Επίδραση της τεχνητής μεταβολής 3,5. εδαφικών συνθηκών στη σύνθεση της. εδαφοπανίδας

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ ΤΟΜΕΑΣ ΖΩΟΛΟΓΙΑΣ 2 m 1 m 1 2η δειγματοληψία Επίδραση της τεχνητής μεταβολής 3,5 των 3 εδαφικών συνθηκών στη σύνθεση της 2,5 εδαφοπανίδας 2 1,5 παραμετρικός δεικτής Renyi 4,5 ΜΠΟΥΤΣΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Δασολόγος παραμετρός a A B C ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ Θεσσαλονίκη 29 D E F G

2 ARISTOTLE UNIVERSITY OF THESSALONIKI SCHOOL OF BIOLOGY DEPARTMENT OF ZOOLOGY The effect of artificially changed soil conditions on soil fauna BOUTSIS GEORGE Forester PhD DISSERTATION Thessaloniki 29

3 Στη Φωφώ και στη Τζούλια

4 Τριμελής Συμβουλευτική Επιτροπή Μαρία Αργυροπούλου, Επίκουρος Καθηγήτρια Τμήματος Βιολογίας ΑΠΘ, Επιβλέπουσα Εφημία Παπαθεοδώρου, Επίκουρος Καθηγήτρια Τμήματος Βιολογίας ΑΠΘ Γεώργιος Π. Στάμου, Καθηγητής Τμήματος Βιολογίας ΑΠΘ Εξεταστική Επιτροπή Γεώργιος Ζαλίδης, Καθηγητής Τμήματος Γεωπονίας ΑΠΘ Στέφανος Σγαρδέλης,, Καθηγητής Τμήματος Βιολογίας ΑΠΘ Αλεξάνδρα Στάϊκου, Επίκουρος Καθηγήτρια Τμήματος Βιολογίας ΑΠΘ Μαρία Λαζαρίδου, Καθηγήτρια Τμήματος Βιολογίας ΑΠΘ

5 Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Μέτρου 8.3 του Ε.Π. Ανταγωνιστικότητα Γ Κοινοτικό Πλαίσιο Στήριξης και συγχρηματοδοτείται κατά: 75% της Δημόσιας Δαπάνης από την Ευρωπαϊκή Ένωση Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο 25% της Δημόσιας Δαπάνης από το Ελληνικό Δημόσιο-Υπουργείο Ανάπτυξης-Γενική Γραμματεία Έρευνας και Τεχνολογίας και από τον Ιδιωτικό Τομέα..

6 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Ι. ΠΕΡΙΛΗΨΕΙΣ...1 I1. ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΠΕΡΙΛΗΨΗ...2 I2. ENGLISH SUMMARY...5 II. ΓΕΝΙΚΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ...8 II.1 ΣΥΜΒΑΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΙΚΕΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ...9 II.2 ΕΔΑΦΟΣ ΚΑΙ ΒΙΟΛΟΓΙΚΟΙ ΔΕΙΚΤΕΣ...1 II.3 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΥΛΙΚΟ ΝΗΜΑΤΩΔΕΙΣ...11 II.3.1 Γενικά χαρακτηριστικά...11 II.3.2 Τροφικές ομάδες νηματωδών...13 II.3.3 Στρατηγικές ζωής...15 II.4 ΣΚΟΠΟΣ ΤΗΣ ΔΙΑΤΡΙΒΗΣ...16 II.5 ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ...17 II.6.ΕΠΙΛΟΓΗ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΩΝ ΕΠΙΦΑΝΕΙΩΝ ΚΑΙ ΕΠΟΧΩΝ ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑΣ...2 II.7 ΤΟ ΦΑΣΟΛΙ (Phaseolus vulgaris)...21 ΙΙΙ. ΓΕΝΙΚΗ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ...23 III.1 ΕΞΑΓΩΓΗ ΝΗΜΑΤΩΔΩΝ, ΚΑΤΑΜΕΤΡΗΣΗ, ΜΟΝΙΜΟΠΟΙΗΣΗ ΚΑΙ ΤΑΥΤΟΠΟΙΗΣΗ...24 III.2 ΔΕΙΚΤΕΣ ΒΙΟΚΟΙΝΟΤΗΤΑΣ ΝΗΜΑΤΩΔΩΝ...27 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΠΡΩΤΟ...31 (Επίδραση της χημικής και οργανικής απολύμανσης στη βιοκοινότητα των εδαφικών νηματωδών) 1.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΜΕΘΟΔΟΙ ΚΑΙ ΥΛΙΚΑ Πειραματικός σχεδιασμός και δειγματοληψίες Χειρισμός δειγμάτων εξαγωγή και προσδιορισμός νηματωδών Ανάλυση και στατιστική επεξεργασία ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Συνολική αφθονία και αφθονία τροφικών ομάδων Αφθονία λειτουργικών ομάδων Δείκτες βιοκοινότητας νηματωδών Ποικιλότητα και σύνθεση της βιοκοινότητας των νηματωδών Ανάλυση δικτύων ΣΥΖΗΤΗΣΗ Τροφικές-λειτουργικές ομάδες και δείκτες νηματωδών Σύνθεση και ποικιλότητα της βιοκοινότητας των νηματωδών Δίκτυα σχέσεων...68 i

7 1.5 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ...69 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΔΕΥΤΕΡΟ...6 (Μετατροπή συμβατικών καλλιεργειών σε οργανικές και παύση καλλιέργειας) 2.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΜΕΘΟΔΟΙ ΚΑΙ ΥΛΙΚΑ Πειραματικός σχεδιασμός και δειγματοληψίες Χειρισμός δειγμάτων εξαγωγή και προσδιορισμός νηματωδών Ανάλυση και στατιστική επεξεργασία ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Συνολική αφθονία και αφθονία τροφικών ομάδων Αφθονία λειτουργικών ομάδων Δείκτες βιοκοινότητας νηματωδών Σύνθεση βιοκοινότητας και ποικιλότητα νηματωδών Ανάλυση δικτύων ΣΥΖΗΤΗΣΗ Αφθονία τροφικών και λειτουργικών ομάδων Δείκτες βιοκοινότητας νηματωδών Σύνθεση και ποικιλότητα νηματωδών Δίκτυα σχέσεων ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ...18 ΚΕΦΑΛΑΙΟ ΤΡΙΤΟ...11 (Επίδραση του διαχειριστικού καθεστώτος (συμβατική οργανική καλλιέργεια) στην ανάκαμψη της βιοκοινότητας των νηματωδών μετά από διαταραχή) 3.1ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΜΕΘΟΔΟΙ ΚΑΙ ΥΛΙΚΑ Χειρισμοί πριν και κατά τη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου Πειραματικός σχεδιασμός και δειγματοληψίες Ανάλυση και στατιστική επεξεργασία ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Τροφικές ομάδες Δείκτες βιοκοινότητας νηματωδών Γένη των νηματωδών ΣΥΖΗΤΗΣΗ Τροφική σύνθεση της βιοκοινότητας και δείκτες νηματωδών Διάκριση απολυμάνσεων και εποχών δειγματοληψίας με βάση τα γένη των νηματωδών ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΓΕΝΙΚΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Ι ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΙΙ ii

8 I. ΠΕΡΙΛΗΨΕΙΣ 1

9 Ι.1 ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΠΕΡΙΛΗΨΗ Οι εδαφικοί νηματώδεις αποτελούν ένα καλό εργαλείο εκτίμησης της ποιότητας των γεωργικών εδαφών, εξαιτίας των βιολογικών και οικολογικών χαρακτηριστικών τους. Οι μεταβολές της βιοκοινότητας τους μπορούν να δώσουν πληροφορίες για τις πιέσεις που δέχονται τα αγρο-οικοσυστήματα από τις διαταραχές. Στο πλαίσιο της παρούσας διατριβής διερευνήθηκαν οι επιδράσεις της μεταβολής των εδαφικών συνθηκών, που επάγουν οι συμβατικές και οργανικές καλλιεργητικές πρακτικές, πάνω στη βιοκοινότητα των νηματωδών. Στο 1 ο κεφάλαιο, αξιολογείται η επίδραση της χημικής απολύμανσης πάνω στη βιοκοινότητα των νηματωδών, μιας από τις ισχυρότερες διαταραχές που δέχονται τα καλλιεργημένα εδάφη, σε σχέση με μια εναλλακτικού τύπου απολύμανση με μίγμα οργανικών απολυμαντικών φυτικής προέλευσης. Γι αυτόν τον λόγο ένα πείραμα εγκαταστάθηκε σε αγρό που καλλιεργούνταν συμβατικά για αρκετά χρόνια με φασόλια (Phaseolus vulgaris). Ο αγρός χωρίστηκε σε επιφάνειες που απολυμάνθηκαν είτε χημικά με metam sodium, είτε με μίγμα οργανικών απολυμαντικών, ενώ στο πειραματικό σχέδιο συμπεριλήφθηκαν και επιφάνειες που απλώς οργώθηκαν, χωρίς να δεχθούν απολυμαντικά. Μελετήθηκαν οι επιπτώσεις των απολυμαντικών χειρισμών, ένα μήνα μετά την εφαρμογή τους, στις ποσοτικές παραμέτρους της βιοκοινότητας των νηματωδών (αφθονίες τροφικών και λειτουργικών ομάδων, δείκτες βιοκοινότητας νηματωδών, ποικιλότητα), καθώς και οι μεταβολές που επιφέρουν στα δίκτυα των σχέσεων ανάμεσα στα γένη. Η χημική απολύμανση μείωσε την αφθονία όλων των τροφικών ομάδων. Η μόνη ομάδα που ανέκαμψε ένα μήνα μετά ήταν αυτή των βακτηριοφάγων με τιμή cp 1. Η μείωση του κυρίαρχου γένους, δηλαδή του φυτοπαράσιτου Paratylenchus, οδήγησε σε αλλαγή του προτύπου κυριαρχίας και αύξηση της ποικιλότητας. Όσον αφορά το δίκτυο των σχέσεων των νηματωδών, η χημική απολύμανση οδήγησε σε μικρότερα, λιγότερο πολύπλοκα δίκτυα, όπου η επιρροή του κυρίαρχου Paratylenchus ήταν πολύ μεγάλη. Η οργανική απολύμανση και σε μικρότερο βαθμό το όργωμα αύξησαν την αφθονία των νηματωδών που τρέφονται με αποικοδομητές, και κυρίως των cp 1 βακτηριοφάγων. Και στις δύο περιπτώσεις αυξήθηκε η ποικιλότητα, γιατί αυξήθηκε ο αριθμός των γενών και η αφθονία των μη κυρίαρχων γενών. Έτσι, τα δίκτυα των 2

10 σχέσεων έγιναν μεγαλύτερα, πιο πολύπλοκα, με μειωμένη επιρροή του κυρίαρχου γένους Paratylenchus. Στο δεύτερο κεφάλαιο διερευνήθηκαν οι μεταβολές της βιοκοινότητας των νηματωδών κατά τον πρώτο χρόνο μετάβασης από συμβατικό σε οργανικό καλλιεργητικό καθεστώς και κατά τον πρώτο χρόνο αγρανάπαυσης. Μελετήθηκαν οι επιπτώσεις του καλλιεργητικού καθεστώτος στις ποσοτικές παραμέτρους της βιοκοινότητας των νηματωδών (αφθονίες τροφικών και λειτουργικών ομάδων, δείκτες βιοκοινότητας νηματωδών, ποικιλότητα), καθώς και οι μεταβολές που επιφέρουν στα δίκτυα των σχέσεων ανάμεσα στα γένη. Η μετατροπή των συμβατικών καλλιεργειών σε οργανικές είχε ως αποτέλεσμα την αύξηση των βακτηριοφάγων νηματωδών, και κυρίως αυτών με τιμή cp 1, η οποία προκάλεσε τη μείωση του δείκτη ωριμότητας MI και του δείκτη μονοπατιού αποικοδόμησης CI και την αύξηση του δείκτη εμπλουτισμού EI. Στις συμβατικές καλλιέργειες, το κυρίαρχο γένος της βιοκοινότητας ήταν συνεχώς το φυτοπαράσιτο Paratylenchus, ενώ στις οργανικές καλλιέργειες η κυριαρχία του εδραιώθηκε μόνον στο τέλος της καλλιεργητικής περιόδου, όταν η αφθονία του υπερέβη αυτήν των cp 1 βακτηριοφάγων Diploscapter και Rhabditis. Οι αντίστροφες τάσεις της αφθονίας των cp 1 βακτηριοφάγων και του φυτοπαράσιτου Paratylenchus στον χρόνο καθόρισαν τις μεταβολές των προτύπων κυριαρχίας και επομένως της ποικιλότητας. Όσον αφορά τα δίκτυα σχέσεων μεταξύ των γενών, η οργανική καλλιέργεια δεν διαφοροποιήθηκε πολύ από τη συμβατική. Και στους δύο τύπους καλλιέργειας, τα δίκτυα ήταν μεγάλα αλλά σχετικά απλά, με μεγάλη επιρροή του κυρίαρχου γένους και πολλά γένη να κατέχουν περιφερειακές θέσεις και να σχετίζονται μόνον με το κεντρικό γένος. Η παύση της καλλιέργειας είχε ως αποτέλεσμα τη σημαντική μείωση όλων των τροφικών ομάδων, οι οποίες ευνοούνται είτε από εποχικές καλλιεργητικές πρακτικές (μικροβιοφάγοι) είτε από την παρουσία του φυτού ξενιστή (φυτοπαράσιτα). Επίσης οδήγησε σε μείωση των γενών. Παρόλα αυτά, οι δείκτες βιοκοινότητας νηματωδών δεν κατάφεραν να διακρίνουν τις καλλιεργημένες επιφάνειες από αυτές σε καθεστώς αγρανάπαυσης, πιθανόν γιατί απαιτείται παύση της καλλιέργειας μεγαλύτερη του ενός έτους. Τα δίκτυα σχέσεων όμως διαφοροποιήθηκαν από αυτά στις καλλιεργημένες επιφάνειες. Έγιναν μικρότερα αλλά αρκετά πολύπλοκα, με αυξημένες σχέσεις ανάμεσα στα γένη και με μειωμένη επιρροή του κυρίαρχου γένους. Στο τελευταίο κεφάλαιο μελετήθηκε η επίδραση του διαχειριστικού καθεστώτος (συμβατική οργανική καλλιέργεια) στην ανάκαμψη της βιοκοινότητας των 3

11 νηματωδών μετά από διαταραχές. Για μια καλλιεργητική περίοδο μελετήθηκε η σταδιακή επανάκαμψη της βιοκοινότητας των νηματωδών σε πειραματικές επιφάνειες που δέχθηκαν τους απολυμαντικούς χειρισμούς που περιγράφηκαν στο 1 ο κεφάλαιο και ακολούθως καλλιεργήθηκαν με φασόλια είτε με συμβατικό είτε με οργανικό τρόπο. Η οργανική λίπανση έδειξε να αναιρεί το αρνητικό αποτέλεσμα της χημικής απολύμανσης στις ομάδες των μυκητοφάγων και μη παρασιτικών φυτοφάγων, ενώ στις συμβατικές καλλιέργειες οι ομάδες αυτές δεν ανέκαμψαν ποτέ. Οι θηρευτές δεν ανέκαμψαν ανεξαρτήτως καλλιεργητικού καθεστώτος, ενώ οι βακτηριοφάγοι έδειξαν να ανακάμπτουν μετά τη χημική απολύμανση αυξανόμενοι από τις διαταραχές που σηματοδότησαν την αρχή της καλλιεργητικής περιόδου (λίπανση-όργωμα), και στη συνέχεια ακολούθησαν ένα πτωτικό πρότυπο χρονικών μεταβολών. Αντίθετο πρότυπο χρονικών μεταβολών επέδειξαν οι φυτοπαρασιτικοί που επίσης ανέκαμψαν από τη χημική απολύμανση με την έναρξη της καλλιέργειας του ξενιστή τους. Η ανάλυση σε επίπεδο γένους έδειξε ότι στις συμβατικές καλλιέργειες το αποτέλεσμα της χημικής απολύμανσης διατηρείται για όλη τη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου, ενώ η οργανική λίπανση δεν αναιρεί το αποτέλεσμα των απολυμαντικών χειρισμών στην πρώτη δειγματοληψία αλλά στις επόμενες. Επίσης, γένη της ίδιας λειτουργικής ομάδας έδειξαν να διαφοροποιούν τις αποκρίσεις τους. Επομένως, η οργανική καλλιέργεια οδήγησε σε ταχύτερη επανάκαμψη της βιοκοινότητας των νηματωδών μετά τη διαταραχή της χημικής απολύμανσης. 4

12 Ι.2 ENGLISH SUMMARY Soil nematodes constitute a good tool for assessing the quality of agricultural soils due to their biological and ecological characteristics. Nematode community changes may provide information on disturbances of agro-ecosystems. In this thesis, the effects of changing soil conditions, induced by conventional and organic farming practices, on the soil nematode community, were investigated. In the 1st chapter, the effect of chemical disinfection, one of the strongest pressures on cultivated soils, on the nematode community was described and compared to the effect of an alternative type of disinfection, i.e. with a mixture of organic plant-based disinfectants. For this purpose, an experiment was conducted in a field cultivated conventionally with shell beans (Phaseolus vulgaris L.) for many years. Different plots within the field were disinfected either with metham sodium or with a mixture of organic disinfectants, while control plots that were just tilled but received no disinfectant were also included in the study. One month after treatments, the quantitative parameters of nematode communities (abundance of trophic and functional groups, nematode indices, diversity), as well as the changes in the network of interactions among nematode genera, were studied. Chemical disinfection reduced the abundance of all trophic groups. The only group that recovered one month after treatment was the one of cp 1 bacterivores. The reduction of the dominant genus, namely the phytoparasite Paratylenchus, led to a change of the dominance pattern and increased diversity. Regarding the network of interactions between nematode genera, chemical disinfection led to smaller, less complex networks, with increased importance of the dominant Paratylenchus. Organic disinfection, and to a lesser extent tillage, increased the abundance of nematodes that feed on decomposers, mainly the one of cp 1 bacterivores. In both cases, diversity increased due to increased number of genera and increased abundance of non dominant genera. Thus, the interaction networks became larger, more complex, with reduced importance of the dominant Paratylenchus. In the 2 nd chapter, the changes of nematode community pattern within the first year of transition from conventional to organic cultivation system and within the first year of fallow were studied. The study focused on the quantitative parameters of nematode communities (abundance of trophic and functional groups, nematode indices, 5

13 diversity), as well as on the changes in the network of interactions among nematode genera. The conversion of bean cultivations from conventional to organic resulted in the increase of bacterivorous nematodes, especially the cp 1 ones, and consequently in the reduction of Maturity Index and Channel Index and in the increase of Enrichment Index. In conventional plots, the phytoparasite Paratylenchus was always the dominant genus of the community, while in organic plots it became dominant only in the end of the cultivation period, when its abundance increased on the expense of the cp 1 bacterivores Diploscapter and Rhabditis. The opposite temporal trends of abundance of the cp 1 bacterivores and of the phytoparasite Paratylenchus determined the changes in dominance patters and consequently the changes in diversity. Regarding the networks of interactions among genera, no significant differences between conventional and organic plots were recorded. For both cultivation regimes, the networks were large, relatively simple, with increased importance of the dominant genus, and many peripheral genera being related only with the central genus. Fallow resulted in the reduction of all the trophic groups that are favored either by seasonal agricultural practices (microbivores) or by the presence of the host plant (phytoparasites). Moreover, fallow led to decreased number of genera. However, nematode indices failed to distinguish the cultivated plots from those under fallow, possibly because one cultivation period was not enough time. The interaction networks, though, were quite different from those in cultivated plots. They became smaller but quite complex, with increased relations between genera and reduced importance of the dominant genus. In the last chapter, the effect of the management regime (organic-conventional farming) on the community recovery after disturbance was studied. For a whole cultivation period, we studied the gradual recovery of the nematode community in experimental plots that received the disinfection treatments described in the 1 st chapter and were subsequently cultivated with beans either conventionally or organically. The application of manure in organic plots seemed to alter the negative effect of chemical disinfection on fungivores and non-parasitic plant feeders, whereas in conventional plots these trophic groups did not ever recovered. Predators did not ever recover, regardless of the management regime, while bacterivores seemed to recover after chemical disinfection, being favoured by the disturbances due to the beginning 6

14 of cultivation (fertilization, tillage), and their abundance decreased gradually thereafter. Phytoparasites recovered also after chemical disinfection at the beginning of the cultivation of their host plant, but their abundance exhibited the opposite pattern of temporal changes thereafter. The analysis on the genus lever showed that in conventional plots the effect of chemical disinfection holds throughout the cultivation period, while manure does not alter the effect of disinfection two months its application, i.e. at the beginning of cultivation, but two months later. To conclude, organic cultivation favoured the resilience of the nematode community, resulting in a faster recovery after the disturbance induced by chemical disinfection. 7

15 II. ΓΕΝΙΚΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ 8

16 II.1 ΣΥΜΒΑΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΟΡΓΑΝΙΚΕΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ Για πολλά χρόνια η γεωργία υπήρξε ένα σύστημα παραγωγής το οποίο συνέδεε αρμονικά τις ανθρώπινες κοινωνίες με το φυσικό τους περιβάλλον. Όμως οι τεχνολογικές ανακαλύψεις που συντελέστηκαν τον τελευταίο αιώνα μετέβαλαν το σκηνικό στο γεωργικό τομέα, επιφέροντας σημαντικές αλλαγές. Η παραγωγή εντατικοποιήθηκε ανοίγοντας το δρόμο στην εκτεταμένη χρήση χημικών ουσιών, όπως τα φυτοφάρμακα και τα ανόργανα λιπάσματα. Τα αποτελέσματα της ανεξέλεγκτης χρήσης των αγροχημικών αποτυπώνονται σε σχετιζόμενα περιβαλλοντικά προβλήματα, όπως η ρύπανση των υπόγειων και επιφανειακών υδάτων. Το σύνολο των χημικών ουσιών που τελικά εισρέουν στα γεωργικά συστήματα, εκτός του ότι διαχέονται στο ευρύτερο περιβάλλον, έχουν και ως αποτέλεσμα τη διαταραχή των εδαφικών οικοσυστημάτων εξαιτίας της επίδρασης τους πάνω στις φυσικοχημικές παραμέτρους, καθώς και στο σύνολο των οργανισμών που διαβιούν στο έδαφος (Agyarko et al., 26; Hu & Cao, 28). Για να αντιμετωπιστούν τα προβλήματα της χρήσης αγροχημικών, τα τελευταία χρόνια έχει γίνει προσπάθεια για τη μετατροπή όσο το δυνατό περισσοτέρων συμβατικών καλλιεργειών σε οργανικές. Στην Ευρώπη η θέσπιση ενιαίου κανονιστικού πλαισίου (292/91) για την καθιέρωση προδιαγραφών παραγωγής βιολογικών καλλιεργειών, συντέλεσαν στην ανάπτυξή τους. Στα πλαίσια αυτής της πρακτικής οι χημικές ουσίες αντικαταστάθηκαν με πρόσθετα οργανικής προέλευσης. Τα οργανικά πρόσθετα έχουν την ιδιότητα να βελτιώνουν την ποιότητα και την υγεία των εδαφών, να μειώνουν τις απώλειες της παραγωγής εξαιτίας προσβολών από 9

17 αρρώστιες και παράσιτα, ενώ ταυτόχρονα περιορίζουν τις πιέσεις που δέχεται το περιβάλλον από την εισροή χημικών ουσιών στα οικοσυστήματα (Nahar et al., 26). II.2 ΕΔΑΦΟΣ ΚΑΙ ΒΙΟΛΟΓΙΚΟΙ ΔΕΙΚΤΕΣ Για την εκτίμηση της ποιότητας του εδάφους έχει προταθεί ένας μεγάλος αριθμός φυσικοχημικών δεικτών (Karlen et al., 1994). Εναλλακτικά μπορούν να χρησιμοποιηθούν και βιολογικοί δείκτες οι οποίοι βασίζονται σε οργανισμούς με διαβαθμισμένη ευαισθησία στις διαταραχές, όπως είναι οι νηματώδεις. Οι νηματώδεις (Nematoda) είναι ανάμεσα στους περισσότερο προτεινόμενους βιοδείκτες (Van Straalen., 1998), και έχουν χρησιμοποιηθεί αποτελεσματικά για την αποτίμηση των επιπτώσεων διαφόρων πρακτικών στο έδαφος (Bongers, 199; Bongers & ferris, 1999; Wasilewska, 1997). Στην Ελλάδα, η ανάλυση της βιοκοινότητας των νηματωδών, χρησιμοποιήθηκε αποτελεσματικά στην εκτίμηση των διαταραχών σε πολυετείς καλλιέργειες σπαραγγιών (Tsiafouli et al, 26, 27). Η αποτελεσματικότητα τους ως εργαλείο εκτίμησης της ποιότητας των εδαφών μετά από μία διαταραχή, καθώς και παρακολούθησης του βαθμού αποκατάστασης του εδαφικού συστήματος σε βάθος χρόνου, οφείλεται στο ότι: (α) Αποτελούν κυρίαρχη ομάδα οργανισμών σε όλους τους τύπους εδαφών (Neher, 21), (β) έχουν μεγάλη αφθονία και μεγάλο αριθμό ειδών, (γ) παρουσιάζουν ποικιλία τροφικών τύπων, (δ) έχουν ποικίλες στρατηγικές ζωής που καλύπτουν όλο το φάσμα των r-k στρατηγικών (Yeates et al., 1993), ενώ επιπρόσθετα η διαδικασία εξαγωγής τους από το έδαφος είναι ευκολότερη σε σχέση με τους άλλους μικροοργανισμούς (Yeates & Bongers, 1999). 1

18 II.3 ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΟ ΥΛΙΚΟ ΝΗΜΑΤΩΔΕΙΣ II.3.1 Γενικά χαρακτηριστικά Έχουν προσδιοριστεί γύρω στα 12. είδη νηματωδών, αλλά υπολογίζεται ότι, αν όλα τα είδη ήταν γνωστά, ο αριθμός θα έφτανε περίπου στα 5.. Με βάση το Systema Naturae 2 η πλήρης συστηματική κατάταξη των νηματωδών είναι η ακόλουθη: Βασίλειο : Animalia Υποβασίλειο : Bilateria (αμφιπλευροσυμμετρικά) Διαίρεση : Protostomia (πρωτοστόμια) Υπερδιαίρεση : Ecdysozoa (εκδυσόζωα) Υπερφύλο : Aschelminthes (ασχέλμινθες) Φύλο : Nematoda (νηματώδεις) Οι περισσότεροι νηματώδεις έχουν μήκος μικρότερο από 5cm, και πολλοί είναι μικροσκοπικοί. Όπως όλα τα ψευδοκοιλωματικά ζώα έχουν ψευδοκοίλωμα, το οποίο προέρχεται από το εμβρυϊκό βλαστοκοίλωμα και όχι από μία δευτερογενή κοιλότητα μέσα στο μεσόδερμα. Ένας πλήρης πεπτικός σωλήνας από το στόμα μέχρι την έδρα διατρέχει το ψευδοκοίλωμα κατά μήκος του σώματος (ΕΙΚΟΝΑ II.1). Διακριτικά χαρακτηριστικά αυτής της μεγάλης ομάδας ζώων είναι το κυλινδρικό σχήμα τους, το εύκαμπτο ακυτταρικό επιδερμίδιο, η έλλειψη κινητών βλεφαρίδων ή μαστιγίων, και οι μύες του τοιχώματος του σώματος που κατευθύνονται μόνο κατά τον επιμήκη άξονα. Το πεπτικό σύστημα των νηματωδών αποτελείται από το στόμα, τον μυώδη φάρυγγα, ένα μακρύ έντερο, ένα κοντό απηυθυσμένο και την ακραία έδρα. Το απεκκριτικό τους σύστημα αποτελείται από ένα ή περισσότερα μεγάλα αδενικά 11

19 κύτταρα που εκβάλουν με έναν μεγάλο απεκκριτικό πόρο ή ένα σύστημα αγωγών χωρίς αδενικά κύτταρα ή κύτταρα και αγωγούς μαζί. σπερματοκύστη φάρυγγας ΑΡΣΕΝΙΚΟ νευρικός δακτύλιος απεκκριτικό σύστημα συζευτικές άκανθες πεπτικός σωλήνας όρχις έδρα ωοθήκη γεννητική οπή μήτρα πεπτικός σωλήνας ΘΗΛΥΚΟ ΕΙΚΟΝΑ II.1: Ανατομικά και μορφολογικά χαρακτηριστικά των νηματωδών. FIGURE II.1: Anatomical and morphological characteristics of nematodes. Το νευρικό σύστημα αποτελείται κυρίως από ένα δακτύλιο νευρικού ιστού και γάγγλια γύρω από το φάρυγγα. Οι περισσότεροι νηματώδεις είναι γονοχωριστικοί. Τα αρσενικά είναι μικρότερα από τα θηλυκά και το οπίσθιο τμήμα τους φέρει συνήθως ένα ζεύγος συζευκτικών οργάνων (Hickman et al., 22). Οι περισσότεροι νηματώδεις έχουν απλούς κύκλους ζωής και υποβάλλονται σε τρία κύρια στάδια ανάπτυξης: αυγό, νεαρό στάδιο και ενήλικο στάδιο. Κατά το στάδιο του νεαρού ατόμου συντελούνται τέσσερις διαδοχικές εκδύσεις της εφυμενίδας τους. Η εφυμενίδα των νηματωδών παρόλο που έχει σχετικά μεγάλο πάχος, είναι διαπερατή με αποτέλεσμα να επηρεάζονται από τις ουσίες που εισέρχονται στο εδαφικό 12

20 σύστημα (Wasilewska, 1979, 1989). Μερικοί νηματώδεις διέρχονται από ένα ανενεργό στάδιο κρυπτοβίωσης ή κύστης που τους επιτρέπει να αντεπεξέρχονται σε δύσκολες συνθήκες και να επιβιώνουν (Neher, 21). Αυτό το στάδιο είναι χαρακτηριστικό των βακτηριοφάγων νηματωδών, ενώ κάποια γένη θηρευτών (Dorylaimidae) δεν έχουν αντίστοιχους μηχανισμούς επιβίωσης, με αποτέλεσμα να καθίστανται ευαίσθητα σε δυσμενείς περιβαλλοντικές συνθήκες (Bongers, 1999). Οι φυτοπαρασιτικοί νηματώδεις περνούν ένα ή περισσότερα ή το σύνολο των σταδίων της ζωής τους μέσα στο φυτό ξενιστή. II.3.2 Τροφικές ομάδες νηματωδών Οι εδαφικοί νηματώδεις καλύπτουν όλο το φάσμα των τροφικών συμπεριφορών. Η τροφική εξειδίκευση τους καθορίζεται από τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά του στόματος, του κεφαλιού και του φάρυγγα. Με βάση αυτά τα χαρακτηριστικά διακρίνονται σε 5 βασικές τροφικές ομάδες (Yeates et al., 1993). 1. Φυτοφάγοι νηματώδεις: Τρέφονται με τη βοήθεια ενός στοματικού εξαρτήματος, του στιλέτου (stylet), με το οποίο διαπερνούν τα τοιχώματα του φυτικών κυττάρων. Ανάλογα με την ιδιαίτερη μορφολογία αυτού του εξαρτήματος καθορίζεται και η κατάταξη τους στις δύο βασικότερες υποκατηγορίες φυτοφάγων. Στους μη παρασιτικούς φυτοφάγους (ΕΙΚΟΝΑ II.2Ε) οι οποίοι τρέφονται από τα επιδερμικά κύτταρα των ριζικών τριχιδίων και δεν προκαλούν καταστροφές στα φυτά, και στους φυτοπαρασιτικούς νηματώδεις (ΕΙΚΟΝΑ II.2D) που διεισδύουν στα ενδότερα στρώματα των ριζών, εισέρχονται στο φυτό και περνούν τουλάχιστον στάδιο του κύκλου 13

21 τους μέσα σ' αυτό. Στην υποκατηγορία των παρασιτικών νηματωδών οφείλονται σημαντικές απώλειες στη γεωργική παραγωγή. A B C D E F G ΕΙΚΟΝΑ II.2: Γενική μορφολογία του στόματος των νηματωδών ανάλογα με την τροφική ομάδα στην οποία ανήκουν. (A, B): βακτηριοφάγοι, (C): μυκητοφάγοι, (D): παρασιτικοί φυτοφάγοι, (E): μη παρασιτικοί φυτοφάγοι, (F): θηρευτές, (G): παμφάγοι. FIGURE II.2: General morphology of nematode mouthparts, in relation to the trophic group in which they belong. (A, B): bacterivores, (C): fungivores, (D): plant parasitic, (E): not parasitic plant feeders, (F): predators, (G): omnivores. 2. Μυκητοφάγοι νηματώδεις: Επίσης φέρουν στιλέτο το οποίο το χρησιμοποιούν για να διαπερνούν τις μυκητιακές υφές και με αυτόν τον τρόπο αναρροφούν τις ουσίες (ΕΙΚΟΝΑ II.2C). 3. Βακτηριοφάγοι νηματώδεις: Τρέφονται από οποιαδήποτε πηγή προκαρυωτικών κυττάρων. Δεν φέρουν κάποιο συγκεκριμένο εξάρτημα στο 14

22 στόμα, αλλά ένα σωληνοειδές άνοιγμα, από το οποίο εισέρχεται η τροφή (ΕΙΚΟΝΑ II.2A και II.2B). 4. Θηρευτές νηματώδεις: Τρέφονται από πρώτιστα, τροχόζωα, ενχυτρίδες (Enchytreidae) και άλλους νηματώδεις. Διακρίνονται σε αυτά που φέρουν στοματικά εξαρτήματα μορφής λόγχης (spear) προκειμένου να απομυζούν τα θηράματα τους, και σ αυτά που φέρουν μία μεγάλη στοματική κοιλότητα (ΕΙΚΟΝΑ II.2F) για να καταπίνουν την λεία τους ολόκληρη. 5. Παμφάγοι νηματώδεις: Τρέφονται από ποικίλες πηγές, και μορφολογικά μοιάζουν με τους θηρευτές αφού φέρουν λόγχη (ΕΙΚΟΝΑ II.2G) ή στοματική κοιλότητα. II.3.3 Στρατηγικές ζωής Ένα άλλο χαρακτηριστικό των νηματωδών είναι η ιδιότητα τους να αποκρίνονται διαφορετικά σε διαταραχές του εδάφους, ανάλογα με τις στρατηγικές ζωής τους, οι οποίες καλύπτουν όλο το φάσμα r-k (Bongers, 199; Bongers & Ferris, 1999). Συγκεκριμένα οι διάφορες οικογένειες νηματωδών κατατάσσονται σε μία πενταβάθμια κλίμακα στρατηγικών ζωής (colonizer-persister gradient : c-p) (Bongers, 199). Στο ένα άκρο της κλίμακας (cp=1) τοποθετούνται οι οικογένειες που έχουν r- στρατηγικές ζωής (με μεγάλους αναπαραγωγικούς ρυθμούς που εποικίζουν εύκολα), και στο άλλο άκρο (cp=5) οι νηματώδεις με K-στρατηγικές ζωής (με μεγάλο κύκλο ζωής, χαμηλούς αναπαραγωγικούς ρυθμούς και απαιτήσεις για σταθερά περιβάλλοντα). Η μικρότερη τιμή της κλίμακας αντιστοιχεί μόνο σε οικογένειες βακτηριοφάγων, ενώ οι μεγαλύτερες αντιστοιχούν σε οικογένειες θηρευτών, παμφάγων και φυτοφάγων. Τις ενδιάμεσες θέσεις (τιμές c-p=2-4) κατέχουν οι 15

23 οικογένειες των νηματωδών με ενδιάμεσα χαρακτηριστικά. Αυτή η αντιστοίχηση επιτρέπει τη διάκριση των νηματωδών σε λειτουργικές ομάδες, δηλαδή τροφικές ομάδες με συγκεκριμένη στρατηγική ζωής (π.χ. βακτηριοφάγοι με τιμή cp=1, μυκητοφάγοι με τιμή cp=2 κ.τ.λ.). Δύο θεμελιώδεις λειτουργικές ομάδες νηματωδών είναι οι βακτηριοφάγοι και οι μυκητοφάγοι με τιμή cp 2 οι οποίες είναι προσαρμοσμένες σε διάφορες διαταραχές και σε αντίξοες συνθήκες. Γι' αυτό χαρακτηρίζονται ως γενικοί οπορτουνιστές και τοποθετούνται στη βάση της βιοκοινότητας των νηματωδών. Η διάκριση των νηματωδών σε λειτουργικές ομάδες επιτρέπει και τον υπολογισμό διαφόρων δεικτών βιοκοινότητας νηματωδών για τους οποίους θα αναφερθούμε εκτενέστερα στη συνέχεια. II.4 ΣΚΟΠΟΣ ΤΗΣ ΔΙΑΤΡΙΒΗΣ Οι διάφορες γεωργικές πρακτικές αποτελούν πολύ ισχυρές παρεμβάσεις οι οποίες διαταράσσουν τη δομή και λειτουργία του εδαφικού περιβάλλοντος τόσο σε αβιοτικό όσο και σε βιοτικό επίπεδο. Ειδικά οι συμβατικές καλλιεργητικές πρακτικές ασκούν έντονη πίεση πάνω στα εδαφικά συστήματα εξαιτίας των τεχνικών και της φύσης των ουσιών που χρησιμοποιούν. Οι νηματώδεις έχουν αποδειχθεί πως είναι ένα χρήσιμο εργαλείο για την αποτίμηση των μεταβολών στην οικολογική δομή και λειτουργία του εδάφους, εξαιτίας των βιολογικών και οικολογικών χαρακτηριστικών που έχουν. Το πείραμα μας σχεδιάστηκε έτσι ώστε να εκτιμηθούν τα αποτελέσματα της εφαρμογής διαφορετικών πρακτικών καλλιέργειας πάνω στη βιοκοινότητα των νηματωδών, ενώ τα ερωτήματα που επιλέχθηκαν να απαντηθούν ήταν τα εξής: 16

24 Ποιες είναι οι μεταβολές στη βιοκοινότητα των νηματωδών κατά τη μετάβαση από καθεστώς συμβατικής γεωργίας σε καθεστώς οργανικής γεωργίας ή σε συνθήκες αγρανάπαυσης; Πως αποκρίνεται άμεσα η βιοκοινότητα των νηματωδών στην εφαρμογή μίας ισχυρής πίεσης, όπως η χημική απολύμανση, και πως στην εφαρμογή μίγματος οργανικών απολυμαντικών; Πως ανακάμπτει η βιοκοινότητα των νηματωδών μετά την εφαρμογή των απολυμαντικών, και ποιος ο ρόλος του διαχειριστικού καθεστώς που εφαρμόζεται (συμβατικό οργανικό) στη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου; II.5 ΠΕΡΙΟΧΗ ΜΕΛΕΤΗΣ Παρακάτω ακολουθούν στοιχεία για την περιοχή μελέτης που έχουν ληφθεί από το «Στρατηγικό σχέδιο δράσης για την αειφορική ανάπτυξη του πάρκου Πρεσπών» που εκπονήθηκε από την Εταιρία Προστασίας Πρεσπών σε συνεργασία με τo WWF- Ελλάδας (WWF-Ελλάδας, 22). Η περιοχή μελέτης βρίσκεται στη βορειοδυτική Ελλάδα εντός της λεκάνης απορροής του συμπλέγματος λιμνών Μικρή και Μεγάλη Πρέσπα, όπου η καλλιέργεια του φασολιού (Phaseolus vulgaris) είναι η κύρια αγροτική δραστηριότητα. Η περιοχή που καταλαμβάνεται από τις λίμνες και τις παρακείμενες πλαγιές των ορέων Τρικλάρι και Βαρνούντα αποτελούν το μεγαλύτερο σε έκταση Εθνικό Δρυμό της Ελλάδας με έκταση πυρήνα 4.9 εκτάρια, και περιφερειακή ζώνη εκτάρια. Παρακάτω παρατίθενται τα κυριότερα χαρακτηριστικά της περιοχής: 17

25 ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΗΣ ΛΕΚΑΝΗΣ ΑΠΟΡΡΟΗΣ ΤΟΥ ΠΑΡΚΟΥ ΠΡΕΣΠΩΝ : Η συνολική έκταση της λεκάνης απορροής και των λιμνών είναι 2.519,1 km 2. Η Μικρή Πρέσπα (47,4 km 2 ) μοιράζεται μεταξύ Ελλάδας (43,5 km 2 ) και Αλβανίας (~4 km 2 ). Η Μεγάλη Πρέσπα, με έκταση 259,4 km 2, εκτείνεται σε τρεις χώρες (Ελλάδα, Αλβανία και πγδμ). Το μέσο υψόμετρο των λιμνών είναι περίπου 85 m και περιβάλλονται από βουνά με ύψος που ξεπερνάει τα 2 m. ΘΕΣΜΙΚΟ ΠΛΑΙΣΙΟ ΠΡΟΣΤΑΣΙΑΣ : Οι λίμνες Μεγάλη και Μικρή Πρέσπα και η λεκάνη απορροής τους ρυθμίζονται και προστατεύονται από μία σειρά εθνικών, κοινοτικών και διεθνών κανόνων. Σε εθνικό επίπεδο εντάσσεται στο θεσμικό πλαίσιο του Εθνικού Δρυμού, ενώ από πλευράς Ευρωπαϊκής νομοθεσίας, δύο ειδικές ζώνες διατήρησης (SAC-Special Area of Conservation) έχουν οριοθετηθεί στην περιοχή της Πρέσπας σύμφωνα με την οδηγία 92/43/ΕΟΚ για τη διατήρηση των φυσικών ενδιαιτημάτων και της άγριας χλωρίδας και πανίδας (Οδηγία των οικοτόπων/φύση 2). Ο Εθνικός Δρυμός Πρεσπών και το όρος Βαρνούντας. Επίσης η Μικρή Πρέσπα αποτελεί περιοχή ειδικής προστασίας (SPA-Special Protection Area), σύμφωνα με την οδηγία 79/49/ΕΟΚ για την προστασία των πουλιών. Επιπλέον οι Πρέσπες υπάγονται στη σύμβαση Ramsar για τους υγροτόπους (επικυρωμένη με το Ν.191/1974). ΑΒΙΟΤΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ : Ο γεωμορφολογικός χαρακτήρας του Δρυμού ορίζεται από τις δύο λίμνες, Μικρή και Μεγάλη Πρέσπα και τα υψηλά ορεινά συγκροτήματα (Βαρνούντας, Τρικλάριο) που αναπτύσσονται σε μικρή απόσταση από τις όχθες των λιμνών. Η ορεινή περιοχή ( m) είναι η επικρατέστερη στη χερσαία επιφάνεια. Γενικά στη περιοχή επικρατούν διαπερατοί ασβεστόλιθοι στο δυτικό και νότιο τμήμα της λεκάνης, ενώ στο βόρειο και ανατολικό επικρατούν γρανιτικά πετρώματα. 18

26 Το κλίμα της περιοχής των Πρεσπών χαρακτηρίζεται ως ήπιο ηπειρωτικόμεσευρωπαϊκό με μεσογειακά χαρακτηριστικά. Το ετήσιο ύψος βροχής κυμαίνεται από 6-9 mm κατά μέσον όρο. Η υγρή περίοδος διαρκεί από τον Οκτώβριο έως το Μάιο. Οι χιονοπτώσεις συνήθως εκδηλώνονται κατά την περίοδο Δεκεμβρίου- Απριλίου. Στο επίπεδο της λίμνης, η μέση ετήσια θερμοκρασία είναι 9,5-11 ο C. Οι ταχύτητες των ανέμων είναι χαμηλές καθ όλη τη διάρκεια του έτους. ΒΙΟΤΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ : Από φυτογεωγραφική άποψη, η περιοχή των Πρεσπών μπορεί να καταταχθεί στη βαλκανική υποζώνη της υπομεσογειακής ζώνης βλάστησης. Οι περιοχές υδρόβιας βλάστησης έχουν ειδική σημασία για τη διατήρηση της βιοποικιλότητας. Η χερσαία βλάστηση παρουσιάζει μεγάλη ποικιλία μορφών. Οι διαδοχικές ζώνες βλάστησης από την όχθη της λίμνης έως τα όρια της λεκάνης απορροής στα βουνά είναι δασικές διαπλάσεις (δάση χαμηλού υψομέτρου, φυλλοβόλα δάση δρυός, φυλλοβόλα δάση οξιάς, μικτά δάση οξιάς-ελάτης), ή υποαλπική βλάστηση νανωδών θάμνων με αλπικά λιβάδια. Η περιοχή παρουσιάζει πλούσια πανίδα ασπόνδυλων, ψαριών, αμφιβίων, ερπετών, θηλαστικών και κυρίως πουλιών. Η ορνιθοπανίδα των Πρεσπών έχει εθνική και διεθνή σημασία, λόγω του πλούτου της αλλά και της παρουσίας σημαντικών πληθυσμών σπανίων ειδών διεθνούς σημασίας όπως ο αργυροπελεκάνος, ο ροδοπελεκάνος και η λαγγόνα. Από τα 261 είδη πουλιών που έχουν παρατηρηθεί στην Ελληνική Πρέσπα, τα 183 είναι σημαντικά, σύμφωνα με τους επίσημους καταλόγους, την εθνική ή την κοινοτική νομοθεσία και τις διεθνείς συμβάσεις. 19

27 II.6 ΕΠΙΛΟΓΗ ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΩΝ ΕΠΙΦΑΝΕΙΩΝ ΚΑΙ ΕΠΟΧΩΝ ΔΕΙΓΜΑΤΟΛΗΨΙΑΣ Οι πειραματικές επιφάνειες εγκαταστάθηκαν σε αγροτεμάχιο κοντά στο χωριό Λαιμός στην ανατολική πλευρά της λεκάνης απορροής των Πρεσπών. Ο αγρός, συνολικής έκτασης 3 m 2 στο παρελθόν καλλιεργούνταν συμβατικά με φασόλια (Phaseolus vulgaris). Η έκταση κρίθηκε αναγκαίο να είναι ενιαία και επίπεδη προκειμένου να διασφαλιστούν παρόμοιες μικροκλιματικές συνθήκες. Λήψη εδαφικών δειγμάτων πραγματοποιήθηκε πριν την εφαρμογή του πειράματος προκειμένου να εκτιμηθούν ορισμένα βασικά φυσικο-χημικά χαρακτηριστικά του εδάφους (ΠΙΝΑΚΑΣ II.1). Τα δείγματα ελήφθησαν σε βάθος 2 cm με δειγματολήπτη διαμέτρου 7,5 cm, σε πέντε τυχαία κατανεμημένες δειγματοληπτικές θέσεις. Καμία βασική φυσικοχημική παράμετρος δεν παρουσίασε διαφοροποιήσεις μεταξύ των δειγματοληπτικών θέσεων. ΠΙΝΑΚΑΣ II.1: Μέσος όρος τιμών και τυπική σφάλμα των φυσικοχημικών παραμέτρων που καταγράφηκαν στις πειραματικές επιφάνειες. TABLE II.1: Mean values and standard error of physicochemical parameters in the experimental plots. Φυσικοχημικές παράμετροι Μέση τιμή ± SE ιλύ % ± 1.88 άργιλος % ± 1.7 άμμος % 56 ± 2.43 ph 5.9 ±.64 Φαινόμενη πυκνότητα (g cm -3 ) 1.63 ±.33 2

28 Πιο συγκεκριμένα τα αποτελέσματα της μηχανικής ανάλυσης έδειξαν ότι το έδαφος είχε σύσταση αμμοπυλώδη με το μέσο ποσοστό άμμου, ιλύος και αργίλου να είναι 56%, 25% και 19% αντίστοιχα. Το ph κυμαινόταν από 5,8 έως 6, ενώ η φαινόμενη πυκνότητα (bulk density) από 1,6 gr cm -3 έως 1,66 gr cm -3. Στο πλαίσιο της παρούσας διατριβής επιλέχθηκε να διατηρηθεί η καλλιέργεια φασολιού (Phaseolus vulgaris) στις υπό επιλογή επιφάνειες. Κατά την υλοποίηση του πειραματικού σχεδιασμού έγινε προσπάθεια ώστε οι δειγματοληψίες να πραγματοποιηθούν στις βασικότερες φάσεις ανάπτυξης του φυτού (βλάστηση, εποχή μέγιστης ανθοφορίας, περίοδος συγκομιδής), ακολουθώντας ταυτόχρονα τις διαταραχές εξαιτίας των καλλιεργητικών πρακτικών (λίπανση, καταπολέμηση ζιζανίων, κόψιμο βλαστών). II.7 ΤΟ ΦΑΣΟΛΙ (Phaseolus vulgaris) Το φυτό ήταν γνωστό και καλλιεργούνταν από τα αρχαία χρόνια από τους λαούς της Νοτίου Αμερικής. Στην Ευρώπη η έλευση του τοποθετείται στον 16 ο αιώνα, μετά την κατάκτηση της Νοτίου Αμερικής από τους Ισπανούς. Οι περισσότερες από τις ποικιλίες του φυτού προέρχονται από υβρίδια. Ωστόσο όλες μπορούν να καταταχθούν σε δύο κύριες ομάδες, τις νάνες (μη αναρριχώμενες) και τις αναρριχόμενες. Στις Πρέσπες η καλλιέργεια φασολιών αφορά τις αναρριχώμενες ποικιλίες, και είναι η κύρια γεωργική και οικονομική δραστηριότητα του τοπικού πληθυσμού. Το φασόλι (Phaseolus vulgaris) είναι φυτό ψυχανθές, μονοετές, ποώδες και δικοτυλήδονο ενώ υπάγεται στην οικογένεια των Fabaceae. Φτάνει τα 4 μέτρα ύψος και έχει μία κεντρική πασσαλώδη ρίζα ή οποία έχει μεγαλύτερη διάμετρο και μήκος από τις δευτερεύουσες. Το μεγαλύτερο μέρος της βιομάζας των ριζών εντοπίζεται σε βάθος 2 cm μέσα στο έδαφος. Στις ρίζες σχηματίζονται φυμάτια από το βακτήριο 21

29 Rhizobium spp. που συμβιώνει με το φυτό και δεσμεύει το ατμοσφαιρικό Ν μετατρέποντάς το σε αζωτούχες ενώσεις, οι οποίες χρησιμοποιούνται μερικώς για τη θρέψη του φυτού. Τα άνθη έχουν χρώμα λευκό ή πορφυρό και τοποθετούνται σε βότρυες. Ο κάθε βότρυς μπορεί να έχει έως 6 άνθη. Έχει σύνθετα φύλλα, που αποτελούνται από 3 ωοειδή φυλλάρια. Ο καρπός είναι χέδρωπας, λίγο κυρτός στην άκρη, σαρκώδης και περιέχει 4-8 σπέρματα (Ντόγρας, 22). Το φυτό προσαρμόζεται σε όλα τα εδάφη, από τα πολύ ελαφριά μέχρι τα ελαφρώς βαριά, αρκεί να είναι γόνιμα και δροσερά και προτιμά τα ελαφρώς όξινα με ph 5, 5.6 αν και αναπτύσσεται ικανοποιητικά σε ph μέχρι 7. Είναι ιδιαίτερα ευαίσθητο στο κρύο και καταστρέφεται σε θερμοκρασίες κάτω του μηδενός. Γι αυτόν τον λόγο η καλλιέργεια του πραγματοποιείται στη θερινή περίοδο. Ως μονοετές φυτό το σύνολο των καλλιεργητικών πρακτικών, από τη διαμόρφωση του εδάφους για σπορά έως τη συγκομιδή με μηχανές, επαναλαμβάνονται κάθε χρόνο. Η σπορά πραγματοποιείται την άνοιξη και αφού το έδαφος προσεγγίσει τη θερμοκρασία των 18 ο C, και η συγκομιδή το φθινόπωρο πριν την έναρξη των βροχών. Η παραγωγή του φασολιού, είτε αυτή αφορά συμβατικές είτε οργανικές καλλιέργειες, ακολουθεί μια συγκεκριμένη σειρά καλλιεργητικών πρακτικών. Πιο συγκεκριμένα η καλλιεργητική περίοδος ξεκινάει με λίπανση και διαμόρφωση του εδάφους για σπορά σε σειρές. Μετά τη βλάστηση των σπερμάτων γίνεται η διαμόρφωση των αυλακιών ανάμεσα στις σειρές των φυτών, προκειμένου να ξεκινήσει η άρδευση. Τα φυτά αναπτύσσονται με περιέλιξη τους πάνω σε βέργες οι οποίες τοποθετούνται στη βάση των βλαστών. Όποτε κρίνεται απαραίτητο γίνεται καταπολέμηση των ζιζανίων. Μετά την καρπόδεση οι βλαστοί των φασολιών κόβονται στη βάση τους και τα φασόλια αφήνονται να ξεραθούν επάνω στις βέργες για 2-3 ημέρες. Αφού τα φασόλια ξεραθούν γίνεται η συγκομιδή τους με μηχανές. 22

30 III. ΓΕΝΙΚΗ ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ 23

31 III.1 ΕΞΑΓΩΓΗ ΝΗΜΑΤΩΔΩΝ, ΚΑΤΑΜΕΤΡΗΣΗ, ΜΟΝΙΜΟΠΟΙΗΣΗ ΚΑΙ ΤΑΥΤΟΠΟΙΗΣΗ ΛΗΨΗ ΔΕΙΓΜΑΤΩΝ: Η λήψη των δειγμάτων έγινε με εισαγωγή στο έδαφος ατσάλινου κυλινδρικού δειγματολήπτη σχήματος T (ΕΙΚΟΝΑ III.3). Ο δειγματολήπτης είχε άνοιγμα κατά μήκος του σωλήνα, έτσι ώστε να διευκολύνεται η συλλογή του χώματος μετά την εξαγωγή του από το έδαφος. ΕΙΚΟΝΑ III.3: Εδαφικός δειγματολήπτης που χρησιμοποιήθηκε για τη λήψη δειγμάτων για τη μελέτη της βιοκοινότητας των νηματωδών. FIGURE III.3: Soil Sampler, which was used for the study of nematode biocommunity. ΕΞΑΓΩΓΗ : Για την εξαγωγή των εδαφικών νηματωδών χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος του Cobb (1918), που τροποποιήθηκε στο τελευταίο στάδιο από τους s Jacob & van Bezooijen (1984). Τα στάδια της εξαγωγής περιγράφονται ως εξής: 24

32 1. Το δείγμα εδάφους ομογενοποιείται με ανακίνηση αφού πρώτα έχουν διασπαστεί με το χέρι και με προσοχή τυχόν συσσωματώματα. 2. Μετά την ομοιογενοποίηση του χώματος λαμβάνεται ένα μικρό δείγμα για την εκτίμηση του υδατικού περιεχομένου. 3. Από το ομογενοποιημένο δείγμα λαμβάνεται μία ποσότητα εδάφους όγκου 2 ml η οποία και ζυγίζεται. Στη συνέχεια τοποθετείται σε δοχείο όγκου (Α) 3lt και προστίθεται σ αυτό 1lt νερό. Γίνεται ανάδευση και το αιώρημα αφήνεται να ηρεμήσει για 15sec. 4. Το υπερκείμενο συλλέγεται σε ένα δεύτερο δοχείο όγκου (Β) 3lt. 5. Στο χώμα που έχει παραμείνει στο πρώτο δοχείο (Α) προστίθεται εκ νέου 1lt νερό. Γίνεται ξανά ανάδευση και το αιώρημα αφήνεται και πάλι να ηρεμήσει για 15sec. Το υπερκείμενο συλλέγεται στο ίδιο δοχείο (Β) όπως και στο στάδιο Η διαδικασία επαναλαμβάνεται για τρίτη φορά. 7. Το υπερκείμενο και από τα τρία στάδια διέρχεται μέσα από κόσκινο με άνοιγμα 1μm και επανασυλλέγεται σε άλλο δοχείο. Το υλικό που συγκρατήθηκε στο κόσκινο ζυγίζεται (στην υγρή και την ξηρή μορφή) και αφαιρείται από το αρχικό βάρος και όγκο του δείγματος. 8. Το υλικό που διήρθε από το κόσκινο των 1μm διέρχεται στη συνέχεια μία φορά από κόσκινα με άνοιγμα 5μm, 175μm, και 1μm και 5 φορές από το κόσκινο με άνοιγμα 5 μm. Συλλέγουμε κάθε φορά το υλικό που παρέμεινε στα κόσκινα μέσα σε ένα δοχείο (Γ). 9. Το συνολικό υλικό που συλλέχθηκε στο δοχείο (Γ), διαμοιράζεται προσεκτικά και ομοιόμορφα με τη χρήση του κυρτού γυαλιού, σε ένα κόσκινο εξαγωγής 25

33 στο οποίο υπάρχει φίλτρο κατασκευασμένο από βαμβάκι και μαλλί (cottonwool filter). 1. Το κόσκινο εξαγωγής τοποθετείται σε ένα ρηχό δοχείο που περιέχει περίπου 1ml καθαρό νερό. 11. Το κόσκινο εξαγωγής παραμένει στο ρηχό δοχείο για περίπου 48h χωρίς να μετακινηθεί, σε θερμοκρασία 15±2 ο C. 12. Μετά το πέρας των 48h, οι νηματώδεις έχουν διαπεράσει ενεργητικά το φίλτρο και έχουν συλλεχθεί στο νερό του ρηχού δοχείου. Το νερό αυτό συλλέγεται και μετριέται σε ογκομετρικό κύλινδρο. Η μέτρηση του συνολικού όγκου του νερού χρησιμοποιείται για τους υπολογισμούς κατά τη διαδικασία της καταμέτρησης. Μετά την ολοκλήρωση της διαδικασίας οι ογκομετρικοί κύλινδροι με το υγρό και τους νηματώδεις φυλάσσονται σε σταθερές συνθήκες θερμοκρασίας (6 ο C) μέχρι να πραγματοποιηθεί καταμέτρηση και μονιμοποίηση των νηματωδών. ΚΑΤΑΜΕΤΡΗΣΗ : Το υγρό με τους νηματώδεις αναδεύεται με τη βοήθεια αντλίας στους ογκομετρικούς κυλίνδρους, ώστε να επιτευχθεί μία ομοιόμορφη κατανομή των νηματωδών σε όλο τον όγκο του υγρού. Λαμβάνουμε δύο δείγματα των 1 ml τα οποία τοποθετούνται σε διαγραμμισμένα δοχεία καταμέτρησης. Η καταμέτρηση πραγματοποιείται κάτω από στερεοσκόπιο σε μεγέθυνση 4x. Αν η αφθονία του ενός δείγματος διαφέρει περισσότερο από 1% σε σχέση με αυτήν του άλλου, η διαδικασία επαναλαμβάνεται με τρίτο ή και τέταρτο δείγμα. Το υγρό των δειγμάτων μετά την καταμέτρηση επανατοποθετείται στον ογκομετρικό κύλινδρο για να χρησιμοποιηθεί αργότερα στη διαδικασία της μονιμοποίησης. Γίνεται αναγωγή του μέσου όρου των αφθονιών που βρέθηκαν στα δείγματα των 1 ml στον όγκο του 26

34 υγρού του ογκομετρικού κυλίνδρου και στη συνέχεια στον όγκο ή το βάρος του εδάφους που χρησιμοποιήθηκε για την εξαγωγή (s Jacob & van Bezooijen, 1984). ΜΟΝΙΜΟΠΟΙΗΣΗ : Το υγρό με τους νηματώδεις αφήνεται σε ηρεμία για τουλάχιστον 5 ώρες σε σταθερές συνθήκες θερμοκρασίας (6 ο C), έτσι ώστε οι νηματώδεις να κατακαθίσουν στον πυθμένα του ογκομετρικού κυλίνδρου. Αφαιρείται στη συνέχεια το υπερκείμενο υγρό από το σωλήνα έως την ένδειξη των 1 ml. Τα εναπομείναντα 1 ml που περιέχουν τους νηματώδεις εισάγονται σε φιαλίδιο. Τα φιαλίδια στη συνέχεια παραμένουν σε ηρεμία για τουλάχιστον άλλες 2 ώρες. Το υπερκείμενο υγρό από τα φιαλίδια αφαιρείται για να παραμείνει στο τέλος μία ποσότητα υγρού 1 ml μαζί με το σύνολο των νηματωδών. Η μονιμοποίηση των νηματωδών πραγματοποιείται τελικά με την εισαγωγή 4ml φορμαλδεΰδης 4% που προηγουμένως έχει θερμανθεί στους 9 ο C, καθώς και 4ml φορμαλδεΰδης 4% θερμοκρασίας δωματίου (s Jacob & van Bezooijen, 1984). ΤΑΥΤΟΠΟΙΗΣΗ : Από κάθε δείγμα τουλάχιστον 15 νηματώδεις επιλέγονται τυχαία και ταυτοποιούνται σε επίπεδο γένους με τη βοήθεια της κλείδας του Bongers (1994). Η ταυτοποίηση των νηματωδών πραγματοποιείται με τη βοήθεια μικροσκοπίου όπου χρησιμοποιείται καταδυτικός φακός με μεγέθυνση 1x. Η κατάταξη των νηματωδών στην κλίμακα στρατηγικών ζωής πραγματοποιείται σύμφωνα με τους Bongers & Bongers (1998), ενώ η κατάταξη τους σε τροφικές ομάδες σύμφωνα με τους Yeates et al. (1993). III.2 ΔΕΙΚΤΕΣ ΒΙΟΚΟΙΝΟΤΗΤΑΣ ΝΗΜΑΤΩΔΩΝ Ο δείκτης ωριμότητας βιοκοινότητας (MI-Maturity Index) βασίζεται στους μη φυτοφάγους νηματώδεις, οι οποίοι μπορούν να παίρνουν τιμές c-p από ένα έως πέντε. 27

35 Ο δείκτης φυτοπαρασιτισμού (PPI- Plant Parasitic Index) βασίζεται στους φυτοφάγους νηματώδεις οι οποίοι μπορούν να παίρνουν τιμές c-p από δύο έως πέντε. Τόσο ο δείκτης ωριμότητας όσο και ο δείκτης φυτοπαρασιτισμού υποδεικνύουν το στάδιο διαδοχής της βιοκοινότητας των νηματωδών και με βάση τον Bongers (199) υπολογίζονται από τον τύπο: MI; PPI=Σv i p i Όπου v i είναι η τιμή cp που παίρνει το γένος i και p i το ποσοστό του γένους με το οποίο συμμετέχει στη σύνθεση της βιοκοινότητας των νηματωδών. Ο δείκτης εμπλουτισμού (EI-Enrichment Index), ο δείκτης μονοπατιού αποικοδόμησης (CI-Channel Index) και ο δείκτης δομής (SI-Structure Index) έχουν προταθεί από τους Ferris et al. (21). Ο υπολογισμός τους βασίζεται σε σταθμισμένους συντελεστές που καθορίζονται για κάθε λειτουργική ομάδα, προκειμένου να αποδοθεί η βαρύτητα με την οποία συμμετέχει αυτή στη βιοκοινότητα. Τα μέλη μίας λειτουργικής ομάδας θεωρείται ότι αποκρίνονται με τον ίδιο τρόπο στις διαταραχές. Έτσι σε μία κατάσταση εμπλουτισμού αυξάνονται τόσο οι βακτηριοφάγοι με τιμή cp 1 (ΒΑ-1), όσο και βακτηριοφάγοι και οι μυκητοφάγοι νηματώδεις με τιμή cp 2 (ΒΑ-2 και ΜΥ-2). Παρόλα αυτά όμως οι ΒΑ-1 αυξάνονται πολύ περισσότερο από ότι οι ΒΑ-2 και οι ΜΥ-2, χαρακτηρίζοντας έτσι εντονότερα τη μετάβαση του εδαφικού συστήματος σε κατάσταση εμπλουτισμού. Για τον λόγο αυτό ο συντελεστής της ομάδας ΒΑ-1 είναι 3.2, μεγαλύτερος από αυτόν των ΒΑ-2 και ΜΥ-2 που είναι.8. 28

36 Ο δείκτης εμπλουτισμού (ΕΙ) βασίζεται στη συμμετοχή των βακτηριοφάγων με τιμή cp 1 (ΒΑ-1) και στους βακτηριοφάγους και μυκητοφάγους με τιμή cp 2 (BA-2 και MY-2). Ο ΕΙ υπολογίζεται από τον τύπο : ΕΙ =1x(e/(e+b)) Η παράμετρος b αναφέρεται στη συμμετοχή των λειτουργικών ομάδων BA-2 και MY-2 και υπολογίζεται από τον τύπο: b=σk b n b Όπου k b =,8 είναι οι συντελεστές των ομάδων ΒΑ-2 και ΜΥ-2, και n b οι αντίστοιχες αφθονίες τους. Η παράμετρος e υπολογίζεται με παρόμοιο τρόπο λαμβάνοντας όμως υπόψη τις λειτουργικές ομάδες που υποδηλώνουν εμπλουτισμό του εδάφους με θρεπτικά στοιχεία όπως οι βακτηριοφάγοι με τιμή cp 1 και οι μυκητοφάγοι με τιμή cp 2 (ΒΑ- 1 και ΜΥ-2). Η παράμετρος e υπολογίζεται από τον τύπο: e=σk e n e Όπου k e είναι οι συντελεστές των ομάδων ΒΑ-1 (3,2) και ΜΥ-2 (,8), και n e οι αντίστοιχες αφθονίες τους. Ο δείκτης δομής (SI) δίνει μία ένδειξη για το πόσο διαταραγμένο είναι ένα εδαφικό σύστημα. Όσο πιο σταθερές συνθήκες επικρατούν σε ένα σύστημα τόσο καλύτερα δομημένη είναι η βιοκοινότητα των νηματωδών με μεγάλη εκπροσώπηση των ανώτερων θηρευτών. Ο δείκτης δομής (SI) υπολογίζεται από τον τύπο : SI =1x(s/s+b)) 29

37 Η παράμετρος s υπολογίζεται όπως και η παράμετρος b λαμβάνοντας υπόψη τις λειτουργικές ομάδες που υποδηλώνουν μια καλύτερα δομημένη βιοκοινότητα (βακτηριοφάγοι, μυκητοφάγοι και παμφάγοι με τιμές cp 3, και θηρευτές με τιμή c- p>2). Όσο μεγαλύτερη είναι τιμή της κλίμακας cp της λειτουργικής ομάδας τόσο μεγαλύτερος είναι ο σταθμισμένος συντελεστής που της αντιστοιχεί. Έτσι π.χ. οι θηρευτές νηματώδεις με τιμή cp ίση με πέντε (ΘΗ-5) παίρνουν σταθμισμένο συντελεστή 5, ενώ οι θηρευτές νηματώδεις με τιμή ίση με τρία (ΘΗ-3), παίρνουν σταθμισμένο συντελεστή 1.8. Τέλος ο δείκτης μονοπατιού (CI) υπολογίζεται από τον τύπο: CI=1x(.8xMY-2)/(3.2xBA-1+.8xMY-2) Ο δείκτης μονοπατιού αποικοδόμησης (CI) υποδηλώνει το μονοπάτι μέσω του οποίου πραγματοποιείται κυρίως η αποικοδόμηση, αν δηλαδή η αποικοδόμηση είναι περισσότερο μυκητιακή (CI>5) ή βακτηριακή (CI<5). 3

38 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 ο Επίδραση της χημικής και οργανικής απολύμανσης στη βιοκοινότητα των εδαφικών νηματωδών 31

39 1.1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η εφαρμογή χημικών απολυμαντικών θεωρείται μία από τις ισχυρότερες πιέσεις που μπορούν να δεχτούν τα αγροτικά εδάφη. Η δράση τους καταστέλλει την παρουσία παθογόνων μυκήτων και βακτηρίων (Welsh et al., 1998), νηματωδών (Harris, 1991; Giannakou et al., 22), εντόμων (Ware, 1983), και ζιζανίων (Jacobsohn, 1988; Haar et al., 23; Gilreath & Santos, 24). Το metam sodium (sodium-nmethyldithiocarbamate) έχει προταθεί ως ένα από τα πλέον αποτελεσματικά χημικά απολυμαντικά για την αντιμετώπιση των παθογόνων οργανισμών του εδάφους (Weiss & Lowit, 24), αφού μετά την εφαρμογή του στο έδαφος διασπάται γρήγορα σε ισοθειοκυανικό μεθύλιο (methyl isothicyanate ή MITC), μία εξαιρετικά δραστική ουσία. Οι περισσότεροι ερευνητές μελετούν την επίδραση του metam sodium πάνω σε συγκεκριμένα γένη φυτοπαρασιτικών νηματωδών, που προκαλούν σημαντικές ζημιές στις καλλιέργειες, όπως το ενδοπαράσιτο Meloidogyne spp. (Giannakou et al., 22; Giannakou and Karpouzas, 23; Giannakou and anastasiadis, 25; Gilreath et al., 25). Λίγες ερευνητικές προσπάθειες έχουν γίνει προκειμένου να διαπιστωθεί η επίδραση του metam sodium στο σύνολο της βιοκοινότητας των νηματωδών. Κατά τη διάρκεια των δύο τελευταίων δεκαετιών έχει γίνει προσπάθεια για την αντικατάσταση των χημικών απολυμαντικών με απολυμαντικά φυτικής προέλευσης, τα οποία θεωρούνται ότι δεν προκαλούν έντονες διαταραχές στα αγροσυστήματα (Akhtar & Mahmood, 1994), ενώ βελτιώνουν και τις φυσικοχημικές εδαφικές ιδιότητες (Gopal et al., 27). Τα διάφορα τμήματα του δένδρου Azadirachta indica (neem), όπως φύλλα, έλαια και θρυμματισμένοι καρποί και πυρήνες, έχουν αντιμικροβιακή (Converty & Allan, 21) και εντομοκτόνο δράση (Koul, 24), ενώ έχουν αναφερθεί ως αποτελεσματικά για τον έλεγχο διαφόρων φυτοπαρασιτικών 32

40 νηματωδών (Egunjobi & Afolami, 1976; Akhtar & Alam, 1991, 1993; Akhtar & Mahmood 1996; Akhtar 1999a,b,c). Πιο πρόσφατες εργασίες έχουν δείξει την αποτελεσματική δράση των παραγώγων του neem πάνω στο ενδοπαράσιτο Meloidogyne spp. (Javed et al., 27a; Javed et al., 27b; Javed et al., 28), ενώ αντικρουόμενα είναι τα αποτελέσματα για τη δράση τους πάνω στο σύνολο της βιοκοινότητας των νηματωδών. Οι Akhtar & Mahmood (1996) βρήκαν αυξημένους αριθμούς μη παρασιτικών νηματωδών, μετά την εφαρμογή neem, ενώ σε άλλες περιπτώσεις διαπιστώθηκε μείωση τους (Akhtar, 1998; Akhtar, 1999a). Μια άλλη ομάδα οργανικών απολυμαντικών φυτικής προέλευσης είναι τα αιθέρια έλαια. Το λάδι του βασιλικού (basil oil) σύμφωνα με τους Pandey et al (2), του κατιφέ (marigold) (Dover et al., 23), και του γαρύφαλλου (clove oil) (Naresh et al., 199), έδειξαν αποτελεσματικότητα στην καταπολέμηση διαφόρων φυτοπαρασιτικών νηματωδών, χωρίς όμως να διαπιστωθεί η δράση τους πάνω σε άλλες ομάδες νηματωδών. Σκοπός του παρόντος κεφαλαίου είναι να αξιολογήσει την επίδραση ενός χημικού απολυμαντικού, όπως το metam sodium, που ασκεί ισχυρή πίεση στο εδαφικό σύστημα, σε σχέση με μια εναλλακτικού τύπου απολύμανση με μίγμα οργανικών απολυμαντικών πάνω στη βιοκοινότητα των νηματωδών. Γι αυτόν τον λόγο, ένα πείραμα εγκαταστάθηκε σε αγρό που καλλιεργούνταν συμβατικά για αρκετά χρόνια με φασόλια (Phaseolus vulgaris). Ο αγρός χωρίστηκε σε επιφάνειες οι οποίες απολυμάνθηκαν είτε χημικά με metam sodium, είτε με μίγμα οργανικών απολυμαντικών φυτικής προέλευσης. Για την ενσωμάτωση των απολυμαντικών στο έδαφος εφαρμόστηκε επιφανειακό όργωμα. Η μηχανική διαταραχή λόγω οργώματος, όμως, από μόνη της θεωρείται μία από τις ισχυρές διαταραχές που δέχονται τα αγροσυστήματα (Fu et al., 2), ενώ 33

41 σύμφωνα με τους Fiscus & Neher (22) η επίδραση της μπορεί να καλύπτει ή να καλύπτεται από την επίδραση μίας άλλης διαταραχής, όπως η εισροή χημικού λιπάσματος. Προκειμένου να εκτιμηθεί ξεχωριστά η επίδραση του οργώματος στη μεταβολή της βιοκοινότητας των νηματωδών, στο πειραματικό σχέδιο που εφαρμόστηκε συμπεριλήφθησαν και επιφάνειες που δέχθηκαν μόνο επιφανειακό όργωμα χωρίς να δεχθούν απολυμαντικά. Η δομή της βιοκοινότητας των νηματωδών διερευνήθηκε σε επίπεδο τροφικών και λειτουργικών ομάδων καθώς και σε επίπεδο γένους. Παρόλο που οι μεταβολές στις ποσοτικές παραμέτρους της βιοκοινότητας των νηματωδών (αφθονίες τροφικών και λειτουργικών ομάδων, δείκτες νηματωδών, ποικιλότητα) προσφέρουν σημαντικές πληροφορίες σχετικά με την ένταση των πιέσεων που ασκούνται στα εδαφικά συστήματα, δεν μας πληροφορούν για ενδεχόμενες μεταβολές που προκαλούνται στο πλέγμα των σχέσεων ανάμεσα στα διαφορετικά γένη των νηματωδών. Για να διερευνηθούν οι αλλαγές στις σχέσεις των νηματωδών μετά την εφαρμογή των απολυμάνσεων, χρησιμοποιήθηκαν τεχνικές ανάλυσης δικτύων, που είναι κατάλληλες για τη διερεύνηση των αλληλεπιδράσεων μεταξύ των στοιχείων ενός πλέγματος (Hanneman & Riddle, 25). Ένα δίκτυο είναι ένα σύνολο κόμβων και δεσμών μεταξύ των κόμβων. Οι κόμβοι του δικτύου μπορεί να αντιπροσωπεύουν στοιχεία στα διάφορα επίπεδα της βιολογικής ιεραρχίας, όπως χημικές ενώσεις, γονίδια, ιστοί, όργανα, άτομα, πληθυσμοί κ.τ.λ., ενώ οι δεσμοί αντιπροσωπεύουν αλληλεπιδράσεις μεταξύ των κόμβων, όπως είναι οι βιοχημικές αντιδράσεις, οι ροές ενέργειας, οι σχέσεις ανταγωνισμού, και οι σχέσεις λείας-θηρευτή κ.τ.λ. (Proulx et al., 25). Στην οικολογία, ανάλογες τεχνικές έχουν εφαρμοστεί προκειμένου να μελετηθούν μοντέλα ροής ενέργειας και ύλης, όπως αυτά που απαντώνται στα τροφικά πλέγματα 34

42 (e.g. Ulanowicz, 1987; Yodzis & Winemiller, 1999; Jordan et al., 26; Wey et al., 28). Στην περίπτωση της βιοκοινότητας των νηματωδών η τεχνική της ανάλυσης δικτύων θα μπορούσε να δώσει απαντήσεις σε ερωτήματα που έχουν να κάνουν με τη πολυπλοκότητα των δικτύων, το πόσο κεντροποιημένα είναι τα δίκτυα των νηματωδών και το πόσο κεντρική είναι η θέση ενός γένους στο πλαίσιο του δικτύου, προκειμένου να γίνουν εκτιμήσεις για την ευαισθησία των δικτύων στις διαταραχές (Kapagianni et al., 29). Τα αποτελέσματα της ανάλυσης αποδίδονται με τη μορφή γραφημάτων, στα οποία απεικονίζονται τα γένη και οι δεσμοί μεταξύ τους, και με τη μορφή τιμών παραμέτρων κεντρικότητας και συνάφειας. Υπόθεση μας είναι ότι η χημική και η οργανική απολύμανση διαφοροποιούνται όχι μόνον σε σχέση με τις επιπτώσεις τους πάνω στις επιμέρους ποσοτικές παραμέτρους της βιοκοινότητας των νηματωδών, αλλά και εξαιτίας των διαφορετικών μεταβολών που επιφέρουν στα δίκτυα των σχέσεων τους. 1.2 ΜΕΘΟΔΟΙ ΚΑΙ ΥΛΙΚΑ Πειραματικός σχεδιασμός και δειγματοληψίες Οι πειραματικές επιφάνειες εγκαταστάθηκαν σε αγροτεμάχιο συνολικού εμβαδού 3 m 2, το οποίο στο παρελθόν καλλιεργούνταν συμβατικά με φασόλια. Το πειραματικό σχέδιο περιελάμβανε 18 επιφάνειες εμβαδού 1 Χ 1 = 1m η κάθε μία (ΕΙΚΟΝΑ 1.1). Οι επιφάνειες χωρίστηκαν μεταξύ τους με διαδρόμους πλάτους 2m οι οποίες δεν δέχθηκαν κανενός είδους διαταραχή στη διάρκεια του πειράματος. Με αυτόν τον 35

43 τρόπο εξασφαλίστηκε η απομόνωση των πειραματικών επιφανειών από την αλληλεπίδραση των διαφορετικών χειρισμών στις ζώνες επαφής τους. Η εφαρμογή των διαφορετικών απολυμάνσεων έγινε με βάση τα στοιχεία του ΠΙΝΑΚΑ m 1m ΕΙΚΟΝΑ 1.1: Το πλήρες πειραματικό σχέδιο στο οποίο εφαρμόστηκαν οι διαφορετικοί απολυμαντικοί χειρισμοί. Με κόκκινο χρώμα οι επιφάνειες που απολυμάνθηκαν χημικά, με πράσινο χρώμα οι επιφάνειες που απολυμάνθηκαν οργανικά και με κίτρινο χρώμα οι επιφάνειες μάρτυρες (μη απολυμασμένες). FIGURE 1.1: The complete experimental design, including the different disinfectant treatments. Red squares stands for chemically disinfected plots, green squares stands for organically disinfected plots and yellow squares stands for control plots (not disinfected plots). ΠΙΝΑΚΑΣ 1.1: Ημερομηνίες απολυμάνσεων και λήψης δειγμάτων καθώς και είδος, συνιστώμενη δόση, δραστικές ουσίες και εμπορικές ονομασίες των απολυμαντικών ουσιών. TABLE 1.1: Dates of disinfectants application and collection of samples as well as type, dose, drastic substances and commercial names of disinfectants. απολυμαντικός χειρισμός ημερομηνία χημική απολύμανση 2/3/26 οργανική απολύμανση 2/3/26 εμπορική ονομασία Metam Sodium Neem cake + Vivere Fyt δραστική ουσία μεθυλική ισοκυανήνη αζαντιρακτίνη + λάδι βασιλικού γαρυφαλέλαιο κατιφές συνιστώμενη δόση 1 lit/στρ. Neem: 1 kgr/στρ. Vivere: 5lit/στρ. δειγματοληψία πριν την απολύμανση 2/3/26* μετά την απολύμανση 14/4/26 * Η δειγματοληψία πραγματοποιήθηκε την ίδια μέρα και πριν την εφαρμογή των χημικών και οργανικών απολυμαντικών. 36

44 Σε 6 επιφάνειες εφαρμόστηκε metam sodium (επιφάνειες κόκκινου χρώματος), σε 6 επιφάνειες εφαρμόστηκε το μίγμα των οργανικών απολυμαντικών (επιφάνειες πράσινου χρώματος), ενώ 6 επιφάνειες (επιφάνειες κίτρινου χρώματος) δέχθηκαν μόνον όργωμα και κανενός τύπου απολύμανση. Μετά την εφαρμογή των απολυμαντικών, το έδαφος δέχθηκε επιφανειακό όργωμα βάθους 2cm προκειμένου τα απολυμαντικά να ενσωματωθούν ομοιόμορφα στο έδαφος. Στο όργωμα συμπεριλήφθησαν και οι επιφάνειες που δεν δέχθηκαν κανενός είδους απολυμαντικό χειρισμό. Δύο δειγματοληψίες πραγματοποιήθηκαν. Η πρώτη την ίδια μέρα και λίγο πριν την εφαρμογή των απολυμάνσεων και η δεύτερη 1 μήνα μετά (ΠΙΝΑΚΑΣ 1.1) Χειρισμός δειγμάτων εξαγωγή και προσδιορισμός νηματωδών Σε κάθε δειγματοληπτική επιφάνεια, και σε βάθος 2 cm, λαμβάνονταν, με ατσάλινο κυλινδρικό δειγματολήπτη διαμέτρου 2 cm, τρία υποδείγματα τα οποία ενώνονταν σε ένα σύνθετο. Τα δείγματα συσκευάζονταν σε συνθετικές αεροστεγείς σακούλες και αποθηκεύονταν σε ψυγείο (6 o C). Η φύλαξη των νηματωδών σε χαμηλές θερμοκρασίες αποσκοπούσε στη μείωση του ποσοστού θνησιμότητας αλλά και στην παρεμπόδιση του ανεπιθύμητου πολλαπλασιασμού τους. Η εξαγωγή των νηματωδών πραγματοποιούνταν στο εργαστήριο τις αμέσως επόμενες ημέρες μετά τη δειγματοληψία, μέσα σε διάστημα 1 ημερών το αργότερο. Ο τρόπος εξαγωγής, καταμέτρησης, μονιμοποίησης, ταυτοποίησης και κατάταξης των νηματωδών στην κλίμακα στρατηγικών ζωής και σε τροφικές ομάδες περιγράφεται στο Κεφάλαιο ΙΙΙ.1, ενώ ο τρόπος υπολογισμού των δεικτών ΜΙ, PPI, EI, SI και CI στο Κεφάλαιο ΙΙΙ.2. 37

45 1.2.3 Ανάλυση και στατιστική επεξεργασία Για να εντοπίσουμε τις διαφορές στις παραμέτρους της βιοκοινότητας των νηματωδών, πριν και μετά τους χειρισμούς, χρησιμοποιήθηκαν t-test για ζευγαρωτές παρατηρήσεις. Πριν από την εφαρμογή των αναλύσεων πραγματοποιήθηκε ο έλεγχος της κανονικότητας των δεδομένων με την εφαρμογή των ελέγχων Kolmogorov Smirnov και Lilliefors. Για τον έλεγχο της ομοιογένειας των διακυμάνσεων, εφαρμόστηκε δοκιμασία Levene. Στις περιπτώσεις που τα δεδομένα δεν ακολουθούσαν κανονική κατανομή πραγματοποιήθηκε μετασχηματισμός των τιμών με λογαρίθμηση log(x+1), ή ύψωση σε δύναμη (x), ενώ στην περίπτωση των δεικτών πραγματοποιήθηκε όπου χρειαζόταν ο μετασχηματισμός των τιμών σε τόξα ημίτονου (arcsin(x)). Μη παραμετρικές Wilcoxon δοκιμασίες για εξαρτημένα δείγματα χρησιμοποιήθηκαν, όπου δεν ήταν δυνατόν να επιτευχθεί η κανονικότητα. Για να εκτιμήσουμε την ποικιλότητα των βιοκοινοτήτων των νηματωδών, χρησιμοποιήσαμε τον παραμετρικό δείκτη ποικιλότητας Renyi (1961). Ο παραμετρικός δείκτης του Renyi παράγει για κάθε βιοκοινότητα μια καμπύλη ποικιλότητας που προκύπτει από τον τύπο: Η α = s LogΣp i α I=1 1-α Δείχνει διαφορετική ευαισθησία από τα σπάνια προς τα πιο άφθονα είδη (στην περίπτωση μας γένη) καθώς οι τιμές της παραμέτρου α αυξάνουν (Ricotta, 2). Αυτή η μέθοδος δεν παρέχει ένα μοναδικό αριθμό για κάθε βιοκοινότητα, αλλά μια ολόκληρη καμπύλη, η οποία είναι ουσιαστικά μια προβολή των περισσοτέρων 38

46 δεικτών ποικιλότητας (ΕΙΚΟΝΑ 1.2). Για a=, ο δείκτης ισούται με τον λογάριθμο του αριθμού των γενών, δηλαδή όλα τα γένη, ακόμη και τα σπάνια, συνεισφέρουν εξίσου στην ποικιλότητα. Για a=1 ισούται με τον δείκτη Shannon και για a=2 ισούται με τον δείκτη Simpson. 4 παραμετρικός δείκτης Renyi 3,5 3 2,5 2 1,5 1, παράμετρος a ΕΙΚΟΝΑ 1.2: Παράδειγμα καμπυλών ποκιλότητας με βάση τον παραμετρικό δείκτη Renyi. FIGURE 1.2: Example of diversity curves, based on Renyi s parametric index. Στο εύρος των υψηλών τιμών της παραμέτρου a, ο δείκτης είναι πιο ευαίσθητος στα πιο άφθονα γένη της κοινότητας. Έτσι όταν οι καμπύλες διαφέρουν στις χαμηλές τιμές της παραμέτρου a, αυτό οφείλεται στο διαφορετικό αριθμό των γενών. Στις υψηλές τιμές της παραμέτρου a οι διαφορές ανάμεσα στις κοινότητες οφείλονται στην παρουσία των άφθονων γενών (όταν π.χ. υπάρχουν γένη που υπερκυριαρχούν έναντι των υπολοίπων, η ποικιλότητα μειώνεται). Τέλος όταν δύο καμπύλες δύο βιοκοινοτήτων τέμνονται, τότε οι τελευταίες θεωρούνται μη συγκρίσιμες μεταξύ τους, δηλαδή διαφορετικοί δείκτες ποικιλότητας θα τις ταξινομούσαν διαφορετικά. Έτσι στο παράδειγμα της ΕΙΚΟΝΑΣ 1.2 οι διαφορές στην ποικιλότητα μεταξύ των καμπυλών 1 και 2 οφείλονται στον διαφορετικό αριθμό των γενών, ενώ μεταξύ των 39

47 καμπυλών 1 και 3 τόσο στο διαφορετικό αριθμό γενών, όσο και στη διαφορετική κατανομή της αφθονίας ανάμεσα στα γένη της βιοκοινότητας. Για τους υπολογισμούς χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό DivOrd (Tothmeresz, 1995). Τα αποτελέσματα της ανάλυσης δικτύων αποδίδονται με τη μορφή γραφημάτων τα οποία απεικονίζουν ένα σύνολο κόμβων που στην περίπτωσή μας είναι τα γένη της βιοκοινότητας των νηματωδών και διασυνδέσεων ανάμεσα τους (ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Ι), καθώς και με τη μορφή τιμών παραμέτρων κεντρικότητας και συνάφειας (ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Ι) που δείχνουν πόσο κεντροποιημένο, πόσο συνεκτικό ή πόσο ομογενοποιημένο είναι το δίκτυο της βιοκοινότητας των νηματωδών. Για τους σκοπούς της έρευνας, υπολογίστηκε μία παράμετρος συνάφειας του δικτύου και συγκεκριμένα η πυκνότητα του (density), και μία παράμετρος κεντρικότητας του δικτύου, και συγκεκριμένα το ποσοστό ιδιοανυσματικής κεντρικότητας (eigenvector centrality) (ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Ι). Επίσης υπολογίστηκαν οι βαθμίδες κεντρικότητας (centrality degree) των πιο κεντρικών κόμβων-γενών. Η πυκνότητα μετρά το σύνολο των δεσμών που υφίστανται στο δίκτυο δια του συνόλου των δεσμών που θα μπορούσαν δυνάμει να σχηματίσουν οι κόμβοι του δικτύου αν ο καθένας από αυτούς συνδέονταν με τους υπόλοιπους (Jordano et al., 26). Η κεντρικότητα από την άλλη μεριά αποτελεί ιδιότητα τόσο του δικτύου όσο και των κόμβων που τον συνθέτουν. Ένας κεντρικός κόμβος είναι πολύ σημαντικός ενδιάμεσος στις σχέσεις άλλων κόμβων, ενώ οι διασυνδέσεις σε ένα κεντροποιημένο δίκτυο εξαρτώνται από αυτό το κεντρικό κόμβο. Η βαθμίδα κεντρικότητας είναι η απλούστερη μετρική κεντρικότητας, και αποδίδει το σύνολο των δεσμών που σχηματίζει ο κάθε κόμβος με όλους τους άλλους κόμβους του δικτύου (Hanneman & Riddle, 25). Για τους υπολογισμούς αυτούς χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό Ucinet v.6. (Borgatti et al., 1999). 4

48 Για να εφαρμοστεί η τεχνική της ανάλυσης δικτύων πάνω στη κοινότητα των νηματωδών πραγματοποιήθηκε η εξής προεργασία: Αρχικά οι πίνακες με τις αφθονίες των νηματωδών μετατράπηκαν σε μήτρες βιοκοινότητας με βάση την επικάλυψη στο χώρο που παρουσίασαν τα διάφορα γένη των νηματωδών. Για το σκοπό αυτό χρησιμοποιήθηκε ο τύπος των McArthour και Levins (1967) που μετρά την επικάλυψη των οικοθέσεων. a i,j = Σ(p i,k x p j,k) / Σ(p i,k ) 2 Όπου a i,j είναι η επικάλυψη των οικοθέσεων μεταξύ των γενών i και j και όπου p i,k και p j,k οι πιθανότητες να συναντηθούν τα γένη i και j στη μικροθέση k. Η επικάλυψη των θέσεων αποτελεί ένα μέτρο της έντασης των σχέσεων μεταξύ των γενών της βιοκοινότητας των νηματωδών. Όσο συστηματικότερη είναι η κοινή παρουσία τους, τόσο μεγαλύτερη είναι η επικάλυψη των θέσεων, και επομένως τόσο μεγαλύτερη είναι η ένταση των σχέσεων μεταξύ των γενών. Αντιθέτως όσο περισσότερο τυχαία είναι η κοινή παρουσία γενών τόσο μικραίνει η επικάλυψη των θέσεων. Γι αυτόν τον λόγο, όταν η επικάλυψη των θέσεων κάποιον γενών δεν υπερέβαινε το 1% της μέγιστης επικάλυψης, θεωρήθηκε ότι τα γένη είχαν τυχαία κοινή παρουσία, και η επικάλυψη τους αφαιρέθηκε από τη μήτρα της βιοκοινότητας. Οι νέες μήτρες απαλλαγμένες από αυτές τις επικαλύψεις χρησιμοποιήθηκαν για τον υπολογισμό των παραμέτρων κεντρικότητας και συνάφειας, και για την κατασκευή των δικτύων. 41

49 1.3 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Συνολική αφθονία και αφθονία τροφικών ομάδων Στις επιφάνειες που απολυμάνθηκαν με metam sodium η συνολική αφθονία των νηματωδών μειώθηκε σημαντικά (ΕΙΚΟΝΑ 1.3). Αύξηση στο συνολικό αριθμό των νηματωδών βρέθηκε στις δειγματοληπτικές επιφάνειες που δέχθηκαν χειρισμό με οργανικά πρόσθετα (ΕΙΚΟΝΑ 1.4), καθώς και στις επιφάνειες που δεν δέχθηκαν κανενός τύπου απολύμανση (ΕΙΚΟΝΑ 1.5). Η αύξηση αυτή όμως ήταν στατιστικά σημαντική μόνο στην περίπτωση των επιφανειών που δέχθηκαν χειρισμό με το μείγμα των οργανικών απολυμαντικών. Η σημαντική μείωση της συνολικής αφθονίας, στην περίπτωση της χημικής απολύμανσης, προήλθε από τη σημαντική μείωση του αριθμού των νηματωδών όλων των βασικών τροφικών ομάδων (ΕΙΚΟΝΑ 1.3). Μόνο η μείωση της τροφικής ομάδας των θηρευτών-παμφάγων δεν ήταν στατιστικά σημαντική. Στην περίπτωση των οργανικών προσθέτων, η αύξηση της συνολικής αφθονίας των νηματωδών, καθορίστηκε από τη σημαντική αύξηση των τροφικών ομάδων των μυκητοφάγων και των βακτηριοφάγων, ενώ οι τροφικές ομάδες των φυτοφάγων δεν παρουσίασαν σημαντικές μεταβολές, όπως και αυτή των θηρευτών-παμφάγων (ΕΙΚΟΝΑ 1.4). Στην περίπτωση των μη απολυμασμένων επιφανειών, καμιά μεταβολή στις τροφικές ομάδες δεν ήταν στατιστικά σημαντική, παρόλο που οι αριθμοί των βακτηριοφάγων και των μυκητοφάγων έδειξαν να αυξάνονται αισθητά (ΕΙΚΟΝΑ 1.5). 42

50 συνολική αφθονία (αρ.ατ./1 ml εδάφους) ΧΑ 1 2 δειγματοληψία P<,1 μυκητοφάγοι (αρ.ατ./1ml εδάφους) δειγματοληψία P<, βακτηριοφάγοι (αρ.ατ./1ml εδάφους) P<,5 φυτοπαρασιτικοί (αρ.ατ./1ml εδάφους) P<,5 1 2 δειγματοληψία 1 2 δειγματοληψία μη παρασιτικοί φυτοφάγοι (αρ.ατ. /1ml εδάφους) δειγματοληψία P<,5 θηρευτές-παμφάγοι (αρ.ατ./1ml εδάφους) δειγματοληψία ns ΕΙΚΟΝΑ 1.3: Αφθονία (± SE) επιμέρους τροφικών ομάδων και αποτέλεσμα δοκιμασίας t για ζευγαρωτές παρατηρήσεις πριν και μετά την εφαρμογή των χημικών απολυμαντικών (ΧΑ) (μη παραμετρικός έλεγχος Wilcoxon στην περίπτωση των θηρευτών-παμφάγων). 1: δειγματοληψία πριν την χημική απολύμανση, 2: δειγματοληψία μετά τη χημική απολύμανση. FIGURE 1.3: Abundances (± SE) of individual trophic groups and results of paired t test before and after the application of chemical disinfectants (ΧΑ) (non parametric Wilcoxon test in the case of predators-omnivores trophic group). 1: sampling before the chemical disinfection, 2: sampling after the chemical disinfection. 43

51 συνολική αφθονία (αρ.ατ./1ml εδάφους) ΟΑ P<,5 μυκητοφάγοι (αρ.ατ./1ml εδάφους) P<,5 1 2 δειγματοληψία 1 2 δειγματοληψία 6 35 βακτηριοφάγοι (αρ.ατ./1ml εδαφους) δειγματοληψία P<,5 φυτοπαρασιτικοί (αρ.ατ./1ml εδάφους) δειγματοληψία ns μη παρασιτικοί φυτοφάγοι (αρ.ατ. /1ml εδάφους) δειγματοληψία ns θηρευτές-παμφάγοι (αρ.ατ./1ml εδάφους) δειγματοληψία ns ΕΙΚΟΝΑ 1.4: Αφθονία (± SE) επιμέρους τροφικών ομάδων και αποτέλεσμα δοκιμασίας t για ζευγαρωτές παρατηρήσεις πριν και μετά την εφαρμογή των οργανικών απολυμαντικών (ΟΑ) (μη παραμετρικός έλεγχος Wilcoxon στην περίπτωση των θηρευτών-παμφάγων). 1: δειγματοληψία πριν την οργανική απολύμανση, 2: δειγματοληψία μετά τη οργανική απολύμανση. FIGURE 1.4: Abundances (± SE) of individual trophic groups and results of paired t test before and after the application of organical disinfectants (ΟΑ) (non parametric Wilcoxon test in the case of predators-omnivores trophic group). 1: sampling before the organical disinfection, 2: sampling after the organical disinfection. 44

52 8 2 συνολική αφθονία (αρ.ατ./1ml εδάφους) Μ ns μυκητοφάγοι (αρ.ατ./1ml εδάφους) ns 1 2 δειγματοληψία 1 2 δειγματοληψία βακτηριοφάγοι (αρ.ατ./1ml εδάφους) δειγματοληψία ns φυτοπαρασιτικοί (αρ.ατ/1ml εδάφους) δειγματοληψία ns μη παρασιτικοί φυτοφάγοι(αρ.ατ. /1ml εδάφους) δειγματοληψία ns θηρευτές-παμφάγοι (αρ.ατ./1ml εδάφους) δειγματοληψία ns ΕΙΚΟΝΑ 1.5: Αφθονία (± SE) επιμέρους τροφικών ομάδων και αποτέλεσμα δοκιμασίας t για ζευγαρωτές παρατηρήσεις πριν και μετά την εφαρμογή των χειρισμών (Μ-μάρτυρες) (μη παραμετρικός έλεγχος Wilcoxon στην περίπτωση των θηρευτών-παμφάγων). 1: δειγματοληψία πριν τους χειρισμούς, 2: δειγματοληψία μετά τους χειρισμούς.figure 1.5: Abundances (± SE) of individual trophic groups and results of paired t test before and after the treatments (M-controls) (non parametric Wilcoxon test in the case of predators-omnivores trophic group). 1: sampling before the treatments, 2: sampling after the treatments. 45

53 1.3.2 Αφθονία λειτουργικών ομάδων Στις ΕΙΚΟΝΕΣ 1.6, 1.7 και 1.8 που ακολουθούν δίνονται τα αποτελέσματα των t δοκιμασιών για εξαρτημένα δείγματα, των κυριοτέρων λειτουργικών ομάδων νηματωδών, για τις επιφάνειες που απολυμάνθηκαν χημικά, οργανικά καθώς και για μη απολυμασμένες επιφάνειες που δέχθηκαν μόνο όργωμα. Η χημική απολύμανση (ΕΙΚΟΝΑ 1.6) μείωσε σημαντικά την αφθονία όλων των λειτουργικών ομάδων, εκτός των βακτηριοφάγων με τιμή cp 1. Στις επιφάνειες που δέχθηκαν οργανικά πρόσθετα (ΕΙΚΟΝΑ 1.7) αυξήθηκαν σημαντικά όλες οι κύριες λειτουργικές ομάδες των νηματωδών που τρέφονται με αποικοδομητές, ενώ δεν εμφάνισαν σημαντικές μεταβολές οι λειτουργικές ομάδες των φυτοφάγων. Τέλος στις επιφάνειες που απλώς οργώθηκαν αλλά δεν δέχθηκαν απολυμαντικούς χειρισμούς, η μοναδική λειτουργική ομάδα που παρουσίασε σημαντική μεταβολή ήταν αυτή των βακτηριοφάγων με τιμή cp ίση με 1, η οποία αυξήθηκε σε σχέση με την 1 η δειγματοληψία (ΕΙΚΟΝΑ 1.8) Δείκτες βιοκοινότητας νηματωδών Ο δείκτης ωριμότητας (MI) μειώθηκε σημαντικά σε όλες τις δειγματοληπτικές επιφάνειες (ΕΙΚΟΝΑ 1.9). Βασικός λόγος της μείωσης αυτής ήταν η αύξηση της συμμετοχής των βακτηριοφάγων με τιμή cp 1, στη 2 η δειγματοληψία σε όλες τις επιφάνειες ανεξαρτήτως χειρισμού. Έτσι ο δείκτης ωριμότητας, δεν μπόρεσε να διακρίνει τους διαφορετικούς απολυμαντικούς χειρισμούς. 46

54 16 35 μυκητοφάγοι cp2 (αρ.ατ./1ml εδάφους) XA 1 2 δειγματοληψία p<,5 βακτηριοφάγοι cp1 (αρ.ατ./1ml εδάφους) δειγματοληψία ns βακτηριοφάγοι cp2 (αρ.ατ/1ml εδάφους) δειγματοληψία p<,5 φυτοπαρασιτικοί cp2 (αρ.ατ./1 ml εδάφους) δειγματοληψία p<,5 φυτοπαρασιτικοί cp3 (αρ.ατ./1 ml εδάφους) δειγματοληψία p<,5 μη παρασιτικοί φυτοφάγοι cp2 ( αρ.ατ./1ml εδάφους) δειγματοληψία p<,5 ΕΙΚΟΝΑ 1.6: Αφθονία (± SE) επιμέρους λειτουργικών ομάδων και αποτέλεσμα δοκιμασίας t για ζευγαρωτές παρατηρήσεις πριν και μετά την εφαρμογή των χημικών απολυμαντικών (ΧΑ). 1: δειγματοληψία πριν την χημική απολύμανση, 2: δειγματοληψία μετά τη χημική απολύμανση. FIGURE 1.6: Abundances (± SE) of individual functional guilds and results of paired t test before and after the application of chemical disinfectants (ΧΑ). 1: sampling before the chemical disinfection, 2: sampling after the chemical disinfection. 47

55 μυκητοφάγοί cp2 (αρ.ατ./1ml εδάφους) ΟΑ 1 2 δειγματοληψία P<,5 βακτηριοφάγοι cp1 (αρ.ατ./1ml εδάφους) δειγματοληψία P<, βακτηριοφάγοι cp2 (αρ.ατ./1ml εδάφους) δειγματοληψία P<,5 φυτοπαρασιτικοί cp2 (αρ.ατ./1 ml εδάφους) δειγματοληψία ns φυτοπαρασιτικοί cp3 (αρ.ατ./1 ml εδάφους) δειγματοληψία ns μη παρασιτικοί φυτοφάγοι cp2 ( αρ.ατ./1ml εδάφους) δειγματοληψία ns ΕΙΚΟΝΑ 1.7: Αφθονία (± SE) επιμέρους λειτουργικών ομάδων και αποτέλεσμα δοκιμασίας t για ζευγαρωτές παρατηρήσεις πριν και μετά την εφαρμογή των οργανικών απολυμαντικών (ΟΑ). 1: δειγματοληψία πριν την οργανική απολύμανση, 2: δειγματοληψία μετά τη οργανική απολύμανση. FIGURE 1.7: Abundances (± SE) of individual functional guilds and results of paired t test before and after the application of organicalcal disinfectants (ΧΑ). 1: sampling before the organical disinfection, 2: sampling after the organical disinfection. 48

56 μυκητοφάγοι cp2 (αρ.ατ./1ml εδάφους) Μ 1 2 δειγματοληψία ns βακτηριοφάγοι cp1 (αρ.ατ./1ml εδάφους) δειγματοληψία P<,5 βακτηριοφάγοι cp2 (αρ.ατ./1ml εδάφους) δειγματοληψία ns φυτοπαρασιτικοί cp2 (αρ.ατ./1 ml εδάφ.) δειγματοληψία ns φυτοπαρασιτικοί cp3 (αρ.ατ./1 ml εδάφους) δειγματοληψία ns μη παρασιτικοί φυτοφαγοί cp2 ( αρ.ατ./1ml εδάφους) δειγματοληψία ns ΕΙΚΟΝΑ 1.8: Αφθονία (± SE) επιμέρους λειτουργικών ομάδων και αποτέλεσμα δοκιμασίας t για ζευγαρωτές παρατηρήσεις πριν και μετά την εφαρμογή των χειρισμών (Μ-μάρτυρες). 1: δειγματοληψία πριν τους χειρισμούς, 2: δειγματοληψία μετά τους χειρισμούς. FIGURE 1.8: Abundances (± SE) of individual functional guilds and results of paired t test before and after the application of treatments (Μ-controls). 1: sampling before the treatments, 2: sampling after the treatments. 49

57 Ούτε και ο δείκτης φυτοπαρασιτισμού PPI δεν μπόρεσε να διακρίνει τους διαφορετικούς χειρισμούς, γιατί η επί τοις εκατό συμμετοχή των φυτοφάγων λειτουργικών ομάδων δεν μεταβλήθηκε στις επιφάνειες που δέχθηκαν χημική απολύμανση και στις επιφάνειες μάρτυρες. Η εμφάνιση των φυτοπαρασιτικών νηματωδών με τιμή cp 4 στις επιφάνειες που δέχθηκαν οργανική απολύμανση, ήταν αρκετή για να αυξήσει σημαντικά το δείκτη φυτοπαρασιτισμού (PPI) στις επιφάνειες αυτές (ΕΙΚΟΝΑ 1.1). Επειδή όμως η συμμετοχή της ομάδας αυτής δεν ξεπέρασε το 1%, η συμβολή της στην αύξηση του δείκτη θεωρήθηκε τυχαία. Κάτω από όλους τους διαφορετικούς χειρισμούς, ο δείκτης εμπλουτισμού (EI) αυξήθηκε (ΕΙΚΟΝΑ 1.11), ενώ ο δείκτης μονοπατιού αποικοδόμησης (CI) μειώθηκε (ΕΙΚΟΝΑ 1.12), εξαιτίας της μείωσης της συμμετοχής των μυκητοφάγων με τιμή cp 2 σε σχέση με αυτήν των βακτηριοφάγων με τιμή cp 1. Οι μεταβολές αυτές ήταν σημαντικές μόνον στις επιφάνειες που δέχθηκαν τα οργανικά πρόσθετα. Τέλος ο δείκτης δομής της βιοκοινότητας (SI), δεν μεταβλήθηκε σημαντικά (ΕΙΚΟΝΑ 1.13) Ποικιλότητα και σύνθεση της βιοκοινότητας των νηματωδών Στην ΕΙΚΟΝΑ 1.14 παρουσιάζεται ο παραμετρικός δείκτης ποικιλότητας Renyi, για τις πειραματικές επιφάνειες πριν και μετά την εφαρμογή των διαφορετικών χειρισμών. Η βιοκοινότητα σε όλες τις περιπτώσεις είχε μεγαλύτερη ποικιλότητα μετά την εφαρμογή των χειρισμών. Στην περίπτωση της χημικής απολύμανσης οι διαφορές προέκυψαν στις μεγάλες τιμές της παραμέτρου a, δηλαδή δεν ήταν αποτέλεσμα της αύξησης του αριθμού των γενών, αλλά της μείωσης του Paratylenchus, που ήταν το κυρίαρχο φυτοπαράσιτο του φασολιού στις καλλιέργειες μας (ΕΙΚΟΝΑ 1.15). Στις 5

58 2,15 2,1 2,5 ΧΑ P<,5 (α) δείκτης MI 2, 1,95 1,9 1,85 1,8 1,75 1,7 1, δειγματοληψία 2,5 2, 1,95 ΟΑ P<,5 2,15 2,1 2,15 2,5 2,1 2,5 2, Μ Δείκτης ωριμότητας (MI) (μάρτυρας) T= 1, p<,5 P<,5 δείκτης MI 1,9 1,85 1,8 1,75 δείκτης MI τιμές του δείκτη MI 2, 1,95 1,95 1,9 1,9 1,85 1,85 1,8 1,8 1,75 1,7 1, δειγματοληψία 1,75 1,7 1,7 1,65 1, δειγματοληψία δειγματοληψία XA OA M (β) % συμμετοχή 1% 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% % ΜΥ-2 ΒΑ-2 ΒΑ-1 δειγματοληψία ΕΙΚΟΝΑ 1.9: (α) Μέσες τιμές (±SE) και αποτελέσματα του μη παραμετρικού ελέγχου Wilcoxon για τον δείκτη ωριμότητας MI, πριν και μετά την εφαρμογή των χειρισμών. 1: δειγματοληψία πριν τους χειρισμούς, 2: δειγματοληψία μετά τους χειρισμούς. (β) Εκατοστιαία συμμετοχή των λειτουργικών ομάδων που συνθέτουν τον δείκτη ΜΙ. ΜΥ-2: μυκητοφάγοι με τιμή cp 2, BA-2: βακτηριοφάγοι με τιμή cp 2, ΒΑ-1: βακτηριοφάγοι με τιμή cp 1, XA: χημική απολύμανση, ΟΑ: οργανική απολύμανση, Μ: μη απολυμασμένες επιφάνειες. FIGURE 1.9: (α) Mean values (±SE) and non parametric Wilcoxon test for the maturity index MI, before and after treatments. 1: sampling before treatments, 2: sampling after treatments. (β) Percentage contribution of the functional guilds that compose maturity index ΜΙ. ΜΥ-2: fungivores with cp 2 values, ΒΑ-2: bacterivores with cp 2 values, ΒΑ-1: bacterivores with cp 1 value, XA: chemical disinfection, ΟΑ: organic disinfection, M: not disinfected plots.` 51

59 2,6 ΧΑ ns 2,4 (α) δείκτης PPI 2,2 2, 1,8 1 2 δειγματοληψία 2,4 2,3 ΟΑ P<,5 2,6 Μ ns 2,4 δείκτης PPI 2,2 2,1 2, δείκτης PPI 2,2 2, 1,9 1,8 1,8 1 2 δειγματοληψία 1 2 δειγματοληψία XA OA M (β) % συμμετοχή 1% 9% 8% 7% 6% 5% 4% 3% 2% 1% % μπαρ-2 ΠΑΡ-3 ΠΑΡ-2 δειγματοληψία ΕΙΚΟΝΑ 1.1 : (α) Μέσες τιμές (±SE) και αποτελέσματα του μη παραμετρικού ελέγχου Wilcoxon για τον δείκτη φυτοπαρασιτισμού PPI, πριν και μετά την εφαρμογή των χειρισμών. 1: δειγματοληψία πριν τους χειρισμούς, 2: δειγματοληψία μετά τους χειρισμούς. (β) Εκατοστιαία συμμετοχή των βασικών λειτουργικών ομάδων που συνθέτουν τον δείκτη. ΠΑΡ-2: φυτοπαράσιτα με τιμή cp 2, ΠΑΡ-3: φυτοπαράσιτα με τιμή cp 3, μπαρ-2: μη παρασιτικοί φυτοφάγοι με τιμή cp 2, XA: χημική απολύμανση, ΟΑ: οργανική απολύμανση, Μ: μη απολυμασμένες επιφάνειες. FIGURE 1.1: (α) Mean values (±SE) and non parametric Wilcoxon test for the plant parasitic index PPI, before and after treatments. 1: sampling before treatments, 2: sampling after treatments. (β) Percentage contribution of the functional guilds that compose the plant parasitic index PPI. ΠΑΡ-2: phytoparasites with cp 2 values, ΠΑΡ- 3: phytoparasites with cp 3 values, μπαρ-2: not parasitic plant eaters with cp 2 value, XA: chemical disinfection, ΟΑ: organic disinfection, M: not disinfected plots. 52

60 7 6 5 ΧΑ ns δείκτης EI δειγματοληψία ΟΑ P<, Μ ns δείκτης EI δείκτης EI δειγματοληψία 1 2 δειγματοληψία ΕΙΚΟΝΑ 1.11: Μέσες τιμές (±SE) και αποτελέσματα του μη παραμετρικού ελέγχου Wilcoxon για τον δείκτη εμπλουτισμού EI, πριν και μετά την εφαρμογή των χειρισμών. 1: δειγματοληψία πριν τις απολυμάνσεις, 2: δειγματοληψία μετά τις απολυμάνσεις, XA: χημική απολύμανση, ΟΑ: οργανική απολύμανση, Μ: μη απολυμασμένες επιφάνειες. FIGURE 1.11: Mean values (±SE) and non parametric Wilcoxon test for the enrichment index EI, before and after treatments. 1: sampling before treatments, 2: sampling after treatments, XA: chemical disinfection, ΟΑ: organic disinfection, M: not disinfected plots. επιφάνειες που απολυμάνθηκαν οργανικά είχαμε αύξηση της ποικιλότητας τόσο στις μικρές όσο και στις μεγαλύτερες τιμές της παραμέτρου a, εξαιτίας της εμφάνισης νέων γενών και αύξησης της αφθονίας των λιγότερο κυρίαρχων με αποτέλεσμα και πάλι τη μείωση της υπερκυριαρχίας του Paratylenchus (ΕΙΚΟΝΑ 1.16). Τόσο στις επιφάνειες που απολυμάνθηκαν χημικά όσο και σε αυτές που απολυμάνθηκαν οργανικά, οι μεταβολές στη σύνθεση της βιοκοινότητας σχετίζονται με την ανάκαμψη/ενίσχυση βακτηριοφάγων γενών, όπως το Rhabditis. Στις επιφάνειες που 53

61 7 6 ΧΑ ns 5 δείκτης CI δειγματοληψία ΟΑ P<, Μ ns δείκτης CI 4 3 δείκτης CI δειγματοληψία 1 2 δειγματοληψία ΕΙΚΟΝΑ 1.12: Μέσες τιμές (±SE) και αποτελέσματα του μη παραμετρικού ελέγχου Wilcoxon για τον δείκτη μονοπατιού αποικοδόμησης CI, πριν και μετά την εφαρμογή των χειρισμών. 1: δειγματοληψία πριν τις απολυμάνσεις, 2: δειγματοληψία μετά τις απολυμάνσεις, XA: χημική απολύμανση, ΟΑ: οργανική απολύμανση, Μ: μη απολυμασμένες επιφάνειες. FIGURE 1.12: Mean values (±SE) and non parametric Wilcoxon test for the channel index CI, before and after treatments. 1: sampling before treatments, 2: sampling after treatments, XA: chemical disinfection, ΟΑ: organic disinfection, M: not disinfected plots. δεν απολυμάνθηκαν, και απλώς οργώθηκαν, είχαμε και εκεί αύξηση στην ποικιλότητα των νηματωδών με μία σχετική αύξηση του αριθμού των γενών και με αύξηση της αφθονίας των λιγότερο κυρίαρχων (ΕΙΚΟΝΑ 1.17) Ανάλυση δικτύων Οι περισσότερες παράμετροι συνάφειας και κεντρικότητας εμφανίστηκαν διαφοροποιημένες στη δεύτερη δειγματοληψία, δηλαδή μετά τους χειρισμούς 54

62 ΧΑ ns δείκτης SI δειγματοληψία ΟΑ ns Μ ns δείκτης SI δείκτης SI δειγματοληψία 1 2 δειγματοληψία ΕΙΚΟΝΑ 1.13: Μέσες τιμές (±SE) και αποτελέσματα του μη παραμετρικού ελέγχου Wilcoxon για τον δείκτη δομής SI, πριν και μετά την εφαρμογή των χειρισμών. 1: δειγματοληψία πριν τις απολυμάνσεις, 2: δειγματοληψία μετά τις απολυμάνσεις, XA: χημική απολύμανση, ΟΑ: οργανική απολύμανση, Μ: μη απολυμασμένες επιφάνειες. FIGURE 1.13: : Mean values (±SE) and non parametric Wilcoxon test for the structure index SI, before and after treatments. 1: sampling before treatments, 2: sampling after treatments, XA: chemical disinfection, ΟΑ: organic disinfection, M: not disinfected plots. (ΠΙΝΑΚΑΣ 1.2). Πιο συγκεκριμένα η πυκνότητα των δικτύων (density), δηλαδή οι σχέσεις μεταξύ των κόμβων (γενών), αυξήθηκε στις επιφάνειες που δέχθηκαν μόνο όργωμα και στις επιφάνειες που δέχθηκαν απολύμανση με οργανικά μέσα, ενώ στις επιφάνειες που δέχθηκαν metam sodium παρέμεινε στα ίδια περίπου επίπεδα παρουσιάζοντας μια ελαφρά αύξηση. Το ποσοστό κεντροποίησης μειώθηκε σε σχέση με την πρώτη δειγματοληψία και ήταν το χαμηλότερο, στις επιφάνειες που δέχθηκαν μόνο όργωμα, διατηρήθηκε στα ίδια υψηλά επίπεδα στις επιφάνειες που 55

63 χημική απολύμανση οργανική απολύμανση 4 4 3,5 1η δειγματοληψία 2η δειγματοληψία 3,5 1η δειγματοληψία 2η δειγματοληψία παραμετρικός δείκτης Renyi 3 2,5 2 1,5 1,5 παραμετρικός δείκτης Renyi 3 2,5 2 1,5 1, παράμετρος a παράμετρος a μάρτυρας 4 3,5 1η δειγματοληψία 2η δειγματοληψία παραμετρικός δείκτης Renyi 3 2,5 2 1,5 1, παράμετρος a ΕΙΚΟΝΑ 1.14: Παραμετρικός δείκτης ποικιλότητας Renyi για κάθε τύπο απολύμανσης πριν και μετά την εφαρμογή των απολυμάνσεων. Για α = : λογάριθμος του αριθμού των γενών, για α = 1: δείκτης Shannon, για α = 2: δείκτης Simpson, για α : ισοκατανομή των ατόμων στα γένη. 1 η δειγματοληψία: δειγματοληψία πριν τους χειρισμούς, 2 η δειγματοληψία: δειγματοληψία μετά τους χειρισμούς. FIGURE 1.14: Renyi s parametric diversity index for each type of disinfection, before and afterwards the application of disinfectants. For a = : number of genera, for a = 1: Shannon s index, for a = 2: Simpson s index, for a : the index is influenced from dominant genera. 1 η δειγματοληψία: sampling before treatments, 2 η δειγματοληψία: sampling after treatments. 56

64 αρ.ατ./1ml εδάφους γένη 1η δειγματοληψία (προ χημικής απολύμανσης) paratylenchus rhabditis acrobeloides pratylenchus chiloplacus aphelenchus bitylenchus aphelenchoides drilocephalobus ditylenchus tylenchus eucephalobus pristioonchus mesorhabditis quinisulcius helicotylenchus acrobeles plectus funaria filenchus malenchus aporcelaimellus monhystrella cevridellus panagrolaimus thonus diploscapter wilsonema macroposthonia paratylenchus bitylenchus acrobeloides chiloplacus aphelenchus aphelenchoides ditylenchus filenchus rhabditis pratylenchus aporcelaimellus acrobeles αρ.ατ./1ml εδάφους eucephalobus malenchus quinisulcius pristionchus tylenchus drilocephalobus tylencholaimellus diploscapter panagrolaimus eumonhystera boleodorus paraxonchium macroposthonia merlinius 29 γένη Χημική απολύμανση (2η δειγματοληψία) 2η δειγματοληψία (μετά από χημική απολύμανση) ΕΙΚΟΝΑ 1.15: Διαγράμματα σειράς αφθονίας των γενών που καταγράφηκαν στις πειραματικές επιφάνειες που απολυμάνθηκαν χημικά, πριν και μετά την εφαρμογή των απολυμαντικών ( : φυτοφάγοι, : βακτηριοφάγοι, : μυκητοφάγοι, : θηρευτές, : παμφάγοι). Στην κορυφή κάθε ράβδου αναγράφεται η τιμή cp του γένους. FIGURE 1.15: Relative abundances of genera that were recorded in the chemically disinfected plots, before and after the application of disinfectants ( : plant feeders, : bacterivores : fungivores: : predators, : omnivores). The number above the bar indicates the life strategy ranking (c-p value). 57

65 γένη η δειγματοληψία (προ οργανικής απολύμανσης) paratylenchus chiloplacus aphelenchus ditylenchus bitylenchus acrobeloides aphelenchoides pratylenchus filenchus malenchus rhabditis tylenchus eucephalobus panagrolaimus plectus acrobeles discolaimus drilocephalobus αρ.ατ./1ml εδάφους α ρ.α τ./1 m l εδάφ ους pristionchus quinisulcius boleodorus helicotylenchus criconemoides macroposthonia merlinius Οργανική καλλιέργεια (2η δειγματοληψία) 2η δειγματοληψία (μετά απο οργανική απολύμανση) paratylenchus chiloplacus rhabditis bitylenchus acrobeloides aphelenchus ditylenchus aphelenchoides pristioonchus panagrolaim us pratylenchus drilocephalobus tylenchus eucephalobus m esorhabditis filenchus m alenchus plectus chronogaster acrobeles m acroposthonia diplogasteroides pris m atolaim us prodorylaim ium aporc elaim ellus tylenchorhynchus quinisulcius fictor nygolaim us anguina funaria w ils onem a thonus paraxonchium aporcelaim us enchodelus allodorylaim us m erlinius criconem oides longidorella m ononchus 41 γένη ΕΙΚΟΝΑ 1.16: Διαγράμματα σειράς αφθονίας των γενών που καταγράφηκαν στις πειραματικές επιφάνειες που απολυμάνθηκαν οργανικά, πριν και μετά την εφαρμογή των απολυμαντικών ( : φυτοφάγοι, : βακτηριοφάγοι, : μυκητοφάγοι, : θηρευτές, : παμφάγοι). Στην κορυφή κάθε ράβδου αναγράφεται η τιμή cp του γένους. FIGURE 1.16: Relative abundances of genera that were recorded in the organically disinfected plots, before and after the application of disinfectants ( : plant feeders, : bacterivores : fungivores: : predators, : omnivores). The number above the bar indicates the life strategy ranking (c-p value). 58

66 αρ.ατ./1ml εδάφους paratylenchus 2 aphelenchus 2 chiloplacus 2 acrobeloides bitylenchus rhabditis pratylenchus aphelenchoides 1η δειγματοληψία (Μάρτυρας-προ οργώματος) ditylenchus filenchus tylenchus 2 eucephalobus 2 acrobeles 34 γένη drilocephalobus aporcelaimellus plectus panagrolaimus pristionchus m erlinius malenchus fictor monhystera nygolaimus quinisulcius heterocephalobus macroposthonia leptonchus bunonema acrobelophis chronogaster eudorylaimus thonus criconemoides longidorella αρ.ατ./1ml εδάφους paratylenchus chiloplacus aphelenchoides aphelenchus rhabditis bitylenchus acrobeloides ditylenchus panagrolaimus pratylenchus pristioonchus Μάρτυρας (2η δειγματοληψία) 2η δειγματοληψία (Μάρτυρας-μετά από όργωμα) tylenchus drilocephalobus eucephalobus malenchus filenchus tylenchorhynchus mesorhabditis plectus acrobeles p r is m a to la im u s a p o r c e la im e llu s macroposthonia chronogaster e u d o r y la im u s thonus funaria heterocephalobus quinisulcius clarkus nothotylenchus leptonchus diplogasteritus cevridellus γένη anaplectus w ils o n e m a a p o r c e la im u s discolaimus trophonema tenunemellus boleodorus prionchulus diploscapter ΕΙΚΟΝΑ 1.17: Διαγράμματα σειράς αφθονίας των γενών που καταγράφηκαν στις μη απολυμασμένες επιφάνειες, πριν και μετά την εφαρμογή των απολυμάνσεων ( : φυτοφάγοι, : βακτηριοφάγοι, : μυκητοφάγοι, : θηρευτές, : παμφάγοι). Στην κορυφή κάθε ράβδου αναγράφεται η τιμή cp του γένους. FIGURE 1.17: Relative abundance of genera that were recorded in the non disinfected plots, before and after the treatments ( : plant feeders, : bacterivores : fungivores: : predators, : omnivores). The number above the bar indicates the life strategy ranking (c-p value). 59

67 απολυμάνθηκαν χημικά, ενώ εμφάνισε ενδιάμεσες τιμές στις επιφάνειες που απολυμάνθηκαν οργανικά. Η βαθμίδα κεντρικότητας (centrality degree, ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Ι), των πιο σημαντικών γενών, η οποία αποδίδει τον βαθμό της σύνδεσης τους με τα υπόλοιπα, δίνεται στον ΠΙΝΑΚΑΣ 1.3. Τόσο το φυτοπαράσιτο Paratylenchus όσο και το βακτηριοφάγο Chiloplacus διατήρησαν τις κεντρικές τους θέσεις μετά όλους τους χειρισμούς. Στις επιφάνειες που δέχθηκαν μόνο όργωμα οι τιμές της βαθμίδας κεντρικότητας των υπολοίπων γενών αυξήθηκαν και παρουσίασαν τις μικρότερες διαφορές σε σχέση με την τιμή που εμφάνισε το Paratylenchus. Κάτι ανάλογο, αλλά σε μικρότερο βαθμό, εμφάνισαν και οι επιφάνειες που δέχθηκαν οργανική απολύμανση, ενώ στις επιφάνειες που απολυμάνθηκαν χημικά, τα γένη διατήρησαν χαμηλές τιμές με μεγάλες διαφορές σε σχέση με το κεντρικότερο φυτοπαράσιτο Paratylenchus. Τα δίκτυα αποδίδονται σχηματικά στην ΕΙΚΟΝΑ ΠΙΝΑΚΑΣ 1.2: Τιμές των μετρικών κεντρικότητας και συνάφειας για τις πειραματικές επιφάνειες πριν και μετά τις απολυμάνσεις καθώς και του μάρτυρα. TABLE 1.2: Centrality and cohesion metrics, for the experimental plots before the and after disinfection as well as the control plots. πυκνότητα ιδιοανυσματική κεντρικότητα χειρισμός τιμές τυπ.απ. ποσοστά κεντρικότητας Πριν τις απολυμάνσεις % Χημική απολύμανση % Οργανική απολύμανση % Μάρτυρας % ΠΙΝΑΚΑΣ 1.3: Τιμές της βαθμίδας κεντρικότητας και κατάταξη των γενών βάση της παραμέτρου αυτής για τις πειραματικές επιφάνειες πριν και μετά τις απολυμάνσεις καθώς και του μάρτυρα. TABLE 1.3: Values of the centrality degree and respective classification of genera for the experimental plots before the and after disinfection as well as the control plots. Πριν τις απολυμάνσεις Τιμές βαθμίδας Χημική απολύμανση Τιμές βαθμίδας Οργανική απολύμανση Τιμές βαθμίδας Μάρτυρας Τιμές βαθμίδας Paratylenchus Paratylenchus Paratylenchus Paratylenchus Chiloplacus Chiloplacus Chiloplacus Chiloplacus Aphelenchus 3.63 Diploscapter Bitylenchus 7.83 Aphelenchoides Longidorella 3.15 Wilsonema Rhabditis Rhabditis Leptonchus 3.15 Macroposthonia Aphelenchus Aphelenchus

68 α) Πριν την απολύμανση β.) Χημική απολύμανση ΕΙΚΟΝΑ 1.18: Διαγράμματα δικτύων των γενών που καταγράφηκαν στις επιφάνειες πριν (α.) και μετά τις απολυμάνσεις (β., γ.) καθώς και το μάρτυρα (δ.). : φυτοφάγοι, : βακτηριοφάγοι, : μυκητοφάγοι, : θηρευτές, : παμφάγοι. FIGURE 1.18: Network graphs for nematode genera that were recorded in the experimental plots before (α.) and after the disinfections (β, γ.) as well as in the control plots (δ.). : plant feeders, : bacterivores, : fungivores, : predators, : omnivores. 61

69 γ.) Οργανική απολύμανση δ.) Μάρτυρας ΕΙΚΟΝΑ 1.18: συνέχεια. FIGURE 1.18: continued. 62

70 1.4 ΣΥΖΗΤΗΣΗ Τροφικές-λειτουργικές ομάδες και δείκτες νηματωδών Στις επιφάνειες που εφαρμόστηκε χημική απολύμανση, η συνολική αφθονία των νηματωδών βρέθηκε σημαντικά μειωμένη. Η σημαντική μείωση του πληθυσμού τους μετά την εφαρμογή απολυμαντικών όπως το metam sodium στα εδαφικά οικοσυστήματα οφείλεται κυρίως στις άμεσες τοξικές επιδράσεις που έχουν αυτές οι χημικές ουσίες πάνω στη βιοκοινότητα των νηματωδών (Yeates et al., 1991; Ettema and Bongers, 1993; Yeates & van der Meulen, 1996; Pen Mouratov & Steinberger, 25; Collins et al., 25; Wang et al., 26). Πιο συγκεκριμένα, οι αφθονίες των φυτοπαρασιτικών νηματωδών με τιμή cp 2 και 3, καθώς και αυτή των μη παρασιτικών φυτοφάγων με τιμή cp 2, βρέθηκαν σημαντικά μειωμένες μετά την εφαρμογή του metam sodium. Το αποτέλεσμα της εφαρμογής του metam sodium πάνω στους πληθυσμούς των φυτοπαρασιτικών νηματωδών, υπήρξε αντικείμενο μελέτης πολλών ερευνητών, εξαιτίας των ζημιών που προκαλούν αυτοί οι νηματώδεις στην παραγωγή των καλλιεργειών. Σε πολλές περιπτώσεις, το metam sodium εφαρμόστηκε αποτελεσματικά και κατάφερε να μειώσει σημαντικά τους πληθυσμούς του ενδοπαράσιτου νηματώδους Meloidogyne (Giannakou et al., 22; Giannakou & karpouzas, 23; Giannakou & anastasiadis, 25; Cao et al., 24; Gilreath et al., 25), καθώς επίσης και άλλων επιβλαβών για τις καλλιέργειες νηματωδών όπως του Heterodera (Gilreath et al., 25), Belonolaimus (Santos et al., 25; Gilreath et al., 25), Tylenchorhynchus (Santos et al., 25; Collins et al., 25) και Pratylenchus (Collins et al., 25). Επίσης, σε πείραμα των Chen et al. 63

71 (28), το metam sodium επηρέασε τους φυτοπαρασιτικούς νηματώδεις μειώνοντας τους σημαντικά. Όσον αφορά τους νηματώδεις που τρέφονται με αποικοδομητές, δηλαδή τους βακτηριοφάγους και μυκητοφάγους, το metam sodium μείωσε σημαντικά την αφθονία τους. Πράγματι οι Cao et al. (24), Collins et al. (25) και Chen et al. (28), βρήκαν και αυτοί ότι το metam sodium έχει γενικευμένη δράση και εκτός από τους πληθυσμούς στόχους των φυτοπαρασιτικών νηματωδών, επηρεάζει αρνητικά και τους πληθυσμούς των βακτηριοφάγων και μυκητοφάγων. Στο πείραμα μας όμως, οι βακτηριοφάγοι με τιμή cp 1 ήταν οι μοναδικοί που δεν μεταβλήθηκαν από την εφαρμογή του metam sodium. Αυτό οφείλεται πιθανότατα στην ανάκαμψη της ομάδας αυτής έναν μήνα μετά την απολύμανση. Οι cp 1 βακτηριοφάγοι είναι οι πρώτοι που ανακάμπτουν μετά από εδαφικές απολυμάνσεις και μάλιστα ένα μήνα περίπου μετά την εφαρμογή τους (Yeates et al., 1991; Ettema & Bongers, 1993; Wang et al., 26), εξαιτίας των γρήγορων αναπαραγωγικών ρυθμών τους (Bongers, 199). Ρόλο στην ανάκαμψη ενδεχομένως να έπαιξε και η εφαρμογή του οργώματος για την ενσωμάτωση των απολυμαντικών, γιατί στις επιφάνειες που δέχθηκαν επιφανειακό όργωμα, χωρίς να απολυμανθούν, η λειτουργική ομάδα των βακτηριοφάγων με τιμή cp 1 εμφάνισε σημαντική αύξηση. Πράγματι, οι βακτηριοφάγοι με τιμή cp 1 γενικά ευνοούνται και έχουν την τάση να εμφανίζονται αυξημένοι μετά από εδαφικές διαταραχές, όπως το όργωμα ( Parmelee & Alston, 1986; Neher & Campbell, 1997; Lenz & Eisenbeis, 2; Liphadzi et al., 25; Rahman et al., 27). Στις επιφάνειες που εφαρμόστηκε οργανική απολύμανση, η συνολική αφθονία των νηματωδών εμφάνισε σημαντική αύξηση. Η μεταβολή αυτή οφειλόταν στη στατιστικά σημαντική αύξηση των νηματωδών που τρέφονται με αποικοδομητές, 64

72 δηλαδή των βακτηριοφάγων και των μυκητοφάγων, ενώ όλες οι κύριες λειτουργικές ομάδες των φυτοφάγων νηματωδών (φυτοπαρασιτικοί cp 2 και cp3, μη παρασιτικοί φυτοφάγοι cp 2) δεν παρουσίασαν μεταβολές. Η μη ομοιόμορφη απόκριση των διαφόρων τροφικών ομάδων στα οργανικά απολυμαντικά αποτελεί ένδειξη της έμμεσης δράσης των τελευταίων πάνω στη βιοκοινότητα των νηματωδών. Το neem και τα αιθέρια έλαια, ως πηγές άνθρακα και ενέργειας, όταν ενσωματώνονται στο έδαφος πιθανόν να προκαλούν αύξηση της μικροβιακής δραστηριότητας και των πληθυσμών τους με συνεπακόλουθη αύξηση των νηματωδών που τρέφονται από αυτούς. Ανάλογη αύξηση των μικροβιοφάγων νηματωδών μετά την εφαρμογή neem έχει βρεθεί και σε άλλες περιπτώσεις (Akhtar & Mahmood 1996; Aktar, 1997), ενώ μία σειρά πειραμάτων έδειξε ότι τα αιθέρια έλαια λειτουργούν ως υπόστρωμα για την αύξηση της δραστηριότητας και των πληθυσμών των μικροβίων (Vokou et al., 1984; Vokou & Margaris, 1988; Vokou & Liotiri, 1999). Επίσης έχει βρεθεί ότι το neem και τα αιθέρια έλαια μπορούν να μειώσουν την παρουσία των φυτοπαρασιτικών νηματωδών. Τα διάφορα συστατικά των αιθέριων ελαίων, όπως τα αλκαλοειδή και οι φαινόλες έχουν την ιδιότητα να δρουν τοξικά πάνω στους φυτοπαρασιτικούς νηματώδεις (Oka et al., 2). Το λάδι του βασιλικού (Pandey et al., 2), του κατιφέ (Vasudevan et al., 1997) και του γαρύφαλλου (Salgado & Campos, 23) ήταν αποτελεσματικά στη καταπολέμηση διαφόρων φυτοπαρασιτικών νηματωδών, όπως αυτά του γένους Meloidogyne. Στην περίπτωση του neem, oι μηχανισμοί που προκαλούν τη μείωση των φυτοπαράσιτων είναι είτε η έκλυση τοξικών προς τους φυτοπαρασιτικούς νηματώδεις ουσιών κατά τη διαδικασία αποικοδόμησης του, είτε η προώθηση οργανισμών που θηρεύουν ή δρουν ανταγωνιστικά προς τους φυτοπαρασιτικούς νηματώδεις ή και συνδυασμός των 65

73 παραπάνω (Ahktar & Malik, 2). Οι Javed et al. (27a,b) και Javed et al. (28) βρήκαν ότι το neem μείωσε δραστικά τις αφθονίες του ενδοπαράσιτου Meloidogyne spp., ενώ παρόμοια αποτελέσματα έχουν βρεθεί και για άλλους επιβλαβείς νηματώδεις, όπως το Pratylenchus (Shukla & Haseeb, 1996; Jothi et al., 23), καθώς και για το σύνολο του πληθυσμού των φυτοπαρασιτικών νηματωδών (Egunjobi & Afolami, 1976; Akhtar & Alam, 1991, 1993; Tiyagi & Alam; Akhtar & Mahmood 1996; Akhtar 1999a,b,c). Στην περίπτωση μας όμως δεν παρουσιάστηκε μείωση στον αριθμό των φυτοπαρασιτικών νηματωδών μετά την εφαρμογή του μίγματος των οργανικών απολυμαντικών. Η ποσότητα των οργανικών απολυμαντικών που εφαρμόσαμε, με βάση τη συνιστώμενη δόση, ενδεχομένως να μην ήταν αρκετή προκειμένου να περιορίσει τους φυτοπαρασιτικούς νηματώδεις. Στην περίπτωση του neem π.χ. η συνιστώμενη δόση που εφαρμόσαμε (1 kg/στρ.) ήταν κατά πολύ μικρότερη από αυτή που αναφέρθηκε από τον Akhtar (2) ως αποτελεσματική και η οποία κυμάνθηκε από 4-1 kg/στρ. Ο δείκτης ωριμότητας νηματωδών (MI) δεν κατάφερε να διακρίνει τους επιμέρους χειρισμούς, αφού μειώθηκε εξίσου σε όλες τις επιφάνειες του πειράματος, εξαιτίας της αύξησης της ποσοστιαίας συμμετοχής των βακτηριοφάγων με τιμή cp 1, η οποία καθόρισε και τις κοινές μεταβολές, για όλες τις επιφάνειες, των δεικτών εμπλουτισμού (EI) και μονοπατιού αποικοδόμησης (CI). Ούτε και ο δείκτης φυτοπαρασιτισμού (PPI) λειτούργησε ιδιαίτερα καλά ως μέσο διάκρισης των χειρισμών. Στην περίπτωση μας μπορεί να εμφανίστηκε σημαντικά αυξημένος στις επιφάνειες που δέχθηκαν οργανική απολύμανση, αυτό όμως έγινε εξαιτίας της τυχαίας εμφάνισης των φυτοπαρασιτικών νηματωδών με τιμή cp 4 (συμμετοχή < 1%), και όχι εξαιτίας μεταβολών στις κύριες λειτουργικές ομάδες των 66

74 φυτοφάγων (φυτοπαρασιτικοί με τιμή cp 2 και 3, και μη παρασιτικοί φυτοφάγοι με τιμή cp 2). Ο δείκτης δομής (SI) έδειξε γενικά πτωτική τάση, παρόλο που καμία μεταβολή δεν ήταν σημαντική. Στη σύνθεση του δείκτη μετέχουν συνήθως ανώτεροι θηρευτές (cp>3) οι οποίοι γενικότερα είναι ευαίσθητοι στις διαταραχές (Bongers, 199; 1999), και ειδικότερα σε διαταραχές όπως το όργωμα (Fiscus & Neher, 22) στο οποίο υποβλήθηκαν όλες ανεξαιρέτως οι πειραματικές επιφάνειες Σύνθεση και ποικιλότητα της βιοκοινότητας των νηματωδών Μετά την εφαρμογή των χειρισμών, τον μικρότερο αριθμό γενών τον εμφάνισαν οι επιφάνειες που απολυμάνθηκαν με metam sodium όπως και στη περίπτωση άλλων ερευνών (Cao et al., 24; Pen mouratov & Steinberger, 25). Οι Yeates & van der Meulen (1996) παρακολουθώντας την επανάκαμψη της βιοκοινότητας των νηματωδών σε εδαφικό σύστημα λιβαδιών, μετά από χημική απολύμανση, διαπίστωσαν ότι το κυρίαρχο φυτοπαραράσιτο Helicotylenchus δεν ξαναεποίκησε το απολυμασμένο έδαφος, και τη θέση του στη βιοκοινότητα την κατέλαβε το επίσης φυτοπαράσιτο Paratylenchus. Στην περίπτωσή μας η κυριαρχία του Paratylenchus διατηρήθηκε και μετά την εφαρμογή του metam sodium. Η μείωση όμως της αφθονίας του Paratylenchus οδήγησε στην αύξηση της ποικιλότητας ως αποτέλεσμα της αλλαγής του προτύπου κυριαρχίας και της πιο ισομερούς κατανομής της αφθονίας στα υπόλοιπα γένη της βιοκοινότητας. Στις επιφάνειες που δέχθηκαν οργανικά απολυμαντικά το φυτοπαράσιτο Paratylenchus παρέμεινε και πάλι κυρίαρχο. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι το Paratylenchus είναι το κυρίαρχο γένος στην περιοχή μελέτης, και έχει αναφερθεί και από άλλους συγγραφείς ως φυτοπαράσιτου 67

75 του φασολιού (Nyvall, 1999). Παρά τη διατήρηση της κυριαρχίας του στις οργανικά απολυμασμένες επιφάνειες, η αφθονία των υπολοίπων γενών αυξήθηκε, όπως επίσης εμφανίστηκαν και νέα γένη, με αποτέλεσμα και πάλι η ποικιλότητα να αυξηθεί. Ρόλο στην αύξηση της ποικιλότητας έπαιξε και πάλι το όργωμα όπως φαίνεται από τις επιφάνειες που δεν δέχθηκαν απολυμάνσεις, οι οποίες βρέθηκαν με αυξημένη ποικιλότητα στη 2 η δειγματοληψία. Αυτό οφείλεται στον σχετικά αυξημένο αριθμό γενών και τη μείωση της υπερκυριαρχίας του Paratylenchus Δίκτυα σχέσεων Μεγάλες τιμές πυκνότητας δηλώνουν συνεκτικότερα δίκτυα με περισσότερες σχέσεις μεταξύ των κόμβων των δικτύων (Preiss, 1998). Στις επιφάνειες που απολυμάνθηκαν χημικά σημειώθηκε πολύ μικρή αύξηση της πυκνότητας του δικτύου, ενώ οι κόμβοι του δικτύου μειώθηκαν, αφού τα γένη των νηματωδών μειώθηκαν από 38 σε 29. Έτσι το δίκτυο που προέκυψε ήταν μικρότερο και λιγότερο πολύπλοκο. Στο δίκτυο αυτό αυξήθηκε η επιρροή του κεντρικού κόμβου, δηλαδή του κυρίαρχου γένους Paratylenchus, εφόσον αυξήθηκε το ποσοστό κεντροποίησης του δικτύου. Το ποσοστό κεντροποίησης μετράει το κατά πόσο το δίκτυο επικεντρώνεται γύρω από την επιρροή ορισμένων κόμβων (Scott, 1991). Ποσοστό κεντροποίησης 1% αντιστοιχεί στο θεωρητικό δίκτυο «αστέρι» όπου ένα μόνο γένος καταλαμβάνει κεντρική θέση και όλα τα υπόλοιπα καταλαμβάνουν περιμετρικά θέσεις γύρω του (ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Ι). Αυτοί οι κεντρικοί κόμβοι είναι καθοριστικής σημασίας για την σταθερότητα του δικτύου και τη ανθεκτικότητα του σε διαταραχές (Wey et al., 28). Η ενδεχόμενη απώλεια ενός κεντρικού κόμβου μπορεί να οδηγήσει σε κατακερματισμό του δικτύου. 68

76 Αντίθετα η προσθήκη οργανικών απολυμαντικών και κυρίως το όργωμα αύξησαν τους κόμβους του δικτύου (αύξηση γενών), ενώ η αύξηση της πυκνότητας έδειξε ότι αυξήθηκαν και οι σχέσεις ανάμεσα στα γένη. Έτσι μειώθηκε το ποσοστό κεντροποίησης του δικτύου και η επιρροή του κεντρικού κόμβου, δηλαδή του κυρίαρχου γένους Paratylenchus. Ταυτόχρονα αυξήθηκε η επιρροή άλλων γενών, όπως του βακτηριοφάγου Chiloplacus. 1.5 ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Η χημική απολύμανση μείωσε την αφθονία όλων των τροφικών ομάδων. Η μόνη ομάδα που ανέκαμψε ένα μήνα μετά ήταν αυτή των βακτηριοφάγων με τιμή cp 1. Η μείωση του κυρίαρχου γένους, δηλαδή του φυτοπαράσιτου Paratylenchus, οδήγησε σε αλλαγή του προτύπου κυριαρχίας και αύξηση της ποικιλότητας. Όσον αφορά το δίκτυο των σχέσεων των νηματωδών, η χημική απολύμανση οδήγησε σε μικρότερα, λιγότερο πολύπλοκα δίκτυα, όπου η επιρροή του κυρίαρχου Paratylenchus ήταν πολύ μεγάλη. Η οργανική απολύμανση και σε μικρότερο βαθμό το όργωμα αύξησαν την αφθονία των νηματωδών που τρέφονται με αποικοδομητές, και κυρίως των cp 1 βακτηριοφάγων. Και στις δύο περιπτώσεις αυξήθηκε η ποικιλότητα, γιατί αυξήθηκε ο αριθμός των γενών και η αφθονία των μη κυρίαρχων γενών. Έτσι, τα δίκτυα των σχέσεων έγιναν μεγαλύτερα, πιο πολύπλοκα, με μειωμένη επιρροή του κυρίαρχου γένους Paratylenchus. 69

77 ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2 ο Μετατροπή συμβατικών καλλιεργειών σε οργανικές και παύση καλλιέργειας 7

78 2.1 ΕΙΣΑΓΩΓΗ Τα τελευταία χρόνια όλο και περισσότερες προσπάθειες καταβάλλονται για τη μείωση των συμβατικά καλλιεργούμενων εκτάσεων και την αντικατάσταση τους με συστήματα οργανικών καλλιεργειών. Στο πλαίσιο αυτής της πρακτικής επιδιώκεται η μείωση ή αν είναι δυνατόν η εξάλειψη της χρήσης χημικών ουσιών, όπως τα χημικά λιπάσματα και ζιζανιοκτόνα, και η αντικατάσταση τους με πρόσθετα οργανικής προέλευσης. Τα οργανικά πρόσθετα έχουν την ιδιότητα να βελτιώνουν την ποιότητα και την υγεία των εδαφών, να μειώνουν τις απώλειες της παραγωγής εξαιτίας προσβολών από αρρώστιες και παράσιτα, ενώ ταυτόχρονα περιορίζουν τις πιέσεις που δέχεται το περιβάλλον από την εισροή χημικών ουσιών στα οικοσυστήματα (Nahar et al., 26). Τα οργανικά πρόσθετα επίσης ευνοούν την ανάπτυξη επωφελών μικροοργανισμών (Doran, 1995; Drinkwater et al, 1995) οι οποίοι με τη σειρά τους αποτελούν τροφή για τους βακτηριοφάγους και μυκητοφάγους νηματώδεις. Γενικά σε εδάφη που έχουν εμπλουτιστεί με οργανική ύλη, η αφθονία των νηματωδών που τρέφονται με αποικοδομητές αυξάνει (Ferris et al., 1996; Corley et al., 1998; Bongers & Ferris, 1999), ενώ οι μεταβολές των πληθυσμών των φυτοπαρασιτικών νηματωδών, σύμφωνα με τους Leroy et al. (27), εξαρτώνται από πολλούς παράγοντες όπως η σύσταση της οργανικής ύλης και ο λόγος C/N, το πόσο μακροχρόνια είναι η εφαρμογή της στα εδαφικά συστήματα κ.τ.λ. Για τη βελτίωση της ποιότητας των εδαφών, εκτός από τη χρήση των οργανικών ουσιών, μπορεί να εφαρμοστεί και αγρανάπαυση των καλλιεργημένων εκτάσεων για ένα χρονικό διάστημα προκειμένου αυτά να αποκαταστήσουν τις λειτουργίες τους και την παραγωγικότητα τους. Έχει βρεθεί ότι αγροτικά συστήματα τα οποία καλλιεργούνται χωρίς διακοπή εμφανίζουν σημαντικές και εκτεταμένες απώλειες 71

79 οργανικού άνθρακα και θρεπτικών στοιχείων (Aguilar e al., 1988; Burke et al., 1989). Γενικά αυτές οι απώλειες αποδίδονται στην απομάκρυνση της οργανικής ύλης που προκαλείται από καλλιεργητικές πρακτικές, και την λήψη της παραγωγής σε ετήσια ή περιοδική βάση (Tiessen et al., 1982; Tivy, 1987). Από την άλλη μεριά, οι Lopez-Bermoudez et al. (1996) έδειξαν ότι εδάφη σε αγρανάπαυση παρουσίασαν σταδιακή επανάκαμψη της φυσικής βλάστησης, σημαντική αύξηση της οργανικής ουσίας, σταθεροποίηση των εδαφικών συσσωμάτων και αύξηση της αγροϊκανότητας. Η εφαρμογή της αγρανάπαυσης επιφέρει διαφοροποιήσεις και στη βιοκοινότητα των νηματωδών. Σύμφωνα με τον Hanel (23) η παύση της καλλιέργειας οδήγησε σε αύξηση της ποικιλότητας των νηματωδών. Επίσης γένη τροφικών ομάδων που ευνοούνται από τις διαταραχές όπως αυτά των βακτηριοφάγων μειώνουν την αφθονία τους, ενώ γένη παμφάγων και θηρευτών, που απαιτούν σταθερότερες εδαφικές συνθήκες εμφανίζουν αυξημένη αφθονία (Hanel, 2). Σκοπός αυτού του κεφαλαίου είναι να διερευνηθούν οι μεταβολές που συμβαίνουν στη βιοκοινότητα των εδαφικών νηματωδών, σε καλλιεργούμενο αγρό φασολιών (Phaseolus vulgaris) με παρατεταμένο ιστορικό εφαρμογής συμβατικών καλλιεργητικών πρακτικών, κατά τη μετάβαση από το καθεστώς της συμβατικής σε καθεστώς οργανικής γεωργίας και κατά τη μετάβαση από το καθεστώς της συμβατικής γεωργίας σε συνθήκες αγρανάπαυσης. Υπόθεση μας είναι ότι η αλλαγή διαχειριστικού καθεστώτος θα διαφοροποιήσει τόσο τις ποσοτικές παραμέτρους της βιοκοινότητας των νηματωδών (αφθονία, δείκτες βιοκοινότητας, ποικιλότητα), όσο και το δίκτυο των σχέσεων ανάμεσα στα γένη των νηματωδών. 72

80 2.2 ΜΕΘΟΔΟΙ ΚΑΙ ΥΛΙΚΑ Πειραματικός σχεδιασμός και δειγματοληψίες Οι πειραματικές επιφάνειες, εμβαδού 1m X 1m = 1m 2, εγκαταστάθηκαν σε αγροτεμάχιο το οποίο στο παρελθόν καλλιεργούνταν συμβατικά με φασόλια (Phaseolus vulgaris). Τρεις επιφάνειες επιλέχθηκαν να καλλιεργηθούν με συμβατικό τρόπο, τρεις με οργανικό, ενώ δείγματα λήφθηκαν και από τις ακαλλιέργητες περιοχές που διαχώριζαν τις καλλιέργειες (ΕΙΚΟΝΑ 2.1). Για την παραγωγή του φασολιού, είτε πρόκειται για συμβατικές είτε για οργανικές καλλιέργειες, ακολουθείται μία κοινή σειρά καλλιεργητικών πρακτικών που διαφοροποιείται μόνο ως προς το είδος των λιπασμάτων (οργανικό ανόργανο λίπασμα) και τον τρόπο αντιμετώπισης των ζιζανίων (χειρονακτικά ζιζανιοκτόνα). Η καλλιεργητική περίοδος ξεκινάει τον Απρίλιο με λίπανση και όργωμα για την ενσωμάτωση των λιπασμάτων. Ακολουθεί το Μάιο η σπορά, που γίνεται σε σειρές, και η διαμόρφωση των αυλακιών ανάμεσα στις σειρές για την άρδευση. Δύο εβδομάδες μετά την σπορά και τη βλάστηση των φυταρίων, βέργες τοποθετούνται στη βάση των βλαστών για την περιέλιξη και την ανάπτυξη των φυτών. Το Σεπτέμβριο οι βλαστοί κόβονται στη βάση τους και τα φυτά αφήνονται να ξεραθούν πάνω στις βέργες. Περίπου 2 ημέρες μετά οι βέργες απομακρύνονται και γίνεται η συγκομιδή με αλωνιστικές μηχανές. Στη διάρκεια ανάπτυξης των φυτών, και όποτε κρίνεται απαραίτητο, γίνονται παρεμβάσεις για την καταπολέμηση των ζιζανίων. Κατά την εκτέλεση του δειγματοληπτικού σχεδιασμού δόθηκε προσοχή ώστε οι δειγματοληψίες να καλύπτουν διαφορετικά στάδια ανάπτυξης του φυτού, 73

81 ακολουθώντας ταυτόχρονα τις διαταραχές εξαιτίας των καλλιεργητικών πρακτικών. Οι δειγματοληψίες που πραγματοποιήθηκαν ήταν οι παρακάτω: Ιούνιος: Λίγο μετά τη σπορά και κατά το στάδιο των αρτιβλάστων, μετά τη λίπανση και το όργωμα για την ενσωμάτωση των λιπασμάτων. Αύγουστος: Περίοδος μέγιστης ανθοφορίας, μετά την καταπολέμηση των ζιζανίων. Οκτώβριος: Συγκομιδή, μετά την κοπή των βλαστών. Σε κάθε δειγματοληπτική επιφάνεια, και σε βάθος 2 cm, λαμβάνονταν τρία σύνθετα δείγματα εδάφους τα οποία αποτελούνταν από τρία υποδείγματα που ενώνονταν μεταξύ τους. Έτσι το δειγματοληπτικό σχέδιο αφορούσε: 3 καλλιεργητικές πρακτικές x 3 επαναλήψεις στο χρόνο x 3 σύνθετα δείγματα για κάθε επιφάνεια (EIKONA 2.1). Στον ΠΙΝΑΚΑ 2.1 που ακολουθεί δίνονται οι πληροφορίες που αφορούν τις κύριες καλλιεργητικές πρακτικές που εφαρμόστηκαν, ανάλογα με τον τύπο καλλιέργειας, καθώς και οι ημερομηνίες των δειγματοληψιών στη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου. OΚ ΑΚ OΚ ΣΚ ΑΚ ΑΚ ΑΚ OΚ ΣΚ ΑΚ ΑΚ ΣΚ ΕΙΚΟΝΑ 2.1: Το πειραματικό σχέδιο στο οποίο εφαρμόστηκαν οι διαφορετικοί καλλιεργητικοί χειρισμοί. Με κόκκινο χρώμα οι επιφάνειες που καλλιεργήθηκαν συμβατικά (ΣΚ), με πράσινο χρώμα οι επιφάνειες που καλλιεργήθηκαν οργανικά (ΟΚ) και με κίτρινο χρώμα οι επιφάνειες σε αγρανάπαυση (ΑΚ). FIGURE 2.1: The experimental design, including the different cultivation types. Red squares stands for conventionally caltivated plots (ΣΚ), green squares stands for organically cultivated plots (ΟΚ) and yellow squares stands for uncultivated plots (ΑΚ). 74

82 ΠΙΝΑΚΑΣ 2.1: Ημερομηνίες εφαρμογής καλλιεργητικών πρακτικών και λήψης δειγμάτων καθώς και τύπος και ποσότητα των εισροών στις πειραματικές επιφάνειες. TABLE 2.1: Dates of cultivation treatments and samplings, as well as type and quantity of inputs in the experimental plots. Τύπος καλλιέργειας ημερομηνία χειρισμός ποσότητα Οργανική 15/4/26 εφαρμογή κοπριάς 2 ton/ 9 m 2 15/4/26 Όργωμα (βάθους 4 cm) 16/5/26 σπορά 23/7/26 έως 23/8/26 καταπολέμηση ζιζανίων (χειρονακτικά) 27/9/26 κοπή βλαστών 3/1/26 συγκομιδή Συμβατική 15/4/26 όργωμα (βάθους 4cm) 16/5/26 εφαρμογή λιπάσματος ( ) 5kgr/ 9 m 2 16/5/26 σπορά 23/7/26 καταπολέμηση ζιζανίων (paraplat) 2lit/ 9 m 2 27/9/26 κοπή βλαστών 3/1/26 συγκομιδή Δειγματοληψία ημερομηνία φυσιολογική φάση 1η 3/6/26 βλάστηση 2η 3/8/26 ανθοφορία 3η 3/1/26 συγκομιδή Χειρισμός δειγμάτων εξαγωγή και προσδιορισμός νηματωδών Η διαδικασία που ακολουθήθηκε στο πεδίο, για τη λήψη, τη συσκευασία και την αποθήκευση των δειγμάτων περιγράφεται στο κεφάλαιο Ο τρόπος εξαγωγής, καταμέτρησης, μονιμοποίησης, ταυτοποίησης και κατάταξης των νηματωδών στην κλίμακα στρατηγικών ζωής και σε τροφικές ομάδες περιγράφεται αναλυτικά στο κεφάλαιο ΙΙΙ.1, ενώ ο τρόπος υπολογισμού των δεικτών MI, PPI, EI, SI και CI περιγράφεται στο κεφάλαιο ΙΙΙ.2. 75

83 2.2.3 Ανάλυση και στατιστική επεξεργασία Για να διαπιστωθεί η επίδραση του καλλιεργητικού καθεστώτος (συμβατική καλλιέργεια - οργανική καλλιέργεια - αγρανάπαυση) στη βιοκοινότητα των νηματωδών εφαρμόστηκε η Ανάλυση Διακύμανσης κατά δύο παράγοντες (τύπος καλλιέργειας x χρόνο δειγματοληψίας) (two way Anova) και όταν υπήρχαν σημαντικές επιδράσεις πραγματοποιήθηκε και ο έλεγχος Fisher LSD για τον εντοπισμό των σημαντικών διαφορών. Ως εξαρτημένες μεταβλητές ορίστηκαν η συνολική αφθονία, η αφθονία των τροφικών ομάδων και των πιο άφθονων λειτουργικών ομάδων και οι δείκτες βιοκοινότητας. Ο έλεγχος της κανονικότητας των δεδομένων, της ομοιογένειας των διακυμάνσεων, και οι μετασχηματισμοί που έγιναν στα δεδομένα πριν την εφαρμογή της Aνάλυσης Διακύμανσης, περιγράφονται στο κεφάλαιο Όταν τα δεδομένα, ακόμα και μετά τον μετασχηματισμό, δεν ακολουθούσαν κανονική κατανομή πραγματοποιήθηκε ο μη παραμετρικός έλεγχος Kruskal Wallis (H). Για την εκτίμηση της ποικιλότητας κάθε περιοχής ανάλογα με το τύπο καλλιέργειας χρησιμοποιήθηκε ο παραμετρικός δείκτης Renyi (1961), ο οποίος περιγράφηκε στο κεφάλαιο Στο ίδιο κεφάλαιο καθώς και στο ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ Ι περιγράφεται η τεχνική ανάλυσης δικτύων. 76

84 2.3 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Συνολική αφθονία και αφθονία τροφικών ομάδων Στα διαγράμματα της ΕΙΚΟΝΑΣ 2.2 δίνονται τα αποτελέσματα της ανάλυσης διακύμανσης (ANOVA) κατά δύο παράγοντες (τύπος καλλιέργειας x εποχή δειγματοληψίας) και του ελέγχου LSD στις περιπτώσεις που παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές, για τη συνολική αφθονία των νηματωδών και τις αφθονίες των επιμέρους τροφικών ομάδων. Η μετατροπή της συμβατικής καλλιέργειας σε οργανική αύξησε τη συνολική αφθονία και την αφθονία των περισσοτέρων τροφικών ομάδων (ΕΙΚΟΝΕΣ 2.2α, 2.2γ, 2.2ε, 2.2στ). Μόνον η αφθονία των μυκητοφάγων και των παρασιτικών νηματωδών δεν έδειξαν να μεταβάλλονται σημαντικά στις οργανικές καλλιέργειες (ΕΙΚΟΝΕΣ 2.2β, 2.2δ). Η παύση της καλλιέργειας μείωσε σημαντικά το σύνολο των τροφικών ομάδων, με εξαίρεση την τροφική ομάδα των θηρευτών (ΕΙΚΟΝΕΣ 2.2α, 2.2β, 2.2γ, 2.2δ, 2.2ε, 2.2στ). Όσο αφορά τις εποχές δειγματοληψίας η συνολική αφθονία των νηματωδών μειώθηκε σημαντικά προς το τέλος της καλλιεργητικής περιόδου εξαιτίας της μείωσης των βακτηριοφάγων νηματωδών, η οποία ήταν η πιο πολυπληθής τροφική ομάδα της βιοκοινότητας (ΕΙΚΟΝΑ 2.2γ). Οι φυτοπαρασιτικοί νηματώδεις ακολούθησαν το ακριβώς αντίθετο πρότυπο χρονικών μεταβολών με σημαντική αύξηση τους στο τέλος της περιόδου (ΕΙΚΟΝΑ 2.2δ). 77

85 35 35 (α) συνολική αφθονία (αρ.ατ./1ml εδάφ.) b a c σκ βκ χερ καλλιέργεια συνολική αφθονία (αρ.ατ./1ml εδάφ.) a b b δειγματοληψία (β) μυκητοφάγοι (αρ.ατ./1ml εδάφ.) a a b μυκητοφάγοι (αρ.ατ./1ml εδάφ.) σκ βκ χερ καλλιέργεια δειγματοληψία (γ) βακτηριοφάγοι (αρ.ατ./1ml εδάφ.) a b σκ βκ χερ καλλιέργεια c δειγματοληψία ΕΙΚΟΝΑ 2.2: Μέση αφθονία (± SE) της συνολικής βιοκοινότητας και των επιμέρους τροφικών ομάδων των νηματωδών και αποτέλεσμα της Ανάλυσης Διακύμανσης κατά δύο παράγοντες (τύπος καλλιέργειας x δειγματοληψία). Οι ενδείξεις a, b και c δηλώνουν τις σημαντικές διαφορές σύμφωνα με τον έλεγχο Fisher LSD. σκ: συμβατική καλλιέργεια, βκ: οργανική καλλιέργεια, χερ: ακαλλιέργητο τμήμα, 1: δειγματοληψία στην περίοδο βλάστησης του φασολιού, 2: δειγματοληψία στην περίοδο ανθοφορίας του φασολιού, 3: δειγματοληψία αμέσως μετά τη συγκομιδή των φασολιών. FIGURE 2.2: Mean abundance (± SE) of the total nematode biocommunity and individual trophic groups as well as results of two-way ANOVA (cultivation type x sampling date). Letters a, b and c indicate significant differences according to Fisher - LSD. σκ: conventional cultivation, βκ: organic cultivation, χερ: non cultivated plots. 1: sampling in the growing season of beans, 2: sampling in the flowering season of beans, 3: sampling after the harvest of beans. βακτηριοφάγοι (αρ.ατ./1ml εδάφ.) a b b 78

86 3 4 (δ) φυτοπαρασιτικοί (αρ.ατ./1ml εδάφ.) a a b φυτοπαρασιτικοί (αρ.ατ./1ml εδάφ.) a a b σκ βκ χερ καλλιέργεια δειγματοληψία 12 9 (ε) μη παρασιτικοί φυτοφάγοι (αρ.ατ./1ml εδάφ.) b a c σκ βκ χερ καλλιέργεια μη παρασιτικοί φυτοφάγοι (αρ.ατ./1 ml εδάφ.) δειγματοληψία (στ) θηρευτές (αρ.ατ./1 ml εδάφ.) a b a θηρευτές (αρ.ατ./1ml εδάφ.) σκ βκ χερ καλλιέργεια δειγματοληψία ΕΙΚΟΝΑ 2.2: συνέχεια FIGURE 2.2: continued Αφθονία λειτουργικών ομάδων Σημαντικές διαφορές ανάμεσα στους τύπους καλλιέργειας παρατηρήθηκαν για τις περισσότερες λειτουργικές ομάδες νηματωδών (ΕΙΚΟΝΑ 2.3). Η μετατροπή της 79

87 καλλιέργειας σε οργανική αύξησε σημαντικά την αφθονία των βακτηριοφάγων με τιμή cp 1, ενώ το ίδιο πρότυπο μεταβολών έδειξαν οι μη παρασιτικοί φυτοφάγοι με τιμή cp 2 και οι θηρευτές με τιμή cp 2 (ΕΙΚΟΝΕΣ 2.3β, 2.3στ, 2.3ζ). Η παύση της καλλιέργειας μείωσε την αφθονία των περισσοτέρων λειτουργικών ομάδων (ΕΙΚΟΝΕΣ 2.3α, 2.3β, 2.3γ, 2.3δ, 2.3στ). Αμετάβλητοι παρέμειναν μόνον οι αριθμοί των φυτοπαρασιτικών νηματωδών με τιμή cp 3 και όλων των λειτουργικών ομάδων των θηρευτών (ΕΙΚΟΝΕΣ 2.3ε, 2.3ζ, 2.3η). Όσον αφορά τις εποχές δειγματοληψίας τόσο οι βακτηριοφάγοι με τιμή cp 1 όσο και αυτοί με τιμή cp 2 μειώθηκαν προς το τέλος της καλλιεργητικής περιόδου (ΕΙΚΟΝΕΣ 2.3β, 2.3γ), ενώ αντίθετο πρότυπο χρονικών μεταβολών έδειξαν οι φυτοπαρασιτικοί νηματώδεις με τιμή cp 2 και 3 (ΕΙΚΟΝΕΣ 2.3δ, 2.3ε) Δείκτες βιοκοινότητας νηματωδών Σημαντικές διαφορές ανάμεσα στους τύπους καλλιέργειας παρατηρήθηκαν για τους περισσότερους δείκτες βιοκοινότητας νηματωδών (ΕΙΚΟΝΑΣ 2.4). Οι τιμές των δεικτών ωριμότητας (MI) και μονοπατιού αποικοδόμησης (CI) ήταν σημαντικά μειωμένες, και αυτές των δεικτών εμπλουτισμού (EI) και δομής (SI) σημαντικά αυξημένες στις επιφάνειες που μετατράπηκαν σε οργανικές σε σχέση με αυτές που παρέμειναν σε καθεστώς συμβατικής καλλιέργειας (ΕΙΚΟΝΑΣ 2.4α, 2.4γ, 2.4δ, 2.4ε). Ο δείκτης φυτοπαρασιτισμού (PPI) δεν έδωσε διαφορές ανάμεσα στους τύπους καλλιέργειας (ΕΙΚΟΝΑ 2.4β). Η παύση της καλλιέργειας δεν μετέβαλε σημαντικά κανένα δείκτη. 8

88 16 16 (α) μυκητοφάγοι cp2 (αρ.ατ./1ml εδάφ.) a a σκ βκ χερ καλλιέργεια b μυκητοφάγοι cp2 (αρ.ατ./1ml εδάφ.) δειγματοληψία (β) βακτηριοφάγοι cp1 (αρ.ατ./1ml εδάφ.) b a c σκ βκ χερ καλλιέργεια βακτηριοφάγοι cp1 (αρ.ατ./1ml εδάφ.) a b b δειγματοληψία (γ) βακτηριοφάγοι cp2 (αρ.ατ./1ml εδάφ.) ab a σκ βκ χερ καλλιέργεια b βακτηριοφάγοι cp2 (αρ.ατ./1ml εδάφ.) a b b δειγματοληψία ΕΙΚΟΝΑ 2.3: Μέση αφθονία (± SE) των επιμέρους λειτουργικών ομάδων των νηματωδών και αποτέλεσμα της Ανάλυσης Διακύμανσης κατά δύο παράγοντες (τύπος καλλιέργειας x δειγματοληψία). Οι ενδείξεις a, b και c δηλώνουν τις σημαντικές διαφορές σύμφωνα με τον έλεγχο Fisher LSD. σκ: συμβατική καλλιέργεια, βκ: οργανική καλλιέργεια, χερ: ακαλλιέργητο τμήμα, 1: δειγματοληψία στην περίοδο βλάστησης του φασολιού, 2: δειγματοληψία στην περίοδο ανθοφορίας του φασολιού, 3: δειγματοληψία αμέσως μετά τη συγκομιδή των φασολιών. FIGURE 2.3: Mean abundance (± SE) of the individual functional guilds as well as results of two-way ANOVA (cultivation type x sampling date). Letters a, b and c indicate significant differences according to Fisher - LSD. σκ: conventional cultivation, βκ: organic cultivation, χερ: non cultivated plots. 1: sampling in the growing season of beans, 2: sampling in the flowering season of beans, 3: sampling after the harvest of beans. 81

89 (δ) φυτοπαρασιτικο cp2 (αρ.ατ./1ml εδάφ.) a a b σκ βκ χερ καλλιέργεια φυτοπαρασιτικο cp2 (αρ.ατ./1ml εδάφ.) b b a δειγματοληψία 7 9 (ε) φυτοπαρασιτικοι cp3 (αρ.ατ./1ml εδάφ.) σκ βκ χερ καλλιέργεια φυτοπαρασιτικοί cp3 (αρ.ατ./1ml εδάφ.) a a δειγματοληψία b 12 9 (στ) μη παρασιτικοί φυτοφάγοι cp2 (αρ.ατ./1ml εδάφ.) b a c σκ βκ χερ καλλιέργεια μη παρασιτικοί φυτοφάγοι cp2 (αρ.ατ/1ml εδάφ.) δειγματοληψία ΕΙΚΟΝΑ 2.3: συνέχεια. FIGURE 2.3: continued. Όσον αφορά τις εποχές δειγματοληψίας, κανένας δείκτης δεν παρουσίασε κάποιο σημαντικό χρονικό πρότυπο μεταβολών (ΕΙΚΟΝΑΣ 2.4α, 2.4β, 2.4γ, 2.4δ, 2.4ε). 82

90 2 18 (ζ) θηρυτές cp2 (αρ.ατ./1ml εδάφ.) b a a σκ βκ χερ καλλιέργεια θηρυτέ cp2 (αρ.ατ./1ml εδάφ.) δειγματοληψία 1 12 (η) θηρευτές cp4 και cp5 (αρ.ατ./1ml εδάφ.) σκ βκ χερ καλλιέργεια θηρευτές cp4 και cp5 (αρ.ατ./1ml εδάφ.) δειγματοληψία ΕΙΚΟΝΑ 2.3: συνέχεια. FIGURE 2.3: continued Σύνθεση βιοκοινότητας και ποικιλότητα νηματωδών Για να εκτιμήσουμε τη βιοποικιλότητα των νηματωδών χρησιμοποιήσαμε τον παραμετρικό δείκτη Renyi (ΕΙΚΟΝΑ 2.5). Και στις 3 δειγματοληψίες και για a= η ποικιλότητα στις ακαλλιέργητες επιφάνειες ήταν μικρότερη εξαιτίας του μικρότερου αριθμού γενών. Οι διαφορές στον αριθμό των γενών μεταξύ των καλλιεργημένων και ακαλλιέργητων επιφανειών οφείλονταν κυρίως στο μεγάλο αριθμό βακτηριοφάγων γενών που καταγράφηκαν στις πρώτες (ΕΙΚΟΝΕΣ 2.6, 2.7 και 2.8). Στη 1 η δειγματοληψία 19 γένη βακτηριοφάγων καταγράφηκαν στις συμβατικές καλλιέργειες, 22 στις οργανικές, και μόλις 8 στις ακαλλιέργητες, ενώ στη 2 η και στη 3 η ο αριθμός των γενών ήταν 19,22,1 και 17,21,13 αντίστοιχα. 83

91 2,1 2, (α) τιμές δείκτης του δείκτη ωριμότητας (MI) (MI) 2, 1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3 a b a τιμές δείκτης του δείκτη ωριμότητας ωριμότητας (ΜΙ) (ΜΙ) 1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 σκ βκ χερ καλλιέργεια 1, δειγματοληψία (β) τιμές δείκτης του δείκτη φυτοπαρασιτισμού (PPI) (PPI) 2,5 2,4 2,3 2,2 2,1 2, 1,9 1,8 1,7 σκ βκ χερ καλλιέργεια τιμές δείκτης του δείκτη φυτοπαρασιτισμού φυτοπαρασιτισμού (PPI) (PPI) 2,6 2,4 2,2 2, 1,8 1, δειγματοληψία 1 1 (γ) τιμές δείκτης του δείκτη εμπλουτισμού (EI) (EI) a b a τιμές δείκτης του δείκτη εμπλουτισμού εμπλουτισμού (ΕI) (ΕI) σκ βκ χερ καλλιέργεια δειγματοληψία ΕΙΚΟΝΑ 2.4: Μέσες τιμές (± SE) των δεικτών βιοκοινότητας και αποτελέσματα της Ανάλυσης Διακύμανσης κατά δύο παράγοντες (τύπος καλλιέργειας x δειγματοληψία). Οι ενδείξεις a, b και c δηλώνουν τις σημαντικές διαφορές σύμφωνα με τον έλεγχο Fisher LSD. σκ: συμβατική καλλιέργεια, βκ: οργανική καλλιέργεια, χερ: ακαλλιέργητο τμήμα, 1: δειγματοληψία στην περίοδο βλάστησης του φασολιού, 2: δειγματοληψία στην περίοδο ανθοφορίας του φασολιού, 3: δειγματοληψία αμέσως μετά την συγκομιδή των φασολιών. FIGURE 2.4: Mean values (± SE) biocommunity indices as well as results of two-way ANOVA (cultivation type x sampling date). Letters a, b and c indicate significant differences according to Fisher - LSD. σκ: conventional cultivation, βκ: organic cultivation, χερ: non cultivated plots. 1: sampling in the growing season of beans, 2: sampling in the flowering season of beans, 3: sampling after the harvest of beans. 84

92 b 3 (δ) δείκτης δομής (SI) a a τιμές δείκτης του δείκτη δομής Δομής (SI) (SI) σκ βκ χερ καλλιέργεια δειγματοληψία (ε) δείκτης μονοπατιού αποικοδόμησης (CI) a b σκ βκ χερ καλλιέργεια a δείκτης τιμές μονοπατιού του δείκτη αποικοδόμησης Μονοπατιού (CI) Αποικοδόμησης (CI) δειγματοληψία ΕΙΚΟΝΑ 2.4: συνέχεια. FIGURE 2.4: continued. H ποικιλότητα στις μεγαλύτερες τιμές της παραμέτρου a, με εξαίρεση τη 1 η δειγματοληψία στην αρχή της καλλιεργητικής περιόδου, καταγράφηκε πιο αυξημένη στις ακαλλιέργητες επιφάνειες σε σχέση με αυτές που διατηρήθηκαν σε καθεστώς συμβατικής καλλιέργειας (ΕΙΚΟΝΑ 2.5), εξαιτίας της πιο ισάριθμης εκπροσώπησης των γενών (ΕΙΚΟΝΕΣ 2.6, 2.7 και 2.8). Σε σχέση με τις επιφάνειες που παρέμειναν σε καθεστώς συμβατικής καλλιέργειας, οι επιφάνειες που μετατράπηκαν σε οργανικές εμφάνισαν διαφορετικό πρότυπο κυριαρχίας. Στην αρχή της καλλιεργητικής περιόδου, το φυτοπαράσιτο Paratylenchus ήταν κυρίαρχο στις συμβατικές καλλιέργειες, ενώ στις οργανικές κυριαρχούσαν γένη οπορτουνιστικών βακτηριοφάγων με τιμή cp 1 (ΕΙΚΟΝΑ 2.6). Ειδικότερα η υπερκυριαρχία του βακτηριοφάγου Diploscapter ήταν υπεύθυνη για τη μικρότερη 85

93 ποικιλότητα που καταγράφτηκε στις επιφάνειες που μετατράπηκαν σε οργανικές κατά τη 1 η δειγματοληψία (ΕΙΚΟΝΑ 2.6). Στην 2 η δειγματοληψία παρατηρήθηκε βελτίωση της κατανομής της αφθονίας των γενών, στις επιφάνειες που μετατράπηκαν σε οργανικές, με επανάκαμψη του Paratylenchus και μείωση της αφθονίας των βακτηριοφάγων με τιμή cp 1 (ΕΙΚΟΝΑ 2.7). Αποτέλεσμα αυτών των μεταβολών ήταν η ποικιλότητα που καταγράφηκε στις οργανικές καλλιέργειες να είναι περίπου ίδια με αυτή στις συμβατικές (ΕΙΚΟΝΑ 2.5). Στο τέλος της καλλιεργητικής περιόδου, το φυτοπαράσιτο Paratylenchus υπερκυριάρχισε στις συμβατικές επιφάνειες, ενώ στις οργανικές συνκυριάρχισε με το βακτηριοφάγο Rhabditis (ΕΙΚΟΝΑ 2.8). Αποτέλεσμα ήταν η ποικιλότητα μεταξύ των καλλιεργημένων επιφανειών να αντιστραφεί (ΕΙΚΟΝΑ 2.5) σε σχέση με αυτή που καταγράφηκε στην έναρξη της περιόδου Ανάλυση δικτύων Στις επιφάνειες που εφαρμόστηκε παύση της καλλιέργειας η πυκνότητα (density) των δικτύων ήταν μεγαλύτερη σε σχέση με τις συμβατικές καλλιέργειες και τις καλλιέργειες που μετατράπηκαν σε οργανικές, και στις τρεις δειγματοληψίες, με συνεχώς αυξανόμενες διαφορές με την πάροδο της καλλιεργητικής περιόδου (ΠΙΝΑΚΑΣ 2.2). Αντίθετα στις οργανικές καλλιέργειες η πυκνότητα των δικτύων δεν διαφοροποιήθηκε πολύ από αυτήν των συμβατικών. Στην αρχή της καλλιεργητικής περιόδου τα ποσοστά κεντροποίησης των ιδιοανυσμάτων (eigenvector) έδωσαν πιο κεντροποιημένα δίκτυα για τις επιφάνειες που μετατράπηκαν σε οργανικές, και λιγότερο κεντροποιημένα για τις ακαλλιέργητες, σε σχέση με τις συμβατικές. Στις επόμενες δειγματοληψίες τα ποσοστά κεντροποίησης ήταν γενικά υψηλά σ όλες τις επιφάνειες. 86

94 4 1η δειγματοληψία 4 2η δειγματοληψία 3,5 3,5 παραμετρικός δείκτης Renyi 3 2,5 2 1,5 1 συμβατι κή καλλι έργει α οργανι κή καλλι έργει α παραμετρικός δεικτής Renyi 3 2,5 2 1,5 1,5 ακαλλι έργητο, παράμετρος a παραμετρός a 4 3η δειγματοληψία 3,5 παραμετρικός δείκτης Renyi 3 2,5 2 1,5 1, παράμετρος a ΕΙΚΟΝΑ 2.5: Παραμετρικός δείκτης ποικιλότητας Renyi για τις συμβατικές και οργανικές καλλιέργειες καθώς και για τις ακαλλιέργητες επιφάνειες στις τρεις δειγματοληψίες. Για α = : λογάριθμος του αριθμού των γενών, για α = 1: δείκτης Shannon, για α = 2: δείκτης Simpson, για α : ισοκατανομή των ατόμων στα γένη. 1 η δειγματοληψία: περίοδος βλάστησης του φασολιού, 2 η δειγματοληψία: περίοδος ανθοφορίας του φασολιού, 3 η δειγματοληψία: αμέσως μετά την συγκομιδή των φασολιών. PICTURE 2.5: Renyi s parametric diversity index in the conventional and organic cultivations as well as in the uncultivated plots. For a = : number of genera, for a = 1: Shannon s index, for a = 2: Simpson s index, for a : the index is influenced from dominant genera. 1 η δειγματοληψία: sampling in the growing season of beans, 2 η δειγματοληψία: sampling in the flowering season of beans, 3 η δειγματοληψία: sampling after the harvest of beans. 87

95 συμβατική καλλιέργεια (1η δειγματοληψία) γένη Σχετική αφθονία (αρ.ατ./1ml εδάφ.) Συμβατική καλλιέργεια (1 η δειγματοληψία) paratylenchus rhabditis chiloplacus panagrolaimus aphelenchoides acrobeloides mesorhabditis drilocephalobus aphelenchus bitylenchus ditylenchus tylenchus pratylenchus protorhabditis monhystera filenchus pristionchus eucephalobus plectus heterocephalobus eumonhystera acrobeles diplogasteritus funaria diploscapter malenchus quinisulcius seinura pellioditis thonus eudorylaimus cevridellus aporcelaimellus tylenchorhynchus lelenchus helicotylenchus nygolaimus aporcelaimus coarctadera longidorella deontolaimus οργανική καλλιέργεια (1η δειγματοληψία) Σχετική αφθονία (αρ.ατ./1ml εδάφ.) diploscapter demaniella diplogasteritus rhabditis metadiplogaster 2 seinura chiloplacus protorhabditis mesorhabditis aphelenchoides acrobeloides 38 γένη Οργανική καλλιέργεια (1 η δειγματοληψία) filenchus panagrolaimus pellioditis tylenchus paratylenchus drilocephalobus ditylenchus coarctadera aphelenchus bitylenchus anomyctus pelodera monhystera aprutides eucephalobus bunonema pratylenchus prismatolaimus wilsonema pristionchus aporcelaimellus heterocephalobus plectus malenchus paraxonchium longidorella chronogaster ακαλλιέργητο (1η δειγματοληψία) Σχετική αφθονία (αρ.ατ./1ml εδάφ.) paratylenchus 2 chiloplacus 2 acrobeloides 1 rhabditis 2 aphelenchoides aphelenchus bitylenchus ditylenchus pratylenchus 24 γένη Ακαλλιέργητο (1 η δειγματοληψία) aporcelaimellus tylenchus chronogaster filenchus mesorhabditis acrobeles drilocephalobus malenchus tylenchorhynchus pristioonchus monhystera quinisulcius eucephalobus prionchulus diploscapter ΕΙΚΟΝΑ 2.6: Διαγράμματα σειράς αφθονίας γενών στις επιφάνειες που καλλιεργήθηκαν οργανικά, συμβατικά και στις ακαλλιέργητες επιφάνειες στη 1 η δειγματοληψία (περίοδος βλάστησης). Οι ράβδοι με το γκρι χρώμα ( ) αντιπροσωπεύουν τα γένη των φυτοπαρασιτικών νηματωδών, με μπλε ( )των μη παρασιτικών φυτοφάγων, με το κόκκινο ( ) των βακτηριοφάγων, με το πράσινο ( ) των μυκητοφάγων, με το μαύρο ( ) των θηρευτών και με το κίτρινο ( ) των παμφάγων. Πάνω και δεξιά στο διάγραμμα παρουσιάζεται ο αριθμός των γενών που καταγράφηκαν στις υπό εξέταση επιφάνειες, ενώ στην κορυφή κάθε μπάρας αναγράφεται η τιμή cp του γένους. FIGURE 2.6: Relative abundance of genera in the surfaces that were cultivated organically, conventionally and in the uncultivated plots at the 1st sampling (growing season). The bars with the grey colour ( ) represent the genera of phytoparasitic nematodes, with blue ( ) the non parasitic plant feeders, with red ( ) the bacterivores, with the green ( ) fungivores, with the black ( ) the predators and with yellow ( ) omnivores. On the upper and right part of the diagram the number of genera recorded in the surfaces is presented, while the number above each bar indicates the life strategy ranking (c-p value). 88

96 συμβατική καλλιέργεια (2η δειγματοληψία) γένη Σχετική αφθονία (αρ.ατ./1ml εδάφ.) paratylenchus 2 aphelenchoides 2 chiloplacus acrobeloides ditylenchus aphelenchus Συμβατική καλλιέργεια (2 η δειγματοληψία) panagrolaimus rhabditis bitylenchus tylenchus filenchus pristionchus mesorhabditis eucephalobus heterocephalobus protorhabditis macroposthonia drilocephalobus helicotylenchus acrobeles pratylenchus monhystera cevridellus tylenchorhynchus quinisulcius aporcelaimellus malenchus thonus funaria chronogaster eudorylaimus diploscapter plectus diplogasteritus pellioditis paralongidorus discolaimus οργανική καλλιέργεια (2η δειγματοληψία) 6 34 γένη Σχετική αφθονία (αρ.ατ./1ml εδάφ.) rhabditis 1 1 diploscapter 2 paratylenchus 2 chiloplacus diplogasteritus protorhabditis ditylenchus aphelenchoides filenchus Οργανική καλλιέργεια (2 η δειγματοληψία) mesorhabditis seinura acrobeloides pellioditis coarctadera pristionchus tylenchus panagrolaimus bitylenchus drilocephalobus aphelenchus aporcelaimellus pratylenchus pelodera eucephalobus cevridellus heterocephalobus acrobeles chronogaster malenchus monhystera helicotylenchus eudorylaimus plectus thonus ακαλλιέργητο (2η δειγματοληψία) Σχετική αφθονία (αρ.ατ./1ml εδάφ.) paratylenchus 2 aphelenchus chiloplacus 2 1 pristioonchus drilocephalobus 2 1 rhabditis 2 ditylenchus 2 2 acrobeloides aphelenchoides 26 γένη Ακαλλιέργητο (2 η δειγματοληψία) pratylenchus bitylenchus eucephalobus aporcelaimus tylenchus filenchus panagrolaimus chronogaster funaria heterocephalobus cevridellus malenchus protorhabditis tylenchorhynchus acrobeles plectus helicotylenchus ΕΙΚΟΝΑ 2.7: Διαγράμματα σειράς αφθονίας γενών στις επιφάνειες που καλλιεργήθηκαν οργανικά, συμβατικά, και στις ακαλλιέργητες επιφάνειες στη 2 η δειγματοληψία (περίοδος ανθοφορίας). Οι ράβδοι με το γκρι χρώμα ( ) αντιπροσωπεύουν τα γένη των φυτοπαρασιτικών νηματωδών, με μπλε ( )των μη παρασιτικών φυτοφάγων, με το κόκκινο ( ) των βακτηριοφάγων, με το πράσινο ( ) των μυκητοφάγων, με το μαύρο ( ) των θηρευτών και με το κίτρινο ( ) των παμφάγων. Πάνω και δεξιά στο διάγραμμα παρουσιάζεται ο αριθμός των γενών που καταγράφηκαν στις υπό εξέταση επιφάνειες, ενώ στην κορυφή κάθε μπάρας αναγράφεται η τιμή cp του γένους. FIGURE 2.7: Relative abundance of genera in the surfaces that were cultivated organically, conventionally, and in the uncultivated plots at the 2nd sampling (flowering season). The bars with the grey colour ( ) represent the genera of phytoparasitic nematodes, with blue ( ) the non parasitic plant feeders, with red ( ) the bacterivores, with the green ( ) fungivores, with the black ( ) the predators and with yellow ( ) omnivores. On the upper and right part of the diagram the number of genera recorded in the surfaces is presented, while the number above each bar indicates the life strategy ranking (c-p value). 89

97 συμβατική καλλιέργεια (3η δειγματοληψία) γένη Σχετική αφθονία (αρ.ατ./1ml εδάφ.) paratylenchus aphelenchoides 2 1 rhabditis aphelenchus chiloplacus acrobeloides filenchus panagrolaimus 1 pristionchus Συμβατική καλλιέργεια (3 η δειγματοληψία) bitylenchus mesorhabditis ditylenchus eucephalobus diplogasteritus macroposthonia heterocephalobus quinisulcius acrobeles drilocephalobus pratylenchus diploscapter cevridellus protorhabditis helicotylenchus funaria aporcelaimellus pellioditis monhystera tylenchus malenchus seinura plectus prionchulus mesodorylaimus prismatolaimus alaimus axonchium οργανική καλλιέργεια (3η δειγματοληψία) Σχετική αφθονία (αρ.ατ./1ml εδάφ.) paratylenchus 1 rhabditis diploscapter 1 2 aphelenchoides chiloplacus acrobeloides mesorhabditis ditylenchus filenchus 1 coarctadera 36 γένη Οργανική καλλιέργεια (3 η δειγματοληψία) bitylenchus pellioditis eucephalobus aphelenchus tylenchus pristionchus pratylenchus seinura diplogasteritus drilocephalobus protorhabditis panagrolaimus malenchus monhystera aporcelaimellus acrobeles pelodera quinisulcius heterocephalobus macroposthonia prionchulus eudorylaimus cevridellus chronogaster plectus funaria ακαλλιέργητο (3η δειγματοληψία) Σχετική αφθονία (αρ.ατ./1ml εδάφ.) paratylenchus panagrolaimus acrobeloides aphelenchus pratylenchus aphelenchoides chiloplacus 27 γένη Ακαλλιέργητο (3 η δειγματοληψία) rhabditis mesorhabditis ditylenchus monhystera eucephalobus bitylenchus acrobeles plectus tylenchus drilocephalobus malenchus diplogasteritus thonus quinisulcius heterocephalobus eudorylaimus macroposthonia pelodera aporcelaimellus filenchus ΕΙΚΟΝΑ 2.8: Διαγράμματα σειράς αφθονίας γενών στις επιφάνειες που καλλιεργήθηκαν οργανικά, συμβατικά, και στις ακαλλιέργητες επιφάνειες στη 3 η δειγματοληψία (περίοδος συγκομιδής). Οι ράβδοι με το γκρι χρώμα ( ) αντιπροσωπεύουν τα γένη των φυτοπαρασιτικών νηματωδών, με μπλε ( )των μη παρασιτικών φυτοφάγων, με το κόκκινο ( ) των βακτηριοφάγων, με το πράσινο ( ) των μυκητοφάγων, με το μαύρο ( ) των θηρευτών και με το κίτρινο ( ) των παμφάγων. Πάνω και δεξιά στο διάγραμμα παρουσιάζεται ο αριθμός των γενών που καταγράφηκαν στις υπό εξέταση επιφάνειες, ενώ στην κορυφή κάθε μπάρας αναγράφεται η τιμή cp του γένους. FIGURE 2.8: Relative abundance of genera in the surfaces that were cultivated organically, conventionally, and in the uncultivated plots at the 3rd sampling. (harvest season) The bars with the grey colour ( ) represent the genera of phytoparasitic nematodes, with blue ( ) the non parasitic plant feeders, with red ( ) the bacterivores, with the green ( ) fungivores, with the black ( ) the predators and with yellow ( ) omnivores. On the upper and right part of the diagram the number of genera recorded in the surfaces is presented, while the number above each bar indicates the life strategy ranking (c-p value). 9

98 Όσον αφορά τη βαθμίδα κεντρικότητας (degree centrality) των κυρίαρχων γενών (ΠΙΝΑΚΑΣ 2.3), στις συμβατικές και στις ακαλλιέργητες επιφάνειες, με την πάροδο της καλλιεργητικής περιόδου, η επιρροή του Paratylenchus παρουσίασε αύξηση με όλο και μεγαλύτερες διαφορές από τα υπόλοιπα γένη του δικτύου. Στις επιφάνειες που μετατράπηκαν σε οργανικές το κεντρικότερο γένος της πρώτης δειγματοληψίας, δηλαδή το Diploscapter, αντικαταστάθηκε από το επίσης βακτηριοφάγο με τιμή cp 1 Rhabditis, και αυτό με τη σειρά του από το φυτοπαράσιτο Paratylenchus. Στις ΕΙΚΟΝΕΣ 2.9, 2.1 και 2.11 αποδίδονται σχηματικά τα δίκτυα για όλους τους τύπους καλλιέργειας και για το σύνολο των δειγματοληψιών. ΠΙΝΑΚΑΣ 2.2: Τιμές των μετρικών κεντρικότητας και συνάφειας για τις οργανικές και συμβατικές καλλιέργειες, καθώς και τις ακαλλιέργητες επιφάνειες για της τρεις δειγματοληψίες. 1 η δειγματοληψία: περίοδος βλάστησης του φασολιού, 2 η δειγματοληψία: περίοδος ανθοφορίας του φασολιού, 3 η δειγματοληψία: αμέσως μετά την συγκομιδή των φασολιών. TABLE 2.2: Centrality and cohesion metrics for the organic and the conventional cultivations as well as the uncultivated plots in the three samplings. 1 η δειγματοληψία: sampling in the growing season of beans, 2 η δειγματοληψία: sampling in the flowering season of beans, 3 η δειγματοληψία: sampling after the harvest of beans. πυκνότητα Ιδιοανυσματική κεντρικότητα καλλιέργεια τιμές Τυπ.απ. ποσοστό κεντρικότητας 1 η δειγματοληψία 2 η δειγματοληψία 3 η δειγματοληψία συμβατική 1,2823 4,23 53,37 οργανική 1,3364 6,431 84,28 ακαλλιέργητες 1,6522 4, ,57 συμβατική 1,1512 6,195 98,6 οργανική 1,13 5,17 9,94 ακαλλιέργητες 2,768 7, ,4 συμβατική 1,2785 6, ,57 οργανική 1,221 6,7 85,5 ακαλλιέργητες 2,1489 8,376 91,98 91

99 ΠΙΝΑΚΑΣ 2.3: Τιμές της βαθμίδας κεντρικότητας (Β.Κ.) και κατάταξη των γενών βάση της παραμέτρου αυτής για τις οργανικές και συμβατικές καλλιέργειες, καθώς και τις ακαλλιέργητες επιφάνειες για της τρεις δειγματοληψίες. 1 η δειγματοληψία: περίοδος βλάστησης του φασολιού, 2 η δειγματοληψία: περίοδος ανθοφορίας του φασολιού, 3 η δειγματοληψία: αμέσως μετά την συγκομιδή των φασολιών. TABLE 2.3: Values of the centrality degree (Β.Κ) and classification of genera according to this parameter, for the organic and the conventional cultivations as well as the uncultivated plots in the three samplings. 1 η δειγματοληψία: sampling in the growing season of beans, 2 η δειγματοληψία: sampling in the flowering season of beans, 3 η δειγματοληψία: sampling after the harvest of beans. Συμβατική καλλιέργεια Β.Κ. Οργανική καλλιέργεια Β.Κ. ακαλλιέργητο Β.Κ. 1 η δειγματοληψία Paratylenchus Diploscapter Paratylenchus Chiloplacus 18.9 Rhabditis Chiloplacus Rhabditis Demaniella Acrobeloides Panagrolaimus Bunonema Diploscapter Aphelenchoides Metadiplogaster 5.45 Monhystera Paratylenchus Rhabditis Paratylenchus η δειγματοληψία Aphelenchoides Diploscapter Aphelenchus Chiloplacus Paratylenchus 7.72 Chiloplacus Paralongidorus Monhystera Pristionchus Chronogaster 4.2 Eudorylaimus Tylenchorhynchus Paratylenchus 37.3 Paratylenchus Paratylenchus η δειγματοληψία Aphelenchoides 7.24 Rhabditis Pratylenchus Rhabditis Chronogaster Panagrolaimus Alaimus Eudorylaimus Quinisulcius 7.41 Axonchium Pelodera 4.96 Diplogasteritus

100 Συμβατική καλλιέργεια Οργανική καλλιέργεια Ακαλλιέργητο ΕΙΚΟΝΑ 2.9: Διαγράμματα δικτύων των γενών που καταγράφηκαν στις επιφάνειες στη 1 η δειγματοληψία (περίοδος βλάστησης). Τα τετράγωνα με το γκρι χρώμα ( ) αντιπροσωπεύουν τα γένη των φυτοφάγων νηματωδών, με το κόκκινο ( ) των βακτηριοφάγων, με το πράσινο ( ) των μυκητοφάγων, με το μαύρο ( ) των θηρευτών και με το κίτρινο ( ) των παμφάγων. FIGURE 2.9: Network graphs of nematode genera that were recorded in the experimental plots in the 1st sampling (growing season). The square with the grey colour ( ) represent the genera of plant feeding nematodes, with red ( ) the bacterivores, with the green ( ) the fungivores, with the black ( ) the predators and with yellow ( ) the omnivores. 93