food Chem. 50: Mullen, W., Stewart, A.J., Lean, M.E.J., Gardner, P. Duthie, G.G and Crozier, A. 2002b. Effect of freezing and storage on the phenolics, ellagitannins, flavonoids and antioxidant capacity of red raspberries. J. Agric. Food Chem. 50: Okeyo, J.A. and Kushad, M.M Composition of four potato cultivars in relation to cold storage and reconditioning. HortTechnol. 5(3): Perkins-Veazie, P. and Nonnecke, G PHysiological changes during ripening of raspberry fruit. HortSci. 27: Pressey, R. and Shaw, R Effect of temperature on invertase, invertase inhibitors, and sugars in potato tubers. Plant Physiol. 41: Prior, R.L., Cao, G., Martin, A., Sofic, E., McEwen, J., O Brien, C., Lischner, N., Ehlenfeldt, M., Kalt, W., Krewer, G. and Mainland, C.M Antioxidant capacity as influenced by total phenolic and anthocyanin content, maturity, and variety of Vaccinium species. J. Agric Food Chem. 46: Proctor, J.T.A Colour stimulation in attached apples with supplementary light. Can. J. Plant Sci. 54:

150 39. Sansavini, S. and Corelli-Grappadelli, L Yield and light efficiency for high quality fruit in apple and peach high density planting. Acta Hort. 451: Satué-Gracia, M.T., Heinonen, M. and Frankel, E.N Anthocyanins as antioxidants on human low density lipoprotein and lecithin liposome systems. J. Agric. Food Chem. 45: Scalzo, J., Mezzetti, B., Hall, H. and McGhie, T Comparing methods for evaluation of raspberry s quality. Acta Hort. 649: Shaw, D.V., Brinhurst, R.S. and Voth, V Genetic variation for quality traits in advance cycle. (Breeding population of strawberries). J. Amer. Soc. Hort. Sci. 112: , 43. Sjulin, T.M. and Robbins, JA Effects of maturity, harvest date, and storage time on postharvest quality of red raspberry fruit. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 112: Sousa, M.B., Canet, W., Alvarez, M.D. and Tortosa, M.E The effect of pretreatments and the long and short-term frozen storage on the quality of raspberry. Eur. Food Res. Technol. 221: Stevens, M.A. and Rudish, J Genetic potential for overcoming physiological limitation on adaptability, yield and quality in the tomato. HortSci. 13: Stewart, D., Deighton, N. and Davies, H.V Antioxidants in soft fruit. SCRI Annual Report. 2000/ Szklanowska, K., Wieniarska, J., Smolarz, K. and Zmarlicki, K The effect on yield by the bees visits on raspberry flowers the successive ramifications in inflorescence (Rubus idaeus L.). Acta Hort. 352: Wang, S.Y Maintaining postharvest quality of raspberries with natural volatile compounds. Intern. J. Food Sci. Technol. 38: Wang, S.Y. and Lin, H.S Antioxidant activity in fruits and leaves of blackberry, raspberry and strawberry varies with cultivar and developmental stage. J. Agric. Food Chem. 48: Wieniarska, J The role of pollinating insects in fruiting of some red raspberry cultivars. Fruit Sci. Rep. 14: Wrolstad, R.E. and Shallenberger, R.S Free sugars and sorbitol in fruits a compilation from the literature. J. Assoc. Off. Anal. Chem. 64:

151 52. Zafrilla, P., Ferreres, F. and Tomas-Barberan, F.A Effect of processing and storage on antioxidant ellagic acid derivatives and flavonoids of raspberry (Rubus idaeus) jams. J. Agric Food Chem. 49: Zurawicz, E., Pluta, S. and Madry, W Effectiveness of several pollination methods on fruit set in selected black currant (Ribes nigrum L.). Acta Hort. 505: Βασιλακάκης, M., Μικρά Οπωροφόρα. Αριστοτέλειο Πανεπιστήµιο Θεσσαλονίκης. Εκδόσεις Γ. εδούση. Θεσσαλονίκη. 55. Βασιλακάκης, Μ. και Θεριός, Ι Μαθήµατα ειδικής δενδροκοµίας. Εκδόσεις υπηρεσίας δηµοσιευµάτων Α.Π.Θ. Θεσσαλονίκη. 56. Βασιλακάκης, Μ., Ντόγρας, Κ., Βλαχονάσιος, Κ. και Μαστροκώστας, Μ Εκτός εποχής παραγωγή υπό συνθήκες θερµοκηπίου. Πρακτικά 15ου Συνεδρίου της Ε.Ε.Ε.Ο. 57. ιαµαντίδης, Γ Εισαγωγή στη Βιοχηµεία. 2η έκδοση. Εκδόσεις University Studio Press, Θεσσαλονίκη. 58. Παντελίδης, Ε.Γ Αντιοξειδωτική ικανότητα καρπών µικρών οπωροφόρων (σµέουρων, βατόµουρων, φραγκοστάφυλων και κράνων) σε σχέση µε την ποικιλία και την εποχή συγκοµιδής. Μεταπτυχιακή ιατριβή. Αριστοτέλειο Πανεπιστήµιο Θεσσαλονίκης. 59. Παρασκευοπούλου-Παρούση, Γ Παράγοντες που επηρεάζουν την πρωιµότητα, απόδοση, ποιότητα και συντηρησιµότητα της φράουλας που παράγεται εκτός εποχής. ιδακτορική διατριβή, ΑΠΘ, Θεσσαλονίκη. 60. Σιώµος, Α Υφή και σύσταση βλαστών λευκού σπαραγγιού κατά τη διάρκεια της περιόδου συγκοµιδής. ιδακτορική ιατριβή. Α.Π.Θ. Θεσσαλονίκη. 61. Σφακιωτάκης, Ε Μετασυλλεκτική φυσιολογία και τεχνολογία νωπών οπωροκηπευτικών προϊόντων. Εκδόσεις typo Man, Θεσσαλονίκη. 147

152 Πίνακες Πίνακας 1: Εποχιακές µεταβολές στο βάρος, στο σχήµα (µήκος:διάµετρο) και % ξηρής ουσίας στους καρπούς στην ποικιλία κόκκινου σµέουρου Autumn Bliss (Rubus idaeus L.). Εποχή Βάρος Καρπού Σχήµα καρπού % Ξηρή ουσία (g) (µήκος:διάµετρο) Άνοιξη 3.13a 0.92a - Καλοκαίρι* 1.97c 0.93a 13.2a Φθινόπωρο 2.63b 0.91a - Χειµώνας 3.32a 0.93a 10.8b * Το καλοκαίρι το πλαστικό κάλυψης του θερµοκηπίου αντικαταστάθηκε µε δίχτυ σκίασης 60-70% Οι µέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράµµατα δεν διαφέρουν σηµαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05). Οι παύλες αντιπροσωπεύουν την απουσία παρατηρήσεων την αντίστοιχη εποχή Πίνακας 2: Εποχιακές µεταβολές σε ορισµένα ποιοτικά χαρακτηριστικά στους καρπούς κόκκινου σµέουρου ποικιλίας Autumn Bliss (Rubus idaeus L.). Ποικιλία Εποχή Ασκορβικό οξύ - vit. C (mg/100gr f.wt) ph ιαλυτά στερεά (% Brix) Ογκοµετρ. οξύτητα (% citric acid) Ολικές ανθοκυάνες (units OD/gr f.wt) A.Bliss Άνοιξη 32.9a 3.37b 9.17a 1.72ab 2.68b Καλοκαίρι* 26.6b 3.60a 9.19a 1.64b 2.50c Φθινόπωρο 27.9b 3.36b 9.10a 1.66b 2.76ab Χειµώνας 27.6b 3.17c 9.22a 1.78a 2.82a * Το καλοκαίρι το πλαστικό κάλυψης του θερµοκηπίου αντικαταστάθηκε µε δίχτυ σκίασης 60-70% Οι µέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράµµατα δεν διαφέρουν σηµαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05) 148

153 Πίνακας 3: Συντελεστής συσχέτισης της φωτοσυνθετικά ενεργού ακτινοβολίας (Φ.Ε.Α) και της θερµοκρασίας (T C) µε τη συγκέντρωση ασκορβικού οξέος (Ασκ. Οξύ), τα διαλυτά στερεά (. Στερεά), την ογκοµετρούµενη οξύτητα (Οξύτητα) και τις ολικές ανθοκυάνες (Ανθοκυάνες) στους καρπούς κόκκινου σµέουρου ποικιλίας Autumn Bliss (Rubus idaeus L.), ως µέσοι όροι όλων των εποχών συγκοµιδής (χειµώνας, άνοιξη, καλοκαίρι, φθινόπωρο). Ασκ. οξύ ph. Στερεά Οξύτητα Ανθοκυάνες Φ.Ε.Α 0.624*** NS NS NS NS Τ C NS 0.544*** NS NS *** * Το καλοκαίρι το πλαστικό κάλυψης του θερµοκηπίου αντικαταστάθηκε µε δίχτυ σκίασης 60-70% Βαθµός σηµαντικότητας: *** P = , NS = εν υπάρχει σηµαντικότητα (Pearson correlation coefficients) Πίνακας 4: Μεταβολές στις τιµές της συνολικής αντιοξειδωτικής ικανότητας (τιµές FRAP) της θερµοκρασίας και της φωτοσυνθετικά ενεργού ακτινοβολίας (Φ.Ε.Α) σε σχέση µε την εποχή συγκοµιδής (χειµώνας, καλοκαίρι). Εποχή Τιµές FRAP (µmol/g ξ.β) Θερµοκρασία (º C) Φ.Ε.Α (µmol.m -2.s -1 ) Χειµώνας 175a 26.0b 605a Καλοκαίρι* 114b 32.6a 301b * Το καλοκαίρι το πλαστικό κάλυψης του θερµοκηπίου αντικαταστάθηκε µε δίχτυ σκίασης 60-70% Οι µέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράµµατα δεν διαφέρουν σηµαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05) Πίνακας 5: Συντελεστής συσχέτισης της συνολικής αντιοξειδωτικής ικανότητας (Τιµές FRAP) µε την περιεκτικότητα σε ολικές ανθοκυάνες, τη φωτοσυνθετικά ενεργό ακτινοβολία (Φ.Ε.Α) και τη θερµοκρασία (T ºC) ως µέσος όρος των δύο εποχών συγκοµιδής (χειµώνας, καλοκαίρι). Ολικές ανθοκυάνες Φ.Ε.Α T ºC 0.753*** 0.916*** *** Βαθµός σηµαντικότητας: *** P = (Pearson correlation coefficients) 149

154 Πίνακας 6: Επίδραση της εποχής συγκοµιδής στην περιεκτικότητα των καρπών σε γλυκόζη, φρουκτόζη, σακχαρόζη, ολικά σάκχαρα και το λόγο γλυκόζη / φρουκτόζη. Εποχή Φρουκτόζη (% ξ.β) Γλυκόζη (% ξ.β) Σακχαρόζη (% ξ.β) Ολικά Σάκχαρα (% ξ.β) Γλυκόζη / Φρουκτόζη Χειµώνας 11.2a 9.1a 7.8b 28.1a 0.81a Καλοκαίρι* 9.8b 7.4b 12.5a 29.6a 0.76a * Το καλοκαίρι το πλαστικό κάλυψης του θερµοκηπίου αντικαταστάθηκε µε δίχτυ σκίασης 60-70% Οι µέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράµµατα δεν διαφέρουν σηµαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05) 150

155 Σχήµατα Αρ. δρυπιδίων / καρπό y = -13,5x ,5x + 60 R 2 = 1 Βοµβίνοι Με το χέρι Μάρτυρας Επικονιαστής Σχήµα 1: Επίδραση του επικονιαστή στον αριθµό των δρυπιδίων του καρπού κόκκινου σµέουρου ποικιλίας Autumn Bliss (Rubus idaeus L.). Αποτυπώνεται ο τρόπος µεταβολής και ο συντελεστής προσδιορισµού. Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλµα του µέσου όρου (±SE, n=12). 151

156 Ασκορβικό οξύ (mg vitc / 100g ν.β) α) Φορτίο παραγωγής (% συνόλου παραγωγής) αρχή µέση τέλος Πρόοδος συγκοµιδής αρχή µέση τέλος Πρόοδος συγκοµιδής β) Σχήµα 2: Μεταβολή α) της περιεκτικότητα των καρπών σε ασκορβικό οξύ (vit. C) και β) του φορτίου παραγωγής (ως % της συνολικής παραγωγής) των κληµατίδων κατά τη διάρκεια της περιόδου συγκοµιδής της ποικιλίας κόκκινων σµέουρων Autumn Bliss (Rubus idaeus L.). Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλµα του µέσου όρου (±SE, n=4). 152

157 ΕΝΟΤΗΤΑ III.2.2: ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ ΟΡΙΣΜΕΝΩΝ ΠΟΙΟΤΙΚΩΝ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ ΤΩΝ ΚΑΡΠΩΝ ΚΟΚΚΙΝΩΝ ΣΜΕΟΥΡΩΝ (Rubus idaeus L. Autumn Bliss ) ΚΑΤΑ ΤΗ ΙΑΡΚΕΙΑ ΤΗΣ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ ΙΙΙ Περίληψη Μελετήθηκαν οι µεταβολές των ποιοτικών χαρακτηριστικών των καρπών κόκκινου σµέουρου (Rubus idaeus L. Autumn Bliss ) κατά τη διάρκεια της συντήρησης στους 4 ο C (0, 1, 2, 3 ή 4 ηµέρες) και τους -20 ο C (0, 15, 30, 45, 60 ή 90 ηµέρες). Για το σκοπό αυτό έγιναν µετρήσεις στη συγκέντρωση του ασκορβικού οξέος την περιεκτικότητα σε ανθοκυάνες, τα διαλυτά στερεά συστατικά, την ογκοµετρούµενη οξύτητα και το ph των καρπών. Επίσης υπολογίστηκε και ο λόγος διαλυτά στερεά / οξέα. Οι καρποί δεν παρουσίασαν αξιόλογη µεταβολή της περιεκτικότητας σε ασκορβικό οξύ και ανθοκυάνες κατά τη διάρκεια της συντήρησης στους 4 ο C ενώ τα διαλυτά στερεά συστατικά και η ογκοµετρούµενη οξύτητα παρουσίασαν µικρή µείωση σε σχέση µε τους φρέσκους καρπούς (0 ηµέρες). Ο λόγος των διαλυτών στερεών προς οξέα παρέµεινε σταθερός ενώ το ph των καρπών αυξήθηκε. Γενικά οι καρποί δεν παρουσίασαν µεγάλη υποβάθµιση των ποιοτικών χαρακτηριστικών που εξετάστηκαν, στους 4 ο C για διάρκεια συντήρησης έως 4 ηµέρες. Κατά τη διάρκεια της συντήρησης των καρπών στους 20 ο C (κατάψυξη) η περιεκτικότητα των καρπών σε ασκορβικό οξύ παρουσίασε µικρή µείωση την 90 η ηµέρα. Η περιεκτικότητα σε ανθοκυάνες δεν µεταβλήθηκε σηµαντικά σε σχέση µε τους φρέσκους καρπούς (0 ηµέρες) παρά τη διακύµανση των τιµών της κατά τη διάρκεια της περιόδου κατάψυξης. Τα διαλυτά στερεά συστατικά, η ογκοµετρούµενη οξύτητα, ο λόγος τους και το ph των καρπών δεν έδειξαν σηµαντική µεταβολή κατά τη διάρκεια της κατάψυξης από 0 έως 90 ηµέρες. Γενικά οι καρποί διατήρησαν τα ποιοτικά τους χαρακτηριστικά µέχρι διάστηµα 90 ηµερών από την ηµεροµηνία συγκοµιδής στους 20 ο C. ΙΙΙ Εισαγωγή Πέρα από την καλή ποιότητα των καρπών κατά τη συγκοµιδή οι καρποί των σµέουρων λόγω της µεγάλης φθαρτότητας του προϊόντος αντιµετωπίζουν σηµαντικό πρόβληµα κατά την εµπορία τους και ειδικότερα ως νωπός καρπός (Goulart et al., 1992). Οι καρποί των σµέουρων αναπνέουν έντονα ( mgco 2.kg -1.h -1 ) στους ο C (Perkins-Veazie and Nonnecke, 1992), και επί πλέον είναι ευάλωτοι στους 153

158 µύκητες (βοτρύτη) και βακτήρια (Janisiewicz and Roitman, 1988; Joles et al., 1994). Υπό συνθήκες θερµοκρασίας περιβάλλοντος 25 ο C οι καρποί δεν αντέχουν περισσότερο από 24 ώρες, προσβάλλονται από µικροοργανισµούς και καταρρέουν (Βασιλακάκης, 1997). Η µετασυλλεκτική µεταχείριση των καρπών λόγω των µεταβολικών αλλαγών που συµβαίνουν στο προϊόν και µετά την αποµάκρυνση από το φυτό προσπαθεί να ελέγξει τις αλλαγές αυτές κατά τη συντήρηση ώστε να επιτύχει µακρύτερη µετασυλλεκτική ζωή (Σφακιωτάκης, 1995; Kalt et al., 1999). Οι Sjulin and Robbins (1987) µελέτησαν την επίδραση του χρόνου συγκοµιδής, του σταδίου ωριµότητας και της συντήρησης στην ποικιλία των κόκκινων σµέουρων Meeker µε αποτελέσµατα που ποικίλλουν ως προς την ποιότητα των καρπών και τη µετασυλλεκτική διατήρηση. Μεταβολές στο χρώµα υπό διαφορετικές θερµοκρασίες συντήρησης και για διαφορετικές ποικιλίες αναφέρουν οι Robbins and Moore (1990). Η επίδραση των χαµηλών θερµοκρασιών, του CO 2, της τροποποιηµένης ατµόσφαιρας έχει ήδη µελετηθεί (Callesen and Mǿller, 1989; Robbins and Moore, 1992; Agar and Streif, 1996; Haffner et al., 2002). Επίσης τα τελευταία χρόνια µελετούνται οι µετασυλλεκτικοί χειρισµοί στην διατροφική και διαιτητική αξία των καρπών (Kalt et al., 1999; Ancos et al., 2000a,b). Η κατάψυξη των καρπών παίζει επίσης σηµαντικό ρόλο στη χρήση του προϊόντος ειδικά όταν προσφέρεται εκτός της περιόδου παραγωγής, αφού είναι από τις σηµαντικότερες µεθόδους διατήρησης της ποιότητας κατά της διάρκεια µακράς περιόδου συντήρησης. Η θερµοκρασία των 18 ο C θεωρείται ανώτερο όριο για τη διατήρηση των περισσότερων λαχανικών από τη µια περίοδο µέχρι την επόµενη επιτρέποντας και ένα διάστηµα αλληλοκάλυψης (Sousa et al., 2005). Για τους καρπούς των µούρων (berries) κατάψυξη στους 20±2 o C αναφέρεται ως η καλύτερη µέθοδος διατήρησης της διατροφικής τους αξίας, της υφής και των οργανοληπτικών ιδιοτήτων (Ancos et al., 2000a; Campuse and Campuss, 2003). Παράγοντες όπως η ποικιλία, το στάδιο ωριµότητας, η περιοχή καλλιέργειας και οι εποχιακές αλλαγές ενδεχοµένως µπορούν να επηρεάσουν το αποτέλεσµα της κατάψυξης των καρπών (Skrede, 1996). Όσο αφορά τη βραχεία µετασυλλεκτική µεταχείριση τους οι καρποί των κόκκινων σµέουρων διατηρούνται 2-3 ηµέρες µε µέγιστο 1 εβδοµάδα στους ο C και 90-95% Σ.Υ.(Tomalin and Robinson, 1971; Robbins and Moore, 1990). Ο Kalt et al. 154

159 (1999) όµως αναφέρουν ότι θερµοκρασίες συντήρησης >0 ο C αυξάνουν την διατροφική αξία µερικών µικρών οπωροφόρων ανάµεσα τους και τα σµέουρα. Σκοπός της εργασίας αυτής ήταν κάτω από τις καλλιεργητικές συνθήκες της παρούσας ερευνητικής εργασίας, στην περιοχή της Α. Μεσογείου, να µελετηθούν οι µεταβολές σε ορισµένα ποιοτικά χαρακτηριστικά των καρπών κατά τη διάρκεια της συντήρησης στους 4 ο C (ψυγείο) και 20 ο C (κατάψυξη). Οι θερµοκρασίες αυτές επιλέγηκαν µε βάση τη δυνατότητα συντήρησης που έχει ο καταναλωτής. ΙΙΙ Υλικά και Μέθοδοι Οι καρποί των κόκκινων σµέουρων που χρησιµοποιήθηκαν λήφθηκαν από το φυτικό υλικό όπως περιγράφεται στην Ενότητα II.2. Η συγκοµιδή των καρπών έγινε κατά τη διάρκεια της άνοιξης. Οι καρποί διαλέγονταν όσο το δυνατό πιο οµοιόµορφοι όσο αφορά το µέγεθος και την εµφάνιση τους. Μετά τη διαλογή τους οι καρποί χωρίζονταν σε δείγµατα των 25 καρπών και τοποθετούνταν σε πλαστικά δοχεία. Για τη µελέτη της επίδρασης της διάρκειας συντήρησης στους 4 ο C χρησιµοποιήθηκαν 4 επαναλήψεις από 25 καρπούς για κάθε µεταχείριση. Οι καρποί τοποθετήθηκαν στους 4 ο C για 0, 1, 2, 3 ή 4 ηµέρες. Στο τέλος κάθε περιόδου διατήρησης προσδιορίζονταν η συγκέντρωση ασκορβικού οξέος, τα διαλυτά στερεά, η ογκοµετρούµενη οξύτητα και το ph των καρπών. Επίσης υπολογίζονταν και ο λόγος των διαλυτών στερεών προς οξέα. Η µεθοδολογία των αναλύσεων περιγράφεται στην Ενότητα I. Επίσης προσδιορίστηκε και η % απώλεια βάρους των καρπών στους 4 ο C σε σχέση µε την εµφάνιση των καρπών. Για το σκοπό αυτό χρησιµοποιήθηκε διαβάθµιση της εµφάνισης των καρπών από το 1-5 µε το 1=απαράδεκτο και 5=πάρα πολύ καλό (1=απαράδεκτο, 2=µέτριο, 3=καλό, 4=πολύ καλό, 5=πάρα πολύ καλό). Ο υπολογισµός της % απώλειας βάρους περιγράφεται στην Ενότητα I. Για τη µελέτη της επίδρασης της διάρκειας συντήρησης στους 20 χρησιµοποιήθηκαν 4 επαναλήψεις από 25 επιλεγµένους οµοιόµορφους καρπούς ανά επανάληψη. Οι καρποί τοποθετήθηκαν στους 20 ο C για 0, 15, 30, 45, 60 ή 90 ηµέρες. Στο τέλος κάθε περιόδους διατήρησης προσδιορίζονταν η συγκέντρωση ασκορβικού οξέος, η περιεκτικότητα σε ανθοκυάνες, τα διαλυτά στερεά, η ογκοµετρούµενη οξύτητα και το ph των καρπών. Υπολογίστηκε και ο λόγος διαλυτά στερεά / οξέα. Η µεθοδολογία των αναλύσεων περιγράφεται στην Ενότητα I. ο C 155

160 ΙΙΙ Αποτελέσµατα Κατά τη διάρκεια διατήρησης των καρπών στους 4 ο C για 0, 1, 2, 3 ή 4 ηµέρες η περιεκτικότητα των καρπών σε ασκορβικό οξύ και ανθοκυάνες δεν µεταβλήθηκε σηµαντικά κατά τη διάρκεια της συντήρησης (Πίνακας 1). Τα διαλυτά στερεά και η ογκοµετρούµενη οξύτητα παρουσίασαν σηµαντική µείωση κατά τη διάρκεια της συντήρησης σε σχέση µε τον µάρτυρα (0 ηµέρες) ενώ ο λόγος διαλυτών στερεών / οξέα παρέµεινε στατιστικά ίδιος για όλη την περίοδο του πειράµατος (Πίνακας 1). Το ph των καρπών αυξήθηκε κατά τη διάρκεια της συντήρησης µε τη στατιστικά µεγαλύτερη τιµή να σηµειώνεται µετά από 4 ηµέρες στους 4 ο C (Πίνακας 1). Κατά τη διάρκεια διατήρησης των καρπών στους 4 ο C η % απώλεια βάρους αυξήθηκε απότοµα και σηµαντικά σε όλη την περίοδο διατήρησης και η εµφάνιση των καρπών µειώθηκε σηµαντικά και απότοµα µετά την 4 η ηµέρα (Σχ. 1). Κατά τη διάρκεια συντήρησης των καρπών στους 20 ο C για 0, 15, 30, 45, 60 ή 90 ηµέρες η περιεκτικότητα σε ασκορβικό οξύ στους καρπούς δεν έδειξε στατιστικά καµιά µεταβολή για τους φρέσκους καρπούς (0 ηµέρες) και για περίοδο κατάψυξης µέχρι 60 ηµέρες (Πίνακας 2). Σηµαντική µείωση παρατηρήθηκε τη 90 η ηµέρα κατάψυξης (Πίνακας 2). Η περιεκτικότητα των καρπών σε ολικές ανθοκυάνες δεν παρουσίασε σηµαντικές µεταβολές κατά την περίοδο της κατάψυξης παρά την αύξηση που παρατηρήθηκε την 60 η ηµέρα κατάψυξης σε σχέση µε την 15 η και 30 η ηµέρα κατάψυξης (Πίνακας 2). Τα διαλυτά στερεά συστατικά, το ph και η ογκοµετρούµενη οξύτητα των καρπών δεν είχαν καµιά σηµαντική µεταβολή κατά τη διάρκεια της κατάψυξης από 0 έως 90 ηµέρες. Τέλος ο λόγος διαλυτά στερεά / οξέα δεν µεταβλήθηκε σηµαντικά κατά τη διάρκεια του πειράµατος παρά µια µικρή αύξηση που σηµειώθηκε την 15 η ηµέρα κατάψυξης των καρπών σε σχέση µε τους φρέσκους καρπούς (0 ηµέρες) (Πίνακας 2). ΙΙΙ Συζήτηση Οι καρποί των κόκκινων σµέουρων δεν παρουσίασαν ουσιώδη υποβάθµιση κατά τη συντήρηση τους στους 4 ο C µέχρι 4 ηµέρες από την συγκοµιδή όσο αφορά τα ποιοτικά χαρακτηριστικά που εξετάστηκαν. Το ασκορβικό οξύ παρέµεινε στατιστικά σταθερό την περίοδο αυτή ενδεχοµένως λόγω της υψηλής οξύτητας των φρούτων (Mapson, 1970) και του προστατευτικού ρόλου των φαινολικών αντιοξειδωτικών ουσιών (Miller and Rice-Evans, 1997). Παρ ότι στην εργασία αυτή δεν µελετήθηκαν οι ουσίες αυτές ο Kalt et al. (1999) αναφέρει ότι συντήρηση σε >0 ο C προάγει την 156

161 αντιοξειδωτική συµπεριφορά των καρπών. Επίσης ενδεχοµένως η µείωση στα διαλυτά στερεά και την ογκοµετρούµενη οξύτητα που παρατηρήθηκε µε τη συντήρηση σε σχέση µε το µάρτυρα (0 ηµέρες) να παρέχει το σκελετικό άνθρακα για τη σύνθεση φαινολικών ουσιών (Kalt et al., 1999). Ο Haffner et al. (2002) επίσης αναφέρει µη µεταβολή του ασκορβικού οξέος στους 1.7 ο C, 95% Σ.Υ για 7 ηµέρες τόσο σε κανονική όσο και σε τροποποιηµένη ατµόσφαιρα. Επίσης και άλλοι ερευνητές αναφέρουν µείωση της ογκοµετρούµενης οξύτητας (Sjulin and Robbins, 1987; Varseveld and Richardson, 1980) µε τη συντήρηση όπως στην εργασία αυτή. Για τα διαλυτά στερεά άλλοι ερευνητές αναφέρουν αύξηση (Varseveld and Richardson, 1980) και άλλοι µη µεταβολή (Sjulin and Robbins, 1987, Haffner et al., 2002) µε τη συντήρηση κάτι το οποίο δε βρέθηκε στην εργασία αυτή. Ο λόγος διαλυτά στερεά / οξέα δεν µεταβλήθηκε κατά τη συντήρηση των καρπών και αυτό ενδεχοµένως να εκφράζεται µε τη µη έντονη µεταβολή της γεύσης του καρπού την περίοδο αυτή. Ο Σφακιωτάκης (1995) αναφέρει τη σχέση διαλυτά στερεά / οξέα ως ένα σηµαντικό παράγοντα της γεύσης του καρπού. Το ph των καρπών έδειξε να αυξάνεται κατά τη συντήρηση, το οποίο συµφωνεί µε τις αναφορές και άλλων ερευνητών (Sjulin and Robbins, 1987; Robbins and Sjulin, 1989). Από το διάγραµµα % απώλειας βάρους φαίνεται ότι υποβαθµίζονται σηµαντικά οι καρποί στους 4 ο C µετά την 4 η ηµέρα συντήρησης. Γενικά οι καρποί δεν παρουσίασαν µεγάλη υποβάθµιση των ποιοτικών τους χαρακτηριστικών µετά από συντήρηση µέχρι 4 ηµέρες σε θερµοκρασία 4 ο C. Ο Βασιλακάκης (1997) αναφέρει ότι οι καρποί µπορεί να παραµείνουν σε συντήρηση (0 ºC, 85-95% Σ.Υ.) όχι περισσότερο από 4-6 ηµέρες. Η κατάψυξη των φρέσκων καρπών στους -20 ο C διατήρησε τα ποιοτικά χαρακτηριστικά των καρπών. Παρόµοια ο Ancos et al. (2000b) αναφέρει ότι σύµφωνα µε το Skrede η κατάψυξη φρέσκων καρπών είναι από τις σηµαντικότερες µεθόδους κατά τις οποίες οι καρποί διατηρούν τα ποιοτικά τους χαρακτηριστικά. Εντούτοις υπάρχουν κάποιες µεταβολές κατά τη διάρκεια της κατάψυξης στην ποιότητα του καρπού. Οι µεταβολές αυτές είναι η βλάβη στα κυτταρικά τοιχώµατα από τους παγοκρύσταλλους που δηµιουργούνται και µεταβολές στις χρωστικές, την οξύτητα και απώλειες στις υδατοδιαλυτές βιταµίνες (π.χ. ασκορβικό οξύ) (Kampuse and Kampuss, 2003). Η περιεκτικότητα σε ασκορβικό οξύ στην εργασία αυτή µειώθηκε σηµαντικά µόνο την 90 η ηµέρα κατάψυξης. Για την ίδια ποικιλία ο Ancos et al. (2000b) αναφέρει παρόµοια αποτελέσµατα, δηλαδή µείωση του ασκορβικού οξέος στους 20 ο C µετά 90 ηµέρες περίοδο κατάψυξης σε ένα πείραµα για 157

162 µακροχρόνια περίοδο κατάψυξης. Η περιεκτικότητα σε ανθοκυάνες δεν µεταβλήθηκε σηµαντικά σε σχέση µε το µάρτυρα (0 ηµέρες) παρά τις διακυµάνσεις που παρατηρήθηκαν. Οι διακυµάνσεις αυτές δείχνουν αρχικά µια τάση µείωσης ενώ αργότερα µια τάση αύξησης. Αυτό ενδεχοµένως να οφείλεται στο ότι αρχικά αποικοδοµούνται οι ουσίες αυτές ενώ αργότερα λόγω της λύσης των κυττάρων γίνεται καλύτερα και ευκολότερα η εκχύλιση των ουσιών αυτών (Ancos et al., 2000b). Επίσης ο ίδιος ερευνητής αναφέρει πολύ µικρή αύξηση των ολικών ανθοκυανών στην ποικιλία Autumn Bliss κατά 5% µετά από 360 ηµέρες κατάψυξης στους 20 ο C. Τα διαλυτά στερεά, η ογκοµετρούµενη οξύτητα και το ph των καρπών δεν παρουσίασαν αξιόλογη µεταβολή κατά τη διάρκεια των 3 µηνών της περιόδου κατάψυξης. Επίσης ούτε ο λόγος διαλυτά στερεά / οξέα παρουσίασε αξιόλογη µεταβολή. Παρόµοια αποτελέσµατα µε την εργασία αυτή για τις ίδιες συνθήκες θερµοκρασίας και διάρκεια 3 µηνών κατάψυξης βρέθηκαν και από τους Kampuse and Kampuss (2003) για τους καρπούς ενός αριθµού ποικιλιών σµέουρων και µαύρων ριβησίων. Οι ερευνητές αυτοί αναφέρουν τη µη µεταβολή της συγκέντρωσης του ασκορβικού οξέος, των ανθοκυανών και των διαλυτών στερεών κάτω από τέτοιες συνθήκες διατήρησης. Γενικά µπορούµε να ειπωθεί ότι η κατάψυξη των καρπών στους 20 ο C για χρονικό διάστηµα έως 3 µήνες διατηρεί τα ποιοτικά χαρακτηριστικά του καρπού και µπορεί να καλύψει τα κενά στο σύστηµα παραγωγής που αναφέρθηκε στα προηγούµενα κεφάλαια. 158

163 Βιβλιογραφία 1. Agar, I.T. and Streif, J Effect of CO 2 and controlled atmosphere (CA) storage on the fruit quality of raspberries. Gartenbauwiss 61: Ancos, B., Gonzalez, E.M. and Cano, P. 2000a. Ellagic Acid, Vitamin C, and total phenolic contents and radical scavenging capacity affected by freezing and frozen storage in raspberry fruit. J. Agric. Food Chem. 48: Ancos, B., Ibanez, E., Reglero, G. and Cano, M.P. 2000b. Frozen storage effects on anthocyanins and volatile compounds of raspberry fruit. J. Agric. Food Chem. 48: Callesen, O. and Mǿller, H.B Storage results with red raspberry. ActaHort. 262: Goulart, B.L., Hammer, P.E., Evensen, K.B., Janisiewicz, W. and Takeda, F Pyrrolnitrin, captan + benomyl, and high CO 2 enhance raspberry shelf life at 0 or 18 ºC. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 117: Haffner, K., Rosenfeld, H.J., Skrede, G. and Wang, L Quality of red raspberry Rubus idaeus L. cultivars after storage in controlled and normal atmospheres. Postharvest Biol. Technol. 24: Janisiewicz, W.J. and Roitman, J Biological control of blue mold and gray mold on apples and pears with Pseudomonas cepacia. Phytopathology 78: Joles, D.W., Arthur, C.C., Shirazi, A., Petracek, P.D. and Beaudry, R.M Modified atmosphere packaging of Heritage red raspberry fruit: Respiratory response to reduced oxygen, enhanced carbon dioxide, and temperature. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 119: Kalt, W., Forney, C.F., Martin, A. and Prior, R.L Antioxidant capacity, vitamin C, phenolics, and anthocyanins after fresh storage of small fruits. J. Agri. Food Chem. 47: Kampuse, S. and Kampuss, K Quality of raspberries and blackcurrants after frozen storage. Acta Hort. 599: Mapson, L.W Vitamins in fruits. In: Biochemistry of fruits and their products, Hulme, AC (eds.), Academic press, London. pp

164 12. Miller, N.J. and Rice-Evans, C. The relative contributions of ascorbic acid and phenolic antioxidants to the total antioxidant activity of orange and apple fruit juices and blackcurrants drink. Food Chem. 60: Perkins-Veazie, P. and Nonnecke, G PHysiological changes during ripening of raspberry fruit. HortSci. 27: Robbins, J. and Moore, P.P Fruit quality of stored, fresh red raspberries after a delay in preecooling. HortTechnol. 2: Robbins, J.A. and Moore, P.P Color changes in fresh red raspberry fruit stored at 0, 4.5, or 20 ºC. 16. Robbins, J.A. and Sjulin, T.M Postharvest storage characteristics and respiration rates in five cultivars of red raspberry. HortSci. 24: Sjulin, T.M. and Robbins, JA Effects of maturity, harvest date, and storage time on postharvest quality of red raspberry fruit. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 112: Skrede, G Fruits. In: Freezing effects of food quality, Jeremian, LE (ed.), Dekker, New York. pp Sousa, M.B., Canet, W., Alvarez, M.D. and Tortosa, M.E The effect of pretreatments and the long and short-term frozen storage on the quality of raspberry. Eur. Food Res. Technol. 221: Tomalin, A.W. and Robinson, J.E Cool storage only suitable for top-class fruit. The Grower 76: Varseveld, G.W. and Richardson, D.G Evaluation of storage and processing quality of mechanically and hand-harvested Rubus spp. fruit. Acta Hort. 112: Βασιλακάκης, M., Μικρά Οπωροφόρα. Αριστοτέλειο Πανεπιστήµιο Θεσσαλονίκης. Εκδόσεις Γ. εδούση. Θεσσαλονίκη. 23. Σφακιωτάκης, Ε Μετασυλλεκτική φυσιολογία και τεχνολογία νωπών οπωροκηπευτικών προϊόντων. Εκδόσεις typo Man. Θεσσαλονίκη. 160

165 Πίνακες Πίνακας 1: Μεταβολή της περιεκτικότητας σε ασκορβικό οξύ, του ph, των διαλυτών στερεών, της ογκοµετρούµενης οξύτητας, του λόγου διαλυτά στερεά / οξέα και της περιεκτικότητας σε ολικές ανθοκυάνες κατά τη διάρκεια της συντήρησης για 0, 1, 2, 3 ή 4 ηµέρες στους 4 ºC (ψυγείο). Θερµοκρασία (º C) Περίοδος διατήρησης (ηµέρες) Ασκορβικό οξύ - vit. C (mg/100gr f.wt) ph ιαλυτά στερεά (% Brix) Ογκοµετρ. οξύτητα (% citric acid) ιαλυτά στερεά / οξέα Ολικές ανθοκυάνες (units OD/gr f.wt) 4 º C a 3.39c 9.52a 1.55a 6.17a 2.66a a 3.29c 9.03b 1.42b 6.38a 2.67a a 3.46b 9.03b 1.34b 6.72a 2.55ab a 3.43bc 8.88b 1.32b 6.72a 2.70a a 3.66a 8.85b 1.33b 6.64a 2.69a Οι µέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράµµατα δεν διαφέρουν σηµαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05) Πίνακας 2: Μεταβολή της περιεκτικότητας σε ασκορβικό οξύ, του ph, των διαλυτών στερεών, της ογκοµετρούµενης οξύτητας, του λόγου διαλυτά στερεά / οξέα και της περιεκτικότητας σε ολικές ανθοκυάνες κατά τη διάρκεια της συντήρησης για 0, 15, 30, 45, 60 ή 90 ηµέρες στους -20 ºC (κατάψυξη). Θερµοκρασία (º C) Περίοδος διατήρησης (ηµέρες) Ασκορβικό οξύ - vit. C (mg/100gr f.wt) ph ιαλυτά στερεά (% Brix) Ογκοµετρ. οξύτητα (% citric acid) ιαλυτά στερεά / οξέα Ολικές ανθοκυάνες (units OD/gr f.wt) -20 º C a 3.62a 8.80a 1.81a 4.86b 2.69ab a 3.68a 8.77a 1.59a 5.56a 2.35b ab 3.68a 9.00a 1.69a 5.34ab 2.42b a 3.72a 8.70a 1.70a 5.12ab 2.69ab a 3.57a 8.90a 1.65a 5.41ab 2.88a b 3.57a 8.47a 1.63a 5.21ab 2.72ab Οι µέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράµµατα δεν διαφέρουν σηµαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05) 161

166 Σχήµατα % Απώλεια βάρους καρπών % απώλεια βάρους εµφάνιση καρπ ών ιαβάθµηση εµφάνισης καρπών Περίοδος διατήρησης στους 4 0 C (ηµέρες) Σχήµα 1: Μεταβολή της % απώλειας βάρους των καρπών σε σχέση µε την διαβάθµιση της εµφάνισης των καρπών (1=απαράδεκτο, 2=κακό, 3=µέτριο, 4=καλό, 5=πολύ καλό). Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλµα του µέσου όρου (±SE). 162

167 ΕΝΟΤΗΤΑ IV: ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΤΩΝ ΚΟΚΚΙΝΩΝ ΣΜΕΟΥΡΩΝ ΣΕ ΣΥΝΘΗΚΕΣ ΑΛΑΤΟΤΗΤΑΣ (Rubus idaeus L. Autumn Bliss ) Γενική εισαγωγή Ανασκόπηση της βιβλιογραφίας Ο όρος αλατότητα αναφέρεται στην ύπαρξη υψηλών συγκεντρώσεων ιόντων (κατά κανόνα Νa +, CI - ) (Levitt, 1972), κυρίως στο περιβάλλον της ρίζας µε αποτέλεσµα το νερό να µην είναι διαθέσιµο λόγω χαµηλού υδατικού δυναµικού. Η αλατότητα παρουσιάζεται σε εκτεταµένες περιοχές του πλανήτη (20% του συνόλου των καλλιεργούµενων εδαφών του πλανήτη) (Καραµπουρνιώτης, 2003). Λόγοι για τους οποίους εµφανίζεται υψηλή αλατότητα µπορεί να είναι περιοχές οι οποίες διαβρέχονται από θαλασσινό νερό, ερηµικές περιοχές στις οποίες συσσωρεύονται άλατα λόγω της έντονης εξάτµισης (Θεριός, 1996) και η χρήση φτωχών µεθόδων άρδευσης όπως η ανεπαρκής ποσότητα νερού, η έλλειψη ικανοποιητικής στράγγισης και η χρήση αλατούχων νερών οδηγεί στην αλάτωση των εδάφων (Marschner, 1993). Επίδραση της αλατότητας Αλλοιώνονται τα χαρακτηριστικά του εδάφους. Υψηλές συγκεντρώσεις ιόντων δηµιουργούν µια µορφή υδατικής καταπόνηση (οσµωτική καταπόνηση) µε αποτέλεσµα την αδυναµία πρόσληψης νερού και θρεπτικών στοιχείων. Ο Munns (2002) αναφέρει ότι εκτός από τις τοξικές επιδράσεις των αλάτων υπό συνθήκες αλατότητας η επίδραση στο περιβάλλον της ρίζας είναι βασικά ίδια µε την επίδραση έλλειψης νερού. Επίσης τα ιόντα Na +, CI - λόγω των υψηλών συγκεντρώσεων παρουσιάζουν τοξικότητα και το Na + προκαλεί ανωµαλίες στην περατότητα των µεµβρανών και την παρεµπόδιση των ενζύµων. Επιπλέον ανταγωνίζεται την πρόσληψη K + και Ca 2+ και γενικά παρεµποδίζεται η φωτοσυνθετική λειτουργία και επηρεάζεται η αναπνευστική δραστηριότητα. Επίσης εµφανίζονται δυσχέρειες στην πρόσληψη και µεταφορά των απαραίτητων θρεπτικών στοιχείων και κατανοµής τους στο φυτό, και τα φυτά βρίσκονται υπό οξειδωτική καταπόνηση λόγω της δηµιουργίας ενεργών µορφών οξυγόνου (ROS reactive oxygen species) (Laüchli and Epstein, 1990; Marchner, 1995; Dorais et al., 2001; Καραµπουρνιώτης, 2003). Εν ολίγοις τα ένζυµα και οι µεταβολικές διεργασίες επηρεάζονται σηµαντικά από την ποσότητα και το είδος των αλάτων (Flowers et al., 1977). Ζηµιές από την αλατότητα 163

168 Φύλλα Ο τυπικός τραυµατισµός που προκαλείται από το NaCl είναι εµφανής στην αρχή στα κατώτερα φύλλα όπως συµβαίνει στα Citrus (Banuls and Primo-Millo, 1995) και τη Rosa multiflora (Weber and Reimann Phillip, 1989) και µετά επεκτείνεται προς τα πάνω. Η ζηµιά ξεκινά ως νέκρωση της κορυφής του φύλλου, ακολούθως επεκτείνεται στο εσωτερικό του φύλλου και τελικά το φύλλο πέφτει ή σε άλλες περιπτώσεις (Francois, 1982) η χλώρωση του φύλλου επεκτείνεται και το φύλλο τελικά νεκρώνεται και πέφτει. Στενή συσχέτιση έχει βρεθεί µεταξύ της πτώσης των φύλλων και της συγκέντρωσης Cl - και Na + στα φύλλα των εσπεριδοειδών (Banuls and Primo-Millo, 1995; Storey and Walker, 1999). Οι ζηµιές στα φύλλα µπορεί να προέρχονται από τοξικές συγκεντρώσεις Cl - και Na +, ανισορροπία ή έλλειψη θρεπτικών στοιχείων ή υδατική καταπόνηση. Αυξηµένες συγκεντρώσεις ιόντων προκαλούν δυσλειτουργία στις µεµβράνες. Τα φυτά ως αποτέλεσµα της αλατότητας µε βάση το βαθµό ευαισθησίας τους εκδηλώνουν συµπτώµατα όπως τραυµατισµοί στα φύλλα, µειωµένη αύξηση και ανάπτυξη, µειωµένη παραγωγικότητα και ποιότητα των τελικών προϊόντων (Dinkelberg, 1990). Αύξηση των φυτών Σύµφωνα µε του Shannon and Grieve (1999), τα φυτά µειώνουν την αύξηση τους µε αποτέλεσµα µικρότερα και λιγότερα φύλλα και µικρότερο µήκος βλαστού. Τα φυτά Pisum sativum (Hernandez et al., 1995), Erythina variegata (Muthuchelian et al., 1996) Azalea (Risse and Schenk, 1990) Vaccinium ashei (Wright et al., 1995) and Rosa spp. (Wahome, 2000) αντιδρούν στο στρες NaCl µε µείωση αύξηση βλαστού και ρίζας. Το ριζικό σύστηµα των πιο πολλών φυτών όπως της τοµάτας (Cuartero and Fernandez Munoz, 1999) και της Rosa rubiginosa (Wahome, 2000) είναι πιο ανθεκτικά από το βλαστό. Όµως υπάρχουν περιπτώσεις όπου βλαστός και ρίζα είναι εξίσου ευαίσθητα στην αλατότητα (Chartzulakis, 1994). Το ριζικό σύστηµα των φυτών αντιδρά στην αλατότητα όχι µόνο µε µειωµένο ρυθµό αύξησης αλλά και µε µειωµένους ρυθµούς απορρόφησης νερού και θρεπτικών στοιχείων. Μείωση της απορρόφησης νερού προκαλεί µείωση της σπαργής των κυττάρων των φύλλων και κλείσιµο των στοµάτων που οδηγεί στη µείωση των διαπνευστικών απωλειών και της έντασης της φωτοσύνθεσης (Soylu and Luedders, 1988). Η ξήρανση των φύλλων από την αλατότητα περιορίζει τη φυλλική επιφάνεια και µειώνεται η φωτοσύνθεση (Kumar et al., 1994). Η αύξηση της αλατότητας στο υπόστρωµα ανάπτυξης µειώνει 164

169 την απορρόφηση των θρεπτικών στοιχείων λόγω ανταγωνισµού και έτσι εµφανίζονται ανισορροπίες των θρεπτικών στοιχείων στο φυτό και παρεµποδίζεται η κατανοµή των στοιχείων στο φυτό. Η ανθεκτικότητα του φυτού στην αλατότητα µπορεί να προσδιοριστεί από το ύψος του φυτού (Cheeseman, 1988). Ο Yeo (1983) αναφέρει ότι ένα φυτό ονοµάζεται ανθεκτικό στην αλατότητα όταν διατηρεί τους ρυθµούς αύξησης και µεταβολισµού κάτω από συνθήκες αλατότητας. Η ανθεκτικότητα ενός φυτού στην αλατότητα µπορεί να εκφραστεί ως το ποσοστό µείωσης της παραγωγής λόγω της αλατότητας σε σύγκριση µε την παραγωγή αν δεν υπήρχε αλατότητα (Bolarin et al., 1991). Τοξικότητα ιόντων Cl - Τα ιόντα Cl - είναι πολύ ευδιάλυτα στο νερό και απορροφούνται και µετακινούνται εύκολα από το φυτό. Έτσι τα ιόντα Cl - συγκεντρώνονται στο φυτό και συγκεντρώσεις από 0.5 έως 1.5% (DM) µπορεί να είναι τοξικές αναλόγως του φυτού. Ανθεκτικά στην αλατότητα φυτά µπορούν να αντέξουν έως 4% Cl (DM) (Bergmann, 1993). Η µεταφορά των ιόντων Cl - γίνεται κυρίως από τη στήλη της διαπνοής και γι αυτό τα ιόντα συγκεντρώνονται στα φύλλα και προκαλούν νέκρωση που αρχίζει από την κορυφή του φύλλου και επεκτείνεται σε όλο το φύλλο (El-Sidding and Luedders, 1994). Το τυπικό σύµπτωµα της τοξικότητας Cl - είναι η νέκρωση των παλαιότερων φύλλων που επεκτείνεται και στα νεώτερα (Bergmann, 1993). Τα ιόντα Cl - απορροφούνται περισσότερο από τα ιόντα Na + (Marschner, 1993) για αυτό και συγκεντρώνονται σε υψηλότερες συγκεντρώσεις στο φυτό προκαλώντας ζηµιές στα φύλλα (Greenway and Munns, 1980). Για το λόγο αυτό οι ζηµιές από την αυξηµένη αλατότητα αποδίδονται κυρίως στο Cl - όπως στο αβοκάτο (Wiesman, 1995) και τα Citrus (Bar et al. 1998). Επίσης σε είδη Citrus ανθεκτικά στην αλατότητα βρέθηκε ότι αυτά περιόριζαν τη µεταφορά των ιόντων Cl - στα νεώτερα φύλλα και στα παλαιότερα φύλλα συγκεντρώνονταν µεγαλύτερες συγκεντρώσεις του ιόντος. Στα γλυκόφυτα υπάρχει αρνητική συσχέτιση µεταξύ της απορρόφησης των αλάτων και της αντοχής στην αλατότητα. Έτσι η αποφυγή των αλάτων αυτών είναι η στρατηγική που χρησιµοποιούν τα φυτά αυτά για να ευδοκιµήσουν σε συνθήκες αλατότητας (Greenway and Munns, 1980). Επίσης υπάρχει αλληλεπίδραση µεταξύ µειωµένης συγκέντρωσης Cl - και Na + στα φύλλα και αντοχής στην αλατότητα. (Tyerman and Skerrett, 1999). Σύµφωνα µε το Marschner (1993) η αντοχή στην αλατότητα στα ανθεκτικά φυτά επιτυγχάνεται είτε γιατί δεν επιτρέπουν την είσοδο των ιόντων στο εσωτερικό των 165

170 ευαίσθητων κυττάρων και έτσι αποφεύγουν υδατική καταπόνηση είτε γιατί είναι κατάλληλα προσαρµοσµένα να προσλαµβάνουν υψηλές συγκεντρώσεις των ιόντων του αλατιού εντός των κυττάρων ώστε να αντισταθµιστεί το χαµηλό υδατικό δυναµικό και να επιτυγχάνονται ικανοποιητικές πιέσεις σπαργής. Στο σέλινο (Apium graveolens) τα στοιχεία Cl - και Na + στα φύλλα συµµετέχουν στην οσµωρύθµιση του φυτού (Pardossi et al., 1999). Το φυτό αυτό συγκεντρώνει τα ιόντα αυτά σε ψηλές συγκεντρώσεις στα κατώτερα φύλλα τα οποία αργότερα αποβάλλονται ώστε να προστατεύονται τα νεώτερα φύλλα και να τα ξεφορτώνεται το φυτό (Wahome, 2001). Τοξικότητα ιόντων Na + Παρά την εκλεκτική απορρόφηση των θρεπτικών στοιχείων από τη ρίζα υπό συνθήκες αλατότητας τόσο τα αλόφυτα όσο και τα γλυκόφυτα συγκεντρώνουν υψηλές τοξικές συγκεντρώσεις ιόντων στους ιστούς (Brunold et al., 1996). Τα ιόντα Na + συνήθως κρατούνται σε χαµηλά επίπεδα στο κυτόπλασµα (Cheeseman, 1988). Επίσης ο έλεγχος της µεταφοράς του Na + από τις ρίζες στους βλαστούς παίζει ένα πολύ σηµαντικό ρόλο στην ανθεκτικότητα του φυτού στην αλατότητα (Cheeseman, 1988). Η συγκέντρωση των ιόντων Cl - και Na + στη ρίζα των φυτών Vaccinium ashei (Wright et al., 1995) και Pistachia spp. (Picchioni and Miyamoto, 1991) βελτίωση την οσµωτική προσαρµογή των φυτών αυτών στην αλατότητα. Στα Citrus spp. τα ιόντα Cl - και Na + αυξάνονται γραµµικά µε την επίδραση του NaCl (Banuls and Primo- Millo, 1995). Η τοµάτα (Lycopersicon esculentum) ανέχεται το στρες λόγω αλατότητας µε την αποφυγή των ιόντων Na + την εκλεκτική απορρόφηση των ιόντων και την καλή κατανοµή των θρεπτικών στοιχείων και των προϊόντων της φωτοσύνθεσης στα αυξανόµενα µέρη στο βλαστό (Perez Alfocea et al., 1996). Έρευνες σε ευαίσθητα φυτά στην αλατότητα όπως Punica granatum (Doering and Luedders, 1987) αναφέρουν ότι η συγκέντρωση Na + στους βλαστούς µπορεί να περιορίζεται στο κάτω µέρος των βλαστών και τις ρίζες.(wahome, 2003). Έτσι το Eucalyptus camaldalensis σε συνθήκες αλατότητα συγκέντρωσε τα ιόντα Na + στα γηραιότερα παρά στα νεαρά φύλλα (Farrell et al., 1996). Επίσης τα ιόντα Na + µπορεί να αποκλείονται από τα καταφρακτικά στοµατικά κύτταρα (guard cells) όπως στο φυτό Aster tripolium (Pereira et al., 1997). Η διατήρηση-συγκράτηση των ιόντων Νa + στις ρίζες είναι σηµαντικός παράγοντας στην προσαρµογή των γλυκοφύτων στην αλατότητα (Greenway and Munns, 1980) όµως η δυνατότητα αποφυγής συγκέντρωσης ιόντων Na + στο βλαστό των 166

171 γλυκοφύτων ιδιαίτερα σε µεγάλο χρονικό διάστηµα επίδρασης της αλατότητας είναι πολύ περιορισµένη (Farrell et al., 1996). Αλληλεπίδραση αλατότητας-κ + Σε φυσιολογικές συνθήκες το Κ + βοηθάει στην απορρόφηση των νιτρικών στις ρίζες. Εκεί τα νιτρικά θα αφοµοιωθούν για την πρωτεϊνοσύνθεση. Το Κ + µετά βοηθάει στη µεταφορά του µηλικού ανιόντος (malate anion) από τα φύλλα στις ρίζες όπου θα χρησιµοποιηθεί για τις ενεργειακές ανάγκες της ρίζας. Σε συνθήκες αλατότητας τα Cl - ανταγωνίζονται τα νιτρικά ιόντα µε αποτέλεσµα να µειώνεται η πρωτεϊνοσύνθεση στις ρίζες και τα ιόντα Cl - να συγκεντρώνονται στις κορυφές των φύλλων. Έτσι η µετακίνηση του µηλικού ανιόντος στη ρίζα δεν έχει ανταπόκριση. Επίσης τα Na + ανταγωνίζονται την πρόσληψη του Κ + και έτσι τη µεταφορά του µηλικού ανιόντος στις ρίζες και συνεπώς την καλή λειτουργία των ριζών. Αυτό έχει ως αποτέλεσµα την αρνητική επίδραση στις υδατικές σχέσεις, ανόργανα στοιχεία και φυσιολογική κατάσταση του φυτού (Ben-Asher, 1997; Achilea, 2003). Αντιµετώπιση αλατότητας Η αντιµετώπιση της αλατότητας περιλαµβάνει µηχανισµούς αποφυγής και ανθεκτικότητας (Levitt, 1980). Ο πρώτος µηχανισµός µπορεί να λειτουργεί µέσο της ενεργητικής απέκκρισης των αλάτων από ειδικές αντλίες, παθητικά µε αποκλεισµό των αλάτων λόγω διαφορετικής περατότητας των µεµβρανών, ή τη διάλυση τους λόγω του γοργού ρυθµού αύξησης που συσχετίζεται µε την αυξηµένη περιεκτικότητα σε νερό. Η αύξηση σε ένα διάλυµα που περιέχει υψηλή περιεκτικότητα σε άλατα αναπόφευκτα δηµιουργεί οσµωτικό στρες στα φυτά, το οποίο δηµιουργεί απώλεια της σπαργής των κυττάρων. Ανθεκτικότητα στο οσµωτικό φαινόµενο µπορεί να επιτευχθεί µε µερική ανοχή στην αφυδάτωση, η οποία επιτρέπει στα κύτταρα να επιβιώνουν χωρίς να αυξάνονται όταν η σπαργή µειώνεται, ή µε την αποφυγή της υδατικής καταπόνησης µέσω της οσµωρύθµισης ή οσµωτικής προσαρµογής, η οποία περιλαµβάνει την σύνθεση οσµωτικά ενεργών ουσιών (οσµωλυτών) στο κύτταρο έτσι ώστε να µπορεί να επιτευχθεί η ενυδάτωση. Οι ουσίες αυτές µπορεί να είναι τα ιόντα του άλατος που συσσωρεύονται στο χυµοτόπιο και κρατούνται σε χαµηλά επίπεδα στο κυτόπλασµα (αντιµεταφορέα Να + /Η + στο τονοπλάστη) και το δυναµικό του κυτοπλάσµατος να εξισορροπείται µε αυτό του χυµοτοπίου µε την σύνθεση οσµωτικά ενεργών ουσιών, ή οργανικών ουσιών. Το τελευταίο συµβαίνει συνήθως όταν δεν 167

172 επιτρέπεται η είσοδος των αλάτων στο εσωτερικό των ευαίσθητων κυττάρων (Tal, 1984, 1985). Η πρώτη στρατηγική είναι τυπική στα αλόφυτα. Στα ευαίσθητα στην αλατότητα φυτά, γλυκόφυτα, στα οποία ανήκουν τα πιο πολλά καλλιεργούµενα φυτά αντιδρούν στην αλατότητα µε µειωµένους ρυθµούς αύξησης και ανάπτυξης (Greenway and Munns, 1980). Τα αποτελέσµατα αυτά δηµιουργούνται λόγω έλλειψης νερού που δηµιουργείται από το οσµωτικό στρες. Η αδυναµία της οσµωρύθµισης µπορεί να οφείλεται στην µη ικανοποιητική πρόσληψη ιόντων του άλατος ή και στην αδυναµία σύνθεσης οργανικών ενώσεωνοσµωλυτών µε αποτέλεσµα την αδυναµία της αύξησης από την µειωµένη πρόσληψη νερού λόγω της µείωσης του υδατικού δυναµικού στο εδαφικό διάλυµα, που οδηγεί στην υδατική καταπόνηση. Επιπρόσθετα η αλατότητα µπορεί να προκαλέσει βλάβη στο φυτό από τα άλατα που απορροφούνται από τα κύτταρα, δεν διαµερισµατοποιούνται και συγκεντρώνονται σε τοξικά επίπεδα στους φυτικούς ιστούς. Από την άλλη µπορούν να ανταγωνίζονται την απορρόφηση άλλων θρεπτικών στοιχείων, και να δηµιουργούν έτσι ελλείψεις ενώ αυτά βρίσκονται σε ικανοποιητικές συγκεντρώσεις στο εδαφικό διάλυµα (Wahome, 2003). Τα αλόφυτα επιδεικνύουν ψηλότερες συγκεντρώσεις Na + και Cl + στο κυτόπλασµα από το χυµοτόπιο και εκ παραλλήλου η ευαισθησία των γλυκοφύτων στην αλατότητα οφείλεται στην αδυναµία τους να κρατήσουν το Na + και Cl + έξω από το κυτόπλασµα (Flowers et al., 1977). Στα γλυκόφυτα η µείωση της συγκέντρωσης των ιόντων Na + και Cl - σε συνθήκες αλατότητας στους βλαστούς και τα φύλλα προέρχεται από τη διαφορετική περατότητα των ριζών στα διάφορα ιόντα και την επιλεκτική απορρόφηση. Επίσης η παρεµπόδιση της συγκέντρωσης Na + στα φύλλα γίνεται µε την συγκέντρωση των ιόντων αυτών στις ρίζες ή και επανακατακοµή τους από τα φύλλα στις ρίζες, όπου και αποβάλλονται στο εδαφικό διάλυµα (Marschner, 1993). IV.1. Περίληψη Το αυξανόµενο ενδιαφέρον για την καλλιέργεια των κόκκινων σµέουρων (Rubus idaeus L.) σε θερµότερα περιβάλλοντα και τις ηπιότερες Νότιες περιοχές της Ευρώπης, προϋποθέτει την ευρύτερη γνώση της επίδρασης της αλατότητας στα κόκκινα σµέουρα και ειδικότερα στις δίφορου τύπου παραγωγής ποικιλίες. Σκοπός της εργασίας αυτής ήταν να µελετήσει τη συµπεριφορά της Autumn Bliss, ποικιλίας δίφορου τύπου παραγωγής κόκκινων σµέουρων, σε διαφορετικά επίπεδα του NaCl. 168

173 Το πείραµα έγινε υπό φυσικές συνθήκες θερµοκηπίου. Φυτά της ποικιλία Autumn Bliss αναπτύχθηκαν σε γλάστρες από περλίτη και ποτίζονταν µε θρεπτικό διάλυµα Hoagland το οποίο περιείχε 0, 5, 10, 15, 20 και 30 mm NaCl. Στα φυτά αυτά έγιναν µετρήσεις όσο αφορά την αύξηση, φυσιολογικές και βιοχηµικές παραµέτρους, υδατικές σχέσεις και τη χηµική σύσταση. Τα αποτελέσµατα έδειξαν ότι η αύξηση της αλατότητας στο θρεπτικό διάλυµα µε καθαρό NaCl προκάλεσε συµπτώµατα τοξικότητας που εµφανίστηκαν στα κατώτερα φύλλα ως κάψιµο κορυφής που επεκτάθηκε στο εσωτερικό του φύλλου και το τελικό στάδιο ήταν η φυλλόπτωση. Με την αλατότητα µειώθηκε η φωτοσύνθεση και η αγωγιµότητα των στοµάτων όχι όµως και του CO 2 στους µεσοκυττάριους χώρους. Επίσης σε συνθήκες αυξηµένης αλατότητας παρατηρήθηκε µείωση της συγκέντρωσης της χλωροφύλλης και του φθορισµού της χλωροφύλλης, µείωση της διαπνοής και του υδατικού δυναµικού των φύλλων, µείωση του σχετικού υδατικού περιεχοµένου και της κατανάλωσης νερού µόνο όµως για την υψηλότερη συγκέντρωση του άλατος ενώ δεν παρατηρήθηκε µεταβολή της αποτελεσµατικότητας χρήσης του νερού άρδευσης. Περαιτέρω η αύξηση της αλατότητας προκάλεσε µείωση του µήκους των κληµατίδων, του ποσοστού των πράσινων φύλλων, της φυλλικής επιφάνειας, του σχετικού ρυθµού αύξησης και του ρυθµού αύξησης του φύλλου ενώ δεν σηµειώθηκε µεταβολή της διαµέτρου της κληµατίδας και του αριθµού των φύλλων. Αντίθετα το ποσοστό των νεκρών φύλλων αυξήθηκε. Επιπρόσθετα η αλατότητα µείωσε το νωπό και ξηρό βάρος, αλλά δεν µετέβαλε το λόγο νωπό/ξηρό βάρος και αύξησε το λόγο ρίζας/υπέργειο τµήµα µόνο όµως στην υψηλότερη συγκέντρωση του άλατος. Η συγκέντρωση του χλωρίου και του νατρίου αυξήθηκε µε γραµµικό τρόπο µε την αλατότητα (οι µεγαλύτερες ποσότητες χλωρίου ανιχνεύτηκαν στα φύλλα και του νατρίου στις ρίζες), και το κάλιο µειώθηκε στις ρίζες και τους βλαστούς αλλά όχι στα φύλλα. Επίσης µε την αύξηση της αλατότητας η συγκέντρωση αζώτου και φωσφόρου στο φυτό µειώθηκε, το ασβέστιο και το µαγνήσιο µειώθηκαν µόνο στις ρίζες, ο σίδηρος δεν επηρεάστηκε, το βόριο αυξήθηκε µόνο στις ρίζες, ο χαλκός αυξήθηκε σηµαντικά µόνο στο υπέργειο τµήµα, το µαγγάνιο µειώθηκε και ο ψευδάργυρος αυξήθηκε. Τέλος οι λόγοι K/Cl, K/Na µειώθηκαν και ο λόγος Na/Cl είχε αρνητική συσχέτιση µε την αλατότητα στα φύλλα και θετική στους βλαστούς βάσης και τις ρίζες. Τα κόκκινα σµέουρα είναι από τα πλέον ευαίσθητα φυτά στην αλατότητα, παρόλο που τα κριτήρια για την ευαισθησία αυτή και µηχανισµοί που προκαλούν τις ζηµιές 169

174 στο φυτό δεν είναι απόλυτα κατανοητοί. Η εργασία αυτή αναφέρει τις επιδράσεις στρες από το NaCl στην ποικιλία Autumn Bliss και µπορεί να βοηθήσει να γίνει καλύτερα αντιληπτός ο µηχανισµός αντίδρασης στην αλατότητα στα φυτά αυτά. IV.2. Εισαγωγή Οι µεγαλύτερες περιοχές αλατούχων εδαφών στον κόσµο βρίσκονται σε ερηµικές ή ηµιερηµικές ζώνες και για το λόγο αυτό είναι αλατούχες (Epstein, 1972). Σε τέτοιες περιοχές, µακρές περίοδοι ξηρασίας ταυτίζονται µε τις ψηλές θερµοκρασίες. Σύµφωνα µε δεδοµένα του FAO (2001) από τους 340,000 τόνους που είναι η παγκόσµια παραγωγή οι 140,000 τόνοι προέρχονται από τις Ευρωπαϊκές χώρες. Όταν το µεγαλύτερο µέρος της παραγωγής συγκοµίζεται την καλοκαιρινή περίοδο και καταναλώνεται ως νωπός καρπός, υπάρχει µια έλλειψη προσφοράς, παρά κάποιες εισαγωγές από χώρες του Νότιου Ηµισφαιρίου κατά τη διάρκεια των χειµερινών µηνών. Αν λάβουµε υπόψη ότι τα σµέουρα είναι ιδανικά για παραγωγή όλη τη διάρκεια του έτους (Fernandez and Pritts, 1994) και ότι είναι υψηλής αξίας ευπαθή προϊόντα τα οποία µπορούν να επιτύχουν τιµές από 3.00$-6.00$ για 180γρ. καρπού κατά τη διάρκεια της εκτός εποχής παραγωγή καταλαβαίνουµε γιατί άρχισε µια έντονη προσπάθεια στην Ευρώπη και τις Νοτιότερες περιοχές της για παραγωγή κατά τη διάρκεια του χειµώνα σε θερµότερες περιοχές µε ήπιο χειµώνα (Vasilakakis, 1997; Oliveira et al., 1996, 1999; Rosati et al., 1999). Στις περιοχές αυτές όµως η αλατότητα του νερού άρδευσης είναι από τους πιο σηµαντικούς περιοριστικούς παράγοντες της παραγωγής. Εκ των πραγµάτων είναι αναγκαίο να αντιληφθούµε καλύτερα το µηχανισµό αντίδρασης και τη φυσιολογία της σχέσης φυτού-αλατότητας εξαιτίας των περιορισµένων πληροφοριών στη βιβλιογραφία και την καλύτερη αντίληψη των βασικών φυσιολογικών µηχανισµών που επηρεάζονται από την αλατότητα στα κόκκινα σµέουρα και ειδικά στις ποικιλίες δίφορου τύπου παραγωγής. Ο σκοπός της εργασίας αυτής ήταν να προσπαθήσει να προσδιορίσει εκείνους τους µηχανισµούς µε τους οποίους τα κόκκινα σµέουρα προσπαθούν να προσαρµοστούν σε περιβάλλον αλατότητας και µια προσπάθεια ώστε να γίνει κατανοητή η σχέση της τοξικής και οσµωτικής επίδρασης της αλατότητας στις φυσιολογικές, βιοχηµικές και αυξητικές παραµέτρους στα φυτά. Επί τούτου µελετήθηκε η συµπεριφορά φυτών κόκκινου σµέουρου ποικιλίας Autumn Bliss δίφορου τύπου παραγωγής σε διαφορετικές συγκεντρώσεις NaCl στο νερό άρδευσης. 170

175 IV.3. Υλικά και Μέθοδοι Για τη µελέτη της επίδρασης του NaCl στα κόκκινα σµέουρα χρησιµοποιήθηκαν φυτά της ποικιλίας Autumn Bliss δίφορου τύπου παραγωγής. Φυτά κόκκινου σµέουρου αναπτύχθηκαν σε υδροπονική καλλιέργεια περλίτη σε θερµοκήπιο. Από τα φυτά αυτά νεαρές παραφυάδες στο στάδιο του 4 ου φύλλου και ύψους περίπου 15 εκ. χωρίστηκαν από τα µητρικά φυτά και το ριζικό σύστηµα καθαρίστηκε και πλύθηκε προσεκτικά από τον παλιό περλίτη. Τα καινούργια φυτά αφού επιλέχτηκαν όσο το δυνατό πιο οµοιόµορφα όσο αφορά την ανάπτυξη και το ριζικό σύστηµα, µεταφυτεύτηκαν σε γλάστρες 18 λίτρων γεµάτες µε περλίτη. Οι γλάστρες καλύφθηκαν µε πλαστικό ώστε να αποφευχθεί η εξάτµιση από την επιφάνεια του περλίτη και σε κάθε γλάστρα αφέθηκε να αναπτυχθεί ένας βλαστός. Το πείραµα έγινε σε θερµοκήπιο στο Ινστιτούτο Γεωργικών Ερευνών της Κύπρου (γ.µ.. 32 Α, γ.π. 35 Β). Η διάρκεια του πειράµατος ήταν 45 ηµέρες την περίοδο Φεβρουάρίου-Απριλίου Η µέση θερµοκρασία ήταν 22 ºC, η µέση ολική ηλιακή ακτινοβολία 16.8 MJ.m -2 και η µέση σχετική υγρασία 51%. Τα φυτά αρδεύονταν µε θρεπτικό διάλυµα Hoagland (Hoagland and Arnon, 1950) µε την προσθήκη 0, 5, 10, 15, 20 and 30 mm NaCl από την ηµεροµηνία µεταφύτευσης µέχρι το τέλος του πειράµατος (45 ηµέρες). Το νερό που χρησιµοποιήθηκε για την παρασκευή των διαλυµάτων ήταν βρόχινο. Τα φυτά αρδεύονταν µέχρι απορροής και µε συχνότητα σύµφωνα µε τις ανάγκες των φυτών ώστε να επιτύχουµε: α) σταθερή αύξηση της συγκέντρωσης του NaCl β) αναπλήρωση των θρεπτικών στοιχείων στη ριζόσφαιρα. Το πειραµατικό σχέδιο ήταν τυχαιοποιηµένο σχέδιο πλήρων οµάδων µε 6 επίπεδα αλατότητας και 4 επαναλήψεις. Κάθε επανάληψη περιλάµβανε 3 φυτά. Τα στοιχεία αναλύθηκαν µε το στατιστικό πακέτο SAS/ASSIST: (SAS Institute, Cary, NC-USA). IV.3.1 Μέτρηση αυξητικών παραµέτρων Στην αρχή του πειράµατος και πριν αρχίσουν οι χειρισµοί της αλατότητας, 8 φυτά συγκοµίσθηκαν και προσδιορίστηκε το νωπό και ξηρό βάρος. Κατά τη διάρκεια του πειράµατος κάθε 7 ηµέρες µετριόταν σε 8 φυτά κάθε χειρισµού το µήκος του βλαστού, ο αριθµός των φύλλων (πράσινων και νεκρών) και η διάµετρος του βλαστού κάτω από την κορυφή. Επίσης 15 ηµέρες µετά την έναρξη των χειρισµών λαµβάνονταν µετρήσεις του µήκους και πλάτους του 3 ου φύλλου (µόλις εκπτυχθέντος) από την κορυφή κάθε 2-3 ηµέρες και µέχρι τα φύλλα να 171

176 σταµατήσουν να αυξάνονται και αυτό επαναλαµβανόταν όλη την διάρκεια του πειράµατος. Παράλληλα έγινε έµµεση εκτίµηση της επιφάνειας του φύλλου µε βάση τις διαστάσεις του (µήκος και πλάτος). Για το σκοπό αυτό µετρήθηκε το µήκος και το πλάτος 80 φύλλων των οποίων προσδιορίστηκε και η φυλλική επιφάνεια µε το µετρητή φυλλικής επιφάνειας CI-203 (CID, Inc., Vancouver, USA) και δηµιουργήθηκε η εξίσωση Υ=0,4604(Μ Π)-6,091 µε συντελεστή προσδιορισµού R 2 =0.98 (Παράρτηµα Ι ), όπου Y= φυλλική επιφάνεια, Μ= µήκος φύλλου και Π= πλάτος φύλλου. Αυτό έγινε ώστε να µην καταστρέφονται τα φύλλα για τη µέτρηση της επιφάνειας τους. Η ταχύτητα αύξησης των φύλλων (cm 2 /ηµέρα) υπολογίστηκε από τη σχέση [(επιφάνεια τη χρονική στιγµή T 2 επιφάνεια τη χρονική στιγµή T 1 )/ T 2 -T 1 ]. Τριάντα µέρες µετά την έναρξη των χειρισµών καταστράφηκαν 4 φυτά/ χειρισµό στα οποία προσδιορίστηκε το νωπό και ξηρό βάρος. Στο τέλος του πειράµατος σε 8 φυτά/ χειρισµό µετρήθηκαν το µήκος του βλαστού, ο αριθµός των φύλλων (πράσινων και νεκρών) και η φυλλική επιφάνεια των πρώτων 10 γονάτων. Επίσης προσδιορίστηκε το νωπό και ξηρό βάρος της ρίζας, βλαστού και φύλλων µετά από προσεκτική έκπλυση του ριζικού συστήµατος από τον περλίτη και ξέπλυµα µε νερό της βροχής. Η ξήρανση έγινε στους 68 C µέχρι απόκτησης σταθερού βάρους. Επίσης προσδιορίστηκε ο σχετικός ρυθµός αύξησης (RGR) σύµφωνα µε την εξίσωση RGR = (1/W) (dw/dt) (Blackman, 1919) όπου W το ξηρό βάρος του φυτού τη χρονική στιγµή T 2, dw το ξηρό βάρος τη χρονική στιγµή T 2 - ξηρό βάρος τη χρονική στιγµή T 1 και dt είναι T 2 T 1. Η εξίσωση αυτή αντιπροσωπεύει την ικανότητα του φυτού για την παραγωγή νέας ύλης. IV.3.2 Χηµική σύσταση Κατά τη διάρκεια του πειράµατος προσδιοριζόταν η συγκέντρωση χλωρίου στα νέα φύλλα. Αυτό γινόταν σε 8 δείγµατα για κάθε χειρισµό. Στο τέλος του πειράµατος τα φυτά (8 φυτά/χειρισµό) χωρίστηκαν σε φύλλα κορυφής και βάσης, βλαστούς κορυφής και βάσης και στη ρίζα για τον προσδιορισµό των στοιχείων N, P, K, Na, Cl, B, Ca, Mg, Fe, Mn, και Zn. Τα φυτικά µέρη πλύθηκαν προσεκτικά µε άφθονο νερό βρύσης και στη συνέχεια µε απεσταγµένο και ξηράθηκαν στους 68 C. Το φυτικό υλικό αλέστηκε και αποτεφρώθηκε στους 550 C για 8 ώρες και ακολούθως διαλυτοποιήθηκε µε 6Ν HCl. Στο διάλυµα αυτό προσδιορίστηκαν τα στοιχεία Ca, Mg, Fe, Mn, Zn, Cu µε τη µέθοδο της φασµατοφωτοµετρίας ατοµικής απορρόφησης (Thermo Electro Coorporation, UK). To Na και το K προσδιορίστηκαν στο 172

177 φλογοφωτόµετρο Sherwood model 420, (Sherwood Scientific Ltd, Cambridge, UK). Το Ν προσδιορίστηκε µε τη µέθοδο Kjeldahl στον αναλυτή Kjeltec 2400 (Foss Tecator) και ο P µε τη µέθοδο του φωσφο-βαναδο-µολυβδαινικού αµµωνίου. Το Cl προσδιορίστηκε µε ογκοµέτρηση µε AgNO 3 και το B µε τη µέθοδο carmine στο φασµατοφωτόµετρο στα 585 nm (Hatcher and Wilcox, 1950). IV.3.3 Μετρήσεις φυσιολογικών παραµέτρων Για τις µετρήσεις χρησιµοποιήθηκε όργανο Portable Photosynthesis System LI-6200 (LiCor Inc., Lilcoln, NE, USA) IV Περιγραφή συσκευής µέτρησης LI-6200 Το LI-6200 αποτελείται από 3 κύρια εξαρτήµατα: το θαλαµίσκο του φύλλου όπου µετρήσεις θερµοκρασίας και υγρασίας λαµβάνουν χώρα, το LI-6250 το οποίο µετρά την συγκέντρωση του CO 2 και την ροή και την κονσόλα ελέγχου. Θερµοκρασία αέρα, θερµοκρασία φύλλου και σχετική υγρασία µετριούνται στο θαλαµίσκό φύλλου. Η αντλία στο LI-6250 κυκλοφορεί αέρα από τον θαλαµίσκο στον αναλυτή όπου η συγκέντρωση του CO 2 µετράται και επιστρέφει πίσω στον θαλαµίσκο. Η παροχή του αέρα µέσω του LI-6250 µπορεί να εκτραπεί µέσω µείγµατος υδροξειδίου του νατρίου και του ασβεστίου για να απορροφήσει το CO 2 µε σκοπό τον καθορισµό των διαβαθµίσεων του µηχανήµατος (βαθµονόµηση). Η βαλβίδα ροής χρησιµοποιείται για να αναγκάσει µέρος του αέρα να περάσει µέσα από σωλήνα αφύγρανσης που ξηραίνει τον αέρα. Αυτή η συµµετρική / ανάλογη µονάδα ελέγχου χρησιµοποιείται για να διατηρείται σταθερή υγρασία στον θαλαµίσκο κατά την διάρκεια της µέτρησης. Η παροχή του αέρα που περνά µέσω του αφυγραντήρα µετριέται µέσω ροόµετρου. Ο υπέρυθρος αναλυτής αέρα µπορεί να χρησιµοποιηθεί για ακριβή ή διαφορική µέτρηση του CO 2. Όπως µε την χρήση του LI-6200 µπορεί να εναρµονιστεί λειτουργικά για ακριβείς µετρήσεις. Συµβουλευτείτε το τεχνικό εγχειρίδιο για διαφορικές µετρήσεις. IV Μετρώντας τη φωτοσύνθεση Όταν ένα φυτό φωτοσυνθέτει, παίρνει CO 2 και όταν αναπνέει αποδίδει το CO 2. Η επόµενη ανταλλαγή του CO 2 µεταξύ του φύλλου και της ατµόσφαιρας µετριέται µε το LI-6200 µε τον εγκλεισµό του φύλλου σε κλειστό θάλαµο και µετρώντας την ροή µε την οποία η συγκέντρωση του CO 2 στον αέρα µεταβάλλεται µέσα σε µικρή χρονική περίοδο (10-20 sec). Το φωτοσυνθετικό δίκτυο τότε µετριέται βάση του ρυθµού 173

178 µεταβολής της συγκέντρωσης του CO 2 στο θάλαµο και κάποιων άλλων παραγόντων όπως της φυλλικής επιφάνεια η οποία ήταν εντός του θαλάµου, του όγκου του θαλάµου, της θερµοκρασίας και της πίεση. Έτσι ο ρυθµός φωτοσύνθεσης (Pn) (µmolco 2.m -2.s -1 ) για ένα φύλλο επιφάνειας α που περιέχεται σε όγκο ν δίνεται από την σχέση: v Pn = a dca dt Cα: η συγκέντρώση CO 2 στον εισερχόµενο αέρα Εκφράζοντας τη dca µε βάση την ατµοσφαιρική πίεση και θερµοκρασία η παραπάνω εξίσωση γίνεται: v Pn = ( Ci Cf ) 0,00529 ( tf ti) a ( Ta + 273) Pa όπου Pα= ατµοσφαιρική πίεση σε mbar, Tα= µέση θερµοκρασία του αέρα κατά τη µέτρηση σε C, C i -C f = αρχική και τελική συγκέντρωση του CO 2 µέσα στο θάλαµο σε ppm και t f -t i = ο χρόνος παραµονής του φύλλου εντός του θαλάµου. IV Μετρώντας την στοµατική αγωγιµότητα (αγωγιµότητα των στοµάτων), διαπνοή και εσωτερική συγκέντρωση CO 2 Όταν ένα φύλλο είναι κλεισµένο στο LI-6200 θάλαµο η υγρασία εντός του θαλαµίσκου τείνει να ανέβει. Αυτό εξαρτάται (λιγότερο ή περισσότερο) από την ροή του ξηρού αέρα που επιστρέφει στον θαλαµίσκο από τον αναλυτή εφόσον ο αφυγραντήρας χρησιµοποιείται. Ο ρυθµός της διαπνοής υπολογίζεται από την αλλαγή στην υγρασία µε τον χρόνο και της παροχής του ξηρού αέρα. Ο ρυθµός της διαπνοής χρησιµοποιείται µε την θερµοκρασία του φύλλου και του αέρα στον υπολογισµό της ολικής φυλλικής αγωγιµότητας και της αγωγιµότητας των στοµάτων ( αφού αφαιρεθεί η αγωγιµότητα της οριακής στοιβάδας). Όταν τα στόµατα ενός φυτού είναι ανοιχτά έτσι ώστε το CO 2 να µπορεί να εισέλθει, υπάρχει απώλεια νερού από το σχεδόν κορεσµένο εσωτερικό του φύλλου προς την ξηρή ατµόσφαιρα που το περιβάλλει. Ο ρυθµός της απώλειας του (ρυθµός διαπνοής) εξαρτάται κυρίως από δύο ειδών αγωγιµότητες της ροής από τις γύρω από τα στόµατα επιφάνειες προς στην ατµόσφαιρα. Την αγωγιµότητα των καταφρακτικών στοµάτων, και την αγωγιµότητα της λεπτής επιφανειακής στοιβάδας αέρα που περιέχει το φύλλο. Η στοµατική αγωγιµότητα (και το αντίστροφο του, η αντίσταση των στοµάτων) είναι εντελώς φυσιολογική αντίδραση έτσι γνωρίζοντας τις τιµές της αγωγιµότητας αποτελεί ένδειξη της κατάστασης του φυτού. 174

179 Ο ρυθµός διαπνοής δίνεται από την: v dq E = a dt όπου Ε ο ρυθµός διαπνοής του φύλλου (mmolη 2 Ο.m -2.s -1 ), dq η µεταβολή της συγκέντρωσης υδρατµών στο συγκεκριµένο όγκο και dt ο χρόνος εντός του οποίου έγινε η µεταβολή της συγκέντρωσης των υδρατµών όπου H αγωγιµότητα των στοµάτων στους υδρατµούς δίνεται από την εξίσωση: g s 1 = 1 K g g t f bw g η στοµατική αγωγιµότητα (mmolη2ο.m -2.s -1 ) s g bw η αγωγιµότητα στους υδρατµούς του οριακού στρώµατος g t η συνολική αγωγιµότητα του φύλλου στους υδρατµούς (αγωγιµότητα στοµατική και οριακού στρώµατος) που δίνεται από την: όπου g t W l Wl Ws E(1000 ) Wl Ws = W W l s είναι η µοριακή συγκέντρωση των υδρατµών µέσα στο φύλλο (mmolη2o.mol air -1 ) που υπολογίζεται από την θερµοκρασία του φύλλου και την συνολική ατµοσφαιρική πίεση και K f παράµετρος Η συγκέντρωση CO 2 στους µεσοκυττάριους χώρους Ci (µmolco 2.mol air -1 ) δίνεται από την: όπου g tc C i ( g = tc E 2) C E g tc + 2 s A είναι η συνολική αγωγιµότητα στο CO2 και δίνεται από την: g tc 1 = 1,6 1,37K + g g s bw f Η συνολική αντίσταση του φύλλου (R leaf ) υπολογίζεται από το ρυθµό διαπνοής και τη θερµοκρασία του φύλλου και του αέρα από την εξίσωση: 175

180 R leaf a = dq v dt ( qa q) όπου q a είναι η συγκέντρωση υδρατµών σε κατάσταση κορεσµού του φύλλου. Η q είναι συναρτήσει της θερµοκρασίας (Ta) και της υγρασίας (Ha) του αέρος, ενώ η q a της θερµοκρασίας (T L ) του φύλλου. Επειδή η συσκευή µετρούσε και τις δύο επιφάνειες του φύλλου ταυτόχρονα, και θεωρώντας ότι η αντίσταση του περιοριστικού διαπνευστικού στρώµατος (R b ) είναι ίδια για την πάνω και την κάτω επιφάνεια του φύλλου, η αντίσταση των στοµάτων (R a ) υπολογίζεται αφαιρώντας από την συνολική αντίσταση του φύλλου R leaf την αντίσταση του περιοριστικού στρώµατος (Boundary Layer Resistance) και η αγωγιµότητα των στοµάτων (C s ) είναι το αντίστροφο της στοµατικής αντίστασης. Η αποτελεσµατικότητα χρήσης του νερού (WUE) υπολογίστηκε από την σχέση Pn/E, όπου Pn ο ρυθµός φωτοσύνθεσης και Ε ο ρυθµός διαπνοής. Κατά τη διάρκεια του πειράµατος σε εβδοµαδιαία βάση παίρνονταν µετρήσεις από 8 φυτά κάθε χειρισµού 2-3 ώρες µετά την ανατολή του ήλιου από το πρώτο αναπτυγµένο φύλλο από την κορυφή µε έκθεση προς τον ήλιο. Επιπλέον µετρήσεις πάρθηκαν την 10 η,20 η 30 η και 45 η ηµέρα από την έναρξη του πειράµατος για να χρησιµοποιηθούν για τη µελέτη της διακύµανσης ορισµένων παραµέτρων µε το χρόνο. Τα αποτελέσµατα υπολογίστηκαν από τους µέσους όρους 3 διαδοχικών µετρήσεων και εκφράστηκαν ως: PHOTO δίκτυο φσν (µmol.m -2.s -1 ) CMOL αγωγιµότητα στοµάτων (mol.m -2.s -1 ) CINT συγκέντρωση CO 2 µεσοκυττάριων χώρων (ppm) RS αντίσταση στοµάτων (s.cm -1 ) CS αγωγιµότητα στοµάτων (cm.s -1 ) Ε ρυθµός διαπνοής (mmolη 2 Ο.m -2.s -1 ) IV.3.4 Υδροδυναµικοί Παράγοντες IV Μέτρηση του σχετικού υδατικού περιεχοµένου (Relative Water Content) Το σχετικό υδατικό περιεχόµενο (RWC) εκφράζει την ποσοτική υδατική κατάσταση του φυτικού ιστού, εκφρασµένη ως % της µέγιστης ποσότητας νερού που µπορεί να συγκρατήσει ο ιστός σε κατάσταση πλήρης σπαργής. Το RWC δίνει χρήσιµες 176

181 πληροφορίες, σε συνδυασµό µε το δυναµικό του νερού για την υδατική κατάσταση των ιστών και δίνεται από τον τύπο: RWC=πραγµατικό περιεχόµενο σε νερό / περιεχόµενο σε νερό σε πλήρη σπαργή ηλαδή RWC=(Νωπό βάρος-ξηρό βάρος) / (Κορεσµένο βάρος-ξηρό βάρος) (Barrs and Weatherley, 1962). Για το σκοπό αυτό δίσκοι που είχαν αποκοπεί από τα φύλλα ζυγίζονταν (Ν.Β) και αφήνονταν να επιπλεύσουν σε απιονισµένο νερό για 24 ώρες. Ακολούθως αφαιρώντας το νερό από την εξωτερική επιφάνεια ζυγίζονταν για τον καθορισµό του κορεσµένου βάρους. Στη συνέχεια προσδιορίστηκε το ξηρό βάρος των δίσκων µετά την ξήρανση στους 80 C µέχρι να αποκτήσουν σταθερό βάρος. Ο προσδιορισµός του RWC γινόταν σε δίσκους από το πρώτο πλήρες αναπτυγµένο φύλλο από την κορυφή για 8 φυτά κάθε χειρισµού και κάθε 15 ηµέρες. IV Μέτρηση του υδατικού δυναµικού των φύλλων Η τιµή του δυναµικού του νερού αποτελεί ένδειξη πιθανής υδατικής καταπόνησης ενός ιστού ή ενός οργάνου. Το νερό κινείται αυθόρµητα από περιοχές µε υψηλό υδατικό δυναµικό σε περιοχές µε χαµηλό υδατικό δυναµικό. Με το θάλαµο πίεσης τύπου Scholander (Scholander et al., 1965) είναι δυνατό να υπολογιστεί το δυναµικό του νερού του αποπλάστη. Η µέθοδος στηρίζεται στο µοντέλο κίνησης του νερού από το έδαφος µέσω του φυτού προς την ατµόσφαιρα. Η διαπνοή δηµιουργεί αρνητική υδροστατική πίεση στον αποπλάστη, η οποία µεταφέρεται στο νερό του αγωγού ιστού έτσι ώστε η στήλη του νερού µέσα σε αυτόν να βρίσκεται υπό τάση. Οποιαδήποτε τοµή σε έναν ιστό π.χ φύλλο συνεπάγεται τοµή του αγωγού διακόπτοντας κατά συνέπεια τη συνέχεια της υδατικής στήλης προκαλώντας την οπισθοχώρηση της εντός του αγωγού ιστού. Τοποθετώντας το κοµµένο φύλλο στον ειδικό θάλαµο πίεσης µε το κοµµένο άκρο του να προεξέχει από την επιφάνεια σχισµής και ασκώντας πίεση µε την αργή διοχέτευση αερίου αζώτου (Ν 2 ) υπό πίεση, επιτυγχάνεται η επαναφορά της υδατικής στήλης στην αρχική θέση (εµφάνιση σταγόνας νερού στο επίπεδο της τοµής). Η πίεση αυτή είναι ίση (απόλυτη τιµή) µε το αποπλασµατικό δυναµικό πίεσης το οποίο έχει την ίδια τιµή µε το αποπλασµατικό δυναµικό του φύλλου (Ritchie and Hinkley, 1975; Turner, 1981) καθώς Ψ w = Ψ s -Ψ p όπου Ψ w δυναµικό του νερού, Ψ s οσµωτικό δυναµικό και Ψ p δυναµικό πίεσης. Επειδή η συγκέντρωση οσµωτικά ενεργών ουσιών στο ξύλωµα θεωρείται εξαιρετικά χαµηλή και δεν συνεισφέρει στη διαµόρφωση αξιόλογου Ψ s εποµένως Ψ w =Ψ p. Για τον προσδιορισµό του υδατικού δυναµικού των φύλλων χρησιµοποιήθηκε το όργανο SKPM 1400 (Skye Instruments Ltd, Wales, UK) και λαµβανόταν το πρώτο 177

182 πλήρες αναπτυγµένο φύλλο από την κορυφή για 8 φυτά ανά χειρισµό και κάθε 7 ηµέρες. IV Μέτρηση της κατανάλωσης νερού Η κατανάλωση του νερού από τα φυτά µετρήθηκε ζυγίζοντας τις γλάστρες πριν και µετά τη παροχή του θρεπτικού διαλύµατος (τέλος της αποστράγγισης), υποθέτοντας ότι η εξάτµιση του νερού από την επιφάνεια του περλίτη ήταν µηδενική (κάλυψη γλάστρας µε πλαστικό). Η κατανάλωση του νερού µετρήθηκε σε 8 γλάστρες κάθε χειρισµού και κάθε 7 ηµέρες. IV.3.5 Μέτρηση Βιοχηµικών Παραµέτρων IV Προσδιορισµός Χλωροφύλλης Η περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη προσδιορίστηκε σε φύλλα ίδιου χρώµατος και ίδιας ηλικίας. Χρησιµοποιήθηκαν τα τελευταία πλήρως ανεπτυγµένα φύλλα µε νότια έκθεση κάθε 15 ηµέρες σε 8 φυτά για κάθε χειρισµό. Από τα φύλλα αυτά λήφθηκαν 4 δίσκοι που είχαν συνολική επιφάνεια 2.5 cm 2 η οποία και ζυγίστηκε. Ακολούθως η φυλλική επιφάνεια οµοιογενοποιήθηκε µε 10 cm 3 N,N-dinethyl-fromamide. Το οµογενοποιηθέν φύλλο τοποθετήθηκε για 48 ώρες στο σκοτάδι στους 4-5 C και στη συνέχεια µετρήθηκε η χλωροφύλλη στο φασµατοφωτόµετρο Campesc M350 UV-Vis spectrophotometer (Campesc Ltd, Cambridge, UK) σε µήκη κύµατος 647 nm και 664 nm (Olesinski et al., 1989). Για τον υπολογισµό της χλωροφύλλης a, b και ολικής χλωροφύλλης (a+b) σε µg/ml χρησιµοποιήθηκαν οι τύποι του Moran (1982) που είναι: 1. Χλωροφύλλη a = 1264 x A (664) 2.99 x A (647) 2. Χλωροφύλλη b = -5.6 x A (664) x A (647) 3. Ολική χλωροφύλλη (a+b) = 7.04 x A (664) x A (647) Για τη µετατροπή της περιεκτικότητας σε χλωροφύλλη mg/cm 2 τροποποιήθηκαν οι τύποι του Moran (1982) ως εξής: 4. Χλωροφύλλη a = [264 x A (664) 2.99 x A (647)] x 10 (2.5x1000) 5. Χλωροφύλλη b = [-5.6 x A (664) x A (647)] x 10 (2.5x1000) 6. Ολική χλωροφύλλη (a+b) = [7.04 x A (664) x A (647)] x 10 (2.5x1000) Για τη µετατροπή της περιεκτικότητας σε χλωροφύλλη των φύλλων σε επί τοις % νωπού βάρους τροποποιήθηκαν οι τύποι του Moran (1982) ως εξής: 178

183 7. Χλωροφύλλη a = [1264 x A (664) 2.99 x A (647)] x 10 : ] x 100 : νωπό βάρος 8. Χλωροφύλλη b = [{-5.6 x A (664) x A (647)} x 10 : ] x 100 : νωπό βάρος 9. Ολική χλωροφύλλη (a+b) = [{7.04 x A (664) x A (647)} x 10 : ] x 100: νωπό βάρος όπου Α είναι οι τιµές απορρόφησης στα µήκη κύµατος που αναγράφεται, 10 είναι η ποσότητα των cm 3 N,N-dinethyl-fromamide, 2.5 είναι η επιφάνεια του δείγµατος των φύλλων σε cm 2, και νωπό βάρος είναι το βάρος των 2.5 cm 2 δείγµατος της φυλλικής επιφάνειας. Στις εξισώσεις 4, 5, 6 η διαίρεση δια γίνεται για να µετατραπεί η µονάδα µέτρησης από µg σε mg και στις εξισώσεις 7, 8, 9 η διαίρεση µε είναι για µετατροπή της µονάδας από µg σε g. Ο λόγος της χλωροφύλλης a προς τη χλωροφύλλη b (a/b) έγινε µε τη διαίρεση των δύο εξισώσεων. IV Προσδιορισµός του φθορισµού της χλωροφύλλης Οι κύριες φωτοσυνθετικές χρωστικές στα φωτοσυνθετικά κύτταρα του φυτού όπου η φωτεινή ενέργεια απορροφάται για να µετατραπεί σε χηµική ενέργεια είναι η χλωροφύλλη a (Chla) και η χλωροφύλλη b (Chlb). Η ταυτόχρονη παρουσία των δύο χλωροφυλλών αυξάνει το εύρος του µήκους κύµατος που µπορεί να δεσµευτεί. Η χλωροφύλλη είναι όµως δυνατό να µετατρέψει τη φωτεινή ενέργεια σε χηµική µόνο όταν είναι συνδεδεµένη µε κάποιες πρωτείνες σε ένα σύµπλοκο δέσµευσης και συλλογής του φωτός (LHC). Σε αυτό το σύµπλοκο οι πρωτείνες µεταφέρουν την ενέργεια τους στα φωτοσυστήµατα Ι και ΙΙ (PSI και PSII). Τα φωτοσυστήµατα αυτά είναι ένα άθροισµα από µόρια χρωστικών (χρωστικές αντέννας) και ένα κέντρο αντίδρασης του φωτοσυστήµατος (ειδικό µόριο χλωροφύλλης). Περίπου 3-9% της φωτεινής ενέργειας που απορροφάται από τα κέντρα αντίδρασης των φωτοσυστηµάτων επανεκπέµπεται ως ακτινοβολία µεγαλύτερου µήκου κύµατος (φθορισµός). Κυρίως η απώλεια αυτή προέρχεται από το φωτοσύστηµα ΙΙ. Προκειµένου να µετρηθεί η απώλεια αυτή τοποθετήθηκαν ειδικά εξαρτήµατα στο έλασµα των φύλλων ώστε να δηµιουργούνται συνθήκες σκότους για 20 λεπτά. Κατόπιν µε το φθορισµόµετρο OS-30p (Opti-Sciences, Hudson, USA) φωτίστηκε η περιοχή του ελάσµατος που ήταν στο σκοτάδι και καταγράφηκαν οι εξής µετρήσεις: Fo: αρχικός φθορισµός (σκοτάδι) Fm: µέγιστος φθορισµός (φως) 179

184 Ftr: τελικός φθορισµός Τ 1/2 : ½ του χρόνου από το Fo στο Fm και υπολογίστηκε ο λόγος Fv/Fm=(Fm-Fo)/Fm που περιγράφει την µέγιστη ικανότητα του φωτοσυστήµατος ΙΙ να απορροφά φωτόνια. Η διαφορά µεγίστου και αρχικού φθορισµού ονοµάζεται µεταβλητός φθορισµός (Fv). Ο λόγος του µεταβλητού προς το µέγιστο φθορισµό (Fv / Fm) αποτελεί έναν δείκτη της φωτοχηµικής ικανότητας των φύλλων. Η παράµετρος αυτή σχετίζεται γραµµικά µε την φωτοχηµική ικανότητα του φωτοσυστήµατος ΙΙ. Χαµηλές τιµές της παραµέτρου αυτής υποδηλώνουν δυσλειτουργίες των φωτοχηµικών κέντρων που σχετίζονται µε δυσχέρειες στη µεταφορά ενέργειας από την αντένα φωτοσυλλογής προς τα φωτοχηµικά κέντρα αντίδρασης. Υπό συνθήκες καταπόνησης, ο προσδιορισµός της παραµέτρου αυτής µπορεί να δώσει µια εκτίµηση των φυσιολογικών βλαβών που σχετίζονται µε τη φωτοσυνθετική ικανότητα των φύλλων. Σε υγιή φύλλα ο λόγος αυτός είναι περίπου 0.8 ανεξάρτητα από το είδος του φυτού. Χαµηλότερες τιµές υποδηλώνουν ότι το φωτοσύστηµα ΙΙ υπολειτουργεί ή ένα µέρος καταστράφηκε και συµβαίνει κυρίως σε φυτά που είναι υπό την επίδραση στρες. Ο φθορισµός της χλωροφύλλης προσδιορίστηκε σε φύλλα ίδιου χρώµατος και ίδιας ηλικίας. Χρησιµοποιήθηκαν τα τελευταία πλήρως ανεπτυγµένα φύλλα µε νότια έκθεση κάθε 7 ηµέρες και 8 µετρήσεις για κάθε χειρισµό στα ίδια φύλλα που µετριόταν η χλωροφύλλη. IV.3.6 Πρωτόκολλο µετρήσεων Η µέτρηση των φυσιολογικών παραµέτρων, του υδατικού δυναµικού, της κατανάλωσης του νερού, του φθορισµού της χλωροφύλλης της περιεκτικότητας των νέων φύλλων σε χλώριο και των αυξητικών παραµέτρων γινόταν σε εβδοµαδιαία βάση. Η µέτρηση της περιεκτικότητας σε χλωροφύλλη και του σχετικού υδατικού περιεχοµένου γινόταν σε δεκαπενθήµερη βάση. Στην έναρξη, µέση και λήξη του πειράµατος µετρήθηκε το νωπό και ξηρό βάρος των φυτών. Κατά την λήξη του πειράµατος προσδιορίστηκαν επιπλέον οι αυξητικές παράµετροι και η χηµική σύσταση των φυτών. Η φυλλική επιφάνεια στο τέλος του πειράµατος µετρήθηκε µόνο για τα πρώτα 10 γόνατα από την κορυφή. Ως µήκος βλαστού λήφθηκε υπόψη όλο το µήκος της κληµατίδας και νεκρά θεωρούνταν τα φύλλα που είχαν >50% της επιφάνειας του καφέ χρώµα. Όλες οι µετρήσεις γίνονταν 2-3 ώρες µετά την ανατολή του ήλιου σε 8 φυτά για κάθε χειρισµό στο 4 φύλλο από την κορυφή (1 ο πλήρως αναπτυγµένο). 180

185 IV.3.7 Στατιστική επεξεργασία των αποτελεσµάτων Η στατιστική ανάλυση των δεδοµένων έγινε µε το στατιστικό πακέτο SAS/ASSIST (for Windows), ανάλυση παραλλακτικότητας (ANOVA) και η σύγκριση των µέσων όρων µε το κριτήριο Duncan (α=0.05). Οι συντελεστές συσχέτισης (r) προσδιορίστηκαν και ελέγχθηκε ο βαθµός σηµαντικότητας τους (Pearson correlation coefficients). Όλοι οι συντελεστές προσδιορισµού (R 2 ) που αναφέρονται και απεικονίζονται είναι στατιστικά σηµαντικοί (Σ.Σ) µε βάση τους βαθµούς ελευθερίας του σφάλµατος (significant values of r and R) (Steel and Torre, 1960) για επίπεδο σηµαντικότητας IV.4. Αποτελέσµατα IV.4.1 Συµπτώµατα τοξικότητας Μετά από παραµονή 45 ηµερών στο πείραµα αλατότητας τα φυτά παρουσίασαν συµπτώµατα τοξικότητας στα φύλλα. Τα συµπτώµατα ήταν περιφερειακή νέκρωση των φύλλων η οποία προχωρούσε στο εσωτερικό του φύλλου. Τα φύλλα της βάσης είχαν τα εντονότερα συµπτώµατα όπου επιπλέον παρατηρήθηκε νέκρωση και πτώση των φύλλων ενώ τα φύλλα της κορυφής είχαν ελάχιστα συµπτώµατα. Τα συµπτώµατα ήταν εντονότερα για τα επίπεδα αλατότητας 20 και 30 mm NaCl (Φώτο.1). IV.4.2 Φυσιολογικοί παράµετροι Με την αύξηση της συγκέντρωσης του NaCl στο θρεπτικό διάλυµα µειώθηκε ο ρυθµός φωτοσύνθεσης (Σχ. 1). Η µείωση αυτή ήταν στατιστικά σηµαντική για συγκεντρώσεις 15 mm NaCl στο θρεπτικό διάλυµα και γενικά η µείωση αυτή ήταν γραµµική µε την αύξηση της αλατότητας. Επίσης ο ρυθµός φωτοσύνθεσης µειώθηκε συναρτήσει του χρόνου έκθεσης στην αλατότητα (Σχ. 2.1Α- ). Επίσης η αλληλεπίδραση του επιπέδου αλατότητας µε το χρόνο έκθεσης στην αλατότητα ήταν σηµαντική (Πίνακας 1-Παράρτηµα ΙΙΙ). Αυτό σηµαίνει ότι τα διάφορα επίπεδα αλατότητας επηρεάστηκαν διαφορετικά µε την πάροδο του χρόνου κατά τη διάρκεια του πειράµατος. Η µείωση της φωτοσύνθεσης στα φυτά του µάρτυρα από την έναρξη µέχρι τη λήξη του πειράµατος ήταν 27.6% ενώ για το επίπεδο των 30 mm NaCl η µείωση αυτή ανήλθε στα 56.8%. Σε σχέση µε την περιεκτικότητα Cl - στα φύλλα ο ρυθµός φωτοσύνθεσης (ως µέσοι όροι όλων των επιπέδων αλατότητας) µειώθηκε καµπυλόγραµµα (Σχ. 3.1Α) και σηµαντικά όταν η συγκέντρωση χλωρίου στα φύλλα 181

186 ήταν µεγαλύτερη από 0.6% του ξηρού βάρους. Η αγωγιµότητα των στοµάτων µειώθηκε σηµαντικά σε σχέση µε το µάρτυρα σε συγκεντρώσεις άλατος στο θρεπτικό διάλυµα 15 mm NaCl (Σχ. 1) και γενικά η µείωση αυτή ήταν γραµµική µε την αύξηση της αλατότητας. Επίσης και η στοµατική αγωγιµότητα επηρεάστηκε αρνητικά από το χρόνο έκθεσης στην αλατότητα (Σχ. 2.2Α- ) και η αλληλεπίδραση χρόνου µε το επίπεδο αλατότητας ήταν σηµαντική (Πίνακας 2-Παράρτηµα III). Η µείωση της αγωγιµότητας στα φυτά του µάρτυρα από την έναρξη µέχρι τη λήξη του πειράµατος ήταν 47.9% ενώ για το επίπεδο των 30 mm NaCl η µείωση αυτή ανήλθε στα 76.4%. Αυτό δείχνει ότι η αγωγιµότητα επηρεάστηκε και από άλλους παράγοντες εκτός από την αλατότητα. Σε σχέση µε την περιεκτικότητα Cl - στα φύλλα η αγωγιµότητα (ως µέσοι όροι όλων των επιπέδων αλατότητας) µειώθηκε γραµµικά και απότοµα (Σχ. 3.1Β) που σηµαίνει ότι η συγκέντρωση χλωρίου στο φυλλικό ιστό επηρέασε αµέσως την αγωγιµότητα. Ενδεχοµένως η αγωγιµότητα να επηρεάστηκε και από άλλες παραµέτρους όπως η ηλικία του φυτού και η θερµοκρασία µε τη πάροδο του χρόνου. Επίσης τα επίπεδα του χλωρίου στα φύλλα αυξήθηκαν προοδευτικά (Σχ. 3.2) µε το χρόνο έκθεσης στην αλατότητα και η επίδραση άρχισε να γίνεται σηµαντική από την 28 η ηµέρα. Η συγκέντρωση του CO 2 στους µεσοκυττάριους χώρους παρέµεινε στατιστικά ίδια για όλα τα επίπεδα αλατότητας (Σχ. 4). IV.4.3 Βιοχηµικοί Παράµετροι Συγκέντρωση της χλωροφύλλης Η συγκέντρωση της χλωροφύλλης a και της χλωροφύλλης b και κατά συνέπεια και της ολικής χλωροφύλλης µειώθηκε µε την αύξηση του επιπέδου αλατότητας. Η µείωση αυτή ήταν σηµαντική για επίπεδα αλατότητας 10 mm NaCl τόσο όταν εκφράστηκαν τα αποτελέσµατα ανά µονάδα επιφάνειας όσο και ανά µονάδα βάρους (Σχ. 5.1Α και Β). Επίσης ο λόγος χλωροφύλλης a/b παρέµεινε στατιστικά ίδιος µε την αύξηση της αλατότητας (Σχ. 5.1Γ). Φθορισµός της χλωροφύλλης Η παράµετρος Fv/Fm µειώθηκε µε την αύξηση της αλατότητας και η µείωση ήταν σηµαντική σε συγκεντρώσεις άλατος 10 mm NaCl και ακολούθησε παρόµοια πορεία µε τη µείωση της χλωροφύλλης (Σχ. 5.2). IV.4.4 Επίδραση αλατότητας στις υδατικές σχέσεις 182

187 Η διαπνοή µειώθηκε µε την αύξηση του επιπέδου αλατότητας στο θρεπτικό διάλυµα µε γραµµικό τρόπο (R 2 =0.93) (Σχ. 6) και ακολούθησε παράλληλη πορεία µε την στοµατική αγωγιµότητα µε την οποία είχε συντελεστή συσχέτισης (r=0.70) στατιστικά σηµαντικό (p<.001). Η πορεία µεταβολής της διαπνοής µε την αύξηση του χλωρίου στο φυλλικό ιστό έδειξε να µειώνεται σε συγκεντρώσεις χλωρίου 0.6% (ξ.β) (Σχ. 7). Επίσης η αυξηµένη αλατότητα µείωσε το υδατικό δυναµικό των φύλλων (Σχ. 8Α) γραµµικά (R 2 =0.96) µε τη ελάχιστη τιµή να εµφανίζουν τα φύλλα των φυτών που αναπτύχθηκαν υπό την επίδραση 30 mm NaCl (-1.59 MPa). Από το Σχ. 8Β φαίνεται η µεταβολή της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας και της αγωγιµότητας των στοµάτων σε σχέση µε το υδατικό δυναµικό των φύλλων. Όταν το υδατικό δυναµικό πάρει τιµές MPa που αυτό αντιστοιχεί µε επίπεδο αλατότητας 15 mm NaCl τότε φωτοσύνθεση και αγωγιµότητα µειώνονται σηµαντικά. Η αύξηση της αλατότητας µείωσε το σχετικό υδατικό περιεχόµενο και την κατανάλωση νερού των φυτών γραµµικά, αλλά η µείωση αυτή ήταν σηµαντική µόνο στη ψηλότερη συγκέντρωση άλατος (30 mm NaCl) (Σχ. 8Γ και ). Από το Σχ. 9 φαίνεται ότι η αλατότητα άρχισε να επηρεάζει αρνητικά το υδατικό δυναµικό των φύλλων από την 30 η ηµέρα και από το Σχ. 10 ότι η αποτελεσµατικότητα χρήσης του νερού δεν µεταβλήθηκε σηµαντικά συναρτήσει της αλατότητας µέσα στα όρια 0 ως 30 mm NaCl (-1.28 ως MPa) στο συγκεκριµένο πείραµα. IV.4.5 Αυξητικοί παράµετροι και αλατότητα Ως µέσοι όροι κατά την διάρκεια του πειράµατος, το µήκος των κληµατίδων για το επίπεδo αλατότητας 30 mm NaCl, µειώθηκε σηµαντικά σε σχέση µε το µάρτυρα µε την αύξηση της αλατότητας στο θρεπτικό διάλυµα αλλά η διάµετρος της κληµατίδας και ο αριθµός των φύλλων δεν επηρεάστηκαν. Το ποσοστό των πράσινων φύλλων µειώθηκε σε συγκεντρώσεις άλατος 15 mm NaCl και των νεκρών φύλλων αυξήθηκε. Μια σηµαντική µείωση στη φυλλική επιφάνεια των 10 πρώτων γονάτων από την κορυφή παρατηρήθηκε στο τέλος του πειράµατος σε συγκεντρώσεις του άλατος 15 mm NaCl (Πίνακας 1). Η επίδραση της αλατότητας στο µήκος των κληµατίδων για περίοδο 35 ηµερών φαίνεται στο Σχ. 11. Από το σχήµα είναι εµφανές ότι από την 35 η ηµέρα άρχισε να είναι εµφανής η µείωση στο µήκος των κληµατίδων. Το Σχ. 12 δείχνει την αύξηση της επιφάνειας των φύλλων σε περίοδο 14 ηµερών ως µέσος όρος όλης της περιόδου αύξησης για τις διάφορες συγκεντρώσεις του άλατος. 183

188 Η επίδραση στα νέα αναπτυσσόµενα φύλλα αρχίζει από την 7 η ηµέρα από την έκπτυξη τους, µέχρι τη 14 η ηµέρα που ολοκληρώνεται η αύξηση τους. Η επίδραση αυτή είναι εντονότερη στα 20 και 30 mm NaCl. Ο ρυθµός αύξησης του φύλλου και ο σχετικός ρυθµός ανάπτυξης µειώθηκαν γραµµικά σε εξάρτηση µε την αλατότητας (R 2 =0.84, R 2 =0.98 αντίστοιχα) (Σχ. 13 και 14 αντίστοιχα). Το νωπό και ξηρό βάρος φύλλων, βλαστών και ριζών µειώθηκε σηµαντικά σε σχέση µε το µάρτυρα για επίπεδα αλατότητας 15, 20 και 30 mm NaCl. Το ίδιο παρατηρήθηκε και για το συνολικό ξηρό βάρος των φυτών που µειώθηκε 34%, 45% και 48% και το νωπό βάρος που µειώθηκε 33%, 44% και 46% αντίστοιχα για τα ίδια επίπεδα αλατότητας. Ο λόγος νωπό/ξηρό βάρος δεν επηρεάστηκε και ο λόγος ρίζα/υπέργειο τµήµα αυξήθηκε σηµαντικά µόνο όταν η συγκέντρωση του άλατος έφθασε τα 30 mm NaCl (Πίνακες 2, 3 και Φώτο. 2-Παράρτηµα ΙΙ). IV.4.6 Επίδραση της αλατότητας στη χηµική σύσταση στα διάφορα τµήµατα του φυτού Επίδραση στη συγκέντρωση των θρεπτικών στοιχείων Άζωτο Στα φύλλα κορυφής η αύξηση της αλατότητας προκάλεσε σηµαντική µείωση της συγκέντρωσης του αζώτου σε σχέση µε το µάρτυρα για όλα τα επίπεδα αλατότητας, ενώ στα φύλλα βάσης η µείωση ήταν σηµαντική µόνο στα επίπεδα 20 και 30 mm NaCl. Τα ίδια επίπεδα προκάλεσαν σηµαντική µείωση του αζώτου και στους βλαστούς κορυφής ενώ η περιεκτικότητα των βλαστών βάσης σε άζωτο µειώθηκε µόνο στην υψηλότερη συγκέντρωση των 30 mm NaCl. Στις ρίζες το Ν µειώθηκε σηµαντικά σε συγκεντρώσεις αλατότητας 10 mm NaCl (Σχ.15α). Φωσφόρος Η µείωση της περιεκτικότητας του φωσφόρου ήταν σηµαντική µόνο για την συγκέντρωση των 30 mm NaCl στα φύλλα κορυφής ενώ στα φύλλα βάσης µειώθηκε σηµαντικά για όλες τις συγκεντρώσεις άλατος σε σχέση µε το µάρτυρα. Στους βλαστούς κορυφής ο φωσφόρος µειώθηκε στατιστικά από τα 20 mm NaCl ενώ δεν υπήρχε επίδραση της αλατότητας στην περιεκτικότητα σε φωσφόρο στους βλαστούς βάσης. Στις ρίζες η µείωση ήταν σηµαντική για όλα τα επίπεδα του άλατος σε σχέση µε το µάρτυρα. (Σχ. 15β). Κάλιο 184

189 Η περιεκτικότητα του καλίου τόσο στα φύλλα κορυφής όσο και στα φύλλα βάσης παρέµεινε στατιστικά η ίδια µε το µάρτυρα µε την άνοδο της αλατότητας στο θρεπτικό διάλυµα άρδευσης. Στους βλαστούς κορυφής και βάσης µειώθηκε η περιεκτικότητα σε κάλιο σε συγκεντρώσεις άλατος 15 mm NaCl και στις ρίζες µειώθηκε απότοµα και σηµαντικά µε την αλατότητα σε σχέση µε το µάρτυρα και ακολούθως παρέµεινε σταθερή από το επίπεδο των 10 mm NaCl (Σχ. 15γ). Ασβέστιο Στα φύλλα κορυφής η περιεκτικότητα σε ασβέστιο δεν επηρεάστηκε από την αλατότητα ενώ στα φύλλα βάσης αυξήθηκε σηµαντικά αυξανοµένης της αλατότητας στο θρεπτικό διάλυµα σε συγκεντρώσεις 15 mm NaCl. Στους βλαστούς κορυφής και βάσης δεν υπήρχε στατιστικά σηµαντική επίδραση στη συγκέντρωση ασβεστίου µε την αλατότητα εν αντιθέσει µε τις ρίζες στις οποίες το ασβέστιο µειώθηκε σηµαντικά (Σχ. 15δ). Μαγνήσιο Η συγκέντρωση του µαγνησίου στα φύλλα κορυφής, βλαστούς κορυφής και βλαστούς βάσης δεν επηρεάστηκε στατιστικά από την αλατότητα και στα φύλλα βάσης παρατηρήθηκε σηµαντική αύξηση. Αντίθετα στις ρίζες το µαγνήσιο µειώθηκε απότοµα και σηµαντικά µε την αύξηση της αλατότητας χωρίς η µείωση αυτή να µπορεί να θεωρηθεί ανάλογη µε το επίπεδο του άλατος (Σχ. 15ε). Σίδηρος Με την επίδραση των αυξηµένων επιπέδων του NaCl στο θρεπτικό διάλυµα άρδευσης η συγκέντρωση σιδήρου στα φύλλα κορυφής, φύλλα βάσης, βλαστούς κορυφής και βλαστούς βάσης δεν επηρεάστηκε σηµαντικά. Παράλληλα η συγκέντρωση σιδήρου δεν µειώθηκε στη ρίζα µέχρι τη και τη συγκέντρωση των 15 mm NaCl αλλά στις ψηλότερες συγκεντρώσεις των 20 και 30 mm NaCl παρατηρήθηκε σηµαντική µείωση(σχ. 15ζ). Βόριο Στη συγκέντρωση βορίου δεν παρουσιάστηκαν σηµαντικές διαφορές αυξανοµένης της συγκέντρωσης αλατότητας στα φύλλα κορυφής, φύλλα βάσης, βλαστούς κορυφής και βλαστούς βάσης ενώ στις ρίζες παρατηρήθηκε σηµαντική αύξηση της συγκέντρωσης σε βόριο σε επίπεδα 10 mm NaCl µε τις στατιστικά µεγαλύτερες τιµές να σηµειώνονται στα 20 και 30 mm NaCl (Σχ. 15η). Χλώριο 185

190 Η αύξηση της αλατότητας προκάλεσε και ανάλογη αύξηση της συγκέντρωσης του χλωρίου στα φύλλα κορυφής και φύλλα βάσης. Η αύξηση αυτή ήταν σηµαντική για όλα τα επίπεδα αλατότητας µε τις στατιστικά µεγαλύτερες τιµές να σηµειώνονται στα 30 mm NaCl. Στους βλαστούς κορυφής υπήρξε µια παρόµοια µεταβολή στην αύξηση της συγκέντρωσης των ιόντων χλωρίου ενώ στους βλαστούς βάσης η αύξηση αυτή ήταν σηµαντική µόνο στους χειρισµούς των 20 και 30 mm NaCl. Στις ρίζες η αύξηση της συγκέντρωσης του χλωρίου ήταν σηµαντική σε επίπεδα άλατος 10 mm NaCl. Η περιεκτικότητα του χλωρίου (% ξ.β.) κυµάνθηκε µεταξύ για τα φύλλα κορυφής, για τα φύλλα βάσης, για τους βλαστούς κορυφής, για τους βλαστούς βάσης και για τις ρίζες. Τα όρια αυτά αναφέρονται σε επίπεδα 0 και 30 mm NaCl και ήταν οι χαµηλότερες και οι ψηλότερες τιµές που παρατηρήθηκαν αντίστοιχα (Σχ. 15θ). Νάτριο Η συγκέντρωση του Να αυξήθηκε σηµαντικά µε την αύξηση της συγκέντρωσης του NaCl στο θρεπτικό διάλυµα 10 mm σε όλα τα µέρη του φυτού που εξετάστηκαν. Οι ψηλότερες τιµές της συγκέντρωσης του νατρίου στα διάφορα µέρη σηµειώθηκαν στη ψηλότερη συγκέντρωση του άλατος. Η περιεκτικότητα του νατρίου (% ξ.β.) κυµάνθηκε µεταξύ για τα φύλλα κορυφής, για τα φύλλα βάσης, για τους βλαστούς κορυφής, για τους βλαστούς βάσης και για τις ρίζες. Τα όρια αυτά αναφέρονται σε επίπεδα 0 και 30 mm NaCl και ήταν οι χαµηλότερες και οι ψηλότερες τιµές που παρατηρήθηκαν αντίστοιχα (Σχ. 15ι) Χαλκός Η συγκέντρωση του χαλκού στα φύλλα κορυφής και βλαστούς κορυφής αυξήθηκε σηµαντικά σε σχέση µε το µάρτυρα για όλα τα επίπεδα αλατότητας ενώ στα φύλλα και βλαστούς βάσης και ρίζες η συγκέντρωση του χαλκού παρέµεινε στατιστικά ίδια αυξανοµένης της αλατότητας (Σχ. 15κ). Μαγγάνιο Η περιεκτικότητα σε µαγγάνιο γενικά παρουσίασε µια τάση µείωσης µε την αλατότητα. Στα φύλλα κορυφής, φύλλα βάσης και βλαστούς βάσης η µείωση αυτή έγινε σηµαντική µόνο στο επίπεδο των 30 mm NaCl ενώ στους βλαστούς κορυφής και τις ρίζες το µαγγάνιο παρουσίασε σηµαντική µείωση από τα 20 mm NaCl (Σχ. 15λ). Ψευδάργυρος 186

191 Η περιεκτικότητα σε ψευδάργυρο στα φύλλα κορυφής και τις ρίζες παρέµεινε στατιστικά ίδια µε την αύξηση της αλατότητας στο θρεπτικό διάλυµα. Στους βλαστούς κορυφής, βλαστούς βάσης και φύλλα βάσης η περιεκτικότητα αυξήθηκε για επίπεδα 15 mm NaCl (Σχ. 15µ). Επίδραση της αλατότητας στις σχέσεις µεταξύ των στοιχείων K/Cl Ο λόγος K/Cl στα φύλλα κορυφής, φύλλα βάσης και βλαστούς κορυφής µειώθηκε απότοµα και σηµαντικά µε την αλατότητα. Στους βλαστούς βάσης και τις ρίζες η απότοµη µείωση σηµειώθηκε από τα 10 mm NaCl όµως στις ρίζες σηµαντική ήταν και η µείωση στα 5 mm NaCl παρόλο που δεν ήταν απότοµη (Σχ. 15ν). K/Na Ο λόγος αυτός µειώθηκε σταδιακά και σηµαντικά µε την αλατότητα για τα φύλλα κορυφής, φύλλα βάσης και τους βλαστούς κορυφής ενώ για τους βλαστούς βάσης και τις ρίζες η µείωση ήταν σηµαντική από το επίπεδο των 10 mm NaCl (Σχ. 15ξ). Na/Cl Ο λόγος αυτός µειώνεται σηµαντικά και απότοµα µε την αλατότητα για τα φύλλα κορυφής και βάσης. Στους βλαστούς κορυφής και τις ρίζες ο λόγος αυτός δεν είχε µια σαφή τάση µεταβολής µε την αλατότητα και παρέµεινε σχεδόν σταθερός. Αντίθετα στους βλαστούς βάσης ο λόγος αυτός αυξήθηκε σηµαντικά σε επίπεδα του άλατος 15 mm NaCl (Σχ. 15ο). Επίδραση της αλατότητας στην ολική συγκέντρωση των θρεπτικών στοιχείων στο φυτό (ως το άθροισµα των επί µέρους τµηµάτων του φυτού) Άζωτο Η συνολική συγκέντρωση του αζώτου στο φυτό µειώθηκε σηµαντικά για όλα τα επίπεδα αλατότητας σε σχέση µε το µάρτυρα. Στατιστικά οι µικρότερες συγκεντρώσεις παρατηρήθηκαν στα 20 και 30 mm NaCl επίπεδα του άλατος (Σχ. 16α). Φωσφόρος Η επίδραση της αλατότητας προκάλεσε σηµαντική µείωση της περιεκτικότητας του φυτού σε φωσφόρο µε τις µικρότερες τιµές να σηµειώνονται στους χειρισµούς 20 και 30 mm NaCl (Σχ. 16β). Κάλιο 187

192 Η επίδραση της αλατότητας στη συγκέντρωση καλίου προκάλεσε σηµαντική µείωση για όλες τις συγκεντρώσεις του άλατος σε σχέση µε το µάρτυρα µε τις µικρότερες τιµές να σηµειώνονται στις υψηλότερες συγκεντρώσεις του άλατος (Σχ. 16γ). Νάτριο Η αύξηση της αλατότητας µε την προσθήκη NaCl στο θρεπτικό διάλυµα προκάλεσε σηµαντική αύξηση στη συγκέντρωση νατρίου στο φυτό. Η αύξηση αυτή χαρακτηριζόταν από ευθεία γραµµή (R 2 =0.96) (Σχ. 16δ). Χλώριο Η αύξηση της αλατότητας µε την προσθήκη NaCl στο θρεπτικό διάλυµα προκάλεσε σηµαντική αύξηση στη συγκέντρωση χλωρίου στο φυτό. Η αύξηση αυτή χαρακτηριζόταν από ευθεία γραµµή (R 2 =0.93) (Σχ. 16ε). Ασβέστιο Η συγκέντρωση του ασβεστίου στο φυτό δεν είχε σαφή τάση µεταβολής µε την αύξηση της αλατότητας, όµως στατιστικά η µεγαλύτερη τιµή σηµειώθηκε στο χειρισµό των 30 mm NaCl (Σχ. 16ζ). Μαγγάνιο Η συγκέντρωση µαγγανίου στο φυτό γενικά µειώθηκε µε την αύξηση της αλατότητας µε τις στατιστικά µικρότερες τιµές να σηµειώνονται στους χειρισµούς του άλατος 20 και 30 mm NaCl (Σχ. 16η). Ψευδάργυρος Η συγκέντρωση ψευδαργύρου αυξήθηκε στο φυτό µε την αλατότητα µε τις στατιστικά µεγαλύτερες τιµές να σηµειώνονται στους χειρισµούς 15, 20, και 30 mm NaCl (Σχ. 16θ). Μαγνήσιο, Σίδηρος, Χαλκός και Βόριο εν παρατηρήθηκαν στατιστικές διαφορές στις συγκεντρώσεις µαγνησίου, σιδήρου, χαλκού και βορίου στο φυτό µε την επίδραση της αλατότητας σε σχέση πάντα µε το µάρτυρα (Σχ. 16ι, κ, λ και µ). Επίδραση της αλατότητας στην κατανοµή των θρεπτικών στοιχείων στο φυτό Για τη σύγκριση της κατανοµής των θρεπτικών στοιχείων χρησιµοποιήθηκε η µετατροπή των ποσοστών σε επεξεργασία (Παράρτηµα ΙΙΙ). Άζωτο X και στις τιµές αυτές έγινε η στατιστική 188

193 Με την αύξηση της αλατότητας στο θρεπτικό διάλυµα το ποσοστό κατανοµής του αζώτου στα διάφορα τµήµατα του φυτού παρέµεινε στατιστικά στα επίπεδα του µάρτυρα παρά το ότι υπήρξε µια τάση αύξησης του ποσοστού στο υπέργειο µέρος και µια τάση µείωσης στις ρίζες (Σχ. 17α). Φωσφόρος Το ποσοστό του φωσφόρου που συγκεντρώθηκε στα φύλλα κορυφής, βάσης και στους βλαστούς βάσης παρέµεινε αναλλοίωτο µε την αύξηση της αλατότητας. Στους βλαστούς κορυφής, αρχικά αυξήθηκε το ποσοστό του φωσφόρου µέχρι το επίπεδο των 15 mm NaCl όπου παρατηρήθηκε στατιστικά η µεγαλύτερη τιµή και µετά επανήλθε στα επίπεδα του µάρτυρα. Αντίθετα στις ρίζες µειώθηκε το ποσοστό του φωσφόρου µέχρι το επίπεδο των 15 mm NaCl και µετά επανήλθε στα επίπεδα του µάρτυρα (Σχ. 17β). Κάλιο Το ποσοστό του καλίου που συγκεντρώθηκε στα φύλλα κορυφής αυξήθηκε σταδιακά µε την αλατότητα και σηµαντικά από τα 10 mm NaCl εν αντιθέσει µε τις ρίζες όπου το ποσοστό µειώθηκε σηµαντικά και απότοµα από το επίπεδο των 10 mm NaCl. Στα υπόλοιπα τµήµατα του φυτού το ποσοστό παρέµεινε αναλλοίωτο (Σχ. 17γ). Ασβέστιο Το ποσοστό του ασβεστίου που συγκεντρώθηκε στα φύλλα της βάσης αυξήθηκε σηµαντικά µε την αλατότητα, µε εξαίρεση το χειρισµό των 10 mm NaCl που ήταν το ίδιο µε το µάρτυρα, ενώ το ποσοστό του ασβεστίου στις ρίζες µειώθηκε σηµαντικά µε την αύξηση της αλατότητας. Στα υπόλοιπα τµήµατα του φυτού το ποσοστό κατανοµής του ασβεστίου παρέµεινε στατιστικά ίδιο (Σχ. 17ζ). Μαγνήσιο Το ποσοστό του µαγνησίου που συγκεντρώθηκε στα φύλλα της βάσης αυξήθηκε σηµαντικά µε την αλατότητα, µε εξαίρεση το χειρισµό των 10 mm NaCl που ήταν το ίδιο µε το µάρτυρα, ενώ το ποσοστό του µαγνησίου στις ρίζες µειώθηκε σηµαντικά µε την αύξηση της αλατότητας. Στα υπόλοιπα τµήµατα του φυτού το ποσοστό κατανοµής του µαγνησίου παρέµεινε στατιστικά ίδιο (Σχ. 17θ). Σίδηρος Το ποσοστό σιδήρου στις ρίζες αν και δεν είχε σαφή τάση µεταβολής µε την αύξηση της αλατότητας µειώθηκε σηµαντικά σε συγκέντρωση του άλατος 30 mm NaCl. Στα υπόλοιπα υπέργεια µέρη του φυτού το ποσοστό του σιδήρου που συγκεντρώθηκε 189

194 ήταν στατιστικά ίδιο παρά µια ελαφρά τάση αύξησης στις υψηλότερες συγκεντρώσεις του άλατος (Σχ. 17ι). Χλώριο Η αύξηση της συγκέντρωσης του NaCl στο θρεπτικό διάλυµα άρδευσης των φυτών προκάλεσε µια σηµαντική αύξηση του ποσοστού του χλωρίου που συγκεντρώθηκε στα φύλλα κορυφής και παράλληλα µια σηµαντική µείωση του ποσοστού του χλωρίου που συγκεντρώθηκε στις ρίζες. Το ποσοστό του χλωρίου στα υπόλοιπα τµήµατα του φυτού παρέµεινε στατιστικά στα ίδια επίπεδα µε το µάρτυρα (Σχ. 17ε). Νάτριο Στις ρίζες σε συγκεντρώσεις του άλατος 15 mm NaCl το ποσοστό του νατρίου που συγκεντρώθηκε µειώθηκε σηµαντικά ενώ στους βλαστούς βάσης κατά τον ίδιο τρόπο αυξήθηκε σηµαντικά. Η αύξηση της συγκέντρωσης της αλατότητας δεν επηρέασε το ποσοστό του νατρίου που συγκεντρώθηκε στα φύλλα κορυφής, φύλλα βάσης και βλαστούς κορυφής µε εξαίρεση µόνο στο επίπεδο των 10mM NaCl στα φύλλα κορυφής που το ποσοστό µειώθηκε (Σχ. 17µ). Βόριο Το ποσοστό του βορίου που συγκεντρώθηκε στις ρίζες µε την αύξηση της αλατότητας αυξήθηκε σηµαντικά για επίπεδα αλατότητας 15 mm NaCl ενώ το ποσοστό του βορίου στα φύλλα κορυφής µειώθηκε σηµαντικά σε συγκεντρώσεις 20 και 30 mm NaCl. Στα υπόλοιπα µέρη του φυτού το ποσοστό παρέµεινε το ίδιο στατιστικά. Γενικά υπήρχε µια τάση µείωσης του ποσοστού συγκέντρωσης βορίου στο υπέργειο τµήµα και µια τάση αύξησης του ποσοστού στις ρίζες (Σχ. 17δ). Χαλκός Το ποσοστό συγκέντρωσης του χαλκού στις ρίζες και τους βλαστούς βάσης δεν µεταβλήθηκε µε την αλατότητα. Στα φύλλα κορυφής η αύξηση της αλατότητας προκάλεσε µια τάση αύξησης του ποσοστού του χαλκού που συγκεντρώθηκε η οποία έγινε σηµαντική µόνο στο επίπεδο των 30 mm NaCl. Επίσης στους βλαστούς κορυφής το ποσοστό γενικά αυξήθηκε αλλά σηµαντικά µόνο στο επίπεδο των 15 mm NaCl ενώ στα φύλλα βάσης γενικά µειώθηκε αλλά σηµαντικά µόνο στο επίπεδο των 10 mm NaCl (Σχ. 17η). Μαγγάνιο Το ποσοστό κατανοµής του µαγγανίου στα διάφορα τµήµατα του φυτού δεν επηρεάστηκε από την αλατότητα µε εξαίρεση µια αύξηση που προκλήθηκε στους βλαστούς κορυφής στο επίπεδο των 10 mm NaCl (Σχ. 17κ). 190

195 Ψευδάργυρος Η αλατότητα δεν προκάλεσε µεταβολή του ποσοστού κατανοµής του ψευδαργύρου στα διάφορα τµήµατα του φυτού µε εξαίρεση µια αύξηση που προκλήθηκε στους βλαστούς κορυφής στο επίπεδο των 30 mm NaCl (Σχ. 17λ). Συντελεστής συσχέτισης της αλατότητας µε τη συγκέντρωση των θρεπτικών στοιχείων στα διάφορα τµήµατα του φυτού (Πίνακας 4) Άζωτο Η συγκέντρωση του αζώτου είχε αρνητικό συντελεστή συσχέτισης µε την αύξηση του επιπέδου αλατότητας στατιστικά σηµαντικό (p<0.05) σε όλα τα τµήµατα του φυτού. Φωσφόρος Η συγκέντρωση του φωσφόρου είχε αρνητικό συντελεστή συσχέτισης µε την αύξηση του επιπέδου αλατότητας σε όλα τα τµήµατα του φυτού αλλά στατιστικά σηµαντικό (p<0.05) µόνο για τα φύλλα κορυφής. Κάλιο Η συγκέντρωση του καλίου είχε θετικό συντελεστή συσχέτισης µε την αύξηση της αλατότητας στα φύλλα κορυφής και αρνητικό συντελεστή για τα υπόλοιπα τµήµατα του φυτού. Στατιστικά σηµαντικός ήταν ο συντελεστής συσχέτισης για τους βλαστούς κορυφής, βλαστούς βάσης και ρίζες (p<0.05). Νάτριο Η συγκέντρωση του νατρίου είχε θετικό συντελεστή συσχέτισης µε την αύξηση της αλατότητας σε όλα τα τµήµατα του φυτού ο οποίος ήταν στατιστικά σηµαντικός σε επίπεδο (p<0.05) για τα φύλλα κορυφής, βάσης και ρίζες και σε επίπεδο (p<0.001) στα φύλλα βάσης και βλαστούς κορυφής. Βόριο Η συγκέντρωση βορίου είχε αρνητικό συντελεστή συσχέτισης µε την αλατότητα στα φύλλα κορυφής, βλαστούς κορυφής και βλαστούς βάσης αλλά ήταν στατιστικά σηµαντικός (p<0.05) µόνο για τα φύλλα και βλαστούς κορυφής. Θετικό συντελεστή συσχέτισης είχε η συγκέντρωση βορίου µε την αλατότητα στα φύλλα βάσης και στις ρίζες αλλά µόνο στις ρίζες ήταν στατιστικά σηµαντικός (p<0.05). Χαλκός Η συγκέντρωση του χαλκού είχε θετικό συντελεστή συσχέτισης για τα φύλλα και βλαστούς κορυφής αλλά στατιστικά σηµαντικό (p<0.05) µόνο για τα φύλλα κορυφής. 191

196 Στατιστικά µη σηµαντικό αλλά αρνητικό συντελεστή είχε η συγκέντρωση του χαλκού µε την αλατότητα στα φύλλα, βλαστούς βάσης και στις ρίζες. Χλώριο Η συγκέντρωση του χλωρίου είχε θετικό συντελεστή συσχέτισης µε την αύξηση της αλατότητας σε όλα τα τµήµατα του φυτού ο οποίος ήταν στατιστικά σηµαντικός σε επίπεδο (p<0.05) για τους βλαστούς κορυφής, βάσης και τις ρίζες και σε επίπεδο (p<0.001) στα φύλλα κορυφής και βάσης. Ασβέστιο Η συγκέντρωση ασβεστίου είχε θετικό συντελεστή συσχέτισης µε την αύξηση της αλατότητας σε όλα τα τµήµατα του φυτού εκτός από τις ρίζες που ήταν αρνητικός και στατιστικά σηµαντικός (p<0.05) ήταν µόνο στους βλαστούς κορυφής. Μαγνήσιο Η συγκέντρωση µαγνησίου σε σχέση µε την αύξηση της αλατότητας δεν είχε στατιστικά σηµαντικό συντελεστή συσχέτισης σε κανένα τµήµα του φυτού. Εντούτοις αρνητικό πρόσηµο είχε ο συντελεστής για τα φύλλα, βλαστούς κορυφής και τις ρίζες και θετικό πρόσηµο στα φύλλα και βλαστούς βάσης. Σίδηρος Η συγκέντρωση σιδήρου σε σχέση µε την αύξηση της αλατότητας είχε συντελεστή συσχέτισης µε αρνητικό πρόσηµο σε όλα τα τµήµατα του φυτού εκτός από τους βλαστούς βάσης όπου ήταν θετικός. Σε καµιά όµως περίπτωση δεν ήταν στατιστικά σηµαντικός. Μαγγάνιο Η συγκέντρωση µαγγανίου είχε συντελεστή συσχέτισης µε αρνητικό πρόσηµο σε όλα τα τµήµατα του φυτού µόνο που στατιστικά σηµαντικός (p<0.05) ήταν στα φύλλα κορυφής και βάσης. Ψευδάργυρος Η συγκέντρωση ψευδαργύρου είχε αρνητικό συντελεστή σε σχέση µε την αύξηση της αλατότητας στα φύλλα κορυφής και τις ρίζες και θετικό στα φύλλα βάσης, βλαστούς κορυφής και βλαστούς βάσης. Στατιστικά σηµαντικός (p<0.05) ήταν ο συντελεστής µόνο για τις ρίζες και βλαστούς κορυφής. Συντελεστής συσχέτισης της αλατότητας µε τις σχέσεις των στοιχείων στα διάφορα τµήµατα του φυτού (Πίνακας 4) K/Cl 192

197 Ο λόγος K/Cl είχε αρνητικό συντελεστή συσχέτισης µε την αλατότητα σε όλα τα τµήµατα του φυτού και ήταν στατιστικά σηµαντικός (p<0.05) για τους βλαστούς κορυφής, βλαστούς βάσης και ρίζες. K/Na Ο λόγος K/Na είχε αρνητικό συντελεστή συσχέτισης µε την αλατότητα σε όλα τα τµήµατα του φυτού ο οποίος ήταν στατιστικά σηµαντικός (p<0.05). Na/Cl Ο λόγος Na/Cl είχε αρνητικό συντελεστή σε σχέση µε την αύξηση της αλατότητας στα φύλλα κορυφής και βάσης, βλαστούς κορυφής ενώ θετικός ήταν στους βλαστούς βάσης και τις ρίζες. Στατιστικά σηµαντικός (p<0.05) ήταν ο συντελεστής µόνο στους βλαστούς βάσης. Συντελεστής συσχέτισης µεταξύ των θρεπτικών στοιχείων αυξανοµένου του επιπέδου αλατότητας (ως µ.ο των διαφόρων τµηµάτων του φυτού ΦΚ, ΦΒ, ΒΚ, ΒΒ, Ρ) (Παράρτηµα V) Άζωτο Η συγκέντρωση αζώτου στο φυτό αυξανοµένου του επιπέδου αλατότητας είχε θετικό συντελεστή συσχέτισης στατιστικά σηµαντικό µε το φωσφόρο (r=0.93), το κάλιο (r=0.92), το µαγγάνιο (r=0.90) και τους λόγους K/Na (r=0.98) και K/Cl (r=0.92). Αρνητικό συντελεστή συσχέτισης στατιστικά σηµαντικό είχε η συγκέντρωση αζώτου µε το νάτριο (r=-0.94), το βόριο (r=-0.85), το χλώριο (r=-0.99) και τον ψευδάργυρο (r=-0.83). Φωσφόρος Η συγκέντρωση φωσφόρου στο φυτό αυξανοµένου του επιπέδου αλατότητας είχε θετικό συντελεστή συσχέτισης στατιστικά σηµαντικό µε το άζωτο (r=0.93), το κάλιο (r=0.96), και τους λόγους K/Na (r=0.94) και K/Cl (r=0.99). Αρνητικό συντελεστή συσχέτισης στατιστικά σηµαντικό είχε η συγκέντρωση φωσφόρου µε το χλώριο (r=- 0.90) και το χαλκό (r=-0.86). Κάλιο Η συγκέντρωση καλίου στο φυτό αυξανοµένου του επιπέδου αλατότητας είχε θετικό συντελεστή συσχέτισης στατιστικά σηµαντικό µε το φωσφόρο (r=0.96), το άζωτο (r=0.92), το µαγγάνιο (r=0.83) και τους λόγους K/Na (r=0.97) και K/Cl (r=0.94). Αρνητικό συντελεστή συσχέτισης στατιστικά σηµαντικό είχε συγκέντρωση καλίου µε το νάτριο (r=-0.82), το χλώριο (r=-0.89) και τον ψευδάργυρο (r=-0.90). 193

198 Νάτριο Η συγκέντρωση νατρίου στο φυτό αυξανοµένου του επιπέδου αλατότητας είχε θετικό συντελεστή συσχέτισης στατιστικά σηµαντικό µε το χλώριο (r=0.97). Αρνητικό συντελεστή συσχέτισης στατιστικά σηµαντικό είχε η συγκέντρωση νατρίου µε το άζωτο (r=-0.94), το κάλιο (r=-0.82), το φωσφόρο (r=-0.81), το µαγγάνιο (r=-0.95) και το λόγο K/Na (r=-0.91). Βόριο Η συγκέντρωση βορίου είχε σηµαντικό θετικό συντελεστή συσχέτισης µε το χλώριο (r=0.81) και αρνητικό µε το άζωτο (r=-0.85). Χαλκός Η συγκέντρωση χαλκού είχε σηµαντικό θετικό συντελεστή συσχέτισης µε το χλώριο (r=0.83) και αρνητικό µε το φωσφόρο (r=-0.85). Χλώριο Η συγκέντρωση χλωρίου στο φυτό αυξανοµένου του επιπέδου αλατότητας είχε αρνητικό συντελεστή συσχέτισης στατιστικά σηµαντικό µε το άζωτο (r=-0.99), το φωσφόρο (r=-0.90), το κάλιο (r=-0.89), το µαγγάνιο (r=-0.92) και τους λόγους K/Na (r=-0.96) και K/Cl (r=-0.90). Θετικό συντελεστή συσχέτισης στατιστικά σηµαντικό είχε συγκέντρωση χλωρίου µε το νάτριο (r=0.97), το βόριο (r=0.81) και το χαλκό (r=0.83). Ασβέστιο Η συγκέντρωση ασβεστίου είχε σηµαντικό θετικό συντελεστή συσχέτισης µε τον ψευδάργυρο (r=0.88) και αρνητικό µε το µαγγάνιο (r=-0.88). Μαγνήσιο Η συγκέντρωση µαγνησίου είχε σηµαντικό συντελεστή συσχέτισης µόνο µε τον ψευδάργυρο (r=0.86). Σίδηρος Η συγκέντρωση σιδήρου δεν είχε σηµαντικό συντελεστή συσχέτισης µε τα υπόλοιπα θρεπτικά στοιχεία αυξανοµένου του επιπέδου αλατότητας. Μαγγάνιο Η συγκέντρωση µαγγανίου στο φυτό αυξανοµένου του επιπέδου αλατότητας είχε θετικό συντελεστή συσχέτισης στατιστικά σηµαντικό µε το άζωτο (r=0.90), το κάλιο (r=0.83) και το λόγο K/Na (r=0.88). Αρνητικό συντελεστή συσχέτισης στατιστικά σηµαντικό παρουσίασε µε το νάτριο (r=-0.95), το χλώριο (r=-0.92) και το ασβέστιο (r=-0.88). 194

199 Ψευδάργυρος Η συγκέντρωση ψευδαργύρου είχε αρνητικό συντελεστή συσχέτισης στατιστικά σηµαντικό µε το φωσφόρο (r=-0.83), το άζωτο (r=-0.83), το κάλιο (r=-0.90) και το λόγο K/Na (r=-0.87). Θετικό συντελεστή συσχέτισης στατιστικά σηµαντικό είχε συγκέντρωση καλίου µε το ασβέστιο (r=0.88) και το µαγνήσιο (r=0.86). Συντελεστής συσχέτισης µεταξύ των θρεπτικών στοιχείων και των σχέσεων των στοιχείων αυξανοµένου του επιπέδου αλατότητας (ως µ.ο των διαφόρων τµηµάτων του φυτού ΦΚ, ΦΒ, ΒΚ, ΒΒ, Ρ) (Παράρτηµα V) K/Cl Ο λόγος K/Cl στο φυτό αυξανοµένου του επιπέδου αλατότητας είχε θετικό συντελεστή συσχέτισης στατιστικά σηµαντικό µε το φωσφόρο (r=0.99), το άζωτο (r=0.92), το κάλιο (r=0.94) και το λόγο K/Na (r=0.92). Αρνητικό συντελεστή συσχέτισης στατιστικά σηµαντικό είχε µε το νάτριο (r=-0.82), το χλώριο (r=-0.89) και το χαλκό (r=-0.88). K/Νa Ο λόγος K/Na στο φυτό αυξανοµένου του επιπέδου αλατότητας είχε θετικό συντελεστή συσχέτισης στατιστικά σηµαντικό µε το φωσφόρο (r=0.89), το άζωτο (r=0.98), το κάλιο (r=0.89), το µαγγάνιο (r=0.95) και το λόγο K/Cl (r=0.93). Αρνητικό συντελεστή συσχέτισης στατιστικά σηµαντικό είχε µε το νάτριο (r=-0.91), το χλώριο (r=-0.99) και τον ψευδάργυρο (r=-0.82). Na/Cl Ο λόγος Na/Cl δεν παρουσίασε στατιστικά σηµαντικό συντελεστή συσχέτισης µε τα θρεπτικά στοιχεία αυξανοµένου του επιπέδου της αλατότητας. Συντελεστής συσχέτισης µεταξύ της αλατότητας, των θρεπτικών στοιχείων και των σχέσεων των στοιχείων αυξανοµένου του επιπέδου αλατότητας (ως µ.ο των διαφόρων τµηµάτων του φυτού ΦΚ, ΦΒ, ΒΚ, ΒΒ, Ρ) (Παράρτηµα V) Η αύξηση του επιπέδου της αλατότητας στο θρεπτικό διάλυµα είχε αρνητικό συντελεστή συσχέτισης στατιστικά σηµαντικό µε το άζωτο (r=-0.95), το φωσφόρο (r=-0.85), το κάλιο (r=-0.88), το µαγγάνιο (r=-0.98) και τους λόγους K/Na (r=-0.93) και K/Cl (r=-0.81). Θετικό συντελεστή συσχέτισης στατιστικά σηµαντικό είχε η συγκέντρωση αζώτου µε το νάτριο (r=0.98), το χλώριο (r=0.96) και το ασβέστιο (r=0.81). 195

200 IV.5. Συζήτηση Τα τυπικά συµπτώµατα που προκλήθηκαν από το στρες NaCl αρχικά εµφανίστηκαν στα κατώτερα φύλλα, όπως συµβαίνει και στα Citrus (Banuls and Primo-Millo, 1995) και στο Rosa multiflora (Weber and Reimann-Phillip, 1989), και µετά επεκτάθηκαν στα πιο πάνω φύλλα. Τα συµπτώµατα εµφανίστηκαν ως κάψιµο κορυφής που επεκτάθηκε στο εσωτερικό του φύλλου και το τελικό στάδιο ήταν η φυλλόπτωση. Η αλατότητα µείωσε το ρυθµό φωτοσύνθεσης και η εξαιτίας της αλατότητας µείωση αυτή πιθανόν να βασίζεται σε παραµέτρους που δεν έχουν σχέση µε τα στόµατα (non-stomatal factors). Επίσης ενώ η στοµατική αγωγιµότητα µειώθηκε µε την αύξηση της αλατότητας και του χλωρίου στο φυλλικό ιστό, η συγκέντρωση του CO 2 στους µεσοκυττάριους χώρους δεν επηρεάστηκε στατιστικά και παρέµεινε σχεδόν σταθερή για όλα τα επίπεδα αλατότητας. Αυτό δείχνει ότι η µείωση του ρυθµού φωτοσύνθεσης δεν φαίνεται να οφείλεται στη µείωση του CO 2 στους µεσοκυττάριους χώρους, δηλαδή στο κλείσιµο των στοµάτων, του οποίου την είσοδο δεν περιόρισε αναγκαστικά η µείωση της αγωγιµότητας των στοµάτων, αλλά πιθανόν να οφείλεται σε άλλους µη στοµατικούς παράγοντες. Εκ των ενόντων σε αυτή την περίπτωση συµπεραίνεται ότι άλλοι παράγοντες οι οποίοι ενδεχοµένως να είναι η τοξικότητα του Cl - και η διαταραχή του υδατικού ισοζυγίου ευθύνονται, και µόνο σε µεγαλύτερες συγκεντρώσεις του άλατος ίσως η µείωση της στοµατική αγωγιµότητας να προκαλεί το κλείσιµο των στοµάτων και η µείωση της φωτοσύνθεσης να οφείλεται εν µέρει σε αυτό. Για πολλά ευαίσθητα φυτά στην αλατότητα έχει αναφερθεί ότι η ευαισθησία τους αυτή στην αλατότητα είναι συνέπεια της συγκέντρωσης ιόντων στο κύτταρο (κυτόπλασµα ή και χλωροπλάστη) που προκαλούν διαταραχές καθιστώντας το φυτό ευαίσθητο (Dowton et al., 1977, 1985; Bongi and Loreto, 1989; Garcia-Legaz et al., 1993) παρά σε παραµέτρους που έχουν σχέση µε τα στόµατα. Ο Steduto et al. (2000) αναφέρει το µη-κλείσιµο των στοµάτων και σε άλλα πειράµατα ήπιας αλατότητας, και ο Heuvelink et al. (2003) υποστηρίζει ότι το κλείσιµό των στοµάτων είναι πολυέξοδη διαδικασία για το φυτό, και πιθανόν να είναι ο τελευταίος µηχανισµός άµυνας που θα χρησιµοποιήσει. Η µείωση της χλωροφύλλης µε την αλατότητα στην εργασία αυτή µπορεί να είναι ένας σηµαντικός παράγοντας που να συνδέεται µε τη µείωση του ρυθµού φωτοσύνθεσης. Ο Sivtsev et al. (1973) αναφέρει ότι η αλατότητα µπορεί να αυξήσει τη δράση της χλωροφυλλάσης ή την απορρόφηση ορισµένων ιόντων όπως Mg και Fe τα οποία διαδραµατίζουν σηµαντικό ρόλο στο σχηµατισµό και λειτουργία των 196

201 χλωροπλαστών (Hanafy et al., 2002) ή και του Mn που δρα σαν ενεργοποιητής του ενζύµου για την φωτόλυση του νερού (Bricolti and Pucci, 1995). Στην εργασία αυτή παρατηρήθηκε µείωση στη συγκέντρωση µαγγανίου που ενδεχοµένως να εξηγεί και τη µείωση στη λειτουργία του φωτοσυνθετικού µηχανισµού και εποµένως και στη συγκέντρωσης της χλωροφύλλης που τελικά επιφέρει και µείωση στην αύξηση των φυτών (Cramer et al., 1986). Ο φθορισµός της χλωροφύλλης µειώθηκε παράλληλα µε τη µείωση της συγκέντρωσης της χλωροφύλλης. Αυτό δείχνει ότι η µείωση στο φωτοσυνθετικό ρυθµό µπορεί να οφείλεται σε βλάβες στο φωτοσυνθετικό µηχανισµό παρά σε παράγοντες που επηρεάζουν το κλείσιµο των στοµάτων. Η αλυσίδα µεταφοράς ηλεκτρονίων από το φωτοσύστηµα ΙΙ φαίνεται ότι δυσλειτουργεί και προκαλεί κατά συνέπεια τη µετατροπή της χλωροφύλλης σε διεγερµένη κατάσταση η οποία αντιδρά και σχηµατίζει ελεύθερες ρίζες οξυγόνου (Taiz and Zeiger, 1991). Αυτές οι ελεύθερες ρίζες οξυγόνου µπορούν να καταστρέψουν πολλά οργανίδια του κυττάρου (Cobb, 1992) και αυτή η οδός µπορεί να εξηγεί και την καταστροφή των µεµβρανών των θυλακοειδών των χλωροπλαστών και των χλωροφυλλών που οδηγούν στη µείωση της φωτοσύνθεσης. Εν ολίγοις η µείωση της φωτοσύνθεσης το πιο πιθανόν είναι να οφείλεται σε βλάβη στο φωτοσυνθετικό µηχανισµό παρά σε παραµέτρους που έχουν σχέση µε το κλείσιµό των στοµάτων (Bounfour et al., 2002). Το πιο πάνω ενισχύει επίσης ο Feierabend et al. (1992) που αναφέρει ότι τα ιόντα χλωρίου σε τοξικά επίπεδα µπορούν να µπλοκάρουν τη µεταφορά ηλεκτρονίων στο φωτοσύστηµα ΙΙ και ο Saied et al. (2003) που βρήκε ότι οι σκοτεινές αντιδράσεις συσχετίστηκαν καλύτερα µε την αλατότητα από τις φωτεινές αντιδράσεις. Τόσο η φωτοσύνθεση όσο και η αγωγιµότητα των στοµάτων µειώθηκαν σε χαµηλότερες τιµές υδατικού δυναµικού που προκλήθηκαν από την αλατότητα. Η οσµωτική καταπόνηση από τα άλατα αφενός µείωσε το υδατικό δυναµικό, τη διαπνοή, το σχετικό υδατικό περιεχόµενο των φύλλων και την κατανάλωση νερού από τα φυτά και αφετέρου αύξησε τη συγκέντρωση ιόντων στο φυτά. Η µείωση αυτή του υδατικού δυναµικού επηρεάζει τη φωτοσυνθετική λειτουργία σε δύο κυρίως επίπεδα: α) το κλείσιµο των στοµάτων και τον περιορισµό του εφοδιασµό των φωτοσυνθετικών κυττάρων µε CO

202 β) επικράτηση χαµηλού υδατικού δυναµικού του νερού στον πρωτοπλάστη που επιδρά άµεσα στη δοµική και λειτουργική ακεραιότητα της φωτοσυνθετικής συσκευής. Στις συνθήκες που αναφέρονται στο σηµείο β εµφανίζονται δυσλειτουργίες τόσο στη φωσφορυλίωση όσο και τη φωτοσυνθετική ροή των ηλεκτρονίων (Καραµπουρνιώτης, 2003). Στο συγκεκριµένο πείραµα η µείωση της αγωγιµότητας ενώ δεν περιόρισε σηµαντικά την είσοδο του CO 2 στους µεσοκυττάριους χώρους, περιόρισε τις διαπνευστικές απώλειες του φυτού σε ψηλότερα επίπεδα αλατότητας και η συγκέντρωση ιόντων χλωρίου φαίνεται ότι ήταν η αιτία της µείωσης αυτής. Ο Θεριός (1996) αναφέρει ως αποτέλεσµα της δράσης των ιόντων χλωρίου τη µείωση της διαπνοής. Επίσης η µείωση των διαπνευστικών απωλειών δεν φαίνεται να προκλήθηκε από το κλείσιµο των στοµάτων αλλά ενδεχοµένως από τη µείωση του όγκου των µεσοκυττάριων χώρων (Cunnigham and Strain, 1969; Christodulakis and Bazos, 1990) και γενικά µεταβολές στην ανατοµία-µορφολογία του φύλλου (Lütge and Smith, 1984). Επίσης οι Farguhar and Sharkey (1982) αναφέρουν ότι τα στόµατα παίζουν σπουδαιότερο ρόλο στον περιορισµό της απώλειας νερού, παρά στη µείωση της φωτοσυνθετικής ικανότητας. Επιπρόσθετα έχει διαπιστωθεί (Percival et al., 1998) σε φυτά κόκκινων σµέουρων ( Heritage ) ότι σε συνθήκες στρες η µείωση της φωτοσύνθεσης είναι δυνατό να οφείλεται σε στοµατικούς ή / και µη-στοµατικούς παράγοντες (Percival et al., 1996) και στην αύξηση της αντίστασης του µεσοφύλλου η οποία συµβάλλει στη µείωση της δυνατότητας καρβοξυλίωσης. Εκ των πραγµάτων στην παρούσα εργασία η µείωση της φωτοσύνθεσης και της αγωγιµότητας των στοµάτων σε τιµές χαµηλού υδατικού δυναµικού χωρίς την µείωση του CO 2 στους µεσοκυττάριους χώρους µας οδηγεί στο συµπέρασµα ότι παράλληλα µε τη στοµατική αγωγιµότητα µειώθηκε και η αγωγιµότητα του µεσοφύλλου και η καρβοξυλίωση. Η µείωση του υδατικού δυναµικού των φύλλων συνοδεύτηκε και µε µείωση του σχετικού υδατικού περιεχοµένου των φύλλων και µείωση της κατανάλωσης νερού από τα φυτά για τις ψηλότερες συγκεντρώσεις του άλατος. Αυτό προτείνει ότι σε χαµηλότερες συγκεντρώσεις άλατος η οσµωτική καταπόνηση και η δηµιουργία υδατικού στρες ενδεχοµένως µπορεί να επηρεάζει το φωτοσυνθετικό µηχανισµό παρεµποδίζοντας την ενεργότητα του ενζύµου Rubisco (Vu and Yelenonsky, 1991), ή µειώνοντας το υδατικό δυναµικό του πρωτοπλάστη µεταβάλλοντας έτσι την ακεραιότητα της φωτοσυνθετικής µηχανής µέσω της φωτοφοσφορυλίωσης και της µεταφοράς ηλεκτρονίων και µόνο στις ψηλότερες συγκεντρώσεις του άλατος η 198

203 υδατική καταπόνηση πιθανόν να ευθύνεται για διαµόρφωση ελλείµµατος νερού και εποµένως το κλείσιµο των στοµάτων. Ο Munns (1993) αναφέρει ότι η µείωση της σπαργής των κυττάρων στα φύλλα δεν είναι αναγκαστικά και η κύρια αιτία µείωσης της αγωγιµότητας των στοµάτων. Επίσης η µη µεταβολή της αποτελεσµατικότητας χρήσης του νερού (WUE) σηµαίνει ότι σε συνθήκες αλατότητας φωτοσύνθεση και διαπνοή επηρεάστηκαν µε παρόµοιο τρόπο. Παρόµοια ο Percival et al. (1996) αναφέρουν την ύπαρξη ισοζυγίου µεταξύ απωλειών νερού και απορρόφησης CO 2. Η αύξηση του επιπέδου αλατότητας προκάλεσε σηµαντική µείωση στην αύξηση των φυτών. Η µείωση αυτή αφορούσε το σχετικό ρυθµό αύξησης, το µήκος των κληµατίδων και την επιφάνεια των φύλλων. Ο αριθµός των φύλλων παρέµεινε στατιστικά ίδιος αλλά ο αριθµός των νεκρών φύλλων (%) που τελικά απορρίπτονταν αυξήθηκε σαν ένα µέσο προστασίας των νέων φύλλων από την παρουσία τοξικών συγκεντρώσεων αλάτων και ξεφορτώµατος του φυτού από τα άλατα (Wahome, 2001). Στα περισσότερα γλυκόφυτα η αλατότητα µειώνει το ρυθµό αύξησης, το τελικό µέγεθος και το ρυθµό εµφάνισης των φύλλων και τελικά την φυλλική επιφάνεια του φυτού (Papp et al., 1983; McGree et al., 1984; Muchow et al., 1986). Στην εργασία αυτή η µείωση της φυλλικής επιφάνειας οφειλόταν κυρίως στη µείωση της επιφάνειας τους παρά στον αριθµό τους. Παρόµοια αποτελέσµατα µε την εργασία αυτή βρέθηκαν και για τη φράουλα, όταν ο αριθµός των φύλλων δεν επηρεάστηκε από την αλατότητα (Saied et al., 2003) Επιπρόσθετα ο ρυθµός αύξησης της επιφάνειας των φύλλων µειώθηκε σε συµφωνία µε παρόµοια αποτελέσµατα που βρέθηκαν για τη Rosa spp (Wahome, 2000), Vaccinium ashei (Wright et al., 1995), Pisum sativum (Hernandez et al., 1995), and azalea (Risse and Schenk, 1990). Η µείωση στην επιµήκυνση των βλαστών που παρατηρήθηκε στο εν λόγω πείραµα είναι ένα χαρακτηριστικό των φυτών που βρίσκονται κάτω από συνθήκες αλατότητας και έχει αναφερθεί και σε άλλα φυτά (Lea-Cox and Syversten, 1993; Walker et al. 1993; Therios and Misopolinos, 1988) Rosa spp (Wahome, 2000), Vaccinium ashei (Wright et al., 1995). Η µείωση του µήκους της κληµατίδας αλλά όχι και του αριθµού των φύλλων µε την αλατότητα, δείχνει ότι µειώθηκαν και τα µεσογονάτια διαστήµατα. Πιστεύεται (Ho, 2003) ότι η αλατότητα µειώνει την αύξηση του φυτού λόγω της υδατικής καταπόνησης στο ριζικό σύστηµα ή της τοξικότητα των αλάτων στο φυτικό ιστό. Οι Greenway και Munns (1980) και Munns και Termaat (1986) αναφέρουν ότι η µειωµένη αύξηση του υπέργειου τµήµατος µε την αλατότητα δεν οφείλεται µόνο στην υδατική καταπόνηση αλλά και στην συγκέντρωση ιόντων τα οποία προκαλούν 199

204 µείωση στη κυτταροδιαίρεση ή/και τάνυση των κυττάρων στους νεαρούς και αυξανόµενους ιστούς. Επειδή η έκπτυξη των φύλλων εξαρτάται από τη διάταση των κυττάρων, η υδατική καταπόνηση έχει ως αποτέλεσµα να περιορίζεται η φυλλική επιφάνεια ως η πρώτη γραµµή άµυνας έναντι των απωλειών νερού (Καραµπουρνιώτης, 2003). Στενή συσχέτιση βρέθηκε µεταξύ πτώσης φύλλων από την αλατότητα σε φυτά Citrus και συγκέντρωσης ιόντων χλωρίου και νατρίου (Banuls and Primo-Millo, 1995; Storey and Walker, 1999). Στην εργασία αυτή η µειωµένη αύξηση ενδεχοµένως να οφείλεται στην αυξηµένη συγκέντρωση των αλάτων στο φυτικό ιστό και σε µικρότερο βαθµό στην υδατική καταπόνηση τουλάχιστο για τις χαµηλότερες συγκεντρώσεις του άλατος. Στην εργασία αυτή παρατηρήθηκε µείωση στο νωπό και ξηρό βάρος φύλλων, βλαστών και ρίζας και στο συνολικό νωπό και ξηρό βάρος. Αυτό ενδεχοµένως να οφείλεται στους µειωµένους φωτοσυνθετικούς ρυθµούς (Morsy, 2003). Η µείωση του συνολικού ξηρού βάρους κάτω από συνθήκες αλατότητας έχει παρατηρηθεί και σε άλλα φυτά (Seeman and Critchley, 1985; Θεριός και Καραγιαννίδης, 1991; Banuls and Primo-Millo, 1992). Στη µείωση του ολικού ξηρού βάρους ίσως να ευθύνεται και το µερικό κλείσιµο των στοµάτων το οποίο προκαλείται από την έλλειψη σπαργής στα καταφρακτικά κύτταρα ή από κάποιο ορµονικό ερέθισµα που έρχεται από τις ρίζες (Giorgio et al., 1996). Στις υψηλές συγκεντρώσεις άλατος ο λόγος ρίζα/υπέργειο τµήµα αυξήθηκε γιατί φαίνεται ότι η ανάπτυξη της ρίζας επηρεάζεται λιγότερο από το υπέργειο τµήµα και η αναλογία των οργάνων που απορροφούν νερό σε σχέση µε αυτά που διαπνέουν αυξάνεται. Επίσης η αύξηση του λόγου αυτού στις ψηλότερες συγκεντρώσεις του άλατος είναι ένα γενικό µορφολογικό γνώρισµα προσαρµογής σε µειωµένο υδατικό δυναµικό (Cuartero and Fernadez-Munoz, 1999; Romero-Aranda et al., 2002). Ο Delame et al. (1982) αναφέρει ότι στο ακτινίδιο η ανάπτυξη της ρίζας δεν επηρεάστηκε µέχρι τα 20 mm NaCl. Το ριζικό σύστηµα των πιο πολλών φυτών όπως η τοµάτα (Guartero and Fernandez-Munoz, 1999), και η Rosa rubiginosa (Wahome, 2000) είναι πιο ανθεκτικό στο NaCl από το βλαστό. Ο Καραµπουρνιώτης (2003) αναφέρει ότι ο λόγος βλαστός/ρίζα ρυθµίζεται τόσο από τη δυνατότητα της ρίζας να τροφοδοτεί µε νερό το βλαστό, όσο και από τη δυνατότητα του βλαστού να τροφοδοτεί µε φωτοσυνθετικά προϊόντα τη ρίζα. Στην εργασία αυτή ο λόγος νωπό προς ξηρό βάρος δεν µεταβλήθηκε και αυτό µπορεί να είναι απόδειξη ότι η µείωση της αύξησης δεν οφειλόταν κατά κύριο λόγο στον περιορισµένο εφοδιασµό του νερού στους φυτικούς ιστού ιδίως για τις χαµηλότερες συγκεντρώσεις αλατότητας. 200

205 Ούτως εχόντων των πραγµάτων ή εν κατακλείδι η µείωση της αύξησης του κόκκινου σµέουρου Autumn Bliss ως αποτέλεσµα της επίδρασης της αλατότητας ενδεχοµένως πηγάζει από διαφορετικές επιδράσεις της αλατότητας στη φυσιολογία του φυτού. Η µείωση της φωτοσυνθετικής επιφάνειας (Kumar et al., 1994) και η µειωµένη φωτοσυνθετική δραστηριότητα (Soylu and Luedders, 1988, Καραµπουρνιώτης, 2003) όπως και η µεταβολή σχέσεων ρίζας και βλαστού που οδηγεί ένα µεγαλύτερο ποσοστό προϊόντων της φωτοσύνθεσης να κατευθύνονται προς τη ρίζα. Η συγκέντρωση του Ν µειώθηκε σηµαντικά στα φύλλα, βλαστούς και ρίζες µε την αύξηση της αλατότητας. Τα φύλλα κορυφής έδειξαν τη µεγαλύτερη ευαισθησία µετά οι ρίζες ενώ τα υπόλοιπα τµήµατα επηρεάστηκαν στις ψηλότερες συγκεντρώσεις του άλατος. Μείωση της συγκέντρωσης Ν µε την αλατότητα έχουν δείξει και άλλοι ερευνητές (Cram, 1973; Aslam et al., 1984; Feigin, 1985), λόγω πιθανού ανταγωνισµού των ΝΟ - 3 από το Cl - (Cerezo et al., 1997). Η σηµαντική αυτή µείωση της συγκέντρωσης του Ν στο εσωτερικό του φυτού ενδεχοµένως προήλθε από µειωµένη πρόσληψή του, και ίσως επίσης να γίνεται και ανακατανοµή του στοιχείου από τις ρίζες στο υπέργειο τµήµα του φυτού. Η συγκέντρωση του Ρ µειώθηκε σηµαντικά στα διάφορα τµήµατα του φυτού εκτός από τους βλαστούς βάσης µε την αύξηση της αλατότητας. Τη µεγαλύτερη ευαισθησία έδειξαν οι ρίζες και τα φύλλα βάσης ενώ βλαστοί και φύλλα κορυφής επηρεάστηκαν στις ψηλότερες συγκεντρώσεις του άλατος. Σχετικά µε την επίδραση της αλατότητας στη συγκέντρωση Ρ στα φυτά αυτή µπορεί να µειώνεται (Ting and Osmond, 1973; Mass and Nieman, 1978) ή να αυξάνεται (Roberts et al. 1984; Grattan and Maas 1985) ή να µη µεταβάλλεται (Βενέτη, 2005). Οι Maas και Nieman (1978) σε µελέτη που έκαναν στο φασόλι παρατήρησαν µείωση του P και της ATP, γεγονός που τους οδήγησε στο συµπέρασµα πως η αλατότητα καταστρέφει τους µηχανισµούς που ελέγχουν την ενδοκυτταρική συγκέντρωση του P. Στο εν λόγω πείραµα παρατηρήθηκε µείωση της συγκέντρωσης του Ρ στο φυτό που προήλθε από µειωµένη πρόσληψη το πιθανότερο ενώ υπήρχε και µια τάση ανακατανοµής από τις ρίζες στο άνω µέρος του υπέργειου τµήµατος µε την επίδραση της αλατότητας. Η συγκέντρωση του Κ µειώθηκε σηµαντικά στις ρίζες και σε ψηλότερες συγκεντρώσεις άλατος στους βλαστούς κορυφής και βάσης, ενώ στα φύλλα κορυφής και βάσης δεν επηρεάστηκε. Η πιο πιθανή εξήγηση θα µπορούσε να είναι η µετακίνηση του Κ + από τις ρίζες στο υπέργειο τµήµα και στα φύλλα (Romero et al., 201

206 1994), αφού στο συγκεκριµένο πείραµα µάλλον µειώθηκε, παρά δεν παρεµποδίστηκε, η απορρόφηση του Κ + µε την αλατότητα (Bartolini et al., 1991; Θεριός και Καραγιαννίδης, 1991; Tattine et al., 1995; Charzulakis and Lupasaki, 1997), ενδεχοµένως λόγω ανταγωνισµού µε το Na + (Epstein, 1972; Cerda et al., 1995). Στην ανακατανοµή του Κ + από τις ρίζες στα φύλλα κορυφής συνηγορούν και το ποσοστό κατανοµής του Κ + και οι συντελεστές συσχέτισης του Κ + µε την αλατότητα στα διάφορα τµήµατα του φυτού. To K + φαίνεται ότι µετακινείται στα φύλλα κορυφής όπως συνέβη και στο εν λόγω πείραµα ως ρυθµιστικός µηχανισµός οσµωτικής ισορροπίας ενάντια στις ψηλότερες συγκεντρώσεις Cl - που προκλήθηκαν από την αλατότητα (Grieve and Walker, 1983), και στους νεαρότερους φωτοσυνθετικούς ιστούς, όπου τα ορατά συµπτώµατα από την τοξικότητα παρατηρούνται αργότερα (Franklin and Zwiazek, 2004). Η συγκέντρωση του Ca 2+ µειώθηκε σηµαντικά στις ρίζες ενώ αντίθετα στο υπέργειο τµήµα του φυτού δεν επηρεάστηκε αρνητικά. Με βάση το ποσοστό κατανοµής του Ca 2+, το συντελεστή συσχέτισης του Ca 2+ µε την αλατότητα στα διάφορα τµήµατα του φυτού και τη συνολική συγκέντρωση του Ca 2+ στο φυτό το πιο πιθανό είναι ότι το Ca 2+ µεταφέρεται από τις ρίζες στο υπέργειο µέρος του φυτού παρά µειώνεται η απορρόφηση λόγω ανταγωνισµού µε το Na +, ιδιαίτερα σε χαµηλότερα επίπεδα αλατότητας (Gerard, 1971) και αυτό πιθανόν να γίνεται γιατί το Na + στις ρίζες αντικαθιστά το Ca 2+, στις θέσεις πρόσδεσης και στο πλασµάληµα των κυττάρων της ρίζας (Lynch et al., 1988; Rengel, 1992, Mansour, 1995) µε αποτέλεσµα να αυξάνεται ο εφοδιασµός στο ξύλωµα µε Ca 2+ το οποίο µεταφέρεται στο υπέργειο µέρος του φυτού. Αντίθετα άλλοι ερευνητές παρατήρησαν ότι η αλατότητα µπορεί και να αναστέλλει τη µεταφορά του Ca 2+ από τις ρίζες στους βλαστούς (Lynch and Lauchli, 1985). Στην εργασία αυτή η συγκέντρωση του Mg 2+ µειώθηκε µόνο στις ρίζες των φυτών ενώ η ολική συγκέντρωση του στοιχείου στο φυτό δεν µειώθηκε µε την αλατότητα. Αυτό οφείλεται στην ανακατανοµή του θρεπτικού στοιχείου στο φυτό (Vigo, 1999) το οποίο µετακινήθηκε από τις ρίζες (όπου µειώθηκε σηµαντικά) στα φύλλα βάσης (όπου αυξήθηκε σηµαντικά). Στα φύλλα και βλαστούς κορυφής και στους βλαστούς βάσης η συγκέντρωση του Mg 2+ δεν παρουσίασε αξιόλογη µεταβολή. Μείωση ή µη αλλαγή της συγκέντρωσης του Mg 2+ των φύλλων κάτω από συνθήκες αλατότητας έχει αναφερθεί σε φυτά Citrus (Banuls et al., 1990; Lea-Cox and Syversten, 1993; Ruiz et al., 1997), πεπονιού (Botia et al., 1998) και αµπέλου (Stevens et al., 1996). 202

207 Η ολική συγκέντρωση του Fe 2+ στο φυτό δεν επηρεάστηκε σηµαντικά µε την αλατότητα µε εξαίρεση τη συγκέντρωση των 30 mm NaCl που µείωσε σηµαντικά το Fe 2+ και η µείωση αυτή εντοπίστηκε κυρίως στις ρίζες και όχι στο υπέργειο µέρος του φυτού. Επίσης είναι πιθανό το στοιχείο να ανακατανέµεται µέσα στο φυτό. Υπάρχουν ενδείξεις ότι η αλατότητα µπορεί να προκαλέσει άλλοτε έλλειψη Fe 2+ (Grattan and Grieve, 1992) όπως στο κριθάρι, καλαµπόκι (Hassan et al., 1970 a,b) και άλλοτε αύξηση όπως στο µπιζέλι (Dahiya and Singh, 1976) την τοµάτα (Maas et al., 1972) και το ρύζι (Verma and Neue, 1984). Με την αύξηση της προσθήκης NaCl στο θρεπτικό διάλυµα παρατηρήθηκε υψηλή συγκέντρωση ιόντων Cl - σε όλα τα τµήµατα του φυτού. Η µεγαλύτερη συγκέντρωση Cl - σηµειώθηκε στα φύλλα βάσης και κορυφής. Ως ποσοστό κατανοµής το Cl - που απορροφήθηκε είχε σηµαντική αύξηση στα φύλλα κορυφής και σηµαντική µείωση στις ρίζες ενώ στα υπόλοιπα τµήµατα διατηρήθηκε σταθερό. Επίσης ο συντελεστής συσχέτισης της αλατότητας µε τη συγκέντρωση χλωρίου ήταν ο µεγαλύτερος για τα φύλλα κορυφής και ο µικρότερος για τις ρίζες. Έτσι στο πείραµα αυτό η τοξικότητα του Cl - που απορροφήθηκε αυξανόµενης της συγκέντρωσης του NaCl στο θρεπτικό διάλυµα και µεταφέρθηκε στα φύλλα σε σχέση µε τις ρίζες αποτέλεσε µια από τις πρωταρχικές αιτίες που πρέπει να συνδέεται µε τη παρεµπόδιση της αύξησης του φυτού. Σε αναλογία µε τα αποτελέσµατα της εργασίας αυτής ο Jacoby (1994) αναφέρει την αδυναµία αποτελεσµατικής ρύθµισης της εισόδου του Cl - στους βλαστούς µε αποτέλεσµα την υψηλότερη συγκέντρωση του σε σχέση µε το Na + στο υπέργειο τµήµα. Από τη βιβλιογραφία το Cl - φαίνεται να είναι ο κύριος παράγοντας της µείωσης της αύξησης σε συνθήκες αλατότητας και στη µηδική (Chaudhary et al., 1997) στο αµπέλι (Walker et al., 1981, 1982; Singh et al., 2000) στα εσπεριδοειδή (Ben-Hayyim and Kochba, 1983) και στο ακτινίδιο (Χαρτζουλάκης, 1991). Η συγκέντρωση του Na + µε την αύξηση της συγκέντρωσης της αλατότητας στο θρεπτικό διάλυµα αυξήθηκε σε όλα τα τµήµατα του φυτού. Η µεγαλύτερη συγκέντρωση παρατηρήθηκε στις ρίζες µετά στους βλαστούς βάσης και η µικρότερη συγκέντρωση στα φύλλα κορυφής. Ως ποσοστό κατανοµής το Na + σε επίπεδα αλατότητας έως 20 mm NaCl οι ρίζες µπορούσαν να συγκρατήσουν µεγαλύτερο ποσοστό του Na +, ενώ σε ψηλότερες συγκεντρώσεις αλατότητας το ποσοστό Na + αυξήθηκε σηµαντικά στους βλαστούς βάσης. Η αυξηµένη συγκέντρωση Na + στη ρίζα σε συνθήκες αλατότητας έχουν αναφερθεί στη µηλιά (Therios and Misopolinos, 1989), το αβοκάντο (Downton, 1978) και το αµπέλι (Downton, 1977). Στο εν λόγω 203

208 πείραµα η συγκέντρωση των ιόντων Na + στα φύλλα ήταν χαµηλή και ιδιαίτερα στα φύλλα κορυφής (<0,06% ξ.β.) που είναι χαρακτηριστικό των γλυκοφύτων ανθεκτικών στην αλατότητα (Jeschke, 1984). Συνήθως τα φυτά που έχουν χαµηλή ικανότητα µεταφοράς του Na + έχουν υψηλή περιεκτικότητα στη ρίζα όπως και στο ακτινίδιο (Χαρτζουλάκης, 1991), και την ελιά (Tattini et al., 1992) λόγω χαµηλού ρυθµού εισαγωγής του Na + στα αγγεία του ξύλου (Dure et al., 1983). Αυτό πιθανόν συνέβηκε και στην εργασία αυτή αφού το Na + συγκεντρώθηκε στις ρίζες ενώ στις υψηλές συγκεντρώσεις άλατος ένα ποσοστό µεταφέρθηκε στους βλαστούς βάσης αφού υπάρχει ένα ανώτατο όριο αποθήκευσης των ιόντων νατρίου και χλωρίου στη ρίζα των φυτών (Garcia-Sanchez et al., 2002; Gebauer et al., 2004). Επειδή η συγκέντρωση του Na + ήταν χαµηλή σε όλα τα επίπεδα αλατότητα στα φύλλα κορυφής και βάσης ενώ αντίθετα το Cl - ήταν σε πολύ ψηλές συγκεντρώσεις στα φύλλα οι αρνητικές επιδράσεις θα πρέπει να συνδέονται µε το χλώριο όπως και στο αµπέλι (Walker et al., 1981). Το επίπεδο του Cl - και Na + πέρα από το οποίο εµφανίζονται τα συµπτώµατα ενώ δεν έχει καθορισθεί για τα φυτά του κόκκινου σµέουρου ωστόσο για τα περισσότερα οπωροφόρα η συσσώρευση που προκαλεί τοξική δράση είναι παρόµοια (Bernstein and Hayward 1958). Με βάση αυτό η εργασία αυτή υποστηρίζει ότι το Cl - είναι εκείνο το ιόν που συγκεντρώθηκε στα φύλλα κορυφής σε τοξικά επίπεδα και πρέπει να συνδέεται µε την µειωµένη ανάπτυξη και φωτοσύνθεση και τα συµπτώµατα που εµφανίστηκαν στα φύλλα βάσης. Τα φύλλα κορυφής παρά τη ψηλή συγκέντρωση Cl - στο εν λόγω πείραµα δεν εµφάνισαν ορατά συµπτώµατα. Επίσης η συγκέντρωση Na + στη ρίζα πιθανών να επηρέασε τις υδατικές σχέσεις του ριζικού συστήµατος. Η αύξηση της συγκέντρωσης των αλάτων προκάλεσε αύξηση της περιεκτικότητας του Β 3+ που συγκεντρώθηκε στις ρίζες των φυτών, ενώ δεν αυξήθηκε σηµαντικά η ολική συγκέντρωσή του στο φυτό που σηµαίνει ότι το φυτό µε την αλατότητα δεν απορρόφησε επιπλέον ποσότητες Β 3+ που συγκέντρωσε στη ρίζα. Από το ποσοστό κατανοµής του Β 3+ στο φυτό και τους συντελεστές συσχέτισης της συγκέντρωσης του Β 3+ µε την αλατότητα στα διάφορα τµήµατα του φυτού φαίνεται ότι έγινε ανακατανοµή του στοιχείου στο φυτό και από τα φύλλα και βλαστούς κορυφής µετακινήθηκε προς τις ρίζες. Με την επίδραση της αλατότητας τα φυτά δεν απορρόφησαν περισσότερο Cu 2+ αλλά ένα µέρος φαίνεται να µεταφέρθηκε από τις ρίζες και το κάτω µέρος του φυτού στο άνω υπέργειο τµήµα όπου και η συγκέντρωση αυξήθηκε σηµαντικά. Έτσι το ποσοστό 204

209 κατανοµής άλλαξε στο φυτό προς το κορυφαίο τµήµα που έγινε σηµαντικό στις ψηλότερες συγκεντρώσεις αλατότητας. Η συγκέντρωση Mn 2+ στο φυτό µε την αύξηση της αλατότητας µειώθηκε σηµαντικά για τις υψηλότερες συγκεντρώσεις αλατότητας. Η µείωση αυτή αφορούσε όλα τα τµήµατα του φυτού και προήλθε από µειωµένη πρόσληψη του στοιχείου. Οι περισσότεροι ερευνητές έχουν αναφέρει µείωση της συγκέντρωσης Mn 2+ στο υπέργειο τµήµα µε την επίδραση της αλατότητας. (Maas et al., 1972; Doering et al., 1984; Ruiz et al., 1997). Η συγκέντρωση του Zn 2+ στο φυτό αυξήθηκε µε την αύξηση της αλατότητα και η αύξηση αυτή παρατηρήθηκε στο υπέργειο τµήµα του φυτού. Αυτό αναφέρουν και άλλοι ερευνητές (Ruiz et al., 1997). Επίσης εκτός από την αυξηµένη πρόσληψη του στοιχείου συνέβηκε και ανακατανοµή του στο φυτό µε αύξηση του ποσοστού που συγκεντρώθηκε στους βλαστούς και ιδιαίτερα της κορυφής. Ο λόγος K/Cl µειώθηκε σηµαντικά σε όλα τα τµήµατα του φυτού µε την αύξηση της αλατότητας µε τάση προς τη µονάδα σε αυξηµένες συγκεντρώσεις του άλατος λόγω κυρίως της αύξησης των ιόντων Cl -. Τη µεγαλύτερη µείωση του λόγου παρουσίασαν τα φύλλα κορυφής αν και το Κ + δεν επηρεάστηκε σηµαντικά από την αλατότητα, σε σχέση µε τα υπόλοιπα τµήµατα του φυτού. Ο λόγος K/Na µειώθηκε µε την επίδραση της αλατότητας και η µείωση ήταν σηµαντική για όλα τα τµήµατα του φυτού. Ο λόγος K/Na θεωρείται ως δείκτης αντοχής στην αλατότητα (Θεριός και Καραγιαννίδης, 1991) και µειωµένο λόγο εµφανίζουν τα λιγότερα ανθεκτικά φυτά (Banuls et al., 1991; Bartolini et al., 1991; Benloch et al., 1991; Brugnoli and Bjorkman, 1992). Στην παρούσα εργασία τα φυτά του κόκκινου σµέουρου έδειξαν µειωµένο λόγο K/Na ως ευαίσθητα φυτά στην αλατότητα. Ο λόγος Na/Cl αυξήθηκε σηµαντικά στους βλαστούς βάσης ενώ µειώθηκε σηµαντικά στα φύλλα κορυφής και βάσης µε την προσθήκη του NaCl στο θρεπτικό διάλυµα. Αυτό συµβαίνει γιατί τα ιόντα αυτά οδηγούνται διαφορετικά στο εσωτερικό του φυτού στα διάφορα τµήµατά του. Έτσι τα ιόντα Cl - οδηγούνται στα φύλλα και τα ιόντα Na + στις ρίζες και βλαστούς βάσης έτσι ώστε η συσχέτιση του λόγου µε την αλατότητα να είναι αρνητική για τα φύλλα και θετική για τους βλαστούς βάσης και τις ρίζες. Η συσχέτιση µεταξύ των θρεπτικών στοιχείων έδειξε ότι η συγκέντρωση του Ν στο φυτό µε την αύξηση της αλατότητας έχει την ίδια συµπεριφορά όπως η συγκέντρωση 205

210 P, K, Mn και των λόγων K/Na και K/Cl. Φαίνεται ότι τα στοιχεία αυτά ακολουθούν την ίδια πορεία µεταβολής στο φυτό µε την αύξηση της αλατότητας ενώ η συγκέντρωση Ν είχε την αντίθετη πορεία µε τα ιόντα Na, Cl, Zn και B. Για την ανταγωνιστική σχέση Ν και Cl υπό συνθήκες αλατότητας έχουν γίνει αναφορές και από άλλους ερευνητές (Aslam, 1984). Ο φώσφορος εκτός από το Ν, ίδια συµπεριφορά είχε και µε το Κ όπως και µε τους λόγους K/Na και K/Cl ενώ µε το Na, Cl, Zn και Cu ακολούθησαν αντίθετη πορεία µε την επίδραση της αλατότητας. Σχετικά µε τη συγκέντρωση του φωσφόρου οι Mass και Newman (1978) παρατήρησαν µείωση του P και της ΑΤΡ µε την αλατότητα δηλ. µείωση και του Ν και συµµετέχει στην ΑΤΡ. Η συγκέντρωση Κ στο φυτό επιπλέον είχε την ίδια συµπεριφορά µε τους λόγους K/Na, K/Cl και Mn, και αντίθετη µε Na, Cl και Zn. Σε πολλές µελέτες βρέθηκε ότι η συγκέντρωση Κ στο φυτό µειώνεται όσο η συγκέντρωση Na/Ca του θρεπτικού υποστρώµατος αυξάνεται (Okusanya and Ungar 1984; Janzen και Chang, 1987; Subbarao et al., 1990) και ότι η ανταλλαγή Κ-Na αποµακρύνει το Na από το συµπλάστη του φλοιώδους παρεγχύµατος. Επιπλέον η συγκέντρωση Na κινήθηκε στο φυτό παράλληλα µε το Cl ενώ αντίθετη πορεία είχε µε το λόγο K/Na και Mn. Η συγκέντρωση Β στο φυτό µε την αλατότητα είχε την ίδια πορεία µε το Cl και αντίθετη µε το Ν. Ο Cu µεταβλήθηκε στο φυτό µε την αλατότητα αντίθετα µε Ρ και το K/Cl και το ίδιο µε το Cl. Το Cl είχε αρνητική συσχέτιση µε τα στοιχεία N, P, K, Mn και το λόγο K/Na και K/Cl και θετική συσχέτιση µε το Na, B, Cu. Το Ca έδειξε ότι συσχετίζεται µε τα στοιχεία Mn, Zn στο ίδιο µέγεθος αλλά αρνητικά µε το Mn και θετικά µε το Zn. Το Mg είναι το µόνο στοιχείο που είχε συσχέτιση ήταν µε το Mn που ακολούθησαν την ίδια πορεία µεταβολής στο φυτό και την ίδια συµπεριφορά έδειξαν τα δύο αυτά στοιχεία και στη λεµονιά (Νάστου, 1997). Ο Fe δεν έδειξε να συσχετίζεται µε κανένα στοιχείο ενώ το Mn και ο Zn επιπλέον µε τα προηγούµενα είχαν θετική και αρνητική συσχέτιση µε το λόγο K/Na αντίστοιχα. Τέλος ο λόγος K/Na έδειξε να έχει την ίδια συµπεριφορά µε το λόγο K/Cl. Γενικά µε την αύξηση της αλατότητας στο θρεπτικό διάλυµα τα στοιχείο N, P, K, Mn και οι λόγοι K/Na και K/Cl είχαν την ίδια συµπεριφορά, και αρνητική πορεία µεταβολής της συγκέντρωσής τους στο φυτό, ενώ θετική πορεία µεταβολής ακολούθησαν τα στοιχεία Na, Cl και το Ca σε λιγότερο βαθµό. Τα υπόλοιπα στοιχεία που εξετάστηκαν δεν είχαν σηµαντική µεταβολή της συγκέντρωσής τους µε την αλατότητα στο φυτό. 206

211 Βιβλιογραφία 1. Achilea, O Salinity induced stress in greenhouse crops is alleviated by potassium nitrate-enhanced nutrition. Acta Hort. 609: Aslam, M., Huffaker, R.C. and Rains, D.W Early effects of salinity on nitrate assimilation in barley seedlings. Plant Physiol. 76: Banuls, J. and Primo-Millo, E Effects of chloride and sodium on gas exchange parameters and water relations of Citrus plants. Physiol. Plant. 86: Banuls, J. and Primo-Millo, E Effects of salinity on some citrus scion rootstock combinations. Ann. Bot. 76: Banuls, J., Legaz, F. and Primo-Millo, E Effect of salinity on uptake and distribution of chloride and sodium in some Citrus scion-rootstock combinations. J. Hort. Sci. 65: Bar, Y., Apfelbaum, A., Kafikafi, U. and Goren, R Ethylene association with chloride stress in citrus plants. Sci. Hort. 73: Barrs, H.D. and Weatherley, P.E A re-examination of the turgidity technique for estimating water deficits in leaves. Austr. J. Biol. Sci. 15: Bartolini, G., Mazuelos, C. and Troncoso, A Influence of Na 2 SO 4 and NaCl salts on survival, growth, and mineral composition of young olive plants in inert sand culture. Adv. Hort. Sci. 5: Ben-Asher, J. and Pacardo, E K aptake by root system grown in saline soil: A conceptual model and experimental results, In: Food security in the WANA region, the essential need for balanced fertilization, Johnston AE (eds.), International potash institute, Basil, Switzerland, pp Ben-Hayyim, G. and Kochba, J Aspects of salt tolerance in a NaClselected stable cell line of Citrus sinensis. Plant Physiol. 72: Benlloch, M., Arboleda, F., Barranco, D. and Fernandez-Escobar, R Response of young olive trees to sodium and boron excess in irrigation water. HortSci. 26: Bergmann, W Ernaehrungsstoerung bei Kulturpflanzen. Einstehung, visuelle und analytische Diagnose. Gustav Fischer, Jena, Stuttgart. 13. Bernstein, L. and Hayward, H.E Physiology of salt tolerance. Ann. Rev. Plant Physiol. 9:

212 14. Blackman, V.H The compound interest law and plant growth. Ann. Bot. 33: Bolarin, M.C., Fernandez, F.G., Cruz, V. and Cuartero, J Salinity tolerance in four wild tomato species using vegetative yield-salinity response curves. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 116: Bongi, G. and Loreto, F Gas-exchange properties of salt-stressed olive (Olea europa L.) leaves. Plant Physiol. 90: Botia, P., Carvajal, M., Cerda, A. And Martinez, V Response of eight Cucumis melo cultivars to salinity during germination and early vegetative growth. Agronomie 18: Bounfour, M., Tanigoshi, L.K., Chen, C., Cameron, S.J. and Klauer, S Chlorophyll content and chlorophyll fluorescence in red raspberry leaves infested with Tetranychus urticae and Eotetranychus carbine borealis (Acari: Tetranychidae). Environ. Entomol. 31(2): Bricolti, E. and Pucci, S Effects of increasing NaCl rates on Redhaven peach and GF677 rootstock cultured in vitro. Adv. Hort. Sci. 9: Brugnoli, J.J. and Björkman, O Growth of cottons under continues salinity stress: influence on allocation patterns, stomatal and non-stomatal components of photosynthesis and dissipation of excess light energy. Planta 187: Brunold, C., Rüegsegger, A. and Brändle, R Stress bei Pflanzen. Haupt, Bern, Switzerland. 22. Cerdá, A., Pardines, J., Botella, M.A. and Mártinez, V Effect of potassium on growth, water relations and the inorganic, organic solutes contents for two maize grown under saline conditions. J. Plant Nutr. 18: Cerezo, M., Garcia-Agustin, P., Serna, M.D. and Primo-Millo, E Kinetics of nitrate uptake by Citrus seedlings and inhibitory effects of salinity. Plant Sci. 126: Chartzoulakis, K.S Photosynthesis, water relations and leaf growth of cucumber exposed to salt stress. Sci. Hort. 59: Chartzulakis, K.S. and Lupasaki, M.H Effects of NaCl salinity on germination, growth, gas exchange and yield of greenhouse eggplant. Agric. Water Manag. 32:

213 26. Chaudhary, M.T., Merrett, M.J. and Wainwright, S.J Growth, ion content and proline accumulation in NaCl-selected and non-selected cell lines of Lucerne cultured on sodium and potassium salts. Plant Sci. 127: Cheeseman, J.M Mechanisms of salinity tolerance in plants. Plant Physiol. 87: Christodulakis, N.S. and Bazos, J Leaf anatomy of three seasonally dimorphic shrubs. Acta Oecol. 11: Cobb, A Herbicides and plant physiology. Chapman & Hall, London, UK. 30. Cram, W.J Internal factors regulating nitrate and chloride influx in plant cells. J. Exp. Bot. 24: Cramer, G.R., Läuchli, A. and Epstein, E Effects of NaCl and CaCl 2 on ion activities in complex nutrient solutions and root growth of cotton. Plant Physiol. 81: Cuartero, J. and Fernandez-Munoz, R Tomato and salinity. Sci. Horti. 78: Cunningham, G.L. and Strain, B.R An ecological significance of seasonal leaf variability in a desert shrub. Ecology 50: Dahiya, S.S. and Singh, M Effect of salinity and iron application on the availability of iron, manganese, phosphorus and sodium in pea (Pisum sativum L.) crop. Plant Soil 44: Delane, R., Greenway, H., Munns, R. and Gibbs, J Ion concentration and carbohydrate status of the elongating tissue of Hordeum vulgare growing at high external NaCl. Relationship between solute concentration and growth. J. Exp. Bot. 33: Dinkelberg, W Einfluss jahreszeitlich unterschiedlicher Na-Belastung auf Photosynthese, Transpiration und Fruchtqualitaet von Apfelbaeumen. Ph. D. Diss. Technische Universitaet, Berlin. 37. Doering, H.W., Schulze, G. and Roscher, P Salinity effects opn the micronutrient supply of plants differing in salt resistance. Proc. 6 th Intern. Colloquium Optimization Plant Nutr. Montpellier, pp Doering, J. and Luedders, P Einfluss von Na, Cl und SO 4 -Gehalt in Blaettern, Trieben und Wurzeln von Punica granatum. Gartenbauwissenshaft 52:

214 39. Dorais, M., Papadopoulos, A.P. and Gosselin, A Greenhouse tomato fruit quality. Hort. Rev. 26: Downton, W.J Photosynthesis in salt stressed grapevines. Austr. J. Plant Physiol. 4: Downton, W.J Growth and flowering in salt-stressed avocado trees. Austr. J. Agric. Res. 29: Downton, W.J.S., Grant, W.J.R. and Robinson, S.P Photosynthetic and stomatal responses of spinach leaves to salt stress. Plant Physiol. 77: Dure, H.L., Gala, G., Chlan, C. and Pyla, J Developmentally regulated gene sets in cotton embryogenesis. In: Plant Mol. Biol., Proc. UCLA, Symposia Molecular and Cellular Biol., Goldberg RB (eds.), New Ser. 12: El-Sidding, K. and Luedders, P Interactive effects of salinity and nitrogen nutrition on vegetative growth of apple trees. Gartenbauwissenschaft 59: Epstein, E Mineral nutrition of plants: Principles and perspectives. New York: Wiley. 46. FAO Food and Agriculture Organization, Rome, Italy. Production yearbook 55: Farguhar, G.D. and Sharkey, T.D Stomatal conductance and photosynthesis. Ann. Rev. Plant Physiol. 33: Farrell, R.C.C., Bell, D.T., Akilan, K. and Marshall, J.K Morphological and physiological comparisons of clonal lines of Eucalyptus camaldulensis. II. Responses to water logging/salinity and alkalinity. Austr. J. Plant Physiol. 23: Feierabend, J., Schaan, C. and Hertwig, B Photoinactivation of catalase occurs under both high- and low- temperature stress conditions and accompanies photoinhibition of photosystem II. Plant Physiol. 22: Feigin, A Fertilization management of crops irrigated with saline water. Plant Soil 89: Fermandez, G.E. and Pritts, M.P Growth, carbon acquisition, and source-sink relationships in «Titan» red raspberry. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 119: Flowers, T.J., Troke, P.F. and Yeo, A.R Mechanisms of salt tolerance in halophytes. Ann. Rev. Plant Physiol. 28:

215 53. Francois, L.E Salt tolerance of eight ornamental tree species. J. Amer. Soc. Hort Sci. 107: Franklin, J.A. and Zwiazek, J.J Ion uptake in Pinus banksiana treated with sodium chloride and sodium sulfate. Physiol. Plant. 120: Garcia-Legaz, M.F., Ortiz, J.M., Garcia-Lidon, A. and Cerda, A Effect of salinity on growth, ion content and CO 2 assimilation rate in lemon varieties on different rootstock. Physiol. Plant. 89: Garcia-Sanchez, F., Jifon, J.L., Carvajal, M. And Syrvertsen, J.P Gas exchange, chlorophyll and nutrient contents in relation to Na and Cl accumulation in Sunburst mandarin grafted on different rootstocks. Plant Sci. 162: Gebauer, J., El-Sidding, K., Salih, A.A. and Ebert, G Tamarindus indica L. seedlings are moderately salt tolerant when exposed to NaCl-induced salinity. Sci. Hort. 103: Gerard, C.J Influences of osmotic potential, temperature and calcium on growth of plants roots. Agron. J. 63: Giorgio, P., Sorrentino, G., Caserta, P. and Tedeschi, P Leaf area development of field-grown sunflower plants irrigated with saline water. Helia 19: Grattan, S.R and Grieve, C.M Mineral element acquisition and growth response of plants grown in saline environments. Agric. Ecosystems Environ. 38: Grattan, S.R. and Maas, E.V Root control of leaf phosphorus and chloride accumulation in soybean under salinity stress. Agron. J. 77: Greenway, H. and Munns, R Mechanisms of salt tolerance in nonhalophytes. Ann. Rev. Plant Physiol. 31: Grieve, C.M. and Walker, R.R Uptake and distribution of chloride, sodium and potassium ions in salt-treated citrus plants. Austr. J. Agric. Res. 34: Hanafy, A.H., Gad-Mervat, M.A., Hassam, H.M. and Amin-Mona, A Improving growth and chemical composition of Myrtus communis grown under soil salinity conditions by polyamine foliar application. Proc. Minia-Egypt J. Agric. Res. & Develop. 22:

216 65. Hassan, N.A.K., Drew, J.V., Knudsen, D. and Olson, R.A. 1970a. Influence of soil salinity on production of dry matter and uptake and distribution of nutrients in barley and corn. I. Barley (Hordeum vulgare L.). Agron. J. 62: Hassan, N.A.K., Drew, J.V., Knudsen, D. and Olson, R.A. 1970b. Influence of soil salinity on production of dry matter and uptake and distribution of nutrients in barley and corn. II. Corn (Zea mays L.). Agron. J. 62: Hatcher, J.T and Wilcox, L.V Colorimetric determination of boron using carmine. Anal. Chem. 22: Hernandez, J.A., Olmos, E., Corpas, F.J., Sevilla, F. and Del Rio, L.A Salt induced oxidative stress in chloroplast of pea plants. Plant Sci. 105: Heuvelink, E., Bakker, M. and Stanghellini, C Salinity effects on fruit yield in vegetables crops: a simulation study. Acta Hort. 609: Ho, L.C Interactions between root and shoot environmental factors on crop yield and quality. Acta Hort. 609: Hoagland, D.R. and Arnon, D.I The water culture method for growing plants without soil. Circ. Calif. Agric. Exp. Stat. 347: Jacoby, B Mechanisms involved in salt tolerance by plants. In: Handbook of Plant and Crop Stress, Pessaraki M.(ed.), Marcel Dekker, NY, pp Janzen, H.H. and Chang, C Cation nutrition of barley as influenced by soil solution composition in a saline soil. Can. J. Soil Sci. 67: Jeschke, R.D K-Na exchange at cellular membranes, intracellular compartmentation of cations and salt tolerance. In: Salinity tolerance in plants. Strategies for crop improvement, Staples RC & Toennissen GH (eds.), pp Kumar, S., Naidu, K.M. and Sentiya, H.L Causes of growth reduction in clongating and expanding leaf tissue of sugarcane under saline conditions. Austr. Plant Physiol. 21: Laüchli, A. and Epstein, E Plant responses to saline and sodic conditions. In: Agricultural salinity assessment and management, Tanji KK (eds.), American Society of Civil Engineers, New York, pp Lea-Cox, J.D. and Syversten, J.P Salinity reduces water use and nitrate- N-use efficiency of Citrus. Ann. Bot. 72: Levitt, J Physiological ecology: A series of monographs, texts and treatises, Academic press, London. 212

217 79. Levitt, J Responses of plants to environmental stresses, 2 nd edn. Academic Press, New York. 80. Lütge, U. and Smith, A Structural, biophysical, and biochemical aspects of the role of leaves in plant adaptation to salinity and water stress. In: Salinity tolerance in plants, New York Staples RC and Toenniessen GH (eds.), Wiley- Interscience, New York. 81. Lynch, J. and Läuchli, A Salt stress disturbs the calcium nutrition of barley (hordeum vulgare L.). New Phytol. 99: Lynch, J., Thiel, G. and Läuchli, A Effects of salinity on the extensibility and Ca availability in the expanding region of growing barley leaves. Bot. Acta 101: Maas, E.V. and Nieman, R.H Physiology of plants tolerance to salinity. In: Crop tolerance to suboptimal land conditions, Jung GA et al (eds.), Am. Soc. Agron. Madison, pp Mansour, M.F Protection of plasma membrane of onion epidermal cells by glycinebetaine and proline against NaCl stress. Plant Physiol. Biochem. 36: Marschner, H Mineral Nutrition of Higher Plants, Academic Press, London. 86. Marschner, H Mineral Nutrition of Higher Plants, 2 nd edn. Academic Press, London. 87. Mass, E.V., Ogata, G and Garber, M.J Influence of salinity on Fe, Mn and Zn uptake by plants. Agron. J. 64: McGree, K.J., Kallsen, G.E. and Richardson, S.G Carbon balance of sorghum plants during osmotic adjustment to water stress. Plant Physiol. 76: Moran, R Formulae for determination of chlorophyllus pigments extracted with N,N-dimethyflormamine. Plant Physiol. 69: Morsy, M.H Growth ability of mango cultivars irrigated with saline water. Acta Hort. 609: Muchow, R.C., Sinclair, T.R., Bennett, J.M. and Hammond, L.C response of leaf growth, leaf nitrogen and stomatal conductance to water deficit during vegetative growth of field-grown soybean. Crop Sci. 26: Munns, R Physiological processes limiting plant growth in saline soils: some dogmas and hypotheses. Plant Cell Environ. 16:

218 93. Munns, R Comparative physiology of salt and water stress. Plant Cell Environ. 25: Munns, R. and Termaat, A Whole-plant responses to salinity. Aust. J. Plant Physiol. 13: Muthuchelian, K., Murugan, C., Harigovindan, R., Nendunchezhian, N. and Kulandaivellu, G Ameliorating effects of triacontanol on salt stressed Erythrina variegata seedlings. Changes in growth, biomass, pigments and solute concentration. Bio. Plant. 38: Okusanya, O.T. and Ungar, I.A The growth and mineral composition of three species of Spergularia as affected by salinity and nutrients at high salinity. Am. J. Bot. 71: Olesinski, A.A., Wolt, S., Rudish, J. and Morani, A Effects of leaf age and shading on photosynthesis in potatoes (Solanum tuberosum). Ann. Bot. 64: Oliveira, P.B., Oliveira, C.M., Lopes-de-Fonseca, L. and Montiero, A.A Off season production of primocane-fruiting red raspberry using summer pruning and polyethylene tunnels. HortSci. 31: Oliveira, P.B., Oliveira, C.M., Monteiro, A.A. and Lopes-da-Fonseca, L Summer-pruning intensity affects on off-season production of primocane-fruiting red Raspberries. Acta Hort. 505: Papp, J.C., Ball, M.C. and Terry, N A comparative study of the effects of NaCl salinity on respiration, photosynthesis and leaf extension growth in Beta vulgaris L. (sugar beet). Plant Cell Environ. 6: Pardossi, A., Malorgio, F. and Tognomi, F Salt tolerance and mineral relations for celery. J. Plant Nutr. 22: Pardossi, A., Malorgio, F., Oriolo, D., Gucci, R., Serra G. and Tognoni F Water relations and osmotic adjustment in Apium graveolens during long-term NaCl stress and subsequent relief. Physiol. Plant 102: Percival, D.C., Proctor, J.T.A. and Privé, J-P Gas exchange, stem water potential and leaf orientation of Rubus idaeus L. are influenced by drought stress. J. Hort. Sci. Biotechnol. 73: Percival, D.C., Proctor, J.T.A. and Tsujita, M.J Whole-plant net CO2 exchange of raspberry as influenced by air and root-zone temperature, CO2 concentration, irradiation, and humidity. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 121:

219 105. Pereira, L.K.R.R., De Silva, D.L.R. and Mansfield, T.A Avoidance of sodium accumulation by the stomatal guard cells of the halophyte Aster tripolium. J. Exp. Bot. 48: Perez-Alfocea, F., Balibrea, M.E., Santa-Cruz, A. and Estan, M.T Agronomical and physiological characterization of salinity tolerance in a commercial tomato hybrid. Plant Soil. 180: Picchioni, G.A. and Miyamoto, S Salt effects on growth and ion uptake of Pistachia rootstock seedlings. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 115: Rengel, Z The role of calcium in salt toxicity. Plant Cell Environ. 15: Risse, I. and Schenk, M Einfluss von Cl -, Na + und SO -2 4 m Giesswasser auf as Wachstum von Azaleen. Gartenbauwissenschaft 55: Ritchie, E.A. and Hinckley, T.M The pressure chamber as un instrument for ecological research. Adv. Ecol. Res. 9: Roberts, J.K.M., Linker, C.S., Benoit, A.G., Jardetzky, O. and Nieman, R.H Salt stimulation of phosphate uptake in maize root tips studied by 31 P nuclear magnetic resonance. Plant Physiol. 75: Romero, J.M., Maranon, T. and Murillo, J.M Long-term responses of Melilotus segetalis to salinity. I. Growth and partitioning. Plant Cell Environ. 17: Romero-Aranda, R.R., Soria, T. and Cuartero, J Tomato plant-water uptake and plant-water relationships under saline growth conditions. Plant Sci. 160: Rosati, P., Mezzetti, B., Knight, V., Lim, K.Y., Trajkovsky, V., Sjostedt, B., Greco, I., Martelli, G., Lionaki, S., Stavroylakis, G., Ciorda, M. and Polledo, A Expanding the adaptation and production area of Rubus in Europe. Acta Hort. 505: Ruiz, D., Martinez, V. and Cerda, A Citrus responces to salinity: growth and nutrient uptake. Tree Physiol. 75: Saied, A.S., Keutgen, N. and Noga, G Effects of NaCl stress on leaf growth, photosynthesis and ionic contents of strawberry cvs Elsanta and Corona. Acta Hort. 609: Scholander, P.F., Hammel, H.T., Bradstreet, E.D. and Hemmingsen, E.A Sap pressure in vascular plants. Science 148:

220 118. Seemann, J.R. and Critchley, C Effects of salt stress on the growth, ion content, stomatal behaviour and photosynthetic capacity of a salt-sensitive species, Phaseolus vulgaris L. Planta Shannon, M.C. and Grieve, C.M Tolerance of vegetable crops to salinity. Sci. Hort. 78: Singh, S.K., Sharma, H.C., Goswami, A.M., Datta, S.P. and Singh, S.P In vitro growth and leaf composition of grapevine cultivars as affected by sodium chloride. Biol. Plant. 43: Sivstev, M.V., Ponamareva, S.V. and Kuzmetsova, E.A Effect of salinization and herbicide on chlorophyllase activity in tomato leaves. Fiziol. Rast. 20: Sivstev, M.V., Ponamareva, S.V. and Kuzmetsova, E.A Effect of salinization and herbicide on chlorophyllase activity in tomato leaves. Fiziol Biokhim Kul t Rast. 20: Soylu, M. and Luedders, P Einfluss unterschiedlicher hohen Na- Konzentrationen auf das vegetative Wachstum der Apfelsorte Golden Delicious. Gartenbauwissenshaft. 53: Steduto, P., Albrizio, R., Giorgio, P. and Sorrentino, G Gas-exchange response and stomatal and non-stomatal limitations to carbon assimilations of sunflower under salinity. Environ. Exp. Bot. 44: Steel, R.G.D. and Torrie, J.H Statistics with special reference to the biological science. McGraw-Hill book company, inc. New York Stevens, R.M., Harvey, G. and Davies, G Separating the effects of foliar and root salt uptake on growth and mineral composition of four grapevine cultivars on their own roots and on Ramsey rootstock. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 121: Storey, R. and Walker, R.R Citrus and salinity. Sci. Hort. 78: Subbarao, G,V., Johansen, C., Jana, M.K. and Kumar rao J.V.D.K Effects of sodium/calcium ratio in modifying salinity response of pigeonpea (Cajanus cajan). J. Plant Physiol. 136: Taiz, L. and Zeiger, E Plant Physiology. Benjamin/Cummings, Redwood, CA. 216

221 130. Tal, M Physiological genetics of salt resistance in higher plants. In: Salinity tolerance in plants, New York Staples RC and Toenniessen GH (eds.), Wiley-Interscience, New York Tal, M Genetics of salt tolerance in higher plants: theoretical and practical considerations. Plant Soil 89: , Tattini, M., Bertoni, P. and Caseli, S Genotype responses of olive plants to sodium chloride. J. Plant Nutr. 15: Tattini, M., Gucci, R., Coradeschi, M.A., Ponzio, C. and Everard, J.D Growth, gas exchange and ion content in Olea europa plants during salt stress and subsequent relief. Physiol. Plant. 95: Therios, I.N.and Misopolinos, N.D Genotypic responses to sodium chloride salinity of four major olive cultivars (Olea europea L.). Plant Soil 106: Therios, I.N.and Misopolinos, N.D Differences in tolerance to sodium chloride salinity between three commercial apple root-stocks. Soilless culture, vol. V (1): Ting, I.P. and Osmond, C.B Photosynthetic phosphoenolopyruvate carboxylases characteristics of alleloenzymes of leaves of C3 and C4 plants. Plant Physiol. 51: Turner, N.C Techniques and experimental approaches for the measurements of plant water status. Plant Soil 58: Tyerman, S.D. and Skerrett, I.M Root ion channels and salinity. Sci. Hort. 78: Vasilakakis, M Small fruits [in Greek]. Dedousi Press. Thessaloniki Verma, T.S. and Neue, H.U Effect of soil salinity level and Zn application on growth, yield and nutrient composition of rice. Plant soil 82: Vigo-Anglada, C Επίδραση της αλατότητας (NaCl, Na 2 SO 4, KCl) στην αύξηση και χηµική σύσταση φυτών ελιάς (Olea europa L.)ποικιλίας Χονδρολιάς Χαλκιδικής σε συνθήκες θερµοκηπίου. Μεταπτυχιακή ιατριβή, Α.Π.Θ., Θεσσαλονίκη Vigo-Anglada, C Προσαρµοστικότητα της ελιάς σε συνθήκες αλατότητας. ιδακτορική ιατριβή, Α.Π.Θ., Θεσσαλονίκη Vu, J.C.V. and Yelenonsky, G Photosynthetic responses of citrus trees to soil flooding. Physiol. Plant. 81:

222 144. Wahome, P.K Effect of NaCl on the vegetative growth and flower quality of roses. J. Appl. Bot. 74: Wahome, P.K Mechanisms of salt stress tolerance in two rose rootstocks: Rosa chinensis Major and Rosa rubiginosa. Sci. Hort. 87: Wahome, P.K Mechanisms of salt (NaCl) stress tolerance in horticultural crops a mini review. Acta Hort. 609: Walker, R.R., Blackmore, D.H. and Qing, S Carbon dioxide assimilation and foliar ion concentrations in leaves of lemon (Citrus lemon L.) trees irrigated with NaCl and Na 2 SO 4. Austr. J. Plant Physiol. 20: Walker, R.R., Torokfalvy, E. and Dowton, W.J.S Photosynthetic responses of the Citrus varieties Rangpur lime and Etrog to salt treatment. Austr. J. Plant Physiol. 9: Walker, R.R., Torokfalvy, E., Steele S.N. and Kriedemann, N.E An analysis of photosynthetic response to salt treatment in Vitis vinifera. Austr. J. Plant Physiol. 8: Weber, J. and Reimann-Phillip, R Influence of NaCl and NaHCO 3 on the foliage and pollen germination of rose rootstock plants grown in Mitscherlich pots. Acta Hort. 246: Wiesman, Z Rootstock and nitrate involvement in Ettinger avocado response to chloride stress. Sci. Hort. 62: Wright, G.G., Putten, K.D. and Drew, M.C Labelled ( 22 Na + ) uptake and translocation in rabbiteye blueberry exposed to sodium chloride and supplemental calcium. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 120: Wright, G.G., Putten, K.D. and Drew, M.C Labelled ( 22 Na + ) uptake and translocation in rabbiteye blueberry exposed to sodium chloride and supplemental calcium. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 120: Yeo, A.R Salinity resistance. Physiologies and prices. Physiol. Plant. 58: Βενέτη, Α.Γ Η επίδραση της αλατότητας στην κερασιά (Prunus avium L). ιδακτορική ιατριβή, Α.Π.Θ., Θεσσαλονίκη Θεριός, I Ανόργανη Θρέψη και Λιπάσµατα. Εκδόσεις εδούση, Θεσσαλονίκη σελ

223 157. Θεριός, I. και Καραγιαννίδης, Ν Η επίδραση του NaCl στην αύξηση και χηµική σύσταση 4 ποικιλιών ελιάς. Αριστοτέλειο Πανεπιστήµιο Θεσσαλονίκης, Επιστηµονική Επετηρίδα του Τµήµατος Γεωπονίας 28: Καραµπουρνιώτης Γ.Α Φυσιολογία καταπονήσεων των φυτών. Εκδόσεις ΕΜΒΡΥΟ, Αθήνα. ISBN Νάστου, Α Μελέτη της συµπεριφοράς της λεµονιάς στην αλατότητα. ιδακτορική διατριβή, Α.Π.Θ., Θεσσαλονίκη Χαρτζουλάκης, Σ.Κ Συµπεριφορά του ακτινιδίου, cv. Hayward σε συνθήκες υδατικής καταπόνησης. ιδακτορική ιατριβή, Α.Π.Θ., Θεσσαλονίκη. 219

224 Πίνακες Πίνακας 1: Επίδραση του επιπέδου αλατότητας στο µήκος κληµατίδας, αριθµό των φύλλων, διάµετρο κληµατίδας (κάτω από την κορυφή), αριθµό πράσινων και νεκρών φύλλων, και στη φυλλική επιφάνεια (10 γόνατα της κορυφής). Οι µέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράµµατα δεν διαφέρουν σηµαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05) και αναφέρονται σε παρατηρήσεις κατά την διάρκεια του πειράµατος. NaCl (mm) Μήκος κληµατίδας (cm) Αριθµός φύλλων (n) ιάµετρος κληµατίδας (cm) Πράσινα φύλλα (%) Νεκρά φύλλα (%) Φυλλική επιφάνεια (cm 2 ) a 25.9a 4.71abc 87.3a 12.7b 1632a ab 23.7a 5.31ab 88.8a 11.2b 1415ab ab 22.8a 5.36a 86.8a 13.2b 1386abc ab 23.2a 4.92abc 84.0ab 16.0ab 1353bc ab 22.7a 4.64bc 81.0b 19.0a 1194bc b 21.8a 4.56c 80.5b 19.5a 1147c 220

225 Πίνακας 2. Επίδραση της αλατότητας στο Νωπό Βάρος και στο λόγο Ρίζες/Υπέργειο τµήµα. Οι µέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράµµατα δεν διαφέρουν σηµαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05, 8 επαναλήψεις). Χειρισµός NaCl(mM) Φύλλα (g) Βλαστοί (g) Ρίζες (g) Συνολικό (g) Ρίζες/ Υπέργειο a 49.5 a 388 a 388 a 2.38 a ab 44.3 a 372 a 372 a 2.85 ab ab 43.9 a 336 ab 336 ab 2.51 a cb 37.6 ab 259 bc 259 ab 2.53 a c 28.1 cb 221 c 221 c 2.68 ab c 23.1 c 228 c 228 c 3.35 b Πίνακας 3. Επίδραση της αλατότητας στο Ξηρό Βάρος και στους λόγους Ρίζες/Υπέργειο τµήµα και Νωπό/Ξηρό βάρος. Οι µέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράµµατα δεν διαφέρουν σηµαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05, 8 επαναλήψεις). Χειρισµός NaCl(mM) Φύλλα (g) Βλαστοί (g) Ρίζες (g) Συνολικό (g) Ρίζες/ Υπέργειο Νωπό / Ξηρό a 17.1 a a 153 a 1.93 a 3.60a ab 14.8 ab 92.8 a 135 a 2.20 ab 3.72a a 13.1 ab 82.3 ab 127 ab 1.86 a 3.73a ab 12.7 abc 63.2 cb 101 cb 1.72 a 3.61a cb 10.5 cb 54.7 c 84 c 2.07 ab 3.67a c 7.2 c 57.7 c 79 c 2.93 b 3.80a 221

226 Πίνακας 4: Συντελεστές συσχέτισης της αύξησης του επιπέδου αλατότητας µε τα θρεπτικά στοιχεία σε διάφορα τµήµατα του φυτού. Στο πίνακα αυτό *, ** υποδηλώνουν βαθµό σηµαντικότητας του F για επίπεδο 0.05 και αντίστοιχα (Pearson correlation coefficients). Θρεπτικό Φύλλα Φύλλα Βλαστοί Βλαστοί Ρίζες Στοιχείο Κορυφής Βάσης Κορυφής Βάσης N * * * * * P * K * * * Na 0.943* 0.928* 0.990** 0.986** 0.896* B * * * Cu 0.881* Cl 0.985** 0.960** 0.902* 0.906* 0.843* Ca * Mg Fe Mn * * Zn * * K/Cl * * * K/Na * * * * * Na/Cl *

227 Σχήµατα Φωτοσύνθεση-Pn (µmol.m -2. s -1 ) Pn Cs Cl (%ξ.β.) 0,2 0,4 0,7 0,9 1,2 1,4 y = -0,0148x + 0,4145 R 2 = 0,9384 y = -0,4187x + 9,4303 R 2 = 0, NaCl (mm) 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Αγωγιµότητα-Cs (cm.s -1 ) Σχήµα 1: Επίδραση του επιπέδου αλατότητας και της συγκέντρωσης χλωρίου στα φύλλα στη φωτοσύνθεση και στην αγωγιµότητα των στοµάτων των φύλλων. Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλµα του µέσου όρου µετρήσεων κατά τη διάρκεια του πειράµατος (±SE). Αποτυπώνονται οι γραµµικές σχέσεις και οι συντελεστές προσδιορισµού (στατιστικά σηµαντικοί σε επίπεδο 0.01). 223

228 Φωτοσύνθεση (µmol.m -2.s -1 ) y = -0,3674x + 10,711 R 2 = 0, Φωτοσύνθεση (µmol.m -2.s -1 ) y = -0,4193x + 10,521 R 2 = 0, NaCl (mm) Α NaCl (mm) Β Φωτοσύνθεση (µmol.m -2.s -1 ) y = -0,4493x + 9,8757 R 2 = 0, Φωτοσύνθεση (µmol.m -2.s -1 ) y = -0,6361x + 7,4059 R 2 = 0, NaCl (mm) Γ NaCl (mm) Σχήµα 2.1Α- : Επίδραση του χρόνου έκθεσης στην αλατότητα στη φωτοσύνθεση (Α:10, Β: 20, Γ: 30 και : 45 ηµέρες από την έναρξη εφαρµογής της αλατότητας). Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλµα του µέσου όρου 8 επαναλήψεων (±SE). Αποτυπώνονται οι γραµµικές σχέσεις και οι συντελεστές προσδιορισµού (στατιστικά σηµαντικοί σε επίπεδο 0.01). 224

229 0,70 0,70 Αγωγιµότητα (cm.s -1 ) 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 y = -0,0197x + 0,6206 R 2 = 0,9935 Αγωγιµότητα (cm.s -1 ) 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 y = -0,0246x + 0,6054 R 2 = 0,9069 0, , NaCl (mm) A NaCl (mm) B 0,70 0,70 Αγωγιµότητα (cm.s -1 ) 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 y = -0,03x + 0,492 R 2 = 0, Αγωγιµότητα (cm.s -1 ) 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 0,00 y = -0,041x + 0,4117 R 2 = 0, NaCl (mm) Γ NaCl (mm) Σχήµα 2.2A- : Επίδραση του χρόνου έκθεσης στην αλατότητα στην αγωγιµότητα των στοµάτων (Α:10, Β:20, Γ:30 και :45 ηµέρες από την έναρξη εφαρµογής της αλατότητας). Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλµα του µέσου όρου 8 επαναλήψεων (±SE). Αποτυπώνονται οι γραµµικές σχέσεις και οι συντελεστές προσδιορισµού (στατιστικά σηµαντικοί σε επίπεδο 0.01). 225

230 Pn A 10 Φωτοσύνθεση-Pn (µmol.m -2.s -1 ) 8 6 y = -6,489x 2 + 3,9264x + 8,7524 R 2 = 0, ` 2 0 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 Cl (% ξ.β.) Cs Β Αγωγιµότητα-Cs (cm.s -1 ) 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 y = -0,4212x + 0,639 R 2 ` = 0,9691 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 Cl (% ξ.β.) Σχήµα 3.1: Επίδραση της συγκέντρωσης χλωρίου στα φύλλα A) στο ρυθµό φωτοσύνθεσης (Pn) και B) στην αγωγιµότητα των στοµάτων των φύλλων (Cs) (8 επαναλήψεις). Αποτυπώνεται ο τρόπος µεταβολής και οι συντελεστές προσδιορισµού (στατιστικά σηµαντικοί σε επίπεδο 0.01). 226

231 Cl - στα νέα φύλλα (%ξ.β.) 2,5 2 1,5 1 0, mm NaCl 10 mm NaCl 0 mm NaCl Χρόνος (ηµέρες) Σχήµα 3.2: Συγκέντρωση του Cl - στα φύλλα σε σχέση µε το χρόνο έκθεσης στην αλατότητα από NaCl. Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλµα του µέσου όρου 8 επαναλήψεων (±SE). Cint CO 2 στους µεσοκυττάριους χώρους-cint (ppm) NaCl (mm) Σχήµα 4: Επίδραση της αλατότητας στη συγκέντρωση του CO 2 στους µεσοκυττάριους χώρους (Cint). Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλµα του µέσου όρου µετρήσεων κατά την διάρκεια του πειράµατος (±SE). 227

232 Χλωρ.a Χλωρ.b A 0,05 Χλωροφύλλη (mg/cm 2 ) 0,04 0,03 0,02 0,01 0,00 0, NaCl (mm) Χλωρ.a Χλωρ.b B Χλωρ. a/b Γ Χλωροφύλλη (%N.B) 0,3 0,2 0, NaCl (mm) NaCl (mm) Σχήµα 5.1: Επίδραση της αλατότητας στη συγκέντρωση της χλωροφύλλης a, χλωροφύλλης b και της ολικής χλωροφύλλης (a+b) Α) ανά µονάδα επιφάνειας Β) ανά µονάδα βάρους και Γ) στο λόγο χλωροφύλλης a/b. Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλµα του µέσου όρου της ολικής χλωροφύλλης και µετρήσεων κατά την διάρκεια του πειράµατος (±SE). Chla+b(mg/cm2) Fv/Fm Χλωροφύλλη (mg/cm 2 ) 0,050 0,040 0,030 0,020 0,010 0, NaCl (mm) 0,75 0,7 0,65 0,6 0,55 Fv/Fm Σχήµα 5.2: Επίδραση της αλατότητας στο φθορισµό της χλωροφύλλης σε συσχέτιση µε τη συγκέντρωση της χλωροφύλλης (a+b) ανά µονάδα επιφάνειας. Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλµα του µέσου όρου µετρήσεων κατά την διάρκεια του πειράµατος (±SE). 228

233 ET Cs 4 0,5 Ρυθµός διαπνοής-ετ (mmolh 2 O.m -2.s -1 ) y = -0,1136x + 3,0264 R 2 = 0,9295 y = -0,0148x + 0,4145 R 2 = 0,9384 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Αγωγιµότητα-Cs (cm.s -1 ) NaCl (mm) Σχήµα 6: Επίδραση της αλατότητας στη διαπνοή σε σχέση µε τη στοµατική αγωγιµότητα. Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλµα του µέσου όρου µετρήσεων κατά την διάρκεια του πειράµατος (±SE). Επίσης αποτυπώνεται ο τρόπος µεταβολής και οι συντελεστές προσδιορισµού (στατιστικά σηµαντικοί σε επίπεδο 0.01). ET Ρυθµός διαπνοής-eτ (mmolh2o.m -2.s -1 ) y = -3,29x 2 + 2,6207x + 2,6023 R 2 = 0,8607 0,00 0,20 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 Περιεκτικότητα Cl (%ξ.β) στα φύλλα Σχήµα 7: Επίδραση της συγκέντρωσης του χλωρίου στα φύλλα στο ρυθµό διαπνοής. Αποτυπώνεται ο τρόπος µεταβολής και ο συντελεστής προσδιορισµού (στατιστικά σηµαντικός σε επίπεδο 0.01). 229

234 Ψ (MPa) A Υδατικό δυναµικό φύλλων-ψ (MPa) -1-1,1-1,2-1,3-1,4-1,5-1,6-1,7 y = -0,0476x - 1,2541 R 2 = 0, NaCl (mm) Φωτοσύνθεση-Pn (µmolco 2.m -2.s) Υδατικό δυναµικό φύλλων (MPa) -1,28-1,38-1,39-1,45-1,47-1, NaCl (mm) 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Β Αγωγιµότητα-Cs (cm.s -1 ) Υδατικό δυναµικό φύλλων- Ψ (MPa) -1-1,1-1,2-1,3-1,4-1,5-1,6-1,7 Ψ (MPa) RWC Γ y = -0,0476x - 1,2541 R 2 = 0,9603 y = -0,5963x + 74,975 R 2 = 0, NaCl (mm) Σχετικό υδατικό περιεχόµενο-rwc (%) 230

235 Υδατικό δυναµικό φύλλων- Ψ (MPa) -1-1,1-1,2-1,3-1,4-1,5-1,6-1,7 Ψ (MPa) Καταν.νερού y = -0,0476x - 1,2541 R 2 = 0,9603 y = -14,766x + 342,27 R 2 = 0, NaCl (mm) Κατανάλωση νερού (ml/φυτό/ηµέρα) Σχήµα 8: Α: Επίδραση της αλατότητας στο υδατικό δυναµικό των φύλλων. Β: Μεταβολή της φωτοσύνθεσης και της στοµατικής αγωγιµότητας συναρτήσει του επιπέδου αλατότητας και του υδατικού δυναµικού των φύλλων. Γ: Μεταβολή του υδατικού δυναµικού των φύλλων σε σχέση µε το σχετικό υδατικό περιεχόµενο συναρτήσει της αλατότητας. : Μεταβολή του υδατικού δυναµικού των φύλλων και της κατανάλωσης του νερού από τα φυτά συναρτήσει της αλατότητας. Οι ράβδοι σε κάθε σχήµα αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλµα του µέσου όρου για όλες τις παρατηρήσεις κατά την διάρκεια του πειράµατος (±SE) και αποτυπώνονται οι γραµµικές σχέσεις και οι συντελεστές προσδιορισµού στο Σχήµα A, Γ και (στατιστικά σηµαντικοί σε επίπεδο 0.01). 231

236 0mM NaCl 15mM NaCl 30mM NaCl Υδατικό δυναµικό φύλλων-ψ (MPa) -2-1,5-1 -0, Χρόνος (ηµέρες) Σχήµα 9: Πορεία µεταβολής του υδατικού δυναµικού των φύλλων τριών επιπέδων αλατότητας µε την πάροδο του χρόνου. Οι ράβδοι σε κάθε σχήµα αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλµα του µέσου όρου για 8 επαναλήψεις (±SE). Αποτελεσµατικότητα χρήσης νερού-w.u.e 4 3,5 3 2, NaCl (mm) Σχήµα 10: Πορεία µεταβολής της αποτελεσµατικότητας χρήσης του νερού άρδευσης (WUE=water use efficiency) σε συνθήκες αύξησης της αλατότητας. Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλµα του µέσου όρου µετρήσεων κατά την διάρκεια του πειράµατος (±SE). 232

237 mm NaCl Μήκος κληµατίδας (cm) Χρόνος (ηµέρες) Σχήµα 11: Επίδραση των αλάτων στην επιµήκυνση των κληµατίδων σε διαφορετικές χρονικές περιόδους κατά τη διάρκεια του πειράµατος. Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλµα του µέσου όρου για 8 επαναλήψεις (±SE) mM NaCl Επιφάνεια φύλλων (cm 2 ) Χρόνος (ηµέρες) Σχήµα 12: Επίδραση των αλάτων στην αύξηση της επιφάνειας των φύλλων. Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλµα του µέσου όρου όλης της περιόδου του πειράµατος (±SE, 8 επαναλήψεις). 233

238 Ρυθµός αύξησης φύλλων (cm 2 /day) 15,0 10,0 5,0 0,0 y = -0,1258x + 12,459 R 2 = 0, NaCl (mm) Σχήµα 13: Επίδραση των αλάτων στο ρυθµό αύξησης των φύλλων. Αποτυπώνεται η γραµµική σχέση και ο συντελεστής προσδιορισµού (στατιστικά σηµαντικός σε επίπεδο 0.01) (8 επαναλήψεις). Σχετικός Ρυθµός Αύξησης-RGR (mg g -1 day -1 ) y = -0,0004x + 0,015 R 2 = 0, NaCl (mm) Σχήµα 14: Επίδραση των αλάτων στο σχετικό ρυθµό αύξησης. Αποτυπώνεται η γραµµική σχέση και ο συντελεστής συσχέτισης (στατιστικά σηµαντικός σε επίπεδο 0.01) (8 επαναλήψεις). 234

239 Φύλλα Κορυφής Φύλλα Βάσης Βλαστοί Κορυφής Βλαστοί Βάσης Ρίζες 5 4 Ν %(ξ.β) NaCl (mm) α Φύλλα Κορυφής Φύλλα Βάσης Βλαστοί Κορυφής Βλαστοί Βάσης Ρίζες P %(ξ.β) 0,8 0,6 0,4 0,2 0, NaCl (mm) β Φύλλα Κορυφής Φύλλα Βάσης Βλαστοί Κορυφής Βλαστοί Βάσης Ρίζες K %(ξ.β) 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0, NaCl (mm) γ 235

240 Φύλλα Κορυφής Φύλλα Βάσης Βλαστοί Κορυφής Βλαστοί Βάσης Ρίζες 2,5 Ca %(ξ.β) 2,0 1,5 1,0 0,5 0, NaCl (mm) δ Φύλλα Κορυφής Φύλλα Βάσης Βλαστοί Κορυφής Βλαστοί Βάσης Ρίζες 1,0 Mg %(ξ.β) 0,8 0,6 0,4 0,2 0, NaCl (mm) ε Φύλλα Κορυφής Φύλλα Βάσης Βλαστοί Κορυφής Βλαστοί Βάσης Ρίζες Fe %(ξ.β) ζ NaCl (mm) 236

241 Φύλλα Κορυφής Φύλλα Βάσης Βλαστοί Κορυφής Βλαστοί Βάσης Ρίζες B %(ξ.β) NaCl (mm) η Φύλλα Κορυφής Φύλλα Βάσης Βλαστοί Κορυφής Βλαστοί Βάσης Ρίζες Cl %(ξ.β) 4,0 3,0 2,0 1,0 0, NaCl (mm) θ Φύλλα Κορυφής Φύλλα Βάσης Βλαστοί Κορυφής Βλαστοί Βάσης Ρίζες 1,00 0,80 Na %(ξ.β) 0,60 0,40 0,20 0, NaCl (mm) ι 237

242 Φύλλα Κορυφής Φύλλα Βάσης Βλαστοί Κορυφής Βλαστοί Βάσης Ρίζες Cu %(ξ.β) NaCl (mm) κ Φύλλα Κορυφής Φύλλα Βάσης Βλαστοί Κορυφής Βλαστοί Βάσης Ρίζες Mn %(ξ.β) NaCl (mm) λ Φύλλα Κορυφής Φύλλα Βάσης Βλαστοί Κορυφής Βλαστοί Βάσης Ρίζες Zn %(ξ.β) NaCl (mm) µ 238

243 Φύλλα Κορυφής Φύλλα Βάσης Βλαστοί Κορυφής Βλαστοί Βάσης Ρίζες 20 K/Cl %(ξ.β) NaCl (mm) ν Φύλλα Κορυφής Φύλλα Βάσης Βλαστοί Κορυφής Βλαστοί Βάσης Ρίζες K/Na %(ξ.β) NaCl (mm) ξ Φύλλα Κορυφής Φύλλα Βάσης Βλαστοί Κορυφής Βλαστοί Βάσης Ρίζες 2 Na/Cl %(ξ.β) NaCl (mm) ο Σχήµα 15 (α-ο): Επίδραση της αλατότητας στη συγκέντρωση και τις σχέσεις των θρεπτικών στοιχείων στα διάφορα τµήµατα του φυτού. Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλµα του µέσου όρου 8 επαναλήψεων (±SE, όπου δεν είναι ευδιάκριτες οι ράβδοι το τυπικό σφάλµα είναι πολύ µικρό). 239

244 15 α 6 ζ % N 10 5 % Ca NaCl (mm) NaCl (mm) % P 2,5 2 1,5 1 0, β Mn (ppm) η NaCl (mm) NaCl (mm ) 15 γ 800 θ % K 10 5 Zn (ppm) NaCl (mm) NaCl (mm ) % Na 2 1,5 1 0,5 0 y = 0,1777x + 0,5167 R 2 = 0, δ % Mg 2,05 2 1,95 1,9 1,85 1,8 1,75 1, ι NaCl (mm) NaCl (mm) % Cl y = 0,9831x + 1,5301 R 2 = 0, ε Fe (ppm) κ NaCl (mm) NaCl (mm) 240

245 Cu (ppm) λ B (ppm) µ NaCl (mm) NaCl (mm) Σχήµα 16 (α-µ): Επίδραση της αλατότητας στην ολική συγκέντρωση των θρεπτικών στοιχείων στο φυτό. Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλµα του µέσου όρου 8 επαναλήψεων (±SE, όπου δεν είναι ευδιάκριτες οι ράβδοι το τυπικό σφάλµα είναι πολύ µικρό). Στο σχήµα δ και ε αποτυπώνεται η γραµµική συσχέτιση και οι συντελεστές προσδιορισµού (στατιστικά σηµαντικοί σε επίπεδο 0.01). 241

246 Φύλλα Κορυφής Φύλλα Βάσης Βλαστοί Κορυφής Βλαστοί Βάσης Ρίζες % Ποσοστό Ν NaCl (mm) (α) Φύλλα Κορυφής Φύλλα Βάσης Βλαστοί Κορυφής Βλαστοί Βάσης Ρίζες 40 % Ποσοστό P NaCl (mm) (β) Φύλλα Κορυφής Φύλλα Βάσης Βλαστοί Κορυφής Βλαστοί Βάσης Ρίζες % Ποσοστό K NaCl (mm) (γ) 242

247 Φύλλα Κορυφής Φύλλα Βάσης Βλαστοί Κορυφής Βλαστοί Βάσης Ρίζες 60 % Ποσοστό Β NaCl (mm) (δ) Φύλλα Κορυφής Φύλλα Βάσης Βλαστοί Κορυφής Βλαστοί Βάσης Ρίζες % Ποσοστό Cl NaCl (mm) (ε) Φύλλα Κορυφής Φύλλα Βάσης Βλαστοί Κορυφής Βλαστοί Βάσης Ρίζες 50 % Ποσοστό Ca NaCl (mm) (ζ) 243

248 Φύλλα Κορυφής Φύλλα Βάσης Βλαστοί Κορυφής Βλαστοί Βάσης Ρίζες % Ποσοστό Cu NaCl (mm) (η) Φύλλα Κορυφής Φύλλα Βάσης Βλαστοί Κορυφής Βλαστοί Βάσης Ρίζες 50 % Ποσοστό Mg NaCl (mm) (θ) Φύλλα Κορυφής Φύλλα Βάσης Βλαστοί Κορυφής Βλαστοί Βάσης Ρίζες 50 % Ποσοστό Fe NaCl (mm) (ι) 244

249 Φύλλα Κορυφής Φύλλα Βάσης Βλαστοί Κορυφής Βλαστοί Βάσης Ρίζες 50 % Ποσοστό Mn NaCl (mm) (κ) Φύλλα Κορυφής Φύλλα Βάσης Βλαστοί Κορυφής Βλαστοί Βάσης Ρίζες % Ποσοστό Zn NaCl (mm) (λ) Φύλλα Κορυφής Φύλλα Βάσης Βλαστοί Κορυφής Βλαστοί Βάσης Ρίζες % Ποσοστό Na NaCl (mm) (µ) Σχ. 17 (α-µ): Επίδραση της αλατότητας στην κατανοµή των θρεπτικών στοιχείων στο φυτό. Τα ποσοστά αντιπροσωπεύουν το µέσο όρο 8 επαναλήψεων (Παράρτηµα IV). 245

250 Παραρτήµατα Παράρτηµα I: Έµµεση εκτίµηση της επιφάνειας του φύλλου µε βάση τις διαστάσεις του (µήκος πλάτος) Επιφάνεια φύλλου (cm 2 ) y = 0,4604x - 6,091 R 2 = 0, Μήκος Χ Πλάτος φύλλου Μετρήθηκε το µήκος και το πλάτος 80 φύλλων διαφόρων µεγεθών για το οποία µετρήθηκε και η φυλλική επιφάνεια µε το µετρητή επιφάνειας. Υπολογίστηκε η σχέση µεταξύ της φυλλικής επιφάνειας (άξονας Υ) και του γινοµένου µήκους πλάτος (άξονας Χ). Αποτυπώνεται η γραµµική συσχέτιση µε το συντελεστή συσχέτισης. 246

251 Παράρτηµα ΙΙ: Φωτογραφίες Φωτογραφία 1: Συµπτώµατα τοξικότητας NaCl στα φύλλα βάσης στην ποικιλία κόκκινων σµέουρων Autumn Bliss. Φωτογραφία 2: Επίδραση της αλατότητας µε NaCl στην αύξηση του ριζικού συστήµατος φυτών κόκκινου σµέουρου 0 mm 5 mm 10 mm 15 mm 20 mm 30 mm NaCl 247

252 Παράρτηµα ΙΙΙ: Ανάλυση παραλλακτικότητας Πίνακας 1: Ανάλυση παραλλακτικότητας της αλληλεπίδρασης του επιπέδου αλατότητας µε το χρόνο έκθεσης στην αλατότητα στο ρυθµό της φωτοσύνθεσης (περίοδο 45ηµερών). Πηγή Β.Ε Μ.Τ F Σηµαντικότητα παραλλακτικότητας Χρόνος ** Αλατότητα ** Χρόνος Αλατότητα * **= Σηµαντική επίδραση σε επίπεδο *= Σηµαντική επίδραση σε επίπεδο 0.05 Πίνακας 2: Ανάλυση παραλλακτικότητας της αλληλεπίδρασης του επιπέδου αλατότητας µε το χρόνο έκθεσης στην αλατότητα στην αγωγιµότητα των στοµάτων των φύλλων (περίοδο 45ηµερών). Πηγή Β.Ε Μ.Τ F Σηµαντικότητα παραλλακτικότητας Χρόνος ** Αλατότητα ** Χρόνος Αλατότητα ** **= Σηµαντική επίδραση σε επίπεδο

253 Χειρισµοί NaCl (mm) Φ.Κ N P K Na B Cu CI Ca Mg Fe Mn Zn a 4.50 a 4.88 d 1.96 b,a 4.57 a 4.50 b 3.13 c 4.47 a 4.87 a 4.33 a 5.82 a 3.78 a a 4.57 a 5-13 d,c 2.03 a 4.55 a 4.85 b,a 4.01 b 4.29 a 4.76 a 4.34 a 5.28 a 3.81 a a 4.75 a 5.24 b,c 1.79 c 4.43 a 4.97 b,a 4.43 b,a 4.36 a 4.66 a 4.23 a 5.68 a 3.79 a a 4.51 a 5.41 b,a,c 2.06 a 4.31 a 5.04 b,a 4.58 b,a 4.26 a 4.71 a 4.11 a 5.33 a 3.58 a a 4.56 a 5.49 b,a 2.00 a 4.17 a 4.94 b,a 4.83 b,a 4.42 a 4.54 a 4.51 a 5.51 a 3.62 a a 4.49 a 5.64 a 1.85 b,c 4.25 a 5.22 a 5.06 a 4.30 a 4.64 a 4.50 a 5.28 a 3.58 a Φ.Β a 4.08 a 4.57 a 2.64 b,a 7.40 a 3.68 a 6.50 a 6.11 b 5.66 b 4.81 a 6.19 a 3.76 a a 3.99 a 4.52 a 2.85 b,a 7.51 a 3.51 b,a 7.00 a 6.69 a 6.50 a 4.90 a 6.68 a 3.77 a a 4.03 a 4.93 a 2.53 b 7.31 a 3.25 b 6.90 a 6.38 b,a 6.28 b,a 4.66 a 6.06 a 3.82 a a 4.15 a 4.80 a 2.69 b,a 7.38 a 3.36 b,a 7.12 a 6.76 a 6.57 a 4.65 a 6.32 a 3.92 a a 4.12 a 4.94 a 3.23 a 7.21 a 3.45 b,a 6.75 a 6.68 a 6.75 a 4.84 a 6.57 a 4.10 a a 4.19 a 4.83 a 2.97 b,a 7.14 a 3.36 b,a 6.87 a 6.71 a 6.74 a 5.21 a 6.55 a 3.86 a Β.Κ b,a 4.17 b 5.01 b,a 2.70 a 2.87 a 4.45 b 3.15 b,a 3.83 a 4.18 b,a 2.80 a 2.93 b,c 4.67 b a 4.45 b,a 5.02 b,a 3.06 a 2.84 a 4.85 b,a 3.38 a 3.81 a 4.14 b,a 2.80 a 3.02 b,a,c 4.63 b a 4.46 b,a 5.23 a 2.74 a 2.82 a 4.78 b,a 3.14 b,a 4.10 a 4.42 a 2.72 a 3.20 a 4.66 b a 4.64 a 5.00 b,a 3.21 a 2.71 b,a 4.92 a 2.88 b 3.92 a 4.16 b,a 2.78 a 3.13 b,a 4.87 b,a b 4.29 b,a 4.72 b 3.00 a 2.59 b 4.74 b,a 3.27 a 3.82 a 3.84 b 2.91 a 2.79 c 4.93 b,a b 4.33 b,a 4.94 b,a 3.19 a 2.57 b 4.83 b,a 3.05 b,a 3.87 a 3.99 b,a 2.95 a 3.05 b,a 5.07 a Β.Β b 3.30 a 3.39 a 3.94 b 2.88 a 4.10 a 3.58 a 2.70 a 2.62 b,a 2.51 a 2.48 a 4.07 a b 3.43 a 3.38 a 3.96 b 2.72 a 3.97 a 3.06 a 2.65 a 2.50 b,a 2.49 a 2.27 a 4.35 a b,a 3.33 a 3.21 a 4.17 b 2.93 a 3.78 a 3.18 a 2.72 a 2.38 b 2.47 a 2.55 a 4.18 a b,a 3.51 a 3.25 a 5.00 a 2.77 a 4.13 a 2.87 a 2.56 a 2.49 b,a 2.41 a 2.42 a 4.49 a a 3.56 a 3.14 a 4.81 a 2.69 a 4.11 a 3.24 a 2.82 a 2.70 a 2.77 a 2.49 a 4.53 a b,a 3.55 a 3.20 a 5.24 a 2.65 a 3.73 a 2.95 a 2.57 a 2.50 b,a 2.83 a 2.41 a 4.46 a Ρίζες a 5.90 a 4.29 a 8.06 a 2.72 c 5.31 a 4.58 a 4.52 a 4.38 a 6.60 a 3.53 a 5.75 a a 5.62 b,a 4.04 a 7.88 a 2.68 c 4.95 a 3.72 b 3.90 b 3.42 b 6.53 b,a 3.60 a 5.51 a a 5.49 b,a 3.23 c,b 8.08 a 3.14 b 5.25 a 3.44 b 3.99 b 3.65 b 6.80 a 3.73 a 5.60 a a 5.33 b 3.42 c,b 7.26 a 3.38 b 4.62 a 3.35 b 3.76 b 3.32 b 6.87 a 3.76 a 5.23 a a 5.57 b,a 3.60 b 7.19 a 4.04 a 4.93 a 3.25 b 3.70 b 3.43 b 6.32 b,a 3.34 a 5.10 a a 5.55 b,a 3.18 c 7.03 a 4.09 a 4.89 a 2.97 b 3.83 b 3.26 b 5.96 b 3.65 a 5.14 a Παράρτηµα ΙV: Αντιστοιχεί στο σχήµα 17 (α-µ). Επίδραση της αλατότητας στην κατανοµή των θρεπτικών στοιχείων στο φυτό µε µετατροπή των δεδοµένων σε Χ (όπου Χ το ποσοστό κατανοµής) του σχήµατος 17. Οι µέσοι όροι κάθε στήλης σε κάθε τµήµα του φυτού που συνοδεύονται από τα ίδια γράµµατα δεν διαφέρουν σηµαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05, 8 επαναλήψεις). 249

254 Παράρτηµα V: Συντελεστής συσχέτισης µεταξύ των θρεπτικών στοιχείων (ως µ.όροι ΦΚ, ΦΒ, ΒΚ, ΒΒ, Ρ) αυξανοµένου του επιπέδου αλατότητα. Στο πίνακα αυτό *, ** υποδηλώνουν βαθµό σηµαντικότητας του F για επίπεδο 0.05 και αντίστοιχα. Salinity N P K Na B Cu Cl Ca Mg Fe Mn Zn K/Na K/Cl Na/Cl Salinity 1,00-0,95 * -0,85 * -0,88 * 0,98 ** 0,66 0,79 0,96 * 0,81 * 0,67-0,74-0,99 * 0,80-0,98 ** -0,82 * 0,13 N -0,95 * 1,00 0,93 * 0,92 * -0,94 * -0,85 * -0,79-0,99 ** -0,72-0,80 0,60 0,90 * -0,83 * 0,98 ** 0,92 * 0,15 P -0,85 * 0,93 * 1,00 0,96 * -0,81-0,77-0,86 * -0,90 * -0,63-0,80 0,36 0,79-0,83 * 0,89 * 0,99 ** 0,33 K -0,88 * 0,92 * 0,96 * 1,00-0,82 * -0,78-0,79-0,89 * -0,70-0,75 0,35 0,83-0,90 * 0,89 * 0,94 * 0,31 Na 0,98 * -0,94 * -0,81 * -0,82 * 1,00 0,70 0,80 * 0,97 ** 0,72 0,61-0,75-0,95 * 0,70-0,91 * -0,82 * 0,50 B 0,66-0,85 * -0,77-0,78 0,70 1,00 0,56 0,81 * 0,41 0,73-0,23-0,57 0,68-0,76-0,80-0,52 Cu 0,79-0,79-0,86 * -0,80 0,80 0,56 1,00 0,83 * 0,36 0,41-0,36-0,71 0,50-0,76-0,88 * 0,00 Cl 0,96 * -0,99 ** -0,90 * -0,89 * 0,97 ** 0,81 * 0,83 * 1,00 0,70 0,73-0,65-0,92 * 0,77-0,99 ** -0,89 * -0,03 Ca 0,81 * -0,72-0,63-0,70 0,72 0,41 0,36 0,70 1,00 0,74-0,74-0,88 * 0,88 * -0,80-0,54 0,11 Mg 0,67-0,80-0,80-0,75 0,61 0,73 0,41 0,73 0,74 1,00-0,45-0,66 0,86 * -0,79-0,76-0,42 Fe -0,73 0,60 0,36 0,35-0,76-0,23-0,36-0,65-0,74 * -0,45 1,00 0,80-0,42 0,72 0,31-0,60 Mn -0,98 ** 0,90 * 0,78 0,83 * -0,95 * -0,57-0,71-0,92 * -0,88 * -0,66 0,80 1,00-0,80 0,95 * 0,74-0,21 Zn 0,79-0,83 * -0,83 * -0,90 * 0,70 0,69 0,50 0,77 0,88 0,86 * -0,42-0,80 1,00-0,82 * -0,77-0,33 K/Na -0,93 * 0,98 ** 0,94 * 0,97 * -0,91 * -0,76-0,79-0,96 * -0,71-0,77 0,49 0,88 * -0,87 * 1,00 0,92 * -0,24 K/Cl -0,81 * 0,92 * 0,99 ** 0,94 * -0,79-0,80-0,88 * -0,90 * -0,54-0,76 0,31 0,73-0,77 0,93 * 1,00 0,01 Na/Cl 0,50-0,22-0,30-0,10 0,49-0,10 0,26 0,30 0,42-0,21-0,59-0,55 0,15-0,23 0,01 1,00 250

255 ΕΝΟΤΗΤΑ V: ΕΠΙ ΡΑΣΗ ΤΗΣ ΑΛΑΤΟΤΗΤΑΣ ΣΤΗΝ ΑΝΤΙΟΞΕΙ ΩΤΙΚΗ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑ ΚΑΙ ΣΕ ΟΡΙΣΜΕΝΑ ΠΟΙΟΤΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΤΩΝ ΚΑΡΠΩΝ ΤΟΥ ΚΟΚΚΙΝΟΥ ΣΜΕΟΥΡΟΥ (Rubus idaeus L. Autumn Bliss ) Γενική εισαγωγή Ανασκόπηση της βιβλιογραφίας Οξειδωτική καταπόνηση Πολλοί παράγοντες καταπόνησης όπως παθογόνα, τραυµατισµοί, UV ακτινοβολία, υψηλή ένταση ακτινοβολίας, ψύχος, χαµηλό δυναµικό νερού, ξηρασία, αλατότητα (οσµωτική καταπόνηση) ρυπαντές όπως SO 2, NO 2, υψηλές δόσεις όζοντος (Ο 3 ), και ζιζανιοκτόνα ορισµένου τύπου µπορεί να προκαλέσουν το σχηµατισµό ROS ή AOS (reactive or active oxygen species). Τα ROS ή AOS προκαλούν οξειδωτική καταπόνηση στα φυτά και µπορεί να ευθύνονται για την επαγωγή των γονιδίων του δευτερογενούς µεταβολισµού και τη παραγωγή δευτερογενών µεταβολιτών. Ενεργές µορφές οξυγόνου Η ιδιότητα του µοριακού οξυγόνου, ως τελικού αποδέκτη ηλεκτρονίων κατά την αναπνευστική λειτουργία των αερόβιων οργανισµών, όπως είναι τα φυτά, δηµιουργεί αναπόφευκτα ανηγµένες ενδιάµεσες µορφές οξυγόνου (ενεργές µορφές οξυγόνου, reactive oxygen species, ROS) (Benzie and Strain, 1996; Asada, 1996; Scandalios et al., 1997; Blokhina et al., 2003). Ο όρος οξειδωτική καταπόνηση αναφέρεται στην κατάσταση κατά την οποία ο ρυθµός σχηµατισµού ROS υπερβαίνει το ρυθµό εξουδετέρωσής τους από τους υπάρχοντες αντιοξειδωτικούς µηχανισµούς µε αποτέλεσµα σε ορισµένες περιπτώσεις ο κυτταρικός θάνατος να επέρχεται όχι λόγω του παράγοντα καταπόνησης αλλά λόγω της έντονης οξειδωτικής καταπόνησης. Η αναγωγή του οξυγόνου προς νερό αποτελεί µια διαδικασία κατά την οποία το οξυγόνο δέχεται διαδοχικά τέσσερα ηλεκτρόνια και τέσσερα πρωτόνια. Στην περίπτωση όµως κατά την οποία το µοριακό οξυγόνο δέχεται µόνο ένα, δύο ή τρία ηλεκτρόνια, η αναγωγή είναι ατελής και σχηµατίζονται ROS. (Καραµπουρνιώτης, 2003). Ο (προσθήκη 1 e - ) O 1e. 2 O2 H O (προσθήκη 2 e - ) 2e 2 + 2H

256 O 2H 2 O (προσθήκη 4 e - ) 4e 2 + 4H Υπολογίζεται ότι κατά την οµαλή πορεία του µεταβολισµού είναι ποσοστό 1-5% του ολικού οξυγόνου το οποίο παίρνει µέρος σε βιοχηµικές αντιδράσεις, παρεκκλίνει της πορείας του και µετατρέπεται σε ενδιάµεσες µορφές ROS (Καραµπουρνιώτης, 2003). Έχει υπολογιστεί ότι το 10-20% των ηλεκτρονίων που διέρχονται από το PSI ανάγουν το Ο 2 σε Η 2 Ο 2 (Fryer et al., 1998) και ένα ποσοστό 2% από το οξυγόνο που καταναλώνεται στα µιτοχόνδρια κατά την αναπνοή χρησιµοποιείται για το σχηµατισµό Η 2 Ο 2 (Scandalios et al., 1997). Οι διάφορες ενεργές µορφές οξυγόνου περιλαµβάνουν το µονήρες οξυγόνο ( 1 Ο 2 ), το υπεροξείδιο του οξυγόνου (Ο.- 2 ), τη ρίζα υδροξυλίου ΟΗ., το υδροπεροξύλιο (Ο 2 Η. ), το µονοξείδιο (ΝΟ. ) και διοξείδιο (ΝΟ. 2 ) του αζώτου και υπεροξυνιτρίλιο (ΗΝΟΟ. ) (RNS reactive nitrogen species) (Asada, 1996). Άλλες ενώσεις που συµπεριφέρονται όπως οι ενεργές µορφές οξυγόνου είναι το όζον (Ο 3 ) και το υπεροξείδιο του οξυγόνου (Η 2 Ο 2 ) (Scandalios et al., 1997) Οι ελεύθερες ρίζες οξυγόνου, και ιδιαίτερα η ρίζα υδροξυλίου είναι βραχύβιες και εξαιρετικά δραστικές και προκαλούν αλλοιώσεις στη δοµή των λιπιδίων, νουκλεϊκών οξέων και πρωτεϊνών. Τους πλέον ευαίσθητους στόχους αποτελούν τα ακόρεστα λιπαρά οξέα και οι σουλφυδριλικές οµάδες των πρωτεϊνών. Ο σχηµατισµός οξειδωµένων µορφών λιπιδίων παρουσία των ROS προκαλεί µια σειρά αλυσιδωτών αντιδράσεων που έχει ως αποτέλεσµα την καταστροφή των κυτταρικών µεµβρανών. Ο σίδηρος ή άλλα µέταλλα µπορεί να αντιδράσουν µε ορισµένες ROS και να παραχθούν δραστικότατες ελεύθερες ρίζες κυρίως ΟΗ. όπως στην αντίδραση Fenton: Η 2 Ο 2 + Fe 2+ OH. + OH - + Fe 3+ (Dat et al., 2000). Εκτός αυτών, η ανεξέλεγκτη δράση των ROS επιφέρει το σχηµατισµό ενδιάµεσων τοξικών προϊόντων τα οποία διαταράσσουν την οµαλή λειτουργία ή προκαλούν αλλοιώσεις στα µόρια των νουκλεϊκών οξέων. Έτσι οι ROS αποτελούν έναν εν δυνάµει µεταλλαξογόνο παράγοντα που µπορεί (Poulsen et al., 1998) να οδηγήσει στην καρκινογένεση. Ωστόσο ορισµένες ROS όπως το υπεροξείδιο και η ρίζα υπεροξειδίου θεωρούνται απαραίτητες για τη λιγνινοποίηση ενώ λειτουργούν ως ενδιάµεσο σήµα για την ενεργοποίηση της άµυνας έναντι των παθογόνων. Επίσης η µεταλλαξογόνος δράση των ROS υπό ορισµένες συνθήκες µπορεί να δρα ως κινητήριος εξελικτικός µηχανισµός µέσω του οποίου προωθείται η επιλογή των ειδών. 252

257 Κύριες αιτίες σχηµατισµού των ROS Σε µια σειρά οξειδοαναγωγικών αντιδράσεων όπως στην φωτοαναπνοή στο στάδιο µετατροπής του γλυκολικού προς γλυοξυλικό οξύ. (Dat et al., 2000). Κατά την αποικοδόµηση των πουρινών από την οξειδάση της ξανθίνης, τη β-οξείδωση των λιπαρών οξέων και κατά τη µεταφορά ηλεκτρονίων απευθείας από το NAD(P)H στο οξυγόνο µέσω του ενζύµου οξειδάση του NAD(P)H. Σε αντιδράσεις όπου το µοριακό οξυγόνο ανάγεται ατελώς όπως στους χλωροπλάστες κατά την λειτουργία του φωτοσυστήµατος Ι και το σχηµατισµό ρίζας υπεροξειδίου. Κατά τη µεταφορά ηλεκτρονίων στην αναπνευστική και φωτοσυνθετική αλυσίδα µεταφοράς ηλεκτρονίων των µιτοχονδρίων και των χλωροπλαστών αντίστοιχα. Στη πλευρά του φωτοσυστήµατος ΙΙ, από τη δηµιουργία µικροπεριβάλλοντος πλούσιου σε οξυγόνο στις θέσεις φωτόλυσης. Η UV ακτινοβολία µπορεί να διεγείρει το µόριο του οξυγόνου ή να προκαλέσει τη διάσπαση του υπεροξειδίου προς δύο ελεύθερες ρίζες οξυγόνου. Επίσης το διεγερµένο µόριο της χλωροφύλλης µπορεί να µεταφέρει τη διέγερση στο µοριακό οξυγόνο σχηµατίζοντας οξυγόνο στην πρώτη κατάσταση διέγερσης απλότητας ( 1 Ο 2 ). Ο σχηµατισµός διηγηρµένου οξυγόνου έχει ως αποτέλεσµα τον επακόλουθο σχηµατισµό και των υπολοίπων ROS (Elstner and Osswald, 1994; Alscher et al., 1997). Μηχανισµοί εξουδετέρωσης ROS Η αύξηση της συγκέντρωσης των ROS σε συνθήκες καταπόνησης έχει κατά κανόνα ως αποτέλεσµα την αύξηση της δραστηριότητας των αντιοξειδωτικών µηχανισµών των κυττάρων. Οι µηχανισµοί εξουδετέρωσης των ROS περιλαµβάνουν µια σειρά από ενζυµικές και µη ενζυµικές αντιδράσεις. Του ενζυµικού αντιοξειδωτικού µηχανισµού ένζυµο κλειδί αποτελεί η υπεροξειδική δισµουστάση (SOD) και απαντάται σε 3 διαφορετικές µορφές, Cu/Zu SODs (στρώµα χλωροπλαστών και κυτόπλασµα) Mn - SODs (µιτοχόνδρια), Fe - SODs (στρώµα χλωροπλαστών). Το Η 2 Ο 2 το τοξικό προϊόν της αντίδρασης της SOD εξουδετερώνεται από τη καταλάση (CAT) µετατρέποντάς το σε Η 2 Ο. Άλλα ένζυµα που λαµβάνουν µέρος σε αυτό το µηχανισµό είναι η υπεροξειδάση του ασκορβικού, ρεδουκτάση του δεϋδροασκορβικού, ρεδουκτάση της γλουταθειόνης. Οι σηµαντικότερες µη-ενζυµικές αντιοξειδωτικές ουσίες που παίρνουν µέρος στην εξουδετέρωση των ROS είναι το ασκορβικό οξύ (βιταµίνη C) η ανηγµένη 253

258 γλουταθειόνη (GSH), η α-τοκοφερόλη (βιταµίνη Ε), οι πολυαµίνες, τα φλαβονοειδή τα καροτενοειδή τα αλκαλοειδή και ορισµένοι συµβατοί οσµολύτες (Croteau et al., 2000). Η α-τοκοφερόλη που βρίσκεται στις µεµβράνες και τα θυλακοειδή των χλωροπλαστών εξασφαλίζει την απόσβεση του 1 Ο 2 και κατά συνέπεια µείωση των υδροξυλικών ριζών από την µετατροπή του, το οποίο αποτρέπει την οξείδωση των λιπιδίων και σταθεροποιεί τη δοµή των µεµβρανών. Ο κύκλος ασκορβικού γλουταθειόνης αποτελεί τη σηµαντικότερη βιοχηµική οδό εξουδετέρωσης των ROS στα πλαστίδια. Ο κύκλος αυτός µε τον κύκλο των ξανθοφυλλών λειτουργούν για την προστασία των φωτοσυστηµάτων από την υπερβολική παροχή ενέργειας καθώς και κάτω από συνήθης συνθήκες το 5-10% των ηλεκτρονίων της φωτοσυνθετικής αλυσίδας παρεκκλίνει προς το σχηµατισµό ROS. Τα καροτενοειδή ως µέρος της φωτοσυνθετικής µηχανής απορροφούν τον επιπλέον φωτεινή ενέργεια η οποία µπορεί να δηµιουργήσει διεγερµένες µορφές χλωροφύλλης και τοξικές µορφές του οξυγόνου (Rmiki et al., 1999; Bray et al., 2000; Malkin and Niyogi, 2000). Αντιοξειδωτική δράση Αντιοξειδωτικές ουσίες είναι αυτές οι οποίες σε πολύ χαµηλές συγκεντρώσεις σε σχέση µε τις ουσίες που οξειδώνονται, σηµαντικά περιορίζουν ή αποτρέπουν την οξείδωση των ουσιών αυτών (Halliwell and Gutteridge, 1995). Οι αντιοξειδωτικές ουσίες είναι στενά συνδεδεµένες µε την καταπολέµηση καρδιαγγειακών και νευρολογικών ασθενειών, την πρόληψη και προστασία από τον καρκίνο και γενικά µειώνουν το επίπεδο οξειδωτικής καταπόνησης του οργανισµού (Bolck, 1992; Diplock, 1995). Πρόσφατες δηµοσιεύσεις που αφορούν την πρόληψη του καρκίνου αναφέρουν τη σηµαντικότητα των φρούτων και λαχανικών (Feldman, 2002; Liu, 2003). Ανάµεσα σε αυτά οι καρποί των µικρών οπωροφόρων ως πολύ καλές πηγές ανθοκυανών και πολυφαινολών αναφέρονται να έχουν ευεργετική επίδραση στην προστασία των κυττάρων π.χ από διάφορες µορφές καρκίνου και τη γήρανση. (Meyers et al., 2003; Whitley et al., 2003; Juranic et al., 2005). Ιδιαίτερο ενδιαφέρον έχει αναπτυχθεί τα τελευταία χρόνια για τις φαινόλες όπως τα φλαβονοειδή και τις ανθοκυάνες εξαιτίας της συνεισφοράς του στη συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα αλλά και τη σηµαντική παρουσία τους στα φρούτα και 254

259 λαχανικά. Οι ουσίες αυτές λειτουργούν ως εκκαθαριστές των ελευθέρων ριζών οξυγόνου (Sanchez-Moreno et al., 1999; Russo et al., 2000; Garbisa et al., 2001;) και την αποτροπή της οξείδωσης των ανθρώπινων λιποπρωτεϊνών χαµηλής πυκνότητας LDL + VLDL (Vinson et al., 2001). Μελέτες έδειξαν την αρνητική επίδραση των φαινολικών ουσιών σε καρδιαγγειακές παθήσεις (Stoner and Mukhtor, 1995; Priyadarsini et al., 2002) και το ελλαγικό οξύ έδειξε εκτός από καρδιοπροστατευτικές δυνατότητες, ηπατοπροστατευτικές και αντικαρκινικές ιδιότητες (Lakovleva et al., 1998; Narayanan et al, 1999; Singh et al., 1999). Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν οι καρποί των µικρών οπωροφόρων Τα κόκκινα σµέουρα (Rubus idaeus L.) είναι µια σηµαντική καλλιέργεια όπως και τα άλλα είδη της οικογένειας Rosaceae µε ψηλή αντιοξειδωτική ικανότητα πλούσια σε βιταµίνη C και φαινόλες (de Ancos et al., 2000a) και ισχυρή ικανότητα εναντίον των ROS (Wang and Lin, 2000; Kähkönen et al., 2001; Liu et al., 2002). Την κύρια οµάδα φαινολικών ουσιών στα κόκκινα σµέουρα, τη φράουλα και άλλα είδη του γένους Rubus αντιπροσωπεύουν οι γαλλο- και ελλαγο-ταννίνες µε τις ανθοκυάνες σαν τη δεύτερη µεγαλύτερη οµάδα. Το υδροξυκινναµικό οξύ, φλαβανόλες, φλαβανολ-3-ολες και προανθοκυανιδίνες συµµετέχουν σε µικρότερο βαθµό (Häkkinen et al., 1999; Kähkonën et al., 2001; Mattila and Kumpulainen 2002; Gu et al., 2004). Τα σµέουρα, βατόµουρα και οι φράουλες παρουσιάζουν ψηλές συγκεντρώσεις ελλαγικού οξέος (Rommel and Wrolstad, 1993b), το οποίο στα σµέουρα αντιπροσωπεύει το 88% της συνολικής συγκέντρωσης φαινολών (Häkkinen et al., 1999) και κυρίως βρίσκεται µε τη µορφή ελλαγο-ταννίνης. V.1. Περίληψη Μελετήθηκε η επίδραση της αλατότητας στην περιεκτικότητα % ξηρής ουσίας, στα διαλυτά στερεά, στην ογκοµετρούµενη οξύτητα στο ph τη συγκέντρωση σε ασκορβικό οξύ, ανθοκυάνες, φαινολικές ουσίες και τη συνολική αντιοξειδωτική συµπεριφορά καρπών κόκκινου σµέουρου ποικιλίας Autumn Bliss. Τα φυτά αναπτύχθηκαν σε κανάλια µε περλίτη σε συνθήκες θερµοκηπίου και κατά τη διάρκεια του ρόδινου σταδίου ανάπτυξης του καρπού ποτίζονταν µε 100% θρεπτικό διάλυµα Hoagland το οποίο περιείχε 0, 10, 20, 30, και 60 mm NaCl για διάρκεια 10 ηµερών και στη συνέχεια µε το ίδιο θρεπτικό διάλυµα χωρίς την προσθήκη NaCl για άλλες 10 ηµέρες. 255

260 Κατά την περίοδο της επίδρασης του NaCl η % περιεκτικότητα σε ξηρή ουσία, τα διαλυτά στερεά, η ογκοµετρούµενη οξύτητα, το ph των καρπών, και η συγκέντρωση σε ασκορβικό οξύ, φαινολικές ουσίες και η συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα αυξήθηκαν σηµαντικά σε σχέση µε το µάρτυρα. Η αύξηση αυτή δεν ήταν όµως και ανάλογη των επιπέδων της συγκέντρωσης του NaCl στο διάλυµα. Κατά την περίοδο ανάκτησης τα χαρακτηριστικά αυτά επανήλθαν σχετικά νωρίς στα επίπεδα του µάρτυρα εκτός από την συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα που µειώθηκε µόνο κατά την τελευταία ηµεροµηνία της περιόδου ανάκτησης και µε εξαίρεση τη συγκέντρωση σε ασκορβικό οξύ και φαινολικές ουσίες που διατηρήθηκαν σε ψηλότερα επίπεδα από το µάρτυρα και κατά την περίοδο αυτή. Η συγκέντρωση των καρπών σε ανθοκυάνες σε όλη τη διάρκεια του πειράµατος δεν έδειξε σηµαντικές διαφορές τόσο σε σχέση µε το µάρτυρα αλλά και όσο µεταξύ των επιπέδων αλατότητας. V.2. Εισαγωγή Οι καρποί των κόκκινων σµέουρων (Rubus idaeus L.) αποτελούν µια σηµαντική πηγή φυσικών αντιοξειδωτικών ουσιών που δρουν αποτελεσµατικά ως εκκαθαριστές των ελευθέρων ριζών (Ancos et al., 2000) και έχουν στενή συσχέτιση µε την πρόληψη καρδιαγγειακών, καρκινογενετικών, νευρολογικών ασθενειών και όλες τις οξειδωτικές δυσλειτουργίες (Bolck, 1992; Diplock, 1995) Πρόσφατα υπάρχει ιδιαίτερο ενδιαφέρον ως προς την κατανάλωση των καρπών των κόκκινων σµέουρων και άλλων µικρών οπωροφόρων λόγω των ιδιοτήτων τους αυτών και αρκετοί ερευνητές µελέτησαν την αντιοξειδωτική αυτή συµπεριφορά (Wang et al., 1996; Prior et al., 1998; Ancos et al; 2000a,b; Zafrilla et al., 2001) µε το ενδιαφέρον τους να επικεντρώνεται στη περιεκτικότητα των καρπών σε φαινόλες, ανθοκυάνες, ασκορβικό και ελλαγικό οξύ λόγω της σηµαντικής τους συµµετοχής στην συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα. Τελευταία έχει βρεθεί ότι στα κόκκινα σµέουρα η περιεκτικότητα σε ελλαγοταννίνες (υδρόλυση δίνουν ελλαγικό οξύ) (Mullen et al., 2002a) και ανθοκυάνες είναι κύριες οµάδες ουσιών που συνεισφέρουν στην συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα και ότι στα σµέουρα η αντιοξειδωτική ικανότητα έχει πολύ στενή συσχέτιση µε την ολική περιεκτικότητα σε φαινόλες (Wang and Lin, 2000; Liu et al., 2002). Επίσης ο συντελεστής συσχέτισης µεταξύ ολικών φαινολών και ελλαγικού οξέος βρέθηκε 0.98 (Anttonen and Karjalainen, 2004) που αυτό σηµαίνει ότι υψηλότερη περιεκτικότητα σε ολικές φαινόλες σηµαίνει υψηλότερη περιεκτικότητα και σε ελλαγικό οξύ. 256

261 Τελευταία άρχισε µια έντονη προσπάθεια στην Ευρώπη και τις Νοτιότερες περιοχές της για παραγωγή κατά την διάρκεια του χειµώνα στα θερµοκήπια (Brennan et al., 1999; Pritts et al., 1999). Το αυξηµένο αυτό ενδιαφέρον για την παραγωγή καρπών εκτός εποχής σε θερµότερα περιβάλλοντα (Βασιλακάκης 1997; Rosati et al., 1999; Oliveira et al., 1996, 1999) πιθανόν να συνεπάγεται πιθανά προβλήµατα αλατότητας λόγω της ποιότητας του νερού άρδευσης ή των εδαφών ή των συστηµάτων καλλιέργειας. Από την άλλη η αλατότητα µπορεί να έχει θετικές επιδράσεις στην ποιότητα, την αντοχή σε παθογόνα (Shannon and Grieve, 1999) αλλά και να βελτιώνει την αντιοξειδωτική ικανότητα όπως στους καρπούς τοµάτας (De Pascale et al., 2001). Η αλατότητα επίσης µπορεί να αυξήσει τα σάκχαρα και τα οξέα όπως στη φράουλα αλλά και σε άλλα φρούτα όπως η τοµάτα (Mizrahi et al., 1988; Adams, 1991), η γκουάβα (Walker et al., 1979), η γλυκοπιπεριά (Janse, 1989) και το αγγούρι (Chartzulakis, 1992) και πολλές φορές η αύξηση αυτή συσχετίστηκε µε την αύξηση της ξηράς ουσίας. Η µεγάλη βιολογική αξία των καρπών των µικρών οπωροφόρων επηρεάζεται από τις καλλιεργητικές συνθήκες, γενότυπο αλλά και παράγοντες που έχουν σχέση µε τη µεταχείριση του προϊόντος µετά τη συγκοµιδή. Στα σµέουρα οι επιδράσεις της συντήρησης και επεξεργασίας των καρπών στην αντιοξειδωτική ικανότητα και τη περιεκτικότητα σε φαινόλες έχει µελετηθεί (Rommel and Wrolstad, 1993a,b; Ancos et al., 2000a,b; Häkkinen et al., 2000a; Zafrilla et al., 2001). Επίσης, ερευνητικά δεδοµένα υπάρχουν και για την επίδραση του γενότυπου (Prior et al., 1998; de Ancos et al., 2000a; Mikkonen et al., 2001). Εντούτοις πολύ λίγα ερευνητικά δεδοµένα υπάρχουν για την επίδραση των καλλιεργητικών συνθηκών στην ποιότητα των καρπών. Επειδή στη βιβλιογραφία δεν υπάρχουν στοιχεία που να αναφέρουν επιδράσεις της αλατότητας στους καρπούς των κόκκινων σµέουρων και επειδή η αλατότητα είναι ένας από τους παράγοντες εκείνους που µπορούν να επηρεάσουν την ποιότητα, η παρούσα εργασία θα εστιασθεί στη µελέτη της επίδρασης της αλατότητας στην συνολική αντιοξειδωτική συµπεριφορά, τη συγκέντρωση φαινολών, ανθοκυανών, ασκορβικού οξέος και στα διαλυτά στερεά συστατικά, την οξύτητα και το ph των καρπών. 257

262 V.3. Υλικά και Μέθοδοι Το πείραµα διεξήχθη στο Ινστιτούτο Γεωργικών Ερευνών της Κύπρου την περίοδο Απριλίου-Ιουνίου 2005 και χρησιµοποιήθηκαν φυτά κόκκινου σµέουρου (Rubus idaeus L, Autumn Blis ) τα οποία αναπτύχθηκαν υπό συνθήκες θερµοκηπίου και υδροπονικής καλλιέργειας. Τα φυτά αναπτύχθηκαν σε πλαστικά κανάλια (17 x 20 x 17 εκ.) γεµάτα µε υδροπονικό περλίτη. Το µήκος των καναλιών ήταν 6 µ. µε κατεύθυνση Α- και αποστάσεις των φυτών επί του καναλιού 0.4 µ. και µεταξύ των καναλιών 1.2 µ. Ένας αριθµός 12 κληµατίδων/τρέχων µέτρο αφέθηκαν να αναπτυχθούν. Τα φυτά κατά τη διάρκεια του σταδίου ανάπτυξης κλαδεύτηκαν ώστε να έχουν όσο το δυνατότερο πιο οµοιόµορφη ανάπτυξη µε στόχο την οµοιόµορφη καρποφορία και καρπούς του ίδιου σταδίου ανάπτυξης. Πριν την έναρξη του πειράµατος αφαιρέθηκε το πλαστικό κάλυψης του θερµοκηπίου και αντικαταστάθηκε µε δίχτυ σκίασης 60% για την αποφυγή ανάπτυξης ψηλών θερµοκρασιών και ηλιοεγκαυµάτων στους καρπούς. Επίσης τοποθετήθηκε µια κυψέλη µε Βοµβίνους για να εξασφαλισθεί επαρκής γονιµοποίηση των ανθέων. Τα φυτά κατά τη διάρκεια του σταδίου ανάπτυξης αρδεύονταν µε θρεπτικό διάλυµα Hoagland (Hoagland and Arnon, 1950) ενώ 4 εβδοµάδες πριν την έναρξη του πειράµατος δόθηκε βρόχινο νερό για να γίνει έκπλυση του υποστρώµατος καλλιέργειας από τα άλατα. Κατά τη διάρκεια του πειράµατος επικρατούσαν οι εξής συνθήκες: Μέση µέγιστη 29.8 ο C και µέση ελάχιστη θερµοκρασία 15.4 ºC (µέση θερµοκρασία 22.6 ºC). Η µέση σχετική υγρασία ήταν 51%, η διάρκεια ηλιοφάνειας 10.9 ώρες και η ολική ηλιακή ακτινοβολία 20.4 MJ.m -2. Η φωτοσυνθετική ενεργός ακτινοβολία (PAR) κάτω από το δίχτυ κυµάνθηκε µεταξύ µmolco 2 m -2.s -1. Κατά την έναρξη του ρόδινου σταδίου ανάπτυξης των καρπών εφαρµόστηκαν 6 επίπεδα αλατότητας για 10 µέρες και µετά συνεχίστηκε κανονικά η παροχή του θρεπτικού διαλύµατος. Η συγκοµιδή των καρπών έγινε την 4 η, 7 η και 10 η ηµέρα από την ηµεροµηνία έναρξης εφαρµογής της αλατότητας και από την ηµεροµηνία λήξης εφαρµογής της αλατότητας (14 η, 17 η, και 20 η ηµέρα). Τα επίπεδα αλατότητας περιλάµβαναν την εφαρµογή του NaCl µαζί µε το θρεπτικό διάλυµα σε συγκεντρώσεις 0, 10, 20, 30 και 60 mm NaCl. Οι συγκεντρώσεις αυτές αντιστοιχούσαν σε ηλεκτρική αγωγιµότητα 1.57, 2.42, 3.40, 4.22, και 6.91 ms/cm στο διάλυµα άρδευσης αντίστοιχα. Το πείραµα είχε διάρκεια 20 ηµερών και η παροχή του θρεπτικού διαλύµατος γινόταν µέχρι απορροής από το υπόστρωµα καλλιέργειας. 258

263 Τα δείγµατα ήταν καρποί του ιδίου σταδίου ωρίµανσης και µεγέθους και για κάθε µεταχείριση λαµβάνονταν 50 καρποί. Οι καρποί αυτοί διατηρούνταν καταψύχονταν στους -80 ºC µέχρι την ηµεροµηνία ανάλυσης. Η πειραµατική διάταξη στο πείραµα ήταν τυχαιοποιηµένο σχέδιο πλήρων οµάδων µε 4 επαναλήψεις ανά µεταχείριση. Μεταχείριση ήταν η κάθε συγκέντρωση NaCl στο θρεπτικό διάλυµα. Σηµαδεύτηκαν 60 οµοιόµορφες κληµατίδες για κάθε µεταχείριση (15 κληµατίδες / επανάληψη) και από τις κληµατίδες αυτές παίρνονταν οι καρποί για τις αναλύσεις όπως περιγράφονται παρακάτω. IV.3.1 % Ξηρό βάρος καρπών Ολόκληροι καρποί ζυγίζονταν και ξηραίνονταν µε εξάχνωση υπό κενό. Μετά την απόκτηση σταθερού βάρους οι καρποί ξαναζυγίζονταν και το % ξηρό βάρος Α υπολογίστηκε µε βάση το τύπο 100 όπου Α = τελικό βάρος καρπών, Β = αρχικό Β βάρος καρπών. V.3.2 ιαλυτά Στερεά, ph, Ογκοµετρούµενη οξύτητα Η αναλυτική περιγραφή της µεθοδολογίας αναφέρεται στην Ενότητα Ι. V.3.3 Ασκορβικό οξύ (Βιταµίνη C) Η αναλυτική περιγραφή της µεθοδολογίας αναφέρεται στην Ενότητα Ι. V.3.4 Ανθοκυάνες Η αναλυτική περιγραφή της µεθοδολογίας αναφέρεται στην Ενότητα Ι. V.3.5 Εκχύλιση αντιοξειδωτικών και φαινολικών ουσιών Τα δείγµατα ξηράθηκαν σε εξάχνωση-ψύξη υπό κενό. Κατόπιν τα δείγµατα λειοτριβήθηκαν και οµογενοποιήθηκαν µε γουδί και γουδοχέρι. Ζυγίστηκε 1g δείγµατος και τοποθετήθηκε σε δοκιµαστικό σωλήνα για εκχύλιση, µε 10 ml εκχυλιστικού διαλύµατος (50% µεθανόλη, 1,2M HCI). (Vinson et al, 2001). Το µείγµα µετά από καλή ανάµειξη τοποθετήθηκε στους 4 ºC και στο σκοτάδι και µετά 24 ώρες λήφθηκε το υπερκείµενο εκχυλιστικό και αντικαταστάθηκε µε καινούργιο ίσου όγκου για ακόµη 48 ώρες. Ακολούθως το νέο υπερκείµενο λήφθηκε και 259

264 αναµείχθηκε µε το πρώτο, και αφού διηθήθηκε το νέο εκχύλισµα συµπληρώθηκε µέχρι τελικού όγκου 25 ml. V.3.6 Προσδιορισµός της συνολικής (µη-ενζυµικής) αντιοξειδωτικής ικανότητας οκιµή FRAP (ferric reducing / antioxidant power) (Benzie and Strain, 1996,1999). Η δοκιµή στηρίζεται στην αναγωγή κάτω από όξινες συνθήκες, της Fe +3 τριπυριδυλοτριαζίνης σε δισθενή µορφή, που έχει έντονο µπλε χρώµα και απορροφά στα 593 nm. Η αντίδραση είναι µη ειδική, ωστόσο οι µεταβολές της απορρόφησης αντανακλούν την «ολική» αναγωγική δύναµη του συνόλου των αντιοξειδωτικών ουσιών που βρίσκονται στο διάλυµα δοκιµής. Πρωτόκολλο εργασίας: Παρασκευάστηκαν τα παρακάτω διαλύµατα: Για τις ανάγκες της µεθόδου παρασκευάστηκαν τα εξής διαλύµατα: α) ρυθµιστικό διάλυµα οξικών 0,3Μ, ph 3,6, β) διάλυµα 2,4,6- tripyridil s triazine (TPTZ) 10mM σε 40 mm HCI, γ) διάλυµα FeCl. 3 6H 2 O 20 mm, δ) πρότυπο διάλυµα αντιοξειδωτικών ουσιών: 1000 µμ υδατικού διαλύµατος ασκορβικού οξέος. Το διάλυµα εργασίας της δοκιµής FRAP προήλθε αναµιγνύοντας τα διαλύµατα α, β και γ σε αναλογία 10:1:1. Σε δοκιµαστικό σωλήνα αναµίχθηκαν 3 ml διαλύµατος εργασίας και 100 ml δείγµατος ή πρότυπου διαλύµατος ασκορβικού οξέος. Το µίγµα µετά από καλή οµογενοποίηση σε ανακινητήρα επωάστηκε σε υδατόλουτρο στους 37 ºC. Ακριβώς 4 min µετά την ανάµειξη των αντιδραστηρίων µετρήθηκε η απορρόφηση στα 593 nm. Η συνολική µη ενζυµική αντιοξειδωτική δράση (τιµές FRAP) του τελικού εκχυλίσµατος, µε πρότυπο διάλυµα το ασκορβικό οξύ, εκφράστηκαν σε µμ σύµφωνα µε την εξίσωση Α 593 του αγνώστου FRAP = τιµή FRAP του γνωστού Α 593 του γνωστού Για διάλυµα 1000 µμ ασκορβικού οξέος η τιµή FRAP ισούται µε 2000 µμ καθώς το ασκορβικό οξύ έχει σταθερό στοιχειοµετρικό συντελεστή ίσον µε 2.0 στη µέθοδο FRAP. Επειδή το τελικό εκχύλισµα είχε όγκο 25 ml και χρησιµοποιήθηκε 1 (g) δείγµατος τότε: Τιµή FRAP δείγµατος (µmol / g ξ.β.) = 0,025 x τιµή FRAP εκχυλίσµατος (µμ) V.3.7 Ποσοτικός προσδιορισµός ολικών φαινολικών ουσιών Ο φασµατοφωτοµετρικός ποσοτικός προσδιορισµός των φαινολών µετρήθηκε µε το αντιδραστήριο Folin Cocialteu σύµφωνα µε την µέθοδο των Scalbert et al. (1989) 260

265 µε τροποποιήσεις. Στην περίπτωση αυτή και κάτω από τις συγκεκριµένες συνθήκες της ανάλυσης, οι φαινολικές ουσίες αντιδρούν µε το αντιδραστήριο Folin Cocialteu και σχηµατίζεται ένα έγχρωµο σύµπλοκο µε µέγιστο απορρόφησης στο 760 nm. Ωστόσο ο µοριακός συντελεστής απορρόφησης του συµπλόκου δεν είναι γνωστός και για το λόγο αυτό κατασκευάζεται καµπύλη αναφοράς ή πρότυπος καµπύλη, δηλαδή η γραφική παράσταση των τιµών οπτικής πυκνότητας (Α) διαλυµάτων σε σχέση µε την περιεκτικότητά τους σε πρότυπη ουσία. Ως πρώτιστη ουσία χρησιµοποιήθηκε το γαλλικό οξύ και τα αποτελέσµατα εκφράστηκαν ως ισοδύναµα γαλλικού οξέος. Με τη βοήθεια της καµπύλης αυτής και µετρώντας την οπτική πυκνότητα του αγνώστου διαλύµατος, υπολογίζεται η τιµή συγκέντρωσης της ουσίας στο διάλυµα. Στην περίπτωση που η καµπύλη αναφοράς δεν είναι ευθεία γραµµή σε όλα της, το µήκος θα πρέπει να χρησιµοποιηθεί µόνο το γραµµικό της τµήµα. Πρωτόκολλο εργασίας: Το αντιδραστήριο Folin Cocialteu αραιώθηκε σε αναλογία 1:10 και σε 2.5 ml αραιωµένου αντιδραστηρίου Folin Cocialteu προστέθηκαν σε 50 µl εκχυλίσµατος φυτικού ιστού και 450 µl απεσταγµένου Η 2 Ο (500 µl Η 2 Ο στην περίπτωση του τυφλού). Μετά από 30 sec προστέθηκαν 2 ml διαλύµατος Na 2 CO 3 (75 g/l). Στη συνέχεια το µείγµα, µετά από καλή ανάµειξη σε ανακινητήρα, επωάστηκε σε υδατόλουτρο στους 50 ºC για 5 λεπτά. Μετά την ψύξη του µείγµατος µετρήθηκε η απορρόφησή του στα 760 nm. Τα αποτελέσµατα της ανάλυσης εκφράστηκαν ως ισοδύναµα mg γαλλικού οξέος (GAE) ανά g ξηρού βάρους. V.4. Αποτελέσµατα V.4.1 % Ξηρή ουσία (Σχ. 1) Η περιεκτικότητα σε % ξηρή ουσία στους καρπούς αυξήθηκε σηµαντικά σε σχέση µε το µάρτυρα µε την επίδραση των διαφόρων συγκεντρώσεων του NaCl. Η αύξηση αυτή ήταν σηµαντική από την 4 η ηµέρα εφαρµογής της αλατότητας για όλα τα επίπεδα αλατότητας µε εξαίρεση το επίπεδο των 10 mm NaCl που αυξήθηκε σηµαντικά από την 7 η ηµέρα. Οι στατιστικά µεγαλύτερες τιµές σηµειώθηκαν την 10 η µέρα εφαρµογής του άλατος µε τις µεγαλύτερες τιµές να σηµειώνονται για τα επίπεδα αλατότητας 10 και 60 mm NaCl (15.0 και15.7% αντίστοιχα). Κατά την περίοδο ανάκτησης παρατηρήθηκε µείωση της % ξηρής ουσίας που ήταν σηµαντική και έφτασε στα επίπεδα του µάρτυρα την 17 η ηµέρα, ενώ την 20 η µέρα οι συγκεντρώσεις 30 και 60 mm NaCl προκάλεσαν σηµαντική επιπλέον µείωση της % ξηρής ουσίας των καρπών. 261

266 Η αλληλεπίδραση των επιπέδων αλατότητας και του χρόνου ήταν στατιστικά σηµαντική (Πίνακας1, Παράρτηµα Ι) το οποίο σηµαίνει ότι οι διάφορες µεταχειρίσεις επηρεάστηκαν από το χρόνο διαφορετικά. Έτσι η µεγαλύτερη αύξηση σε ξηρά ουσία σε σχέση µε το χρόνο προκλήθηκε από το επίπεδο το 10 mm NaCl το οποίο αύξησε τη ξηρή ουσία στους καρπούς από την 4 η έως την 10 η ηµέρα εφαρµογής του άλατος κατά 33.5% και η µεγαλύτερη µείωση σε % ξηρή ουσία προκλήθηκε τη περίοδο ανάκτησης από το επίπεδο των 60 mm NaCl από την 17 η έως την 20 η ηµέρα κατά 17.9%. V.4.2 ιαλυτά Στερεά (Σχ. 2) Κατά την περίοδο εφαρµογής του άλατος η αύξηση της αλατότητας στο θρεπτικό διάλυµα προκάλεσε σηµαντική αύξηση της περιεκτικότητας σε διαλυτά στερεά σε σχέση µε το µάρτυρα. Την 4 η µέρα εφαρµογής του άλατος σηµαντικά µεγαλύτερες τιµές σε σχέση µε το µάρτυρα είχαν οι συγκεντρώσεις 30 και 60 mm NaCl ενώ την 7 η ηµέρα µόνο η συγκέντρωση των 20 mm NaCl παρέµεινε στα επίπεδα του µάρτυρα. Την 10 η µέρα όλες οι συγκεντρώσεις ήταν σηµαντικά αυξηµένες σε σχέση µε το µάρτυρα µε τη µέγιστη τιµή (10.9%) να παρατηρείται στη συγκέντρωση 60 mm NaCl. Εκτός από το επίπεδο αλατότητας και ο χρόνος κατά την εφαρµογής της αλατότητας επέδρασε θετικά στην αύξηση της περιεκτικότητας σε διαλυτά στερεά, καθώς αυξανόµενου του χρόνου εφαρµογής αυξανόταν και η περιεκτικότητα σε διαλυτά στερεά µε τις µεγαλύτερες τιµές να σηµειώνονται τη 10 η ηµέρα εφαρµογής του άλατος. Κατά την περίοδο ανάκτησης η περιεκτικότητα σε διαλυτά στερεά επανήλθε στα επίπεδα του µάρτυρα από την 14 η ηµέρα µε εξαίρεση τις συγκεντρώσεις 10 και 60 mm NaCl όπου τα διαλυτά στερεά των καρπών έγιναν ίδια µε το µάρτυρα από την 17 η ηµέρα. Η αλληλεπίδραση των επιπέδων αλατότητας και του χρόνου ήταν στατιστικά σηµαντική (Πίνακας 2, Παράρτηµα Ι). Η µεγαλύτερη % αύξηση σε διαλυτά στερεά παρατηρήθηκε την περίοδο εφαρµογής από τη 4 η έως την 10 η ηµέρα από τη συγκέντρωση των 10 mm NaCl (46.4%) ενώ η µεγαλύτερη µείωση προκλήθηκε την περίοδο ανάκτησης από την 17 η έως την 20 η ηµέρα στα διαλυτά στερεά στους καρπούς από τα φυτά που είχαν υποστεί την επίδραση των 60 mm NaCl (14.8%). 262

267 V.4.3 ph των καρπών (Σχ. 3) Κατά την περίοδο εφαρµογής της αλατότητας το ph των καρπών είχε αυξητική τάση. Την 4 η ηµέρα εφαρµογής της αλατότητας όλα τα επίπεδα είχαν αυξηµένες τιµές σε σχέση µε το µάρτυρα µε την συγκέντρωση των 20 mm NaCl να είναι όµως σηµαντικά µικρότερη (3.37) σε σχέση µε τα 10 mm NaCl (3.45) και τα 60 mm NaCl (3.45). Την 7 η ηµέρα το ph των καρπών από τις συγκεντρώσεις 10 και 20 mm NaCl δεν διέφερε σηµαντικά από το µάρτυρα και κατά την 10 η ηµέρα µόνο η συγκέντρωση 20 mm NaCl ήταν ίδια µε το µάρτυρα ενώ οι άλλες συγκεντρώσεις είχαν στατιστικά µεγαλύτερο ph. Κατά την περίοδο ανάκτησης το ph διατηρήθηκε µεγαλύτερο από αυτό του µάρτυρα για όλη την περίοδο στους καρπούς από τα φυτά τα οποία είχαν δεχθεί προηγουµένως συγκεντρώσεις 30 και 60 mm NaCl ενώ οι καρποί από τα φυτά που δέχθηκαν τις συγκεντρώσεις 20 και 10 mm NaCl επανήλθαν στα επίπεδα του µάρτυρα την 17 η και 20 η ηµέρα αντίστοιχα. Η αλληλεπίδραση του επιπέδου αλατότητας και του χρόνου ήταν στατιστικά σηµαντική (Πίνακας 3, Παράρτηµα Ι). Για τα ψηλότερα επίπεδα αλατότητας (30 και 60 mm NaCl) µετά την απόκτηση της µέγιστης τιµής τους αυτή διατηρήθηκε σταθερή ενώ για τις χαµηλότερες συγκεντρώσεις (10 και 20 mm NaCl) δεν διατηρήθηκε σταθερή αλλά µειώθηκε σηµαντικά. V.4.4 Ογκοµετρούµενη Οξύτητα (Σχ. 4) Η ογκοµετρούµενη οξύτητα (% κιτρικό οξύ) αυξήθηκε σηµαντικά σε σχέση µε το µάρτυρα για όλα τα επίπεδα αλατότητας κατά την περίοδο εφαρµογής του άλατος και διατηρήθηκε περίπου στα ίδια επίπεδα για όλη την περίοδο εφαρµογής και όλα τα επίπεδα αλατότητας µε εξαίρεση τα 10mM NaCl που είχαν µια προσωρινή αύξηση (1.73%) την 7 η ηµέρα εφαρµογής ενώ επανήλθαν στα αρχικά επίπεδα την 10 η ηµέρα εφαρµογής. Κατά την περίοδο ανάκτησης παρατηρήθηκε µείωση της ογκοµετρούµενης οξύτητας των καρπών και οι µεταχειρίσεις που είχαν υποστεί τα διάφορα επίπεδα αλατότητας επανήλθαν στα επίπεδα του µάρτυρα την 14 η ηµέρα µε εξαίρεση τις µεταχειρίσεις 20 και 30 mm NaCl που επανήλθαν την 17 η ηµέρα ενώ επιπλέον στα 30 mm NaCl την 20 η ηµέρα παρατηρήθηκε και σηµαντική µείωση σε σχέση µε το µάρτυρα. Η αλληλεπίδραση µεταξύ του χρόνου και των επιπέδων αλατότητας κατά τη διάρκεια του πειράµατος ήταν σηµαντική (Πίνακας 4, Παράρτηµα Ι). Έτσι ενώ για τις 263

268 διάφορες µεταχειρίσεις οι τιµές της ογκοµετρούµενης οξύτητας των καρπών διατηρήθηκαν περίπου σταθερές στην κάθε περίοδο (εφαρµογής και ανάκτησης) για το µάρτυρα την περίοδο εφαρµογής µειώθηκε σηµαντικά ενώ την περίοδο ανάκτησης αυξήθηκε σηµαντικά. V.4.5 Ασκορβικό οξύ (Βιταµίνη C) (Σχ. 5) Η περιεκτικότητα σε ασκορβικό οξύ στους καρπούς αυξήθηκε σηµαντικά για όλα τα επίπεδα αλατότητας σε σχέση µε το µάρτυρα µε αυξητική πορεία κατά την περίοδο εφαρµογής. Σηµαντικά µεγαλύτερες τιµές σηµειώθηκαν την 7 η και 10 η µέρα εφαρµογής της αλατότητας µε τις µέγιστες τιµές να σηµειώνονται την 10 η ηµέρα εφαρµογής από τις συγκεντρώσεις 10 και 60 mm NaCl στο θρεπτικό διάλυµα (47.7 και 46.1 mg ascorbic acid / 100g f.wt. αντίστοιχα). Κατά την περίοδο ανάκτησης µειώθηκε η περιεκτικότητα σε ασκορβικό οξύ στους καρπούς όµως παρέµεινε σε ψηλότερα επίπεδα από αυτά του µάρτυρα για όλα τα επίπεδα αλατότητας και όλη την περίοδο ανάκτησης. Οι σηµαντικά ψηλότερες τιµές την περίοδο αυτή παρατηρήθηκαν την 14 η ηµέρα, ενώ την 17 η και 20 η ηµέρα οι τιµές παρέµειναν στατιστικά ίδιες και χαµηλότερες. εν υπήρχε σηµαντική αλληλεπίδραση µεταξύ χρόνου και επιπέδων αλατότητας (Πίνακας 5, Παράρτηµα Ι). V.4.6 Ανθοκυάνες (Σχ. 6) Η ολική συγκέντρωση ανθοκυανών τόσο κατά την περίοδο εφαρµογής όσο και κατά την περίοδο ανάκτησης δεν παρουσίασε στατιστικά σηµαντικές διαφορές µεταξύ των διαφόρων επιπέδων αλατότητας ενώ η πορεία µεταβολής της συγκέντρωσης ανθοκυανών µε τον χρόνο δεν ήταν σταθερή. Επίσης δεν υπήρξε σηµαντική αλληλεπίδραση µεταξύ του χρόνου και του επιπέδου αλατότητας για όλη τη διάρκεια του πειράµατος (Πίνακας 6, Παράρτηµα Ι). V.4.7 Φαινολικές ουσίες (Σχ. 7) Κατά την περίοδο εφαρµογής της αλατότητας η περιεκτικότητα σε φαινολικές ουσίες είχε αυξητική τάση µε σηµαντικά µεγαλύτερες τιµές να παρατηρούνται την 7 η και 10 η ηµέρα εφαρµογής του άλατος. Τα επίπεδα αλατότητας είχαν σηµαντικά µεγαλύτερες τιµές από το µάρτυρα από την 4 η ηµέρα εφαρµογής της αλατότητας, αλλά δεν παρουσίασαν µεταξύ τους στατιστικά σηµαντικές διαφορές. 264

269 Κατά την περίοδο ανάκτησης οι τιµές διατηρήθηκαν στα ίδια περίπου επίπεδα αλλά σε σηµαντικά ψηλότερα επίπεδα από αυτά του µάρτυρα. Η αλληλεπίδραση επιπέδων αλατότητας και χρόνου δεν ήταν στατιστικά σηµαντική (Πίνακας 7, Παράρτηµα Ι). V.4.8 Συνολική Αντιοξειδωτική Ικανότητα (FRAP) (Σχ. 8) Κατά την περίοδο εφαρµογής της αλατότητας η συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα των καρπών αυξήθηκε σηµαντικά σε σχέση µε το µάρτυρα από την 7 η ηµέρα εφαρµογής του άλατος για όλα τα επίπεδα αλατότητας, τα οποία δεν παρουσίασαν στατιστικά σηµαντικές διαφορές µεταξύ τους. Κατά την περίοδο ανάκτησης τα φυτά που είχαν υποστεί τις µεταχειρίσεις της αλατότητας συνέχισαν να έχουν καρπούς µε συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα ψηλότερη του µάρτυρα και στα ίδια επίπεδα όπως την περίοδο εφαρµογής και µόνο την 20 η ηµέρα µειώθηκαν σηµαντικά και επανήλθαν στα επίπεδα του µάρτυρα. Η αλληλεπίδραση επιπέδων αλατότητας και χρόνου δεν ήταν στατιστικά σηµαντική (Πίνακας 8, Παράρτηµα Ι). V.4.9 Συντελεστής συσχέτισης διαφόρων ποιοτικών χαρακτηριστικών (ως µ. όροι όλης της διάρκειας του πειράµατος) (Πίνακας 1, Παράρτηµα ΙΙ): Η συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα (FRAP) είχε υψηλό συντελεστή συσχέτισης (r=0.85) µε την περιεκτικότητα σε φαινολικές ουσίες την περιεκτικότητα σε ασκορβικό οξύ (r=0.76) και την περιεκτικότητα σε διαλυτά στερεά (r=0.68). Σε όλες τις περιπτώσεις η συσχέτιση ήταν στατιστικά σηµαντική. Οι φαινολικές ουσίες είχαν σηµαντικό συντελεστή συσχέτισης εκτός από την FRAP και µε την περιεκτικότητα σε ασκορβικό οξύ (r=0.80) και τα διαλυτά στερεά (r=0.73) όπως και µε το ph των καρπών (r=0.71). Η περιεκτικότητα σε ασκορβικό οξύ επιπρόσθετα µε τη FRAP και τις φαινολικές ουσίες σηµαντική συσχέτιση είχε και µε την περιεκτικότητα σε διαλυτά στερεά (r=0.81) και το ph των καρπών (r=0.62). Η περιεκτικότητα σε διαλυτά στερεά εκτός από το ασκορβικό τη FRAP και τις φαινόλες έδειξε ότι συσχετίζεται σηµαντικά και µε το ph των καρπών. Τέλος η αύξηση της συγκέντρωσης του άλατος στο θρεπτικό διάλυµα είχε µόνο µε το ph των καρπών σηµαντική συσχέτιση. 265

270 V.5. Συζήτηση V.5.1 % ξηρή ουσία Η συγκέντρωση της ξηρής ουσίας (%) στους καρπούς αυξήθηκε µε την επίδραση της αλατότητας και µε το χρόνο εφαρµογής της αλατότητας κατά το στάδιο εφαρµογής. Η αύξηση αυτή της ξηράς ουσίας όµως δεν ήταν ανάλογη της συγκέντρωσης του NaCl στο θρεπτικό διάλυµα. Κατά την περίοδο ανάκτησης η ξηρή ουσία στους καρπούς που προήλθαν από τα φυτά που είχαν υποστεί την επίδραση της αλατότητας επανήλθε στα επίπεδα του µάρτυρα µετά την 4 η ηµέρα από τη λήξη εφαρµογής της αλατότητας. Αυτό πιθανόν να δείχνει ότι το πλεονέκτηµα της αύξησης της ξηρής ουσίας µε την εφαρµογή της αλατότητας χάνεται σχετικά νωρίς κατά την περίοδο ανάκτησης και στις υψηλότερες συγκεντρώσεις του άλατος µπορεί το αποτέλεσµα τελικά να είναι και αρνητικό. Αύξηση της ξηρής ουσίας µε την αλατότητα βρέθηκε και για άλλα φυτά όπως η τοµάτα (Adams and Ho, 1989; Adams 1991; Petersen et al., 1998) και η φράουλα (Awang et al., 1993) και πολλές φορές η αύξηση αυτή αποδίδεται στη µείωση στους καρπούς της περιεκτικότητας σε νερό (Cuartero and Ferandez-Munoz, 1999; Ho et al., 1987), παρά στην αύξηση αυτής καθαυτής της ξηράς ουσίας. Έτσι στην µελέτη αυτή όπως και στη φράουλα (Keutgen and Keutgen, 2003) η αύξηση της ξηρής ουσίας ενδεχοµένως να συνδέεται µε τις αλλαγές στα ποιοτικά χαρακτηριστικά των καρπών. V.5.2 ιαλυτά στερεά Η συγκέντρωση των διαλυτών στερεών στους καρπούς αυξήθηκε µε την επίδραση της αλατότητας και µε το χρόνο εφαρµογής της, όµως δεν αυξήθηκε ανάλογα και µε το επίπεδο αλατότητας. Ο γενικός µέσος όρος των διαλυτών στερεών που παρατηρήθηκε στην εργασία αυτή ήταν 9.13% Brix και είναι στα ίδια περίπου επίπεδα µε τις τιµές που είχε η ίδια ποικιλία στην Ισπανία (9.26% Brix) (Ancos et al., 2000b) ενώ µε την επίδραση της αλατότητας σηµειώθηκαν τιµές µεταξύ % Brix. Η αύξηση των διαλυτών στερεών στους καρπούς πιθανόν να οφείλεται στη συγκέντρωση οργανικών ουσιών και ιόντων τα οποία παράγονται τυπικά στα φυτά που βρίσκονται υπό την επίδραση της αλατότητας (Hasegawa et al., 2000). Σε φυτά όπως η φράουλα, η τοµάτα (Mizrahi et al., 1988; Adams, 1991) η γκουάβα (Walker et al., 1979), η πιπεριά (Janse, 1989) και το αγγούρι (Chartzulakis, 1992) αυξήθηκαν τα σάκχαρα και τα οξέα µε την επίδραση της αλατότητας. Κατά την περίοδο ανάκτησης 266

271 στους καρπούς, από τα φυτά που είχαν υποστεί την αλατότητα, τα διαλυτά στερεά επανήλθαν στα επίπεδα του µάρτυρα σχετικά νωρίς προτείνοντας ότι το δυνατό πλεονέκτηµα που πιθανόν να απέκτησαν οι καρποί νωρίτερα τα χάνουν γρήγορα µετά την λήξη εφαρµογής του άλατος. V.5.3 Oγκοµετρούµενη οξύτητα H oγκοµετρούµενη οξύτητα στους καρπούς αυξήθηκε µε την επίδραση της αλατότητας κατά την περίοδο εφαρµογής των αλάτων και κυµάνθηκε στα ίδια περίπου επίπεδα για όλες τις συγκεντρώσεις αλατότητας. Η αύξηση στην ογκοµετρούµενη οξύτητα µε την αλατότητα έχει αναφερθεί και στην τοµάτα (Kafkafi et al., 1982; Feigin et al., 1987; Martinez and Cerda, 1989), στο αγγούρι (Martinez and Cerda, 1989), στη µελιτζάνα (Savvas and Lenz, 1996) και στο πεπόνι (Feigin et al.,1987) και έχει συνδεθεί µε την αύξηση των οργανικών οξέων. Η σύνθεση των οργανικών οξέων σε διάφορες ποικιλίες σµέουρων που καλλιεργήθηκαν στην Ισπανία έδειξαν ότι το 90% των οργανικών οξέων ήταν το κιτρικό οξύ (Haffner et al., 2002). Κατά την περίοδο ανάκτησης η οξύτητα των καρπών από τα φυτά που είχαν υποστεί προηγουµένως την αλατότητα επανήλθε αµέσως στα επίπεδα του µάρτυρα. Ο γενικός µέσος όρος για την ογκοµετρούµενη οξύτητα ήταν 1.58 % citric acid (g of citric acid / 100 g of f.wt). V.5.4 ph των καρπών Το ph των καρπών αυξήθηκε µε την επίδραση της αλατότητα µε τις υψηλότερες συγκεντρώσεις NaCl στο θρεπτικό διάλυµα να δίνουν καρπούς τόσο κατά την περίοδο εφαρµογής όσο και µετά τη λήξη της εφαρµογής της, των οποίων το ph υπερείχε του µάρτυρα σηµαντικά. Τα χαµηλότερα δύο επίπεδα αλατότητας δεν είχαν µια σαφή τάση µεταβολής και κατά τη διάρκεια του πειράµατος κυµάνθηκαν ψηλότερα ή στα ίδια επίπεδα µε του µάρτυρα. Ο γενικός µέσος όρος για το ph ήταν V.5.5 Ανθοκυάνες Η συγκέντρωση των ανθοκυανών στους καρπούς δεν έδειξε ότι επηρεάζεται ούτε από τα επίπεδα αλατότητας ούτε από το χρόνο εφαρµογής τους. Καθ όλη τη διάρκεια του πειράµατος η συγκέντρωση των ανθοκυανών στους καρπούς δεν είχε σαφή τάση µεταβολής και δεν υπήρξαν διαφορές ούτε µεταξύ των µεταχειρίσεων αλλά ούτε 267

272 µεταξύ των µεταχειρίσεων και του µάρτυρα. Αυτό ενδεχοµένως οφειλόταν στο ότι η συγκέντρωση ανθοκυανών στους καρπούς επηρεάστηκε περισσότερο από άλλους παράγοντες όπως το στάδιο ωριµότητας (Barrit and Torre, 1975; Prior et al, 1998; Haffner et al., 2002) παρά από το οσµωτικό στρες λόγω αλατότητας. Παρόµοια αποτελέσµατα βρέθηκαν και στην φράουλα (Awang et al., 1993). Αυτό δείχνει ότι η επίδραση της αλατότητας δεν επηρέασε την έκφραση των υπεύθυνων γονιδίων για την παραγωγή εκείνων των ενζύµων που σχετίζονται µε την βιοσύνθεση των ανθοκυανών (φλαβονοειδών). Στη φράουλα η δραστηριότητα του ενζύµου φαινυλαλανιν-αµµωνια-λυάση (PAL) που εµπλέκεται στη βιοσύνθεση των ανθοκυανών (Παρασκευοπούλου-Παρούση, 1995) αυξάνεται σε ψηλότερες θερµοκρασίες (Wang and Zheng, 2001) και µε την επίδραση του φωτός και την ωρίµανση (Cheng and Breen, 1991). Το κόκκινο χρώµα των καρπών σµέουρου είναι συνδεδεµένο µε τη συγκέντρωση ανθοκυανών (Ancos et al., 2000a) και βαθύτερο κόκκινο χρώµα έχει µεγαλύτερη αντιοξειδωτική ικανότητα (Liu et al., 2002). Επίσης το µέγεθος του καρπού είναι δυνατό να επηρεάζει τη συγκέντρωση ανθοκυανών (Wang and Stretch, 2001; Moyer et al., 2002). Επίσης οι ανθοκυάνες ενώ συµµετέχουν σηµαντικά στη συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα (Wang and Lin, 2000; Mullen et al., 2002a) των καρπών σµέουρων, ο ρόλος τους σε σχέση µε άλλες ουσίες που συµµετέχουν στην αντιοξειδωτική ικανότητα όσο αφορά την αναστολή των καρκινικών κυττάρων, την προστασία των αγγείων και της καρδιάς ενδεχοµένως να είναι λιγότερο δραστικός (Tsuda et al., 1999; Liu et al., 2002; Anttonen and Karjalainen, 2005). Στην οµάδα των ανθοκυανών στους καρπούς των σµέουρων η κύρια ουσία είναι η cyanidin-3- sophoroside µε µικρότερες συγκεντρώσεις σε cyanidin-3-(2 G -glucosylrutinoside), cyanidin -3-glucoside, cyanidin-3-rutinoside, pelargonidin-3-sophoroside, pelargonidin-3-(2 G -glucosylrutinoside), και pelargonidin-3-glucoside. (Mullen et al., 2002a). Στην εργασία αυτή η σύνθεση αυτή της κατηγορίας των φαινολικών ουσιών δεν φαίνεται ότι µπόρεσε να προκληθεί από την αλατότητα κάτω από τις συγκεκριµένες συνθήκες του πειράµατος. V.5.6 Ασκορβικό οξύ (Βιταµίνη C) Η περιεκτικότητα σε ασκορβικό οξύ στους καρπούς αυξήθηκε σηµαντικά µε την επίδραση της αλατότητας και η αύξηση αυτή ήταν µεγαλύτερη µε την αύξηση του χρόνου εφαρµογής της αλατότητας. Η αύξηση αυτή σε σχέση µε το µάρτυρα για όλα τα επίπεδα αλατότητας διατηρήθηκε καθ όλη τη διάρκεια του πειράµατος αλλά την 268

273 περίοδο ανάκτησης η πορεία µεταβολής ήταν πτωτική. Επίσης από τις συγκεντρώσεις του άλατος η συγκέντρωσης 10 mm NaCl έδωσε σταθερά τις µεγαλύτερες περιεκτικότητες σε ασκορβικό οξύ στους καρπούς κατά την διάρκεια του πειράµατος. Εν κατακλείδι η αλατότητα ενεργοποίησε εκείνους τους µηχανισµούς που είναι υπεύθυνοι για την παραγωγή του ασκορβικού οξέος ή την µη αποικοδόµησή του ενώ η αύξηση της συγκέντρωσης της αλατότητας δεν αύξησε απαραίτητα και την συγκέντρωση του ασκορβικού οξέος στους καρπούς. ηλαδή, η επαγωγή της παραγωγής του ασκορβικού οξέος ήταν φαινόµενο ποιοτικό αλλά όχι ποσοτικό. Αύξηση της περιεκτικότητας σε ασκορβικό οξύ µε την αλατότητα βρέθηκε και στην τοµάτα (Adams 1991; Petersen et al., 1998; De Pascale et al., 2001) ενώ υψηλή περιεκτικότητα σε ασκορβικό οξύ έχει αποδειχθεί ότι συνδέεται µε υψηλή περιεκτικότητα σε ξηρή ουσία και πιθανόν µε µια έµµεση επίδραση των ανόργανων θρεπτικών στοιχείων (Παρασκευοπούλου-Παρούση, 1995). Το ασκορβικό οξύ ενώ θεωρείται µια κύρια αντιοξειδωτική ουσία στα σµέουρα µαζί µε ελλαγοτανίνες και ανθοκυάνες (Mullen et al., 2002b), υπάρχουν αναφορές ότι συµµετέχει στη συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα σε ποσοστό από 6% (Kalt et al., 1999) έως και 15% (Stewart et al., 2001), και µόνο 0.4% στα µήλα (Eberhardt, 2000) που αυτό δείχνει ότι η κύρια αντιοξειδωτική δράση προέρχεται και από άλλες οµάδες ουσιών. (Liu et al., 2002). Η περιεκτικότητα σε ασκορβικό οξύ στα σµέουρα έχει αναφερθεί ότι είναι γύρω στα 25 mg / 100g f.wt. (Kalt et al., 1999). Επίσης, οι Ancos et al. (2000b) αναφέρουν ότι τα σµέουρα περιέχουν µεταξύ mg ασκορβικού οξέος / 100g f.wt. Στην εργασία αυτή οι τιµές του µάρτυρα βρίσκονταν µέσα σε αυτά τα όρια ενώ τα επίπεδα αλατότητας προκάλεσαν αύξηση του ασκορβικού οξέος µέχρι 1.7 φορές από αυτή που έχει αναφερθεί. V.5.7 Φαινολικές ουσίες Η περιεκτικότητα των καρπών σε φαινολικές ουσίες αυξήθηκε σηµαντικά µε την επίδραση της αλατότητας και η αύξηση αυτή ακολούθησε ανοδική πορεία κατά την περίοδο εφαρµογής. Η αύξηση της συγκέντρωσης των φαινολικών ουσιών για όλα τα επίπεδα αλατότητας σε σχέση µε το µάρτυρα διατηρήθηκε για όλη τη διάρκεια του πειράµατος. Σε αυτή την εργασία η αλατότητα πιθανόν να ενεργοποίησε εκείνους τους µηχανισµούς του δευτερογενή µεταβολισµού που είναι υπεύθυνοι για την παραγωγή φαινολικών ουσιών αλλά η αύξηση της συγκέντρωσης του άλατος δεν είχε και ανάλογη αύξηση στη συγκέντρωση των φαινολικών ουσιών. Πολλοί παράγοντες 269

274 µπορούν να επηρεάσουν τη συγκέντρωση των φαινολικών ουσιών στους καρπούς όπως η εποχή καλλιέργειας, η ποικιλία, οι περιβαλλοντικές και κλιµατικές συνθήκες, τα παθογόνα, ο τύπος εδάφους, η γεωγραφική ζώνη και το στάδιο ωριµότητας. (Sellappan et al., 2002). Έχει ήδη αναφερθεί ότι ψηλότερες θερµοκρασίες (Anttonen and Karjalainen, 2005) (ηµέρας και νύχτας) αυξάνουν τη συγκέντρωση των φλαβονών και ανθοκυανών στις φράουλες (Wang and Zheng, 2001). Η αύξηση της συγκέντρωσης του CO 2 επίσης αυξάνει τις φαινολικές ουσίες και την αντιοξειδωτική ικανότητα των καρπών (Wang et al., 2003). Μείωση της εδαφικής υγρασίας στο τσάι µείωσε τη δραστηριότητα του ενζύµου φαινυλ-αλανιν-αµµωνια-λυάση µε αποτέλεσµα τη χαµηλότερη σύνθεση φαινολικών ουσιών. Επίσης υψηλά επίπεδα αζώτου µπορούν να µειώσουν τα επίπεδα ορισµένων φαινολικών ουσιών. (Keinänen et al., 1999). Στους καρπούς των φυτών της οικ. Rosaceae οι φαινολικές ουσίες αντιπροσωπεύονται από µορφολογικά διαφορετικές κλάσεις ουσιών οι οποίες δηµιουργούν διαφόρων ειδών δεσµούς και σύµπλοκα (Määttä et al., 2004). Η κύρια κλάση φαινολικών ουσιών αντιπροσωπεύεται από γαλλο- και ελλαγο-ταννίνες (υδρολυόµενες τανίνες - hydrolyzable tannins) µε τις ανθοκυάνες σαν δεύτερη κύρια οµάδα ουσιών και σε µικρότερες συγκεντρώσεις υδροκινναµικό οξύ (hydrocinnamic acids), φλαβονόλες (flavonols), φλαβον-3-όλες (flaron-3-ols) και µε τις προανθοκυανιδίνες (proanthocyanidins) να ακολουθούν στο µικρότερο ποσοστό (Määttä et al., 2004). Οι υδρολυόµενες τανίνες (hydrolyzable tannins) αποτελούνται από polyol core (e.g glucose or quinic acid) και τον εστέρα τους µε το γαλλικό οξύ (γαλλοταννίνες) ή/και το hexahydroxydiphenic acid (HHDP) (ελλαγοταννίνες) που µετά από όξινη υδρόλυση ελευθερώνεται το ελλαγικό οξύ (Määttä et al., 2004). Το ελλαγικό οξύ είναι µια βιοενεργή προστατευτική ουσία εναντίων πολλών µορφών καρκίνου (Maas et al., 1991a; Stoner and Morse1997), αντιµεταλλαξογόνο, εναντίων των ιών και το άσπρισµα του δέρµατος και µε αντιοξειδωτικές ιδιότητες (Amakura et al., 2000). Tο ελλαγικό οξύ αντιπροσωπεύει το 88% των ολικών φαινολικών ουσιών στους καρπούς των σµέουρων (Häkkinen et al., 1999). Η περιεκτικότητα των σµέουρων σε φαινολικές ουσίες από τη βιβλιογραφία αναφέρονται mg GA / g d.wt. (Prior et al., 1998; Ancos et al, 2000a,b, Anttonen and Karjalainen 2005). Στη µελέτη αυτή η συγκέντρωση των φαινολικών ουσιών είχε µεγαλύτερες τιµές από αυτές που αναφέρονται στη βιβλιογραφία mg GA / g d.wt. και αυτό πιθανόν να οφείλεται εκτός από την επίδραση της 270

275 αλατότητας, ενδεχοµένως και σε άλλους παράγοντες που µπορούν να επηρεάσουν τη συγκέντρωση των φαινολικών ουσιών στους καρπούς (Sellapan et al., 2002). V.7.8 Συνολική Αντιοξειδωτική ικανότητα (τιµές FRAP) Η συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα στους καρπούς, όπως αυτή είχε µετρηθεί µε το µέθοδο FRAP, αυξήθηκε σηµαντικά σε σχέση µε το µάρτυρα για όλα τα επίπεδα αλατότητας µετά από 7 ηµέρες εφαρµογής του άλατος και διατηρήθηκε στα ίδια επίπεδα τόσο για την υπόλοιπη περίοδο εφαρµογής των αλάτων όσο και κατά την περίοδο ανάκτησης µέχρι και την 17 η ηµέρα. Την 20 η ηµέρα επανήλθε στα επίπεδα του µάρτυρα. Τα διάφορα επίπεδα αλατότητας δεν έδωσαν στατιστικά διαφορετικές τιµές καθ όλη τη διάρκεια του πειράµατος. Τα πιο πάνω αποτελέσµατα δείχνουν ότι η αύξηση της δόσης της αλατότητας δεν αύξησε και την συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα και ότι το ερέθισµα που προκλήθηκε από την αλατότητα φαίνεται ότι διατηρείται µόνο για ένα ορισµένο χρονικό διάστηµα µετά τη λήξη εφαρµογής της αλατότητας. Οι ουσίες που συµµετέχουν στην αντιοξειδωτική ικανότητα στα φρούτα και λαχανικά είναι πολλές και διαφορετικές έτσι ώστε να δηµιουργείται ένα πολύ καλά οργανωµένο αντιοξειδωτικό σύστηµα (Steinmetz and Potter, 1991; Ames et al., 1993). Από αυτές τις βιοενεργές ουσίες το ασκορβικό οξύ αναφέρεται στη βιβλιογραφία (Omaye and Zhang, 1998) σαν ένα σηµαντικό και παραδοσιακό αντιοξειδωτικό. Επίσης, επιπρόσθετα από τις γνωστές βιταµίνες C, Ε και τα καροτενοειδή, µια άλλη πολύ σηµαντική οµάδα ουσιών οι οποίες συνεισφέρουν σηµαντικά στην αντιοξειδωτική ικανότητα είναι οι φαινολικές ουσίες (Hertog et al., 1994; Robards et al., 1999). Οι καρποί των µικρών οπωροφόρων είναι πολύ πλούσιοι σε αυτά τα φλαβονοειδή και φαινολικά οξέα (Heinonen et al., 1998). Στα κόκκινα σµέουρα η συγκέντρωση ολικών φαινόλων, φλαβονοειδών και ανθοκυανών συνεισφέρουν σηµαντικά στην αντιοξειδωτική ικανότητα (Wang and Lin, 2000; Liu et al., 2002), ενώ η βιταµίνη C παρόλο που θεωρείται σηµαντική αντιοξειδωτική ουσία συνεισφέρει σε µικρότερο ποσοστό στη συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα (Kalt et al., 1999) και πιθανόν η αντιοξειδωτική συµπεριφορά στα σµέουρα να οφείλεται κυρίως σε άλλες κατηγορίες ουσιών (Wang et al., 1996; Liu et al., 2002). Από πρόσφατες έρευνες (Stewart et al., 2001; Deighton et al., 2002) στα σµέουρα βρέθηκε ότι η σύνθεση της αντιοξειδωτικής οµάδας των ουσιών αποτελείται από τη βιταµίνη C 15%, τις ανθοκυάνες 20% τα φλαβονοειδή<5%, τις κατεχίνες (catechins) 5-10% και το υπόλοιπο µεγαλύτερο 271

276 ποσοστό από κάποιον άλλο παράγοντα. Η στενή συσχέτιση φαινολών και αντιοξειδωτικής δράσης υποδηλώνει ότι ο παράγοντας αυτός πιθανόν να είναι φαινολική ουσία και ειδικότερα glycosylated phenolics. Έτσι αύξηση της αντιοξειδωτικής ικανότητας σε αυτή τη µελέτη σε συνδυασµό µε την αύξηση σε ολικές φαινόλες, αύξηση του ασκορβικού οξέος αλλά όχι αύξηση των ανθοκυανών και λαµβάνοντας υπόψη ότι α) η κύρια κλάση των φαινολικών ουσιών στα σµέουρα είναι οι γαλλο- και ελλαγο-ταννίνες, β) οι ανθοκυάνες είναι η δεύτερη κυριότερη οµάδα., γ) το ελλαγικό οξύ αποτελεί το 88% των ολικών φαινολικών ουσιών και δ) η συγκέντρωση των φλαβονόλων είναι χαµηλή στα σµέουρα συνεπάγεται ότι η αύξηση των φαινολικών ουσιών που παρατηρήθηκε οφειλόταν κυρίως στην αύξηση των γαλλο- και ελλαγο-ταννινών δηλ. του ελλαγικού οξέος το οποίο ενδεχοµένως αύξησε και την συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα στους καρπούς των κόκκινων σµέουρων µε την επίδραση της αλατότητας. V.7.9 Συντελεστής συσχέτισης Από το συντελεστή συσχέτισης φαίνεται ότι η συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα είχε υψηλό βαθµό συσχέτισης µε την περιεκτικότητα σε φαινολικές ουσίες ( =0.85). Παρόµοια αποτελέσµατα έχουν βρεθεί και από άλλους ερευνητές (Wang and Lin, 2000; Liu et al., 2002). Επίσης, από τη βιβλιογραφία αναφέρεται ότι οι ολικές φαινόλες και το ελλαγικό οξύ στα σµέουρα έχουν συντελεστή συσχέτισης 0.98 και ότι το ελλαγικό οξύ αποτελεί το 88% των ολικών φαινολών (Häkkinen et al., 1999; Anttonen and Karjalainen, 2005). Αυτό δείχνει ότι παρόλο που το ελλαγικό οξύ δεν µετρήθηκε στη συγκεκριµένη µελέτη πιθανόν η αλατότητα να αύξησε τα επίπεδα του ελλαγικού οξέος σε σχέση µε το µάρτυρα σε σηµαντικό βαθµό. Η συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα παρουσίασε επίσης υψηλό βαθµό συσχέτισης µε την περιεκτικότητα σε ασκορβικό οξύ δείχνοντας ότι υψηλότερες τιµές ασκορβικού οξέος συνεπάγονται και υψηλότερες τιµές σε αντιοξειδωτική ικανότητα παρ όλο που στη βιβλιογραφία αναφέρεται ότι το ασκορβικό οξύ συµµετέχει σε µικρότερο ποσοστό στην αντιοξειδωτική ικανότητα στους καρπούς των σµέουρων από άλλες οµάδες ουσιών (Liu et al., 2002). Επίσης, το ασκορβικό οξύ έδειξε να σχετίζεται σηµαντικά και µε τα διαλυτά στερεά και τις φαινολικές ουσίες. Αυτό ενδεχοµένως εξηγείται γιατί τα διαλυτά στερεά όπου ανήκουν οι υδατάνθρακες διασπώνται τελικά σε απλά σάκχαρα όπως η γλυκόζη. Από τη γλυκόζη µε αναγωγή 272

277 της αλδεϋδικής της οµάδας προκύπτει ή σορβιτόλη που χρησιµοποιείται για τη σύνθεση της βιταµίνης C ( ιαµαντίδης, 1994). Η αντιοξειδωτική ικανότητα έδειξε να έχει σηµαντική συσχέτιση και µε την περιεκτικότητα σε διαλυτά στερεά. Αυτό πιθανόν να δείχνει ότι πολλές φαινολικές ουσίες βρίσκονται σε µορφή συµπλοκών µε τα σάκχαρα όπως το p-coumaric acid ή ως εστέρας µε σάκχαρα και οι υδρολυόµενες τανίνες (hydrolyzable tannins) αποτελούνται από π.χ. γλυκόζη εστεροποιηµένη µε γαλλικό οξύ ή ελλαγικό οξύ (Määttä-Riihinen et al., 2004). Επίσης, η γλυκόλυση είναι µια από τις κύριες µεταβολικές οδούς που σχετίζεται µε το µεταβολισµό του σικιµικού οξέος από το οποίο προέρχονται οι φαινολικές ουσίες ( ιαµαντίδης, 1994) και αυτό δείχνει και ο συντελεστής συσχέτισης των φαινολικών ουσιών και των διαλυτών στερεών που ήταν στατιστικά σηµαντικός. Η αντιοξειδωτική ικανότητα µε τις ανθοκυάνες δεν είχε σηµαντική συσχέτιση. Στη βιβλιογραφία αναφέρεται ότι η αντιοξειδωτική ικανότητα µε τις φαινόλες έχει µια δυνατή συσχέτιση και µε τις ανθοκυάνες µια µέση συσχέτιση (Sellapan et al., 2002). Επίσης. υπάρχουν αναφορές στη βιβλιογραφία ότι µεταξύ των ολικών φαινόλων και των ανθοκυανών δεν υπήρξε σηµαντική συσχέτιση στα βατόµουρα, blueberries και Ribes (Moyer et al., 2002). Εντούτοις πολλοί ερευνητές αναφέρουν ότι η αύξηση των ανθοκυανών συνεπάγεται και αύξηση της αντιοξειδωτικής ικανότητας (Wang and Lin 2000; Liu et al., 2002; Mullen et al., 2002a, b) και το ότι δεν υπήρξε συσχέτιση στη συγκεκριµένη µελέτη, όπως έχει ήδη αναφερθεί, ίσως να οφείλεται στο ότι άλλοι παράγοντες όπως η ωριµότητα των καρπών να επηρέασαν περισσότερο την συγκέντρωση των ανθοκυανών από την επίδραση της αλατότητας. Τέλος η αύξηση της συγκέντρωσης του άλατος δεν αύξησε ανάλογα και την αντιοξειδωτική ικανότητα των καρπών. Αυτό σηµαίνει ότι µπορεί να χρησιµοποιηθούν χαµηλά επίπεδα αλατότητας για την επαγωγή σχηµατισµού των αντιοξειδωτικών ουσιών. Εντούτοις το αποτέλεσµα δεν είναι µόνιµο. 273

278 Βιβλιογραφία 1. Adams, P Effect of increasing salinity of the nutrient solution with major nutrients or sodium chloride on yield, quality and composition of tomatoes grown in rockwool. J. Hort. Sci. 66: Adams, P. and Ho, L.C Effects of constant and fluctuating salinity on the yield, quality and calcium status of tomatoes. J. Hort. Sci. 64: Alscher, R.G., Donahue, J.L., Cramer, C.L Reactive oxygen species and antioxidants: relationships in green cells. Physiol. Plant. 100: Amakura, Y., Okada, M., Tsuji, S. and Tonogai, Y High-performance liquid chromatographic determination with photodiode array detection of ellagic acid in fresh and processed fruits. J. Chromatogr. 896: Ames, B.M., Shigen, M.D. and Hagen, T.M Oxidants, antioxidants and the degenerative disease of aging. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 90: Ancos, B., Gonzalez, E.M. and Cano, P. 2000a. Ellagic Acid, Vitamin C, and total phenolic contents and radical scavenging capacity affected by freezing and frozen storage in raspberry fruit. J. Agric. Food Chem. 48: Ancos, B., Ibanez, E., Reglero, G. and Cano, M.P. 2000b. Frozen storage effects on anthocyanins and volatile compounds of raspberry fruit. J. Agric. Food Chem. 48: Anttonen, M.J. and Karjalainen, R.O Environmental and genetic variation of phenolic compounds in red raspberry. J. Food Compos. Anal. 18: Asada, K Radical production and scavenging in the chloroplasts. In:, Photosynthesis and the Environment, Baker NR (ed.), Kluwer Academic Publishers, Dordrecht, The Netherlands, pp Awang, Y.B., Atherton, J.G. and Taylor, A.J Salinity effects on strawberry plants grown in rockwool. II. Fruit quality. J. Hort. Sci. 68: Barritt, B.H. and Torre, C.L Fruit anthocyanin pigments of red raspberry cultivars. J. Am. Soc. Hort. Sci. 100: Benzie, F.F.I. and Strain, J.J The ferric reducing ability of plasma (FRAP) as a measure of Antioxidant Power. The FRAP assay. Anal. Biochem. 239: Benzie, F.F.I. and Strain, J.J Ferric reducing / antioxidant power assay: Direct measure of total antioxidant activity of biological fluids and modified version 274

279 for simultaneous measurements of total antioxidant power and ascorbic acid concentration. Methods Enzymol. 299: Blokhina, O., Virolainen, E. and Fagerstedt, K.V Antioxidants, oxidative damage and oxygen deprivation stress. Ann. Bot. 91: Bolck, G A role of antioxidants in reducing cancer risks. Nutr. Rev. 50: Bray, E.A., Bailey-Serres, J. and Weretilnyk, E Responses to abiotic stresses. In: Biochemistry and Molecular Biology of Plants, Buchanan BB, Gruissem W and Jones RL (eds.), American Society Plant Physiologists Rockville Maryland, pp Brennan, R.M., McNicol, R., Gillepsie, T. and Raffle, S Factors affecting out-of season Rubus production. Acta Hort. 505: Chartzulakis, K.S Effects of NaCl salinity on germination, growth and yield of greenhouse cucumber. J. Hort. Sci. 67: Cheng, W.G. and Breen, P.J Activity of phenylalanine-ammonia-lyase (PAL) and concentrations of anthocyanins and phenolics in developing strawberry fruit. J. Am. Soc. Hort. Sci. 116: Croteau, R., Kutchan, T.M. and Lewis, N.G Natural Products (Secondary Metabolites). In: Biochemistry and Molecular Biology of Plants, Buchanan BB, Gruissem W and Jones RL (eds.), American Society Plant Physiologists Rockville Maryland, pp Cuartero, J. and Fernandez-Munoz, R Tomato and salinity. Sci. Horti. 78: Dat, J., Vandenabeele, S., Vranova E., Van Montagu, M., Inze, D. and Van Breusegem, F Dual action of the active oxygen species during plant stress responses. Cell. Mol. Life Sci. 57: De Pascale, S., Maggio, A., Fogliano, V., Ambrosino, P. and Ritieni, A Irrigation with saline water improves carotenoids content and antioxidant activity of tomato. J. Hort. Sci. Biotechn. 76: Deighton, N., Stewart, D. and Davies, H.V Soft fruit as sources of dietary antioxidants. Acta Hort. 585: Diplock, A Antioxidant nutrient-efficacy in disease prevention and safety. Biochemist. 17:

280 26. Eberhardt, M.V., Lee, C.Y. and Liu, R.H Antioxidant activity of fresh apples. Nature 405: Elstner, E.F. and Osswald, W Mechanism of oxygen activation during plant stress. Proc. Royal Soc. Edinburgh, 102B: Feigin, A., Rylski, I., Meiri, A. and Shalevet, J Response of melon and tomato plants to chloride-nitrate ratios in saline nutrient solutions. J. Plant Nutr. 10: Feldman, E.B The scientific evidence for a beneficial health relationship between walnuts and coronary heart disease. J. Nutr. 132:1062S-1101S. 30. Francis, F.J Anthocyanins of Durham and Heritage raspberry fruits. HortSci. Vol. 7(4): Fryer, M.J., Andrews, J.R., Oxborough, K., Blowers, D.A. and Baker, N.R Relationship between CO2 assimilation, photosynthetic electron transport, and active O2 metabolism in leaves of maize in the field during periods of low temperature. Plant Physiol. 116: Garbisa, S., Sartor, L., Biggin, S., Salvato, B., Benelli, R. and Albini, A Tumor gelatinases and invasion inhibited by the green tea flavonol epigallocatechin- 3-gallate. Cancer 91: Gough, C. and Hobson, G.E A comparison of the productivity, quality, shelf-life characteristics and consumer reaction to the crop from cherry tomato plants grown at different levels of salinity. J. Hort. 65(4): Gu, L., Kelm, M.A., Hammerstone, J.F., Beecher, G., Holden, J., Haytowitz, D., Gebhardt, S. and Prior, R.L Concentrations of proanthocyanidins in common foods and estimations of normal consumption. J. Nutr. 134: Haffner, K., Rosenfeld, H.J, Skrede, G. and Wang L Quality of red raspberry (Rubus idaeus L.) cultivars after storage in controlled and normal atmospheres. Postharvest Biol. Technol.24: Häkkinen, S.H., Kärenlampi, S.H., Heionen, I.M., Mykkänen, H.M. and Törrönen, A.R Content of the flavonols qurcetin, myricetin, and kaempherol in 25 edible berries. J. Agric. Food Chem. 47: Häkkinen, S.H., Kärenlampi, S.H., Mykkänen, H.M. and Törrönen, A.R. 2000a. Influence of domestic processing and storage on flavonols contents in berries. J. Agric. Food Chem. 48:

281 38. Halliwell, B. and Gutteridge, J.M Free Radicals in Biology and Medicine. Oxford Clarendon Press, Oxford, UK. 39. Halliwell, B. and Gutteridge, J.M.C The definition and measurement of antioxidants in biological systems. Free Radicals Biol. Med. 18: Hasegawa, P.M., Bressan, R.A., Zhu, J.K. and Bohnert, H.J Plant cellular and molecular responses to high salinity. Ann. Rev. Plant Physiol. Plant Molecul. Biol. 51: Heinonen, M., Lehtonen, P.J. and Hopia, A.I Antioxidant activity of berry and fruit wines and liquors. J. Agri. Food Chem. 46: Hertog, M.G.L., Feskens, E.J.M., Hollman, P.C.H., Katan, M.B. and Kromhout, D Dietary antioxidants flavonoids and cancer risk in the zutphen elderly study. Nutr. Cancer 22: Ho, L.C., Grange, R.I. and Picken, A.J An analysis of accumulation of water and dry matter in tomato fruit. Plant Cell Environ. 10: Janse, J Effect of humidity, temperature and concentration of the nutrient solution on firmness, shelf-life and flavor of sweet pepper fruits (Capsicum annuum L.). Acta Hort. 244: Juranic, Z., Zizak, Z., Tasic, S., Petrovic, S., Nidzovic, S., Leposavic, A. and Stanojkovic, T Antiproliferative action of water extracts of seeds or pulp of five different raspberry cultivars. Food Chem. 93: Kafkafi, F., Valoras, N. and Letey, J Chloride interaction with nitrate and phosphate nutrition in tomato (Lycopersicon esculentum L.). J. Plant Nutr. 5: Kähkönen, M.P., Hopia, A.I. and Heinonen, M Berry phenolics and their antioxidant activity. J. Agric. Food Chem. 49: Kalt, W., Forney, C.F., Martin, A. and Prior, R.L Antioxidant capacity, vitamin C, phenolics, and anthocyanins after fresh storage of small fruits. J. Agri. Food Chem. 47: Keinänen, M., Julkunen-Tiitto, R., Mutikainen, P., Walls, M., Ovaska, J. and Vapaavuori, E Trade-offs in phenolic metabolism of silver birch: effects of fertilization, defoliation, and genotype. Ecology 80: Keutgen, A.J. and Keutgen, N Influence of NaCl salinity stress on fruit quality in strawberry. Acta Hort. 609:

282 51. Lakovleva, L.V., Ivakhnenko, A.K. and Buniatian, N.D The protective action of ellagic acid in experimental myocarditis. Eksp. Klin. Farmakol. 61: Liu, M., Qi Li, X., Weber, C., Yong Lee, C., Brown, J. and Hai Liu, R Antioxidant and antiproliferative activities of aaspberries. J. Agric. Food Chem. 50: Liu, R.H Health benefits of fruit and vegetable are from additive and synergistic combinations of photochemicals. Amer. J. Clin. Nutr. 78:517S-520S. 54. Maas, J.L., Galletta, G.J. and Stoner, G.D. 1991a. Ellagic acid, an anticarcinogen in fruits, especially in strawberries: a review. HortSci. 26: Määttä-Riihinen, K.R., Kamal-Eldin, A. and Törrönen, A.R Identification and quantification of phenolic compounds in berries of Fragaria and Rubus species (Family Rosaceae). J. Agric. Food Chem. 52: Malkin, R. and Niyogi, K Photosynthesis. In: Biochemistry and Molecular Biology of Plants, Buchanan BB, Gruissem W and Jones RL (eds.), American Society Plant Physiologists, Rockville Maryland, pp Martinez, V. and Cerda, A Influence of N source on rate of Cl, N, Na, K uptake by cucumber seedlings grown in saline conditions. J. Plant Nutr. 12: Mattila, P. and Kumpulainen, J. Determination of free and total phenolic acids in plant-derived foods by HPLC with diode-array detection J. Agric. Food Chem. 50: Meyers, K.J., Watkins, C.B., Pritts, M.P. and Liu, R.H Antioxidant and antiproliferative activities of strawberries. J. Agric. Food Chem. 51: Mikkonen, T.P., Määttä, K.R., Hukkanen, A.T., Kokko, H.I. Törrönen, A.R., Kärenlampi, S.O. and Karjalainen, R.O Flavonol content varies among black currant cultivars. J. Agric. Food Chem. 49: Mizrahi, Y., Taleisnic, E., Kagan-Zur, V., Zohar, Y., Offenbach, R., Matan, E. and Golan, R A saline irrigation regime for improving tomato fruit quality without reducing yield. J. Am. Soc. Hort. Sci. 13: Moyer, R.A., Hummer, K.E., Finn, C.E., Frei, B. and Wrolstad, R.E Anthocyanins, phenolics, and antioxidant capacity in diverse small fruits: Vaccinium, Rubus and Ribes. J. Agric. Food Chem. 50: Mullen, W., McGinn, J. Lean, M.E.J., MacLean, M.R., Gardner, P., Duthie, G.G., Yokota, T. and Crozier, A. 2002a. Ellagitannins, flavonoids, and other 278

283 phenolics in red raspberries and their contribution to antioxidant capacity and vasorelaxation properties. J. Agric. Food Chem. 50: Mullen, W., Stewart, A.J., Lean, M.E.J., Gardner, P. Duthie, G.G and Crozier, A. 2002b. Effect of freezing and storage on the phenolics, ellagitannins, flavonoids and antioxidant capacity of red raspberries. J. Agric. Food Chem. 50: Narayanan, B.A., Geoffroy, O., Willingham, M.C., Re, G.G. and Nixon, D.W p53/p21 (WAF1/CIP1) expression and its possible role in G1 arrest and apoptosis in ellagic acid treated cancer cells. Cancer Lett. 136: Oliveira, P.B., Oliveira, C.M., Lopes-de-Fonseca, L. and Montiero, A.A Off season production of primocane-fruiting red raspberry using summer pruning and polyethylene tunnels. HortSci. 31: Oliveira, P.B., Oliveira, C.M., Monteiro, A.A. and Lopes-da-Fonseca, L Summer-pruning intensity affects on off-season production of primocane-fruiting red Raspberries. Acta Hort. 505: Omaye, S.T. and Zhang, P Phytochemical interactions: β-carotene, tocopherol and ascorbic acid. In: Phytochemicals, a new paradigm, Bidlack, WR, Omaye, ST, Meskin, MS, Jahner, D (eds.),technomic, Lancaster. 69. Petersen, K.K., Willumsen, J. and Kaack, K Composition and taste of tomatoes as affected by increased salinity and different salinity sources. J. Hort. Sci. Biotechn. 73: Poulsen, H.E., Prieme, H. and Loft, S Role of oxidative DNA damage in cancer initiation and promotion. Eur. J. Cancer Prevent. 7: Prior, R.L., Cao, G., Martin, A., Sofic, E., McEwen, J., O Brien, C., Lischner, N., Ehlenfeldt, M., Kalt, W., Krewer, G. and Mainland, C.M Antioxidant capacity as influenced by total phenolic and anthocyanin content, maturity, and variety of Vaccinium species. J. Agric Food Chem. 46: Pritts, M.P., Langhans, R.W., Whitlow, T.H., Kelly M.J. and Roberts, A Winter Raspberry Production in Greenhouses. Hort Techn. 9: Priyadarsini, K.I., Khopde, S.M., Kumar, S.S. and Mohan, H Free radical studies of ellagic acid, a natural phenolic antioxidant. J. Agric. Food Chem. 50: Rmiki, N.E., Lemoine, Y. and Schoefs, B Carotenoids and Stress in Higher Plants and Algae. In: Handbook of Plant and Crop Stress, 2nd edn. Pessarakli M. (ed.), Marcell Dekker Inc. New York, pp

284 75. Robards, K., Prezler, P.D., Tucker, G., Swatsitang, P. and Glover, W Phenolic compounds and their role in oxidative processes in fruits. Food Chem. 66: Rommel. A. and Wrolstad, R.E. 1993a. Composition of flavonols in red raspberry juice as influenced by cultivar, processing, and environmental factors. J. Agric. Food Chem. 41: Rommel. A. and Wrolstad, R.E. 1993b. Ellagic acid content of red raspberry juice as influenced by cultivars, processing, and environmental factors. J. Agric. Food Chem. 41: Rosati, P., Mezzetti, B., Knight, V., Lim, K.Y., Trajkovsky, V., Sjostedt, B., Greco, I., Martelli, G., Lionaki, S., Stavroylakis, G., Ciorda, M. and Polledo, A Expanding the adaptation and production area of Rubus in Europe. Acta Hort. 505: Russo, A., Acquaviva, R., Campisi, A., Sorrenti, V., Di Giacomo, C., Virgata, G., Barcellona, M.L. and Vanella, A Bioflavonoids as antiradicals, antioxidants and DNA cleavage protectors. Cell Biol. Toxicol. 16: Ryan, J.J. and Dupant, J.A Identification and analysis of the major acids from fruit juices and wines. J. Agric. Food Chem. 21: Sanchez-Moreno, C., Larrauri, J.A. and Saura-Calixto, F Free radical scavenging capacity and inhibition of lipid oxidation of wines, grape juices and related polyphenolic constituents. Food Res. Int. 32: Savvas, D. and Lenz, F Influence of NaCl concentration in the nutrient solution on mineral composition of eggplants grown in sand culture. Angewandte Botanik 70: Scalbert, A., Monties, B. and Janin, G Tannins in wood: Comparison of different estimation methods, J. Agric Food Chem. 37: Scandalios, J.G Molecular Genetics of Superoxide Dismutase in Plants. In: Oxidative Stress and the Molecular Biology of Antioxidant Defences, Scandalios JG (ed.), Cold Spring Harbor Laboratory Press, New York, pp Sellappan, S., Akoh, C.C. and Krewer, G Phenolic compounds and antioxidant capacity of Georgia-grown blueberries and blackberries. J. Agric. Food Chem. 50: Shannon, M.C. and Grieve, C Tolerance of vegetable crops to salinity. Sci. Hort. 78:

285 87. Singh, K., Khanna, A.K., Visen, P.K. and Chander, R Hepatoprotective effect of ellagic acid against carbon tetrachloride induced hepatotoxicity in rats. Indian J. Exp. Biol. 37: Steinmetz, K.A. and Potter, J.D Fruit and cancer. I. Epidemiology. Cancer Causes Control 2: Stewart, D., Deighton, N. and Davies, H.V Antioxidants in soft fruit. SCRI Annual Report. 2000/ Stoner, G. and Mukhtar, H Polyphenols as cancer chemopreventive agents. J. Cell Biochem. Suppl. 22: Stoner, G.D. and Morse, M.A Isothiocyanates and plant polyphenols as inhibitors of lung and oesophageal cancer. Cancer Let. 114: Torre, C.L. and Barritt, B.H Quantitative evaluation of Rubus fruit anthocyanin pigments. J. Food Sci. 42, No Tsuda, T., Horio, F., Kitoh, J. and Osawa, T Protective effects of dietary cyaniding-3-o-β-d-glucoside on liver ischemia-reperfusion injury in rats. Arch. Biochem. Biophys. 368: Vinson, J.A., Dabbagh, Y.A., Serry, M.M. and Jang, J Plant flavonoids, especially tea flavonols, are powerful antioxidants using an in vitro oxidation model for heart disease. J. Agric. Food Chem. 43: Vinson, J.A., Su, X., Zubik, L., and Bose, P Phenol antioxidant quantity and quality in foods: Fruits J. Agric Food Chem. 49: Wada, L. and Ou, B Antioxidant activity and phenolic content of Oregon caneberries. J. Agric. Food Chem 50: Walker, R.R., Kriedmann, P.E. and Maggs, D.H Growth, leaf physiology and fruit development in salt-stressed guavas. Austr. J. Agri. Res. 30: Wang, H., Cao, G. and Prior, R.L Total antioxidant capacity of fruits. J. Agric Food Chem. 44: Wang, S.Y and Stretch, A.W Antioxidant capacity in cranberry is influenced by cultivar and storage temperature. J. Agric. Food Chem. 49: Wang, S.Y. and Lin, H.S Antioxidant activity in fruits and leaves of blackberry, raspberry and strawberry varies with cultivar and developmental stage. J. Agric. Food Chem. 48:

286 101. Wang, S.Y. and Zheng, W Effect of plant growth temperature on antioxidant capacity in strawberry. J. Agric. Food Chem. 49: Wang, S.Y., Bunce, J.A. and Maas, J.L Elevated carbon dioxide increases contents of antioxidants compounds in filed-grown strawberries. J. Agric. Food. Chem. 51: Whitley, A.C., Stoner, G.D., Darby, M.V. and Walle, T Intestinal epithelial cell accumulation of the cancer preventive polyphenol ellagic acid extensive binding to protein and DNA. Biochem. Pharmac. 66: Zafrilla, P., Ferreres, F. and Tomas-Barberan, F.A Effect of processing and storage on antioxidant ellagic acid derivatives and flavonoids of raspberry (Rubus idaeus) jams. J. Agric Food Chem. 49: Βασιλακάκης, Μ Μικρά Οπωροφόρα. Εκδόσεις εδούση, Θεσσαλονίκη σελ ιαµαντίδης, Γ Εισαγωγή στη Βιοχηµεία. 2η έκδοση. Εκδόσεις University Studio Press, Θεσσαλονίκη Καραµπουρνιώτης, Γ.Α Φυσιολογία καταπονήσεων των φυτών. Εκδόσεις ΕΜΒΡΥΟ, Αθήνα Παρασκευοπούλου-Παρούση, Γ Παράγοντες που επηρεάζουν την πρωιµότητα, απόδοση, ποιότητα και συντηρησιµότητα της φράουλας που παράγεται εκτός εποχής. ιδακτορική διατριβή, ΑΠΘ, Θεσσαλονίκη. 282

287 Σχήµατα 0mM NaCl 10mM NaCl 20mM NaCl 30mM NaCl 60mM NaCl Περίοδος εφαρµογής Περίοδος ανάκτησης Ξηρή ουσία (%) 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0, Χρόνος (ηµέρες) Σχήµα 1: Μεταβολές στην περιεκτικότητα σε ξηρή ουσία στους καρπούς κόκκινου σµέουρου Autumn Bliss (Rubus idaeus L.) σε σχέση µε τα επίπεδα αλατότητας κατά την περίοδο εφαρµογής της αλατότητας και την περίοδο ανάκτησης. Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλµα του µέσου όρου (±SE, n=6). 0mM NaCl 10mM NaCl 20mM NaCl 30mM NaCl 60mM NaCl Περίοδος εφαρµογής Περίοδος ανάκτησης ιαλυτά Στερεά (%) 12,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 0, Χρόνος (ηµέρες) Σχήµα 2: Μεταβολές στην περιεκτικότητα σε διαλυτά στερεά στους καρπούς κόκκινου σµέουρου Autumn Bliss (Rubus idaeus L.) σε σχέση µε τα επίπεδα αλατότητας κατά την περίοδο εφαρµογής της αλατότητας και την περίοδο ανάκτησης. Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλµα του µέσου όρου (±SE, n=6). 283

288 0mM NaCl 10mM NaCl 20mM NaCl 30mM NaCl 60mM NaCl Περίοδος εφαρµογής Περίοδος ανάκτησης ph 3,8 3,7 3,6 3,5 3,4 3,3 3,2 3,1 3,0 2, Χρόνος (ηµέρες) Σχήµα 3: Μεταβολές του ph των καρπών κόκκινου σµέουρου Autumn Bliss (Rubus idaeus L.) σε σχέση µε τα επίπεδα αλατότητας κατά την περίοδο εφαρµογής της αλατότητας και την περίοδο ανάκτησης. Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλµα του µέσου όρου (±SE, n=6). 0mM NaCl 10mM NaCl 20mM NaCl 30mM NaCl 60mM NaCl Περίοδος εφαρµογής Περίοδος ανάκτησης Ογκοµετρούµενη οξύτητα (% κιτρικό οξύ) 2,00 1,50 1,00 0,50 0, Χρόνος (ηµέρες) Σχήµα 4: Μεταβολές στην οξύτητα των καρπών κόκκινου σµέουρου Autumn Bliss (Rubus idaeus L.) σε σχέση µε τα επίπεδα αλατότητας κατά την περίοδο εφαρµογής της αλατότητας και την περίοδο ανάκτησης. Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλµα του µέσου όρου (±SE, n=6). 284

289 0mM NaCl 10mM NaCl 20mM NaCl 30mM NaCl 60mM NaCl Περίοδος εφαρµογής Περίοδος ανάκτησης (mg ασκορβικού οξέος/100g ν.β.) Χρόνος (ηµέρες) Σχήµα 5: Μεταβολές στην περιεκτικότητα σε ασκορβικό οξύ στους καρπούς κόκκινου σµέουρου Autumn Bliss (Rubus idaeus L.) σε σχέση µε τα επίπεδα αλατότητας κατά την περίοδο εφαρµογής της αλατότητας και την περίοδο ανάκτησης. Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλµα του µέσου όρου (±SE, n=6). 0mM NaCl 10mM NaCl 20mM NaCl 30mM NaCl 60mM NaCl Περίοδος εφαρµογής Περίοδος ανάκτησης 2,00 Ολικές Ανθοκυάνες (units OD/g f.wt.) 1,50 1,00 0,50 0, Χρόνος (ηµέρες) Σχήµα 6: Μεταβολές στην συγκέντρωση ανθοκυανών στους καρπούς κόκκινου σµέουρου Autumn Bliss (Rubus idaeus L.) σε σχέση µε τα επίπεδα αλατότητας κατά την περίοδο εφαρµογής της αλατότητας και την περίοδο ανάκτησης. Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλµα του µέσου όρου (±SE, n=6). 285

290 0mM NaCl 10mM NaCl 20mM NaCl 30mM NaCl 60mM NaCl Περίοδος εφαρµογής Περίοδος ανάκτησης Φαινολικές ουσίες (mg γαλλικού οξέος/g ξ.β.) Χρόνος (ηµέρες) Σχήµα 7: Μεταβολές στην περιεκτικότητα σε φαινολικές ουσίες στους καρπούς κόκκινου σµέουρου Autumn Bliss (Rubus idaeus L.) σε σχέση µε τα επίπεδα αλατότητας κατά την περίοδο εφαρµογής της αλατότητας και την περίοδο ανάκτησης. Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλµα του µέσου όρου (±SE, n=6). 0mM NaCl 10mM NaCl 20mM NaCl 30mM NaCl 60mM NaCl Περίοδος εφαρµογής Περίοδος ανάκτησης Τιµές FRAP (µmol/g ξ.β.) Χρόνος (ηµέρες) Σχήµα 8: Μεταβολές στην συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα (FRAP) στους καρπούς κόκκινου σµέουρου Autumn Bliss (Rubus idaeus L.) σε σχέση µε τα επίπεδα αλατότητας κατά την περίοδο εφαρµογής της αλατότητας και την περίοδο ανάκτησης. Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλµα του µέσου όρου (±SE, n=6). 286

291 Παράρτηµα Ι: Ανάλυση παραλλακτικότητας Πίνακας 1: Ανάλυση παραλλακτικότητας της αλληλεπίδρασης του επιπέδου αλατότητας µε το χρόνο έκθεσης στην αλατότητα στην περιεκτικότητα των καρπών σε ξηρή ουσία. Πηγή παραλλακτικότητας Β.Ε Μ.Τ F Σηµαντικότητα Χρόνος ** Αλατότητα ** Χρόνος Αλατότητα **= Σηµαντική επίδραση σε επίπεδο *= Σηµαντική επίδραση σε επίπεδο ** Πίνακας 2: Ανάλυση παραλλακτικότητας της αλληλεπίδρασης του επιπέδου αλατότητας µε το χρόνο έκθεσης στην αλατότητα στην περιεκτικότητα των καρπών σε διαλυτά στερεά. Πηγή παραλλακτικότητας Β.Ε Μ.Τ F Σηµαντικότητα Χρόνος ** Αλατότητα ** Χρόνος Αλατότητα **= Σηµαντική επίδραση σε επίπεδο ** Πίνακας 3: Ανάλυση παραλλακτικότητας της αλληλεπίδρασης του επιπέδου αλατότητας µε το χρόνο έκθεσης στην αλατότητα στο ph των καρπών. Πηγή παραλλακτικότητας Β.Ε Μ.Τ F Σηµαντικότητα Χρόνος ** Αλατότητα ** Χρόνος Αλατότητα **= Σηµαντική επίδραση σε επίπεδο *= Σηµαντική επίδραση σε επίπεδο * 287

292 Πίνακας 4: Ανάλυση παραλλακτικότητας της αλληλεπίδρασης του επιπέδου αλατότητας µε το χρόνο έκθεσης στην αλατότητα στην ογκοµετρούµενη οξύτητα των καρπών. Πηγή Β.Ε Μ.Τ F Σηµαντικότητα παραλλακτικότητας Χρόνος ** Αλατότητα ** Χρόνος Αλατότητα ** **= Σηµαντική επίδραση σε επίπεδο Πίνακας 5: Ανάλυση παραλλακτικότητας της αλληλεπίδρασης του επιπέδου αλατότητας µε το χρόνο έκθεσης στην αλατότητα στην περιεκτικότητα των καρπών σε ασκορβικό οξύ. Πηγή παραλλακτικότητας Β.Ε Μ.Τ F Σηµαντικότητα Χρόνος ** Αλατότητα ** Χρόνος Αλατότητα **= Σηµαντική επίδραση σε επίπεδο ns= not significant ns Πίνακας 6: Ανάλυση παραλλακτικότητας της αλληλεπίδρασης του επιπέδου αλατότητας µε το χρόνο έκθεσης στην αλατότητα στην περιεκτικότητα των καρπών σε ανθοκυάνες. Πηγή παραλλακτικότητας Β.Ε Μ.Τ F Σηµαντικότητα Χρόνος ** Αλατότητα ns Χρόνος Αλατότητα **= Σηµαντική επίδραση σε επίπεδο ns= not significant ns 288

293 Πίνακας 7: Ανάλυση παραλλακτικότητας της αλληλεπίδρασης του επιπέδου αλατότητας µε το χρόνο έκθεσης στην αλατότητα στην περιεκτικότητα των καρπών σε φαινολικές ουσίες. Πηγή παραλλακτικότητας Β.Ε Μ.Τ F Σηµαντικότητα Χρόνος ** Αλατότητα ** Χρόνος Αλατότητα **= Σηµαντική επίδραση σε επίπεδο ns= not significant ns Πίνακας 8: Ανάλυση παραλλακτικότητας της αλληλεπίδρασης του επιπέδου αλατότητας µε το χρόνο έκθεσης στην αλατότητα στην συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα καρπών. Πηγή παραλλακτικότητας Β.Ε Μ.Τ F Σηµαντικότητα Χρόνος ** Αλατότητα ** Χρόνος Αλατότητα **= Σηµαντική επίδραση σε επίπεδο ns= not significant ns 289

294 Παράρτηµα ΙΙ: Συντελεστές συσχέτισης Πίνακας 1: Συντελεστές συσχέτισης µεταξύ επιπέδου αλατότητας (Αλατότ.), ασκορβικού οξέος (Ασκ.οξύ), διαλυτών στερών (.Σ), ph, ογκοµετρούµενης οξύτητας (Ογκ.οξ.), ανθοκυανών (Ανθοκ.), φαινολικών ουσιών (Φαινολ.) και συνολικής αντιοξειδωτικής ικανότητας (FRAP) (Pearson correlation coefficients). Αλατότ. Ασκ.οξύ ph.σ Ογκ.οξ. Ανθοκ. Φαινολ. FRAP Αλατότ * Ασκ.οξύ * 0.81** ** 0.76** ph 0.64* 0.62* * ** 0.56.Σ ** 0.58* ** 0.68** Ογκ.οξύτ Ανθοκ Φαινολ ** 0.71** 0.73** ** FRAP ** ** ** 1.00 **= Σηµαντική επίδραση σε επίπεδο *= Σηµαντική επίδραση σε επίπεδο

295 ΕΝΟΤΗΤΑ VΙ: IΣΤΟΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ ΚΑΙ Η ΧΡΗΣΗ ΤΗΣ ΣΤΗ ΜΕΛΕΤΗ ΤΗΣ ΕΠΙ ΡΑΣΗΣ ΤΗΣ ΑΛΑΤΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΑΥΞΗΜΕΝΩΝ ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΕΩΝ ΒΟΡΙΟΥ ΣΤΑ ΚΟΚΚΙΝΑ ΣΜΕΟΥΡΑ (Rubus idaeus L.) Γενική εισαγωγή Ανασκόπηση της βιβλιογραφίας Ορισµός Ο όρος ιστοκαλλιέργεια χρησιµοποιείται συχνά για την περιγραφή της in vitro καλλιέργειας σε θρεπτικό υπόστρωµα υπό ασηπτικές συνθήκες φυτικών κυττάρων (κάλλου, κυττάρων, πρωτοπλαστών) και οργάνων (βλαστών, ριζών, εµβρύων). Η τεχνική αυτή χρησιµοποιείται στον πολλαπλασιασµό και τη βελτίωση των φυτών, στη φυτοπαθολογία, στην παραγωγή δευτερογενών µεταβολιτών και άλλων ουσιών, στη διατήρηση γενετικού υλικού και στη διεξαγωγή έρευνας (Hartmann et al., 2002). Οι χρήσεις αυτές είναι αποτέλεσµα βασικής και εφαρµοσµένης έρευνας σε επιστηµονικά εργαστήρια (βοτανικής, φυτοπαθολογίας, γενετικής) από τις αρχές του 20 ου αιώνα (Haberlant, 1902). Έτσι η ιστοκαλλιέργεια σχετίζεται µε το χειρισµό οποιουδήποτε φυτικού τµήµατος µε κοινό σηµείο τις ασηπτικές συνθήκες, τη χρήση τεχνητά παρασκευασµένου θρεπτικού υποστρώµατος και την ανάπτυξη των φυτών κάτω από ελεγχόµενες συνθήκες περιβάλλοντος (Hartmann et al., 2002). Βασικά στάδια της µεθόδου Η επιτυχία της µεθόδου έγκειται στο διαχωρισµό των σταδίων ιστοκαλλιέργειας τα οποία διαχειρίζονται διαφορετικά. Τέσσερα ευδιάκριτα στάδια υπάρχουν για τα περισσότερα φυτά και περιλαµβάνουν: Στάδιο Ι: Εγκατάσταση. Αρχική εγκατάσταση των εκφύτων και έναρξη δηµιουργίας µικροβλαστών, Στάδιο ΙΙ: Πολλαπλασιασµός. Στο στάδιο αυτό γίνεται η πολλαπλή δηµιουργία βλαστών. Στάδιο ΙΙΙ: Ριζοβολία. Στο στάδιο της ριζοβολίας τα µικρόφυτα ριζοβολούν είτε in vitro είτε ex vitro. Στάδιο ΙV: Εγκλιµατισµού. Τέλος τα φυτά που ριζοβολούν µεταφέρονται σε κατάλληλες συνθήκες προκειµένου να εγκλιµατιστούν και να προσαρµοστούν στις συνθήκες περιβάλλοντος. Πλεονεκτήµατα Μειονεκτήµατα 291

296 Ο in vitro πολλαπλασιασµός παρουσιάζει πολλά πλεονεκτήµατα σε σχέση µε τις συµβατικές µεθόδους πολλαπλασιασµού. 1. Ο πολλαπλασιασµός γίνεται υπό ασηπτικές συνθήκες 2. Γρήγορος πολλαπλασιασµός και µεγάλη παραγωγή φυτών, σε σχετικά σύντοµο χρονικό διάστηµα, µικρή έκταση χώρου και ανεξάρτητα εποχής 3. Παραγωγή υγιούς πολλαπλασιαστικού υλικού (εξάλειψη παθογόνων) 4. Πολλαπλασιασµός ειδών που ριζοβολούν δύσκολα ή πολλαπλασιάζονται αργά 5. Σηµαντικά µεγάλος αριθµός φυτών παράγεται από περιορισµένο αριθµό µητρικών φυτών Μειονεκτήµατα που σχετίζονται µε τη µέθοδο της ιστοκαλλιέργειας 1. Εξειδικευµένο προσωπικό 2. Υψηλό κόστος εγκατάστασης της µονάδας ιστοκαλλιέργειας 3. Μεγάλο κόστος µαζικής παραγωγής φυτών 4. Μερικές φορές τα φυτά µπορεί να αναπτύξουν µη επιθυµητά χαρακτηριστικά 5. Η πιθανότητα παραγωγής φυτών µε γενετικές ανωµαλίες αυξάνεται Ιστορική αναφορά Η ιστοκαλλιέργεια άρχισε µε τη θεωρία της ολοδυναµίας (totipotency) των φυτικών ιστών από τους Schleiden και Schwann (1838), οι οποίοι υπέθεσαν ότι κύτταρα έχουν την ικανότητα «totipotent» να αναπτύσσονται σε πλήρες φυτό. Η αναγκαιότητα να αποδείξουν αυτό βοήθησε να αναπτυχθεί η ιστοκαλλιέργεια στα αρχικά της στάδια. Παρόλα αυτά ο Haberlant (1902) απέτυχε στις πρώτες του προσπάθειες να καλλιεργήσει µεµονωµένα κύτταρα ενώ ο Gautheret (1934) πέτυχε την in vitro καλλιέργεια κάλλου από καµβιακό ιστό διάφορων ξυλωδών φυτών. Μερικά χρόνια αργότερα το 1939 τρεις ερευνητές οι Nobecourt, Gautheret και White χρησιµοποίησαν την τότε πρόσφατα αποµονωµένη αυξητική ορµόνη, αυξίνη, για δηµιουργία κάλλου µε τη δυνατότητα αύξησης. Το 1948 ο Skoog και οι συνεργάτες του ανακάλυψαν την κινετίνη και έδειξαν ότι η σχέση αυξίνης και κυτοκινίνης ρύθµιζε αν ο κάλλος από καπνό θα δηµιουργούσε βλαστούς ή ρίζες. Αργότερα το 1962 αυτό το σύστηµα χρησιµοποιήθηκε για να δηµιουργηθεί το ευρύτερα γνωστό θρεπτικό υπόστρωµα Murashige and Skoog. Τελικά το 1965 ο Hildebrandt µπόρεσε να αποδείξει ότι ολόκληρα φυτά καπνού µπορούν να δηµιουργηθούν από ένα µεµονωµένο κύτταρο. Έτσι θεωρία της ολοδυναµίας (totipotency) αποδείχτηκε ότι υπάρχει στα κύτταρα των φυτών, και έλαβε χώρα µία φοβερή ανάπτυξη στο τοµέα 292

297 της καλλιέργειας κυττάρων µε σηµαντικότατες επιπτώσεις στη γεωργία και τη δασοπονία (Pierik, 1988). Η εφαρµογή του µικροπολλαπλασιασµού άρχισε τη δεκαετία του 1960 και στις αρχές του 1970 επεκτάθηκε σε Αµερική, Ευρώπη, Αυστραλία και Ασία και επεκτάθηκε περισσότερο τη δεκαετία του Μελλοντική χρήση θα εξαρτηθεί από την προσαρµογή της ιστοκαλλιέργειας σε βιοµηχανικές συνθήκες, τη µείωση του κόστους και τη διαχείριση της παραγωγής τέτοιων φυτών στην αγορά. Ιστοκαλλιέργεια Μικρών Οπωροφόρων (Rubus spp.) Η κατηγορία των µικρών οπωροφόρων (Rubus spp.), περιλαµβάνει τα είδη βατόµουρο (blackberry), σµέουρο (raspberry), Youngberry, Boysenberry, Loganberry, Dewberry κ.α. Στα είδη αυτά εφαρµόστηκε πιο εύκολα ο µαζικός πολλαπλασιασµός µε τη µέθοδο της ιστοκαλλιέργειας λόγω της ζωηρότητας τους, των πρώιµων και υψηλών αποδόσεων, του υψηλού κόστους παραγωγής φυτών µε τις συµβατικές µεθόδους και της δυσκολίας παραγωγής σε µεγάλη κλίµακα µεγάλου αριθµού φυτών απαλλαγµένων από ασθένειες (Mudge et al., 1986; Καράτζιου, 2000). Στα βατόµουρα και σµέουρα (Hartmann, 2002) τα φυτά αναπαράγονται µαζικά µε την καλλιέργεια βλαστικών κορυφών σε ένα σύστηµα για την παραγωγή υγιών φυτών. Παρά το µειονέκτηµα της ευαισθησίας που παρουσίασαν φυτά σµέουρου σε συγκεκριµένα ζιζανιοκτόνα, κατά τους Neal and Pritts (1989), τα σµέουρα που παράγονται µε την ιστοκαλλιέργεια προτιµούνται για την εγκατάσταση µίας νέα καλλιέργειας σε σχέση µε φυτά που πολλαπλασιάζονται µε µοσχεύµατα (O Dell, 1989). Στη βιβλιογραφία υπάρχουν πολλές µελέτες για την in vitro καλλιέργεια των σµέουρων (Anderson, 1980; Donnelly et al., 1980; Pyott and Converse, 1981; Snir, 1981; Hoepfner, 1989; Cousineau and Donnelly, 1991; Ferradini et al., 1997; Graham et al., 1997; Deng and Donnelly, 1999; Popescu et al., 2000) αλλά τα αποτελέσµατα πολλές φορές δεν συµφωνούν και αυτό πιθανόν να συµβαίνει ενδεχοµένως λόγω των πολλών διαφορετικών ποικιλιών των σµέουρων. Τα πλεονεκτήµατα της µεγάλης παραγωγής φυτών σε σύντοµο χρονικό διάστηµα και ανεξάρτητα εποχής, της δηµιουργίας φυτών απαλλαγµένων από ασθένειες και ιώσεις, της γρήγορης διάδοσης νέων ποικιλιών συµβάλλουν ώστε η ιστοκαλλιέργεια για τα σµέουρα να µπορεί να θεωρηθεί ως µια βιώσιµη µέθοδος πολλαπλασιασµού. Επιπρόσθετα µπορούν να επαναπροσδιοριστούν κάποιες τεχνικές ώστε να µειωθούν τα προβλήµατα που 293

298 αναφέρονται σε µολύνσεις των in vitro καλλιεργειών, σε φυσιολογικές ασθένειες καθώς και στο µεγάλο κόστος µαζικής παραγωγής φυτών. Η χρήση της ιστοκαλλιέργειας για τη µελέτη της επίδρασης της αλατότητας σε µεµονωµένα όργανα έχει αναφερθεί αρχικά από τον Strogonov (1973) ο οποίος σύγκρινε την αντίδραση µεµονωµένων ριζών και ολόκληρων φυτών µηδικής στην αλατότητα. Πολλοί από τους µηχανισµούς αντοχής στην αλατότητα, λειτουργούν σε κυτταρικό επίπεδο (Levitt, 1980). O Rains και οι συνεργάτες του, πρότειναν την καλλιέργεια κυττάρων για την µελέτη της επίδρασης κάποιων χαρακτηριστικών της αλατότητας όπως διαµερισµατοποίηση, οσµωρύθµιση και κατανάλωση ενέργειας (Tal, 1984). Η πιθανή συµµετοχή όµοιων µηχανισµών αντοχής στα άλατα σε επίπεδο κυττάρων και σε ολόκληρο το φυτό µελετήθηκε σε διάφορα φυτά και τα αποτελέσµατα δεν ήταν πάντα σύµφωνα. Στα αλόφυτα Atriplex undulata and Suaeda australis δεν υπήρξε συσχέτιση της αντίδρασης σε καλλιέργεια κάλλου και σε ολόκληρο το φυτό ενώ στα γλυκόφυτα λάχανο, καπνό, τοµάτα, φασόλι, παντζάρι, κριθάρι βρέθηκε θετική συσχέτιση στην αντίδραση της καλλιέργειας κάλλου και ολόκληρου του φυτού στην αλατότητα δείχνοντας τη λειτουργία των µηχανισµών αντοχής στην αλατότητα και σε κυτταρικό επίπεδο στα φυτά αυτά (Tal, 1984). Έτσι είναι δυνατό να µελετηθεί η αντίδραση των φυτών και οι µηχανισµοί προσαρµογής στην αλατότητα in vitro ώστε να συλλεχθούν χρήσιµες πληροφορίες που θα χρησιµοποιηθούν αργότερα στο χωράφι (Roussos et al., 2006). 294

299 VI.1: IN VITRO ΜΑΖΙΚΟΣ ΠΟΛΛΑΠΛΑΣΙΑΣΜΟΣ ΤΩΝ ΙΦΟΡΩΝ ΠΟΙΚΙΛΙΩΝ ΚΟΚΚΙΝΟΥ ΣΜΕΟΥΡΟΥ (Rubus idaeus L.) Autumn Bliss ΚΑΙ Polana VI.1.1. Περίληψη Ξεκινώντας από καλλιέργεια in-vitro εκφύτων ενός οφθαλµού µήκους 0,5 µέχρι 1 cm που πάρθηκαν από φυτά δίφορων κόκκινων σµέουρων (Rubus idaeus L.) των ποικιλιών Autumn Bliss και Polana παρήχθησαν µαζικά µικρόφυτα. Το θρεπτικό υπόστρωµα περιείχε τα βασικά ανόργανα άλατα των MS (Murashige και Skoog, 1962) µε προσθήκη ανά λίτρο υποστρώµατος 0.5 mg/l νικοτινικό οξύ, 0.4 mg/l θειαµίνη-hcl, 0.5 mg/l πυριδοξίνη-hcl, 2.0 mg/l γλυκίνη, 55.7 mg/l ασκορβικό οξύ, 4.5 mg/l BAP, mg/l IBA και 30 g/l σακχαρόζη και στερεοποιήθηκε µε 2.5 g/l phytagel. Οι καλλιέργειες κατά την διάρκεια της πρώτης εβδοµάδας τοποθετήθηκαν σε σκοτάδι στους 22+2 C για να αποφευχθεί η δηµιουργία µαυρίσµατος στους ιστούς και στην συνέχεια σε δωµάτιο ανάπτυξης καλλιεργειών σε θερµοκρασία 25 C και φωτισµό 1000 lux για 16 ώρες την ηµέρα. Το φυτικό υλικό 3-πλασιάζονταν invitro κάθε 6-8 εβδοµάδες. Η ριζοβολία των µικρό-βλαστών επιτυγχάνονταν µε τη µεταφορά σε υπόστρωµα για ριζοβολία, που είχε την ίδια σύνθεση µε τα υποστρώµατα των προηγούµενων σταδίων ανάπτυξης χωρίς ρυθµιστές της αύξησης, και ρίζωναν σε 8 µε 10 εβδοµάδες. Οι παραγόµενοι ριζωµένοι µικρό βλαστοί σκληραγωγούνταν µε δύο τρόπους, σε in vitro συνθήκες µε αύξηση του φωτισµού στα 2000 lux και ex vitro σε µικρό fog µε σταδιακή µείωση της σχετικής υγρασίας από 95% στα 55% σε σταθερή θερµοκρασία µέρας νύχτας 25 C και συνεχή φωτισµό 6000 lux από λάµπες πιέσεως νατρίου. Αυτή η µέθοδος µπορεί να χρησιµοποιηθεί για µαζικό µικρό-πολλαπλασιασµό των δίφορων κόκκινων σµέουρων (Rubus idaeus L.) των ποικιλιών Autumn Bliss και Polana. VI.1.2. Εισαγωγή Αν λάβουµε υπόψη ότι τα Σµέουρα είναι ιδανικά για παραγωγή όλη τη διάρκεια του έτους (Fernandes and Pritts, 1994) και ότι είναι υψηλής αξίας ευπαθή προϊόντα τα οποία µπορούν να επιτύχουν τιµές από $3.00-$6.00 για 180γρ. καρπού κατά τη διάρκεια της εκτός εποχής παραγωγή καταλαβαίνουµε γιατί άρχισε µια προσπάθεια στην Ευρώπη και τις Νοτιότερες περιοχές της για παραγωγή κατά τη διάρκεια του χειµώνα (Dijkstra and Scholtens, 1993; Oliveira, 1996, 1999;).Το χαρακτηριστικό των δίφορων ποικιλιών (primocane-fruiting) Σµέουρων (Rubus idaeus L.) να 295

300 καρποφορούν στους βλαστούς του έτους (Keep, 1961; Ourecky, 1976) δίνει πολλές δυνατότητες στην καλλιέργεια των Σµέουρων όπως εκτός εποχής παραγωγή (Pritts et al., 1999; Brennan et al., 1999) µε καλύτερες προοπτικές διάθεσης, τιµής, και πολλές καλλιέργειες κατά τη διάρκεια του έτους σε τροπικές και υποτροπικές περιοχές (Lopez-Medina and Moore, 1999). O Snir (1981) αναφέρει ότι µε το µικρό-πολλαπλασιασµό των σµέουρων είναι δυνατό να παραχθεί µεγάλος αριθµός φυτών σε µικρό χρονικό διάστηµα, όπως επίσης και ικανοποιητικός αριθµός φυτών σε περίπτωση δοκιµής νέων ποικιλιών µηχανικής συγκοµιδής µέσα σε ένα χρόνο, πράγµα που δεν θα µπορούσε να συµβεί µε τις παραδοσιακές µεθόδους πολλαπλασιασµού. Επιτυχής καλλιέργεια µπορεί να επιτευχθεί σε υπόστρωµα LS (Linsmaier and Skoog, 1965; James et al., 1980) ή MS (Murashige and Skoog, 1962) µε διάφορες βιταµίνες (Snir, 1981; Sobczykiewicz, 1987) ενώ άλλοι ερευνητές αναφέρουν ότι καλύτερα αποτελέσµατα δίνει το υπόστρωµα MS όταν NH 4 NO 3 και KNO 3 µειωθούν στο µισό. Η καλλιέργεια µπορεί να αρχίσει από κορυφές βλαστών και κοµβικά έκφυτα από βλαστούς προηγούµενης καλλιέργειας in vitro κορυφαίου µεριστώµατος (Mikhovska et al., 1995; Popov and Shelkunova, 1973), αλλά και από έκφυτα που αποµονώνονται από φυτά στο χωράφι. Ο Anderson (1979, 1980) χρησιµοποίησε βλαστικές κορυφές εκχλοιωµένων βλαστών που προήλθαν από ρίζες που µεγάλωναν στο σκοτάδι. Ο Snir (1981) χρησιµοποίησε κοµβικά έκφυτα για να πολλαπλασιάσει διάφορους γενότυπους Rubus idaeus L. Το υπόστρωµα που χρησιµοποίησε ήταν το MS χωρίς ρυθµιστές αύξησης αλλά 5 g/l ενεργό άνθρακα και διπλάσια συγκέντρωση του FeEDTA. Έτσι παράγονταν βλαστοί που χωρίζονταν σε κοµβικά έκφυτα και επανακαλλιεργούνταν. Με τη προσθήκη 1-4 mg/l BAP (ανάλογα του γενότυπου) συχνά σε συνδυασµό µε 0.1 mg/l IBA πετύχαινε τη δηµιουργία µεγαλύτερου αριθµού βλαστών. Οι Desjardins and Gosselin (1987) πέτυχαν πολύ ψηλούς ρυθµούς βλαστογένεσης της ποικιλίας κόκκινου σµέουρου Madawaska σε υπόστρωµα MS µε 1 mg/l BAP και 50 mg/l ασκορβικό οξύ. Ο Welander (1987) αναφέρει ότι η χρησιµοποίηση GA 3 για επιµήκυνση των βλαστών παρεµπόδισε τη ριζοβολία. Η ριζοβολία in vitro των κόκκινων σµέουρων αναφέρθηκε (James et al., 1980; Sobczykiewicz, 1987) ότι εξαρτάται από το γενότυπο. Ριζοβολία µπορεί να γίνει στο υπόστρωµα πολλαπλασιασµού ή σε υπόστρωµα ριζοβολίας µε µείωση στο µισό των συγκεντρώσεων των µακροστοιχείων στο MS µε την προσθήκη mg/l IBA (Welander, 1987; Sobczykiewicz, 1987). Η προσθήκη 0.1 mm 296

301 phloroglucinol (James et al., 1980; Sobczykiewicz, 1987), ή 5 g/l ενεργό άνθρακα (Anderson, 1979, 1982b) µπορεί να βελτιώσει την παραγωγή ριζών. Από πρόσφατα πειραµατικά δεδοµένα προέκυψε ότι τα κόκκινα σµέουρα αναπτύσσονται ικανοποιητικά και σε σχετικά θερµά περιβάλλοντα, όπως για παράδειγµα στην Κρήτη (Βασιλακάκης, 1997; Rosati et al. 1999). Η δυνατότητα καλλιέργειας κόκκινων σµέουρων για εκτός εποχής παραγωγή ως µια εναλλακτική µορφή καλλιέργειας µελετήθηκε και υπό τις Κυπριακές συνθήκες (Α. Μεσόγειος) µε ενθαρρυντικά αποτελέσµατα (Neocleous et al., 2005a). Σε µια τέτοια περίπτωση είναι φυσικό ότι πρέπει να υπάρχει επιστηµονική και τεχνική στήριξη σε όλες τις φάσεις ανάπτυξης της καινούργιας αυτής καλλιέργειας για τα Κυπριακά δεδοµένα (βλέπε Ενότητες Ι, ΙΙ και ΙΙΙ). Σκοπός της µελέτης αυτής ήταν να µελετηθεί η δυνατότητα του in vitro µαζικού πολλαπλασιασµού (Welander, 1985; Sobczykiewic, 1984; Anderson, 1980; Pyott and Converse, 1981; Snir, 1981; Ferradini et al. 1997) δυο δίφορων ποικιλιών κόκκινου σµέουρου δεδοµένου της ανυπαρξίας φυτικού πολλαπλασιαστικού υλικού εγχώριας παραγωγής (Νεοκλέους και Μηνάς, 2006; Minas and Neocleous, 2006a). Επιπλέον η τεχνική αυτή θα χρησιµοποιηθεί (βλέπε Ενότητα IV.2 και IV.3) για τη µελέτη in vitro α) της επίδρασης της αλατότητας µε NaCl και β) της επίδρασης αυξηµένων συγκεντρώσεων αλατότητας και Βορίου, σε καλλιέργειες κόκκινου σµέουρου ποικιλίας Autumn Bliss. VI.1.3. Υλικά και Μέθοδοι Για την αρχική εγκατάσταση πάρθηκαν µοσχεύµατα βλαστοφόρων κληµατίδων 10 εκ. από φυτά κόκκινου σµέουρου ποικιλιών Autumn Bliss και Polana (Rubus idaeus L.) που αναπτύχθηκαν σε θερµοκήπιο µε 75% σκίαση. Τα µοσχεύµατα τοποθετήθηκαν σε σακούλες πολυαιθυλενίου και µεταφέρθηκαν στο εργαστήριο. Ως έκφυτα χρησιµοποιήθηκαν γόνατα ενός οφθαλµού cm τα οποία αποµονώθηκαν από τα µοσχεύµατα. Πλύθηκαν καλά µε νερό βρύσης και εµβαπτίστηκαν στιγµιαία σε αλκοόλη 75%. Ακολούθησε εµβάπτιση σε διάλυµα χλωρίνης 15% του εµπορίου (0.78% υποχλωριώδες νάτριο) µε µερικές σταγόνες του διαβρεκτικού Tween 20 για 15 λεπτά και ξέπλυµα µε αποστειρωµένο νερό. Μετά την απολύµανση τα κατεστραµµένα άκρα αφαιρέθηκαν. Τα κοµβικά έκφυτα ενός οφθαλµού ακολούθως τοποθετήθηκαν σε ελαφρώς χαραγµένη την άνω επιφάνεια του θρεπτικού υποστρώµατος (60 ml) ώστε να επιτύχουµε καλύτερη επαφή. Οι καλλιέργειες επωάσθηκαν αρχικά για 1 εβδοµάδα στο σκοτάδι στους 22±2 ο C και ακολούθως 297

302 µεταφέρθηκαν σε φωτιζόµενο µε 1000 lux µε φωτοπερίοδο 16 ώρες και θερµοκρασία 25 ο C. Το θρεπτικό υπόστρωµα περιείχε τα βασικά ανόργανα άλατα των Murashige και Skoog (Murashige και Skoog, 1962) µε την προσθήκη ανά λίτρο υποστρώµατος 0.5 mg/l νικοτινικό οξύ, 0.4 mg/l θειαµίνη-hcl, 0.5 mg/l πυριδοξίνη-hcl, 2.0 mg/l γλυκίνη, 55.7 mg/l ασκορβικό οξύ, 4.5 mg/l BAP, mg/l IBA, 30 g/l σακχαρόζη και στερεοποιήθηκε µε 2.5 g/l phytagel. Το ph του θρεπτικού υποστρώµατος ρυθµίστηκε στο 5.6 το οποίο αποστειρώθηκε στους 120 ο C για 20 λεπτά και πίεση 1.5 atm. Οι µεταφυτεύσεις γίνονταν µε στόχο να έχουµε πάντα πράσινους ιστούς στις καλλιέργειες. Για ριζοβολία τα µικρόφυτα µεταφέρονταν σε θρεπτικό υπόστρωµα χωρίς ρυθµιστές της αύξησης και της ανάπτυξης και διατηρήθηκαν στις ίδιες συνθήκες. Πριν το στάδιο της σκληραγώγησης ex-vitro τα ριζοβοληµένα µικρόφυτά εκτέθηκαν σε συνθήκες αυξηµένου φωτισµού 2000 lux για 16 ώρες φωτοπερίοδο στο θάλαµο ανάπτυξης για 2 εβδοµάδες. Ακολούθως τα µικρόφυτα πλύθηκαν από το θρεπτικό υπόστρωµα και εµβαπτίστηκαν σε µυκητοκτόνο προτού φυτευτούν σε γλαστράκια µε τύρφη και περλίτη. Μετά τοποθετήθηκαν ex-vitro σε νεφελοθερµοκήπιο µε σταδιακή µείωση της σχετικής υγρασίας (95 55%), συνεχή φωτισµό (6000 lux, Agro-T-Plus, Philips) και σταθερή θερµοκρασία (25 ºC). Κατά το στάδιο του εγκλιµατισµού τα φυτάρια µεταφέρθηκαν σε σκιασµένο θερµοκήπιο του οποίου η θερµοκρασία δεν υπερέβαινε τους 29 ºC και αρδεύονταν µε θρεπτικό διάλυµα που περιείχε: N= 6 %, P=5 %, K=6 %, Mg=0.6 %, B=0.016 %, Cu=0.003 %, Fe-DTPA=0.03 %, Mn=0.025 %, Mo=0.001%, Zn= %. VI.1.4. Αποτελέσµατα Το Murashige and Skoog θρεπτικό υπόστρωµα το οποίo χρησιµοποιήθηκε και για άλλες ποικιλίες (Klokonos and Solov, 1986) και η χρήση ως εκφύτων γονάτων ενός οφθαλµού (Snir, 1981; Wealander, 1985) έδωσαν αρκετά καλά αποτελέσµατα (72% των καλλιεργειών εγκαταστάθηκαν και αναπτύχθηκαν). Η χρήση ασκορβικού οξέως ως αντιοξειδωτικού, η χρησιµοποίηση phytagel στη θέση του agar, η αφαίρεση των άκρων των εκφύτων µετά την απολύµανση, η επώαση των καλλιεργειών αρχικά στο σκοτάδι και η λήψη εκφύτων από µητρικά φυτά υπό σκίαση µείωσαν στο ελάχιστο (5-10%) καφέτιασµα των ιστών κατά το στάδιο της εγκατάστασης (Φωτο. 1α). Το µαύρισµα των ιστών οφείλεται στη διάχυση φαινολικών ουσιών από το φυτικό ιστό στο θρεπτικό υλικό που οξειδώνονται σε ταννίνες (Deperg and Read, 1991; Yu and Meredith, 1986; Cassels and Minas, 1983b). Οι καλλιέργειες µετά από 6 εβδοµάδες 298

303 ανάπτυξης δηµιουργούσαν ένα σύµπλεγµα µε 3 βλαστούς 3-5 cm µήκους έτοιµο να διαιρεθεί ή να µεταφερθεί σε καινούργιο θρεπτικό υπόστρωµα (Φωτο. 1β). Οι βραδείς ρυθµοί ανάπτυξης οφειλόταν στην αργή εκκίνηση του αρχικού υλικού, το πιο πιθανόν λόγω της φυσιολογικής κατάστασης των οφθαλµών αφού λήφθηκαν από νεαρές κληµατίδες. Στο στάδιο της ριζοβολίας τα µικρόφυτα µεταφέρονταν στο υπόστρωµα ως σύµπλεγµα βλαστών (3-4 βλαστοί) τα οποία δηµιουργούσαν ένα καλοσχηµατισµένο πλούσιο ριζικό σύστηµα σε 8 εβδοµάδες Ο µη διαχωρισµός των βλαστών κατά το στάδιο αυτό είχε ως στόχο να αυξηθεί το ποσοστό επιτυχίας εγκατάστασης αργότερα στο στάδιο του εγκλιµατισµού (Φωτο. 1γ) και να µην χάνεται χρόνος από τη διαδικασία αυτή. Η αύξηση του φωτισµού πριν το στάδιο της σκληραγώγησης ex vitro στόχο είχε να αυξήσει τη φωτοσυνθετική δραστηριότητα των µικρόφυτων και τη δηµιουργία προστατευτικού επιδερµικού ιστού εναντίων των απωλειών υγρασίας. Η ριζοβολία ανήλθε στο 85% και ποσοστό 95% των φυτών είχε εγκατασταθεί επιτυχώς στο νεφελοθερµοκήπιο. Σε διάστηµα 45 ηµερών τα φυτά ήταν ικανά για άµεση διάθεση (Φωτο. 1δ). Στα φυτά δεν παρουσιάστηκε οποιαδήποτε ανωµαλία. VI.1.5. Συζήτηση Η µέθοδος αυτή φαίνεται να προσφέρεται για τον in vitro µικρo-πολλαπλασιασµό των δίφορων ποικιλιών κόκκινων σµέουρων Autumn Bliss και Polana ενώ η παραγωγικότητα της µεθόδου και ο αριθµός των βλαστών ανά έκφυτο θα µπορούσε να αυξηθεί σηµαντικά µε περαιτέρω πειραµατισµό. Η φυσιολογική κατάσταση των οφθαλµών κατά την αρχική εγκατάσταση φαίνεται ότι επηρεάζει τη ταχύτητα εκκίνησης του φυτικού υλικού. Επιπλέον συνεπάγεται το αποτέλεσµα ότι χρήση ασκορβικού οξέως ως αντιοξειδωτικού, η χρησιµοποίηση phytagel στη θέση του agar, η αφαίρεση των άκρων των εκφύτων µετά την απολύµανση, η επώαση των καλλιεργειών αρχικά στο σκοτάδι και η λήψη εκφύτων από µητρικά φυτά υπό σκίαση φαίνεται να επηρέασε αρνητικά το ποσοστό καφετιάσµατος των ιστών (Νεοκλέους και Μηνάς, 2006; Minas and Neocleous, 2006a). 299

304 Βιβλιογραφία 1. Alfaro, F.P. and Murashige, T Possible rejuvenation of adult avocado by graftage onto juveline rootstocks in vitro. HortSci. 22: Anderson, W.C Tissue culture propagation of red raspberry. InVitro, 15: Anderson, W.C Tissue culture propagation of red and black raspberries, Rubus idaeus and R. occidentalis. Acta Hort. 112: Anderson, W.C. 1982b. Etiolation as an aid to rooting. Comp. Proc. Int. Plant Prop. Soc. 1981, 31: Brennan, R.M., R. McNicol, T. Gillepsie, and Raffle, S Factors affecting out-of season Rubus production. Acta Hort. 505: Cassells, A.C. and Minas, G.J Plant in vitro factors influencing the micropropagation of Pelargonium cvs. Sci. Hort. 21: Cousineau, J.C. and Donnelly, D.C Adventitious shoot regeneration from leaf explants of tissue cultured and greenhouse grown raspberry. Plant Cell Tiss. Org. Cult. 27: Debergh, P.C. and Read, R.A Micropropagation. In: Micropropagation Debergh, P.C. and Zimmerman, R.A., (eds) pp Kluwer Academic Publishers. The Netherlands. 9. Deng, R. and Donelly, D.J In vitro hardening of red raspberry by CO 2 enrichment and reduced medium sucrose concentration. HortSci. 28: Desjardins, Y. and Gosselin, A The effect of hormonal concentrations, culture medium and an antioxidant on the shoot-doubling time for the raspberry cultivar Madawaska grown in-vitro. Canadian J. Plant Sci. 67: Dijkstra, J. and Scholtens, A Growing early and late raspberries in containers. Acta Hort. 352: Donnelly, D.J., Stace, S.R. and Mellor, F.C In vitro culture of three Rubus species. Acta Hort. 112: Fermandez,G.E. and Pritts, M.P Growth,carbon acquisition, and sourcesink relationships in «Titan» red raspberry. J.Amer.Soc.Hort.Sci.119: Ferradini, N., Effati, M. and Standardi, A In vitro propagation of some Rubus genotypes. Italus-Hortus. 4: Ferradini, N., Effati, M. and Standardi, A Italus Hortus 4:3-8. (Abstr.). 300

305 16. Graham, J., Iasi, L. and Millam, S Genotype-specific regeneration from a number of Rubus cultivars. Plant Cell Tiss. Org. Cult. 48: Hartmann, H.T, Kester, D.E., Davies, F.T. and Geneve, R.L Cell and tissue culture propagation. In: Hartmann and Kester s plant propagation: principle and practices, 7 th edn. Pearson education (ed.), Prentice Hall, New Jersey. pp Hildebrandt, A.C Differentiation of tobacco plants from single isolated cells in microcultures. Science 150: Hoepfner, A.S In vitro propagation of red raspberry. Acta Hort. 262: Hussey, G In vitro propagation of some members of the Liliaceae, Iridiaceae and Amaryllidaceae. Acta Hort. 78: James, D.J., Knight, V.H. and Thurbon, I.J Micropropagation of red raspberry and the influence of phloroglucinol. Sci. Hort. 12: Keep, E Autumn-fruiting in raspberries. J. Hort. Sci. 36: Klokonos, N.P. and Solov-eva, I.I Propagation of raspberry by tissue culture method. Vestnik Sel`skokhozyaistvennoi Nauki Kazakhstana 9: (Abstr.). 24. Levitt, J Responses of plants to environmental stresses, 2 nd edn. Academic Press, New York. 25. Linsmaier, E.M. and F. Skoog Organic growth factors requirements of tobacco tissue cultures. Physiol. Plant. 18: Lopez-Medina, J. and Moore, N.J Chilling enhances cane elongation and flowering in primocane-fruiting blackberries. HortSci. 34(4): Mikhovska, B., T. Petkov, K. Dragoinski and Stoevska, T Obtaining and propagation of virus-free planting material of raspberry. Proceedings of the International Conference on Plant Virology, Apriltsi, Troyan, Bulgaria, Rasteniev dni Nauki, 32: Minas, G. and Neocleous, D. 2006a. A protocol for rapid clonal micropropagation in vitro of primocane fruiting red raspberry cultivars. Technical Bulletin (under press). Agricultural Research Institute, Nicosia. 29. Mudge, K.W., Borgman, C.A., Neal, J. C. and Weller, H.A Present limitations and future prospects for commercial micropropagation of small fruits. Comb. Proc. Intl. Plant Prop. Soc. 36:

306 30. Murashige, T. and Skoog, F A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiol. Plant. 15: Neal, J. and Pritts, M Sensitivity of tissue culture raspberries to preemergent herbicides. HortSci. 24: Neocleous, D., Papadopoulos, I. and Vasilakakis, M. 2005a. Investigating the Possibility of Fruiting Primocane Raspberries for Off-Season Production in Cyprus. Eur. J. Hort. Sci. 70: O Dell, C.R Berries: marketing raspberries. Amer. Fruit Grower 109: Oliveira, B.P., Oliveira, M.C., Lopes-da-Fonseca, L. and Monteiro, A.A Off season production of primocane-fruiting red raspberry using summer pruning and polyethylene tunnels. HortSci. 31: Oliveira, P.B., Oliveira, C.M., Lopes da-fonseca, L. and Monteiro, A.A Summer pruning intensity affects on off-season production of primocane-fruiting red raspberries. Acta Hort. 505: Ouerecky, D.K Fall-bearing red raspberries, their future and potential. Acta Hort. 60: Pierik, R.L.M In vitro culture of higher plants as a tool in propagation of horticultural crops. Acta Hort. 226: Popescu, A.N. and Isac, V High frequency shoot regeneration from leafderived callus in raspberry (Rubus idaeus L.). Acta Hort. 538: Popov, Y. G. and. Shchelkunova, S.E The regeneration of Rubus idaeus shoot apices in relation to the presence of growth substances in the nutrient medium IBA and IAA activated. Botanicheskii Zhurnal, 58: Pritts, M.P., R.W.Langhans, T.H.Whitlow, M.J. Kelly, and Roberts, A Winter Raspberry Production in Greenhouses. Hort. Technol. 9: Pyott, J.L. and Converse, R.H In vitro propagation of heat-treated red raspberry clones. HortSci. 16: Rosati, P., Mezzetti, B.,Knight, V., Lim, K.Y., Trajkovsky, V., Sjostedt, B., Greco, I., Martelli, G., Lionaki, S., Stavroylakis, G., Ciorda, M., and Polledo, A Expanding the adaptation and production area of Rubus in Europe. Acta Hort. 505, Roussos, P.A., Tsantili, E. and Pontikis, C.A Responses of jojoba explants to different salinity levels during the proliferation stage in vitro. Ind.l Crops Prod. 23:

307 44. Schleiden, M. and Schwann, T. (1838), Haberlandt, G. (1902), Gautheret, R. (1934, 1939), Nobecourt, P. (1939), White, P.R. (1939) and Skoog, F. (1948). Cited by Hartmann, Kester, Davies and Geneve (2002) (No.17). 45. Shchelkunova, S.E Seasonal regeneration of plants from meristem tips of raspberry. Fiziologia Rastenii, 21: Snir, I Micropropagation of red raspberry. Sci. Hort. 14: Sobczykiewicz, D Mass production of raspberry plantlets through micropropagation and rooting them directly in sand-peat mixture. Fruit Science Reports 11: (Abstr.). 48. Sobczykiewicz, D Mass production of raspberry plants by meristem culture. Acta Hort. 212: Strongonov, B.P Cited by Tal, M. (1984) (no. 49). 50. Tal, M Physiological genetics of salt resistance in higher plants. In: Salinity tolerance in plants, New York Staples RC and Toenniessen GH (eds.), Wiley-Interscience, New York. 51. Welander, M In vitro culture of raspberry (Rubus idaeus) for mass propagation. J. Hort. Sci. 60: Yu, D. And Meredith, C.P., 1986.The influence of ex-plant origin on tissue browning and shoot production in shoot tip cultures of grapevine. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 111: Βασιλακάκης, Μ., Μικρά Οπωροφόρα. Αριστοτέλειο Πανεπιστήµιο Θεσσαλονίκης. Εκδόσεις Γ. εδούση, Θεσσαλονίκη, σελ Καράτζιου, In vitro πολλαπλασιασµός ποικιλιών βατόµουρου, Rubus fruticosus. Μεταπτυχιακή διατριβή, Α.Π.Θ., Θεσσαλονίκη. 55. Νεοκλέους,. και Μηνάς, Γ In vitro µαζικός πολλαπλασιασµός των δίφορων ποικιλιών κόκκινου σµέουρου (Rubus idaeus L.) Autumn Bliss και Polana. Πρακτικά 22 ου συνεδρίου Ε.Ε.Ε.Ο., Πάτρα (υπό δηµοσίευση). 303

308 Φωτογραφίες Φωτογραφία 1: α) Αρχικό υλικό στο στάδιο της εγκατάστασης in vitro β) Βλαστοί στο στάδιο του πολλαπλασιασµού in vitro γ) Νεαρά φυτά ex vitro δ) Αναπτυγµένα φυτά ex vitro. 304

309 VI.2: ΜΕΛΕΤΗ IN VITRO ΤΗΣ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑΣ ΤΩΝ ΚΟΚΚΙΝΩΝ ΣΜΕΟΥΡΩΝ ΠΟΙΚΙΛΙΑΣ Autumn Bliss ΣΤΗΝ ΑΛΑΤΟΤΗΤΑ (NaCl) VI.2.1. Περίληψη Έκφυτα κόκκινου σµέουρου (Rubus idaeus, Autumn Bliss ) καλλιεργήθηκαν in vitro για 20 ηµέρες υπό συνθήκες αλατότητας, προκαλούµενης µε την προσθήκη NaCl σε συγκεντρώσεις 0, 5, 10, 20 και 30 mm σε θρεπτικό υπόστρωµα που περιείχε τα βασικά ανόργανα άλατα των Murashige και Skoog (Murashige and Skoog, 1962). Κατά το τέλος της περιόδου καλλιέργειας υπό συνθήκες αλατότητας µετρήθηκαν η αύξηση (µήκος βλαστού, νωπό και ξηρό βάρος), η περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη, ο φθορισµός της χλωροφύλλης, η συγκέντρωση σε φαινολικές ουσίες, η µη-ενζυµική αντιοξειδωτική ικανότητα (FRAP) και η χηµική σύσταση των εκφύτων. Υπολογίστηκαν επίσης ο σχετικός ρυθµός αύξησης και ένας συντελεστής ανθεκτικότητας των εκφύτων. Τα αποτελέσµατα έδειξαν ότι αυξάνοντας την συγκέντρωση άλατος στο υπόστρωµα µειώθηκε το µήκος του βλαστού, το νωπό και ξηρό βάρος των εκφύτων. Επίσης η προσθήκη των αλάτων είχε ως αποτέλεσµα τη µείωση της συγκέντρωσης της χλωροφύλλης, του φθορισµού της χλωροφύλλης ενώ παρατηρήθηκε αύξηση της συγκέντρωσης φαινολικών ουσιών και της µη-ενζυµικής αντιοξειδωτικής ικανότητας (FRAP) στα έκφυτα. Ακόµη παρατηρήθηκε αύξηση της συγκέντρωσης των ιόντων Cl - και Na + στα έκφυτα µε την αύξησης της αλατότητας στο θρεπτικό υπόστρωµα ενώ για τα στοιχεία N, P, K, Fe, B, και Zn παρατηρήθηκε µικρή αύξηση στη συγκέντρωση τους µε την αλατότητα η οποία επανήλθε στα επίπεδα του µάρτυρα στην υψηλότερη συγκέντρωση του άλατος. Η συγκέντρωση των στοιχείων Ca και Mn µειώθηκε και αυτή του Mg και Cu δεν µεταβλήθηκε µε την αλατότητα. Τέλος ο σχετικός ρυθµός αύξησης και ο συντελεστής ανθεκτικότητας µειώθηκαν απότοµα µετά από µια ορισµένη συγκέντρωση του NaCl στο θρεπτικό υπόστρωµα. VI.2.2. Εισαγωγή Η αλατότητα είναι ένας από τους σηµαντικότερους παράγοντες του περιβάλλοντος µείωσης της παραγωγικότητας. Έξη από τα δεκατέσσερα δισεκατοµµύρια εκτάρια καλλιεργήσιµης γης παγκοσµίως βρίσκονται σε ξηρές και ηµίξηρες περιοχές, και από 305

310 αυτά, περίπου το ένα δισεκατοµµύριο εκτάρια έχει δεχθεί υπερβολική συγκέντρωση αλάτων (Christiansen, 1982; Zhang and Donnelly, 1997). Η ιστοκαλλιέργεια θεωρείται ότι είναι µια αξιόλογη µέθοδος για τη µελέτη της επίδρασης της αλατότητας στα φυτά (Stavarec and Rains, 1984) και µπορεί η µελέτη που γίνεται σε µικρο-επίπεδο να χρησιµοποιηθεί και ως σύστηµα µοντέλο για ολόκληρο το φυτό (Tal, 1984). Η τεχνική αυτή προσφέρει ακριβέστερο έλεγχο σε σχέση µε τις συνθήκες in vivo, επειδή αποµονώνονται οι αλληλεπιδράσεις µεταξύ διαφόρων οργάνων των φυτών και µεταξύ φυτών και περιβάλλοντος και αποφεύγονται και τα δαπανηρά, χρονοβόρα, και πολλές φορές προβληµατικά πειράµατα στον αγρό (Zhang and Donnelly, 1997). Άλλοι ερευνητές (Morpurgo, 1991; Naik and Widholm, 1993) αναφέρουν in vitro αξιολογήσεις της επίδρασης του NaCl σε γενότυπους πατάτας ως ένα εναλλακτικό τρόπο από τα πειράµατα in vivo και ο Morpugo (1991) βρήκε σηµαντική συσχέτιση µεταξύ του νωπού βάρους των ριζών των µικροφύτων και των κονδύλων που παράχθηκαν αργότερα σε συνθήκες αλατότητας στο χωράφι. Επίσης ο Roussos et al. (2006) αναφέρει ότι φυτά χοχόµπας αντιδράσανε στην αλατότητα µε παρόµοιο τρόπο ως έκφυτα ενός οφθαλµού in vitro και ως ολόκληρα φυτά, και ο Wahome et al. (2001) αναφέρει ότι πολλοί ερευνητές βρήκαν σηµαντική συσχέτιση µεταξύ των χαρακτηριστικών in vitro και in vivo. Σε αυτό το πείραµα µελετήθηκε η επίδραση διαφόρων συγκεντρώσεων NaCl στην αύξηση, τη χηµική σύσταση, την περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη, το φθορισµό της χλωροφύλλης, την ολική συγκέντρωση σε φαινόλες και τη συνολική αντιοξειδωτική ικανότητα σε in vitro µικρόφυτα κόκκινου σµέουρου ποικιλίας Autumn Bliss, ως µια ενδεχοµένως εναλλακτική µέθοδος µελέτης της επίδρασης της αλατότητας (Neocleous and Minas, 2006b). VI.2.3. Υλικά και Μέθοδοι Βλαστικές κορυφές περίπου 20 mm φυτών κόκκινων σµέουρων ποικιλίας Autumn Bliss πλύθηκαν καλά µε νερό βρύσης και εµβαπτίστηκαν σε διάλυµα χλωρίνης του εµπορίου 15% µε µερικές σταγόνες του διαβρεκτικού Tween 20 για 15 λεπτά και ακολούθως ξεπλύθηκαν µε αποστειρωµένο νερό. Μετά την απολύµανση τα κατεστραµµένα άκρα αφαιρέθηκαν και οι κορυφές (2 ανά βάζο) καλλιεργήθηκαν σε πλαστικά βάζα µε 100 ml θρεπτικό υπόστρωµα το οποίο περιείχε τα βασικά ανόργανα 306

311 άλατα των Murashige και Skoog (1962) µε προσθήκη 0.5 mg/l νικοτινικό οξύ, 0.4 mg/l θειαµίνη-hcl, 0.5 mg/l πυριδοξίνη-hcl, 2.0 mg/l γλυκίνη, 55.7 mg/l ασκορβικό οξύ, 4.5 mg/l BAP, mg/l IBA, 30 g/l σακχαρόζη και στερεοποιήθηκε µε 2.5 g/l phytagel. Στο θρεπτικό υπόστρωµα προστέθηκε NaCl σε συγκεντρώσεις 0, 5, 10, 20 και 30 mm. Το ph του θρεπτικού υποστρώµατος ρυθµίστηκε στο 5.6 και ακολούθως αποστειρώθηκε στους 120 ο C για 20 λεπτά και πίεση 1 atm. Οι καλλιέργειες παρέµειναν στο θάλαµο ανάπτυξης (22 ± 2º C, 16 ώρες φως) για 20 ηµέρες και στο τέλος του σταδίου αυτού µετρήθηκε η περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη και ο φθορισµός σε χλωροφύλλη όπως περιγράφεται στην Ενότητα IV, το µήκος του κεντρικού βλαστού, το νωπό βάρος και το ξηρό βάρος µετά που ξηράθηκαν στους 68º C µέχρις απόκτησης σταθερού βάρους. Τα φυτά (25 έκφυτα) της κάθε µεταχείρισης ενώθηκαν σε ένα µόνο δείγµα. Στα δείγµατα αυτά προσδιορίστηκε η συγκέντρωση των στοιχείων N, P, K, B, Cl, Zn, Mn, Fe, Cu, Ca, Mg και Na όπως περιγράφεται στην Ενότητα IV. Ποσότητα φυτικού δείγµατος (20 έκφυτα) ξηράθηκε στους 55º C για 12 ώρες (overnight) και στη συνέχεια αναλύθηκε όπως περιγράφεται στην Ενότητα V για τη συγκέντρωση φαινολικών ουσιών και τη συνολική µη-ενζυµική αντιοξειδωτική ικανότητα των εκφύτων (FRAP). Στην περίπτωση αυτή λόγω της φύσης του υλικού χρησιµοποιήθηκε τελικός όγκος εκχυλίσµατος 50 ml αντί 25 ml και έγινε η κατάλληλη αναγωγή των αποτελεσµάτων. Προσδιορίστηκε ο σχετικός ρυθµός αύξησης (RGR) σύµφωνα µε την εξίσωση: RGR = (1/W) (dw / dt) (Blackman, 1919) όπου W το ξηρό βάρος του φυτού τη χρονική στιγµή T 2, dw το ξηρό βάρος τη χρονική στιγµή T 2 - ξηρό βάρος τη χρονική στιγµή T 1 και dt είναι T 2 T 1. Η εξίσωση αυτή αντιπροσωπεύει την ικανότητα του φυτού για την παραγωγή νέας ύλης. Επίσης υπολογίστηκε και ένας συντελεστής ανθεκτικότητας (TI) (Ρούσσος και Ποντίκης, 2004) σύµφωνα µε την εξίσωση: ΤΙ = (Dry wt. on NaCl medium / Dry wt. on NaCl free medium) 100 στηριζόµενος στη µεταβολή του ξηρού βάρους των εκφύτων µε την προσθήκη NaCl στο θρεπτικό υπόστρωµα. Το πείραµα σχεδιάστηκε ως εντελώς τυχαιοποιηµένο σχέδιο. Κάθε περίπτωση περιλάµβανε 45 επαναλήψεις (έκφυτα) και τα δεδοµένα του πειράµατος αναλύθηκαν µε το στατιστικό πακέτο SAS/ASSIST: (SAS Institute, Cary, NC-USA). 307

312 VI.2.4. Αποτελέσµατα VI Ορατά συµπτώµατα Χλώρωση και ξήρανση των κορυφών των φυλλαρίων που επεκτάθηκε σε όλο το φύλλο παρουσιάστηκε στα µικρόφυτα που αναπτύχθηκαν στις συγκεντρώσεις 20 και 30 mm NaCl (Φωτ. 1). Εντονότερα ήταν τα συµπτώµατα στη συγκέντρωση 30 mm η οποία ενδεχοµένως να ήταν υπερβολική. VI Αυξητικές παράµετροι Όπως παρατηρείται από τον Πίνακα 1 η ύπαρξη του NaCl στο υπόστρωµα ιστοκαλλιέργειας επηρέασε σηµαντικά την ανάπτυξη των εκφύτων των σµέουρων. Αυξανοµένης της συγκέντρωση του NaCl στο υπόστρωµα µειωνόταν το µήκος του βλαστού των εκφύτων και µόνο στη συγκέντρωση των 5 mm NaCl το µήκος δεν διέφερε σηµαντικά από το µάρτυρα. Οι σηµαντικά µικρότερες τιµές παρατηρήθηκαν στη συγκέντρωση των 30 mm NaCl. Οι µεταβολές στο νωπό και ξηρό βάρος ακολούθησαν την ίδια πορεία µε την επίδραση της αλατότητας. Η αλατότητα προκάλεσε σηµαντική µείωση του νωπού και ξηρού βάρους των εκφύτων όταν η συγκέντρωση του NaCl στο θρεπτικό υπόστρωµα ήταν 20 και 30 mm µε τις στατιστικά µικρότερες τιµές να σηµειώνονται στα 30 mm NaCl (Πίνακας 1). Ο λόγος Ν.Β / Ξ.Β των εκφύτων παρέµεινε στατιστικά στα ίδια επίπεδα µε το µάρτυρα για όλα τις συγκεντρώσεις του άλατος (Πίνακας 1). VI Συγκέντρωση χλωροφύλλης και φθορισµός της χλωροφύλλης Τόσο η χλωροφύλλη a όσο και η χλωροφύλλη b και κατά συνέπεια η ολική συγκέντρωση χλωροφύλλης (a + b) µειώθηκαν σηµαντικά σε σχέση µε το µάρτυρα για όλα τα επίπεδα αλατότητας (Πίνακας 2). Η µείωση αυτή είχε στατιστικά µικρότερες τιµές για τις συγκεντρώσεις NaCl στο θρεπτικό υπόστρωµα 20 και 30 mm. Ειδικά στη µεταχείριση 30 mm NaCl συγκριτικά µε το µάρτυρα η χλωροφύλλη a µειώθηκε κατά 53%, η χλωροφύλλη b 50% και η ολική χλωροφύλλη (a + b) 52%. Ο φθορισµός της χλωροφύλλης ακολούθησε την ίδια πορεία µε τη συγκέντρωση της χλωροφύλλης µε την αύξηση της αλατότητας στο θρεπτικό υπόστρωµα. Ο φθορισµός της χλωροφύλλης είχε στατιστικά τη µεγαλύτερη τιµή στα µικρόφυτα του µάρτυρα και τη 308

313 µικρότερη τιµή στα µικρόφυτα που αναπτύχθηκαν σε συγκέντρωση 20 και 30 mm NaCl στο θρεπτικό υπόστρωµα (Πίνακας 2). VI Φαινολικές ουσίες και Μη-ενζυµική αντιοξειδωτική ικανότητα (FRAP) Οι φαινολικές ουσίες στα έκφυτα ιστοκαλλιέργειας αυξήθηκαν σηµαντικά µε την επίδραση της αλατότητας για όλες τις συγκεντρώσεις άλατος στο υπόστρωµα µε εξαίρεση την υψηλότερη συγκέντρωση όπου οι η συγκέντρωση των φαινολικών ουσιών επανήλθαν στα επίπεδα του µάρτυρα (Σχ. 1α). Οι µεταβολές στη µη-ενζυµική αντιοξειδωτική ικανότητα των εκφύτων ακολούθησαν την ίδια πορεία µε τις φαινολικές ουσίες. Έτσι κατά παρόµοιο τρόπο οι σηµαντικά µεγαλύτερες τιµές FRAP σηµειώθηκαν στα µικρόφυτα στις συγκεντρώσεις του άλατος στο υπόστρωµα 5, 10 και 20 mm NaCl, οι οποίες δεν διέφεραν στατιστικά µεταξύ τους, και οι τιµές µειώθηκαν σηµαντικά και επανήλθαν στα επίπεδα του µάρτυρα για τη συγκέντρωση 30 mm NaCl (Σχ. 1β). Ο συντελεστής συσχέτισης µεταξύ φαινολικών ουσιών και µη-ενζυµικής αντιοξειδωτικής ικανότητας (FRAP) ήταν υψηλός (r = 0.81) µε βαθµό σηµαντικότητας (P<.0001). VI Σχετικός ρυθµός αύξησης (RGR) και συντελεστής ανθεκτικότητας (TI) Ο σχετικός ρυθµός αύξησης των εκφύτων µειώθηκε συναρτήσει της αύξησης της συγκέντρωσης του NaCl στο θρεπτικό υπόστρωµα. Η µείωση αυτή χαρακτηριζόταν από καµπυλόγραµµη µεταβολή. Ο RGR µειώθηκε απότοµα και σηµαντικά όταν η συγκέντρωση NaCl στο υπόστρωµα ήταν µεγαλύτερη από 10 mm (Σχ. 2α). Ο συντελεστής ανθεκτικότητας ακολούθησε παρόµοια πορεία µε το σχετικό ρυθµό αύξησης. Μέχρι και τα 10 mm NaCl στο θρεπτικό υπόστρωµα τα έκφυτα παρουσίασαν ανθεκτικότητα ενώ σε µεγαλύτερη συγκέντρωση άλατος ο TI παρουσίασε σηµαντική µείωση. Η µεταβολή του TI µε την αύξηση της αλατότητας χαρακτηριζόταν από καµπυλόγραµµη µεταβολή (Σχ. 2β). VI Χηµική σύσταση Με την αύξηση του NaCl στο θρεπτικό υπόστρωµα αυξήθηκε η συγκέντρωση του Cl - και του Na + των εκφύτων και η αύξηση αυτή ήταν ανάλογη µε την αύξηση της 309

314 συγκέντρωσης της αλατότητας (Πίνακας 3). Όσον αφορά τη συγκέντρωση N, P, K, Fe, B, και Zn η αύξηση της αλατότητας προκάλεσε µια µικρή αύξηση των στοιχείων αυτών στα έκφυτα µέχρι το επίπεδο των 20 mm NaCl στο θρεπτικό υπόστρωµα ενώ στην υψηλότερη συγκέντρωση του άλατος τα στοιχεία αυτά µειώθηκαν και επανήλθαν στα επίπεδα του µάρτυρα µε εξαίρεση το Fe 2+ που διατηρήθηκε σε υψηλότερα επίπεδα (Πίνακας 3). Επίσης η αύξηση της αλατότητας προκάλεσε µείωση της συγκέντρωσης του Ca 2+ και Mn 2+, ενώ η συγκέντρωση Mg 2+ και Cu 2+ παρέµεινε περίπου στα ίδια επίπεδα µε το µάρτυρα (Πίνακας 3). VI.2.5. Συζήτηση Η αλατότητα προκάλεσε νέκρωση στις κορυφές των φυλλαρίων που επεκτάθηκε σε όλο το φύλλο. Στη βιβλιογραφία (Bergmann, 1993; El-Sidding and Luedders, 1994) αναφέρεται ότι η µεταφορά των ιόντων Cl - γίνεται κυρίως από τη στήλη της διαπνοής και γι αυτό τα ιόντα συγκεντρώνονται στα φύλλα και προκαλούν νέκρωση που αρχίζει από την κορυφή του φύλλου και επεκτείνεται σε όλο το φύλλο και από τα παλαιότερα στα νεότερα. Η ζηµιά που προκλήθηκε στην εργασία αυτή στα φυλλάρια των εκφύτων ενδεχοµένως να µπορεί να αποδοθεί στα αυξηµένα κυρίως επίπεδα Cl -. Η αλατότητα προκάλεσε µείωση του µήκους του βλαστού όπως και του νωπού και ξηρού βάρους των εκφύτων, σύµφωνα και µε άλλους ερευνητές για πάρα πολλά είδη φυτών (Hernadez et al., 1995; Shanon and Grieve, 1999; Chartzulakis and Klapaki, 2000; Romero-Aranda et al., 2001). Λαµβάνοντας υπόψη ότι ο λόγος Ν.Β / Ξ.Β ως ένας δείκτης της απορρόφησης και κατανοµής του νερού στα µικρόφυτα (Bahaji et al., 2002) δεν επηρεάστηκε ενδεχοµένως ο περιορισµός της αύξησης στην εργασία αυτή να οφείλεται στην τοξική επίδραση των ιόντων Cl - και Na + (Vitagliano et al., 1991) παρά από την οσµωτική καταπόνηση όπως σε άλλα φυτά (Chandler et al., 1986). Παρόµοια αποτελέσµατα στις αυξητικές παραµέτρους και τα ορατά συµπτώµατα παρατηρήθηκαν και στα φυτά κόκκινου σµέουρου όταν καλλιεργήθηκαν στα ίδια επίπεδα αλατότητας in vivo (βλέπε Ενότητα IV). Η µείωση της χλωροφύλλης που προκλήθηκε από την αλατότητα στο υπόστρωµα στην εργασία αυτή είναι γενικό γνώρισµα που παρουσιάζουν πολλά φυτά σε συνθήκες αλατότητας (Parida and Das, 2005) στα οποία τα φύλλα εµφανίζουν χλώρωση και το 310

315 τελικό αποτέλεσµα είναι η πτώση (Gadallah, 1999; Agastian et al., 2000). Οι Khararinejad and Mostofi (1998) στην τοµάτα και Bruns and Hecht-Bucholz (1990) στην πατάτα αναφέρουν βλάβες στις µεµβράνες των θυλακοειδών στους χλωροπλάστες από αυξηµένα επίπεδα NaCl στο υπόστρωµα ανάπτυξης. Επίσης ο σχηµατισµός ενεργών µορφών οξυγόνου (Cobb, 1992) µπορεί να προσβάλλει πολλά οργανίδια του κυττάρου και να καταστρέψει ουσίες βιολογικής σηµασίας όπως οι χλωροφύλλες. Ο φθορισµός της χλωροφύλλης µειώθηκε µε τον ίδιο ακριβώς τρόπο που µειώθηκε και η συγκέντρωση της χλωροφύλλης µε την αύξηση της αλατότητας στο θρεπτικό υπόστρωµα. Η αλατότητα ενδεχοµένως να προκάλεσε δυσλειτουργία του φωτοσυστήµατος ΙΙ (Lu and Vonshak, 1999) µέσω της διακοπής της κανονικής ροής των ηλεκτρονίων στο φωτοσύστηµα αυτό από τα ιόντα Cl - (Feierabend et al., 1992) και τελικά βλάβης στον όλο φωτοσυνθετικό µηχανισµό (Bounfour et al., 2002). Παρόµοια αποτελέσµατα στη συγκέντρωση και φθορισµό της χλωροφύλλης παρατηρήθηκαν και στα φυτά κόκκινου σµέουρου όταν καλλιεργήθηκαν στα ίδια επίπεδα αλατότητας in vivo (βλέπε Ενότητα IV). Η αλατότητα και η οξειδωτική καταπόνηση που προκαλείται από αυτήν έχει ως αποτέλεσµα τη δηµιουργία ενεργών µορφών οξυγόνου (ROS) που µπορούν να προκαλέσουν δυσλειτουργία των µεµβρανών και τον κυτταρικό θάνατο (Bohnert and Jensen, 1996). Κάτω από τέτοιες συνθήκες τα φυτά αµύνονται έναντι των ROS αυξάνοντας τη δράση του ενζυµικού και µη-ενζυµικού αντιοξειδωτικού µηχανισµού (Lechno et al., 1997). Στην εργασία αυτή η αλατότητα στο υπόστρωµα ενεργοποίησε εκείνους τους µηχανισµούς του δευτερογενή µεταβολισµού για την παραγωγή φαινολικών ουσιών και γενικά τη µη-ενζυµική αντιοξειδωτική δράση (FRAP). Αυτό έγινε µέχρι ενός ορίου αύξησης της αλατότητας στο υπόστρωµα (20 mm NaCl) ενώ περαιτέρω αύξηση δεν είχε θετική επίδραση. Λαµβανοµένου υπόψη τον υψηλό συντελεστής συσχέτισης φαινολικών ουσιών και µη-ενζυµικής αντιοξειδωτικής δράσης και τη βιβλιογραφία (Hertog et al., 1994; Robards et al., 1999) το σηµαντικότερο µέρος της αύξησης στη µη-ενζυµική αντιοξειδωτική δράση οφείλεται στις φαινολικές ουσίες. Εν κατακλείδι µπορεί να ειπωθεί ότι η µη-ενζυµική αντιοξειδωτική ενεργότητα ενδεχοµένως αποτελεί ένα σηµαντικό αντιοξειδωτικό µηχανισµό για την προστασία των εκφύτων στην παρουσία στο θρεπτικό υπόστρωµα NaCl. 311

316 Παρόµοια αποτελέσµατα στη συγκέντρωση φαινολικών ουσιών και µη-ενζυµικής αντιοξειδωτικής ικανότητας (FRAP) παρατηρήθηκαν και στους καρπούς από τα φυτά κόκκινου σµέουρου τα οποία δέχθηκαν παρόµοια επίπεδα αλατότητας in vivo (βλέπε Ενότητα V). Με την αύξηση της προσθήκης NaCl στο θρεπτικό υπόστρωµα παρατηρήθηκε υψηλή συγκέντρωση ιόντων Cl - και Na + όπως συµβαίνει σε πολλά φυτά (Gadallah, 1999; Khan et al., 1999). Στις χαµηλότερες συγκεντρώσεις του άλατος τα ιόντα αυτά ενδεχοµένως να διαδραµάτισαν κάποιο ρόλο στη διατήρηση χαµηλότερου υδατικού δυναµικού στα έκφυτα ώστε να µπορούν να απορροφούν νερό από το υπόστρωµα (Garcia-Sanchez et al., 2002) ενώ στις υψηλότερες συγκεντρώσεις άλατος η συσσώρευση τους, στους ιστούς των εκφύτων προφανώς προκάλεσε τοξική δράση (Berstein and Hayward, 1958). Η αλατότητα στο θρεπτικό υπόστρωµα προκάλεσε στο πείραµα αυτό µια µικρή αύξηση στα στοιχεία N, P, K, Fe, B, και Zn πιθανόν λόγω της µειωµένης αύξησης των εκφύτων (Cuartero and Fernádez-Muñoz, 1999) αφού στην υψηλότερη συγκέντρωση του άλατος επανήλθαν στα επίπεδα του µάρτυρα. Τα στοιχεία Ca και Mn µειώθηκαν µε την αλατότητα στο υπόστρωµα ενώ το Mg και Cu παρέµειναν στα ίδια περίπου επίπεδα µε το µάρτυρα. Παρόµοια αποτελέσµατα βρέθηκαν στα φυτά όταν καλλιεργήθηκαν σε παρόµοιες συνθήκες αλατότητας in vivo µόνο για τα στοιχεία Cl, Na, Mn, Zn, και Cu ενώ για τα υπόλοιπα στοιχεία η τάση µεταβολής δεν ήταν ίδια (βλέπε Ενότητα IV). Τέλος µε βάση το σχετικό ρυθµό αύξησης και το συντελεστή ανθεκτικότητας σε συνθήκες αλατότητας µε NaCl in vitro φαίνεται ότι τα φυτά κόκκινου σµέουρου είναι ανεκτικά στην ύπαρξη NaCl στο υπόστρωµα ανάπτυξης µέχρι τη συγκέντρωση των 10 mm πέραν της οποίας ο σχετικός ρυθµός αύξησης και ο συντελεστής ανθεκτικότητας µειώνονται σηµαντικά. Συµπερασµατικά, η τεχνική in vitro αξιολόγησης της επίδρασης της αλατότητας στα φυτά κόκκινου σµέουρου (Neocleous and Minas, 2006b) µπορεί να χρησιµοποιηθεί ως µια ενδεχοµένως εναλλακτική µέθοδος µελέτης της επίδρασης της αλατότητας στα φυτά αυτά καθώς είναι πιο γρήγορη λιγότερο δαπανηρή µπορεί πιο εύκολα να ελεγχθεί και τα έκφυτα αντιδρούνε µε παρόµοιο τρόπο όπως τα φυτά σε συνθήκες αλατότητας in vivo (βλέπε Ενότητα IV). 312

317 Βιβλιογραφία 1. Agastian, P., Kingsley, S.J. and Vivekanandan, M Effect of salinity on photosynthesis and biochemical characteristics in mulberry genotypes. Photosynthetica 38: Bahaji, A., Mateu, I., Sanz, A. and Cornejo, M.J Common and distinctive responses of rice seedlings to saline- and osmotically- generated stress. Plant Growth Regul. 38: Bergmann, W Ernaehrungsstoerung bei Kulturpflanzen. Einstehung, visuelle und analytische Diagnose. Gustav Fischer, Jena, Stuttgart. 4. Bernstein, L. and Hayward, H.E Physiology of salt tolerance. Ann. Rev. Plant Physiol. 9: Blackman, V.H The compound interest law and plant growth. Ann. Bot. 33: Bohnert, H.J. and Jensen, R.G Strategies for engineering water stress tolerance in plants. Trends Biotechnol. 14: Bounfour, M., Tanigoshi, K.L., Chen, C., Cameron, J.S. and Klauer, S Chlorophyll content and chlorophyll fluorescence in red raspberry leaves infested with Tetranychus urticae and Eotetranychus carpini borealis (Acari: Tetranychidae). Environ. Entomol. 31: Bruns, S. and Hecht-Buchholz, C Light and electron-microscope studies on the leaves of several potato cultivars after application of salt at various developmental stages. Potato Res. 33: Chandler, S.F., Mandal, B.B. and Thorpe, T.A Effect of Sodium Sulphate on tissue cultures of Brassica napus and Brassica campestris. J. Plant Physiol. 126: Chartzoulakis, K. and Klapaki, G., Response of two green house pepper hybrids to NaCl salinity during different growth stages. Sci. Horti. 86: Christiansen, M.N World environment limitations to food and fiber cultures. In: Breeding plants in less favourable conditions, Christiansen, MN and Lewis, CF (eds.), Willey & Sons, New York. 313

318 12. Cobb, A Herbicides and plant physiology. Chapman & Hall, London, UK. 13. Cuartero, J. and Fernádez-Mouñoz, R Tomato and salinity.sci.hort.78: El-Sidding, K. and Luedders, P Interactive effects of salinity and nitrogen nutrition on vegetative growth of apple trees. Gartenbauwissenschaft 59: Feierabend, J., Schaan, C. and Hertwig, B Photoinactivation of catalase occurs under both high- and low- temperature stress conditions and accompanies photoinhibition of photosystem II. Plant Physiol. 22: Gadallah, M.A.A Effects of proline and glycinebetaine on Vicia faba response to salt stress. Biol. Plant. 42: Garcia-Sanchez, F., Jifon, J.L., Carvajal, M. and Syvertsen, J.P Gas exchange, chlorophyll and nutrient contents in relation to Na+ and Cl accumulation in Sunburst mandarin grafted on different rootstocks. Plant Sci. 162: Hernandez, J.A., Olmos, E., Corpas, F.J., Sevilla, F. and del Rio, L.A Saltinduced oxidative stress in chloroplasts of pea plants. Plant Sci. 105: Hertog, M.G.L., Feskens, E.J.M., Hollman, P.C.H., Katan, M.B. and Kromhout, D Dietary antioxidants flavonoids and cancer risk in the zutphen elderly study. Nutr. Cancer 22: Khan, M.A., Ungar, I.A. and Showalter, A.M Effects of salinity on growth, ion content and osmotic relations in Halopyrum mocoronatum (L.) Stapf. J. Plant Nutr. 22: Khavarinejad, R.A. and Mostofi, Y Effects of NaCl on photosynthetic pigments, saccharides, and chloroplast ultrastructure in leaves of tomato cultivars. Photosynthetica 35: Lechno, S., Zamski, E. and TelOr, E Salt stress-induced responses in cucumber plants. J. Plant Physiol. 150: Lu, C.M. and Vonshak, A Characterization of PS II photochemistry in saltadapted cells of cyanobacterium Spirulina platensis. New Phytol. 141: Morpurgo, R Correlation between potato clones grown in vivo and in vitro under sodium chloride conditions. Plant Breed. 107: Murashige, T. and Skoog, F A revised medium for rapid growth and bioassays with tobacco tissue cultures. Physiol. Plant. 15:

319 26. Naik, P.S. and Widholm, Influence of salinity on auxiliary bud cultures of six lowland tropical varieties of potato. Plant Cell Tiss. Org. Cult. 33: Neocleous, D. and Minas, G.J. 2006b. An in vitro test for salt (NaCl) tolerance of red raspberry (Rubus idaeus L.) cultures. ISHS, May 7-11, Jordan: I Intern. symposium on fresh food quality standards: Better food by quality and assurance (under press). 28. Parida, K.A. and Das B.A Salt tolerance and salinity effects on plants: a review. Ecotoxicol. Environ. Safety 60: Robards, K., Prezler, P.D., Tucker, G., Swatsitang, P. and Glover, W Phenolic compounds and their role in oxidative processes in fruits. Food Chem. 66: Romero-Aranda, R.R., Soria, T. and Cuartero, J Tomato plant-water uptake and plant-water relationships under saline growth conditions. Plant Sci. 160: Roussos, P.A., Tsantili, E. and Pontikis, C.A Responses of jojoba explants to different salinity levels during the proliferation stage in vitro. Ind. Crops Prod. 23: Shannon, M.C. and Grieve, C.M Tolerance of vegetable crops to salinity. Sci. Hort. 78: Stavarec, S.J. and Rains, D.W Cell culture techniques: Selection and physiological studies of salt tolerance. In: Salinity tolerance in plants, New York Staples RC and Toenniessen GH (eds.), Wiley-Interscience, New York. 34. Tal, M Physiological genetics of salt resistance in higher plants. In: Salinity tolerance in plants, New York Staples RC and Toenniessen GH (eds.), Wiley- Interscience, New York. 35. Vitagliano, C., Mensuali-Sodi, A. and Blando, F Effect of NaCl on Quince (Cydonia oblonga Mill) tissue culture. Acta Hort. 300: Wahome, P.K., Jesch, H.H. and Pinker, I Effect of sodium chloride stress on Rosa plants growing in vitro. Sci. Hort. 90: Zhang, Y. and Donelly, D In vitro bioassays for salinity tolerance screening of potato. Potato Res. 40: Ρούσσος, Π. και Ποντίκης, Κ Επίδραση της αλατότητας κατά το στάδιο της βλαστογένεσης in vitro στην ανάπτυξη εκφύτων χοχόµπας (Simmondsia chinensis L.). Πρακτικά της Ε.Ε.Ε.Ο, Άρτα 2004, 11:

320 Πίνακες Πίνακας 1: Επίδραση των µεταχειρίσεων της αλατότητας στις αυξητικές παραµέτρους στα έκφυτα κόκκινου σµέουρου ποικιλίας Autumn Bliss (Rubus idaeus L.). Μεταχειρίσεις NaCl (mm) Μήκος βλαστών (mm) Νωπό βάρος εκφύτων (g) Ξηρό βάρος εκφύτων (g) Ν.Β / Ξ.Β εκφύτων a 0.98a 0.12a 9.1a ab 0.93a 0.11a 8.7a b 0.91a 0.11a 8.7a c 0.72b 0.08b 8.6a d 0.56c 0.06c 8.3a Οι µέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράµµατα δεν διαφέρουν σηµαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05, 8 επαναλήψεις) Πίνακας 2: Επίδραση των µεταχειρίσεων της αλατότητας στη συγκέντρωση της χλωροφύλλης a, b, τη συνολική συγκέντρωση (a + b) και στο φθορισµό της χλωροφύλλης (Fv / Fm) στα έκφυτα κόκκινου σµέουρου ποικιλίας Autumn Bliss (Rubus idaeus L.). Μεταχειρίσεις NaCl (mm) Χλωρ. a (mg g -1 ν.β) Χλωρ. b (mg g -1 ν.β) Χλωρ. (a + b) (mg g -1 ν.β) Φθορισµός χλωρ. (Fv / Fm) a 0.64a 2.18a 0.77a b 0.50b 1.57b 0.75b b 0.46b 1.46b 0.73b c 0.37c 1.15c 0.69c c 0.32c 1.04c 0.67c Οι µέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράµµατα δεν διαφέρουν σηµαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05, 8 επαναλήψεις) 316

321 Πίνακας 3: Επίδραση των µεταχειρίσεων της αλατότητας στη συγκέντρωση ιόντων στα έκφυτα κόκκινου σµέουρου ποικιλίας Autumn Bliss (Rubus idaeus L.). NaCl (mm) N (%) P (%) K (%) Cl (%) Na (%) Ca (%) Mg (%) B (ppm) Fe (ppm) Mn (ppm) Cu (ppm) Zn (ppm)

322 Σχήµατα Φαινολικές ουσίες (mg γαλλικού οξ./g ξ.β) NaCl (mm) A Τιµές FRAP (µmol/g ξ.β) NaCl (mm) B Σχήµα 1: Επίδραση της αλατότητας µε NaCl στο θρεπτικό υπόστρωµα Α) στη συγκέντρωση φαινολικών ουσιών και Β) στη µη-ενζυµική αντιοξειδωτική ικανότητα (FRAP) στα έκφυτα κόκκινου σµέουρου ποικιλίας Autumn Bliss (Rubus idaeus L.). Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλµα του µέσου όρου (8 επαναλήψεις). 318

323 Σχετικός ρυθµός αύξησης- RGR (µg g -1 day -1 ) A y = -0,0047x 2 + 0,0256x + 45,601 R 2 = 0, NaCl (mm) Συντελεστής ανθεκτικότητας TI (%) y = -0,0267x 2-0,9253x + 101,33 R 2 = 0, NaCl (mm) B Σχήµα 2: Επίδραση της αλατότητας µε NaCl στο θρεπτικό υπόστρωµα Α) στο σχετικό ρυθµό αύξησης (RGR) και Β) στο συντελεστή ανθεκτικότητας (TI), στα έκφυτα κόκκινου σµέουρου ποικιλίας Autumn Bliss (Rubus idaeus L.). Αποτυπώνεται η καµπυλόγραµµη σχέση και ο συντελεστής προσδιορισµού (8 επαναλήψεις). 319

324 Φωτογραφίες Φωτογραφία 1: Ξήρανση κορυφών των φύλλων που επεκτείνεται σε όλο το φύλλο στα έκφυτα κόκκινου σµέουρου ποικιλίας Autumn Bliss (Rubus idaeus L.) υπό συνθήκες αλατότητας µε NaCl στο θρεπτικό υπόστρωµα. 320