ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΟΜΕΑΣ ΟΠΩΡΟΚΗΠΕΥΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΑΜΠΕΛΟΥ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ ΟΠΩΡΟΚΗΠΕΥΤΙΚΩΝ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΟΜΕΑΣ ΟΠΩΡΟΚΗΠΕΥΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΑΜΠΕΛΟΥ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ ΟΠΩΡΟΚΗΠΕΥΤΙΚΩΝ Ανδρονίκη Δ. Μπόλλα Γεωπόνος M.Sc. ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΠΡΟΣΥΛΕΚΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΕΤΑΣΥΛΛΕΚΤΙΚΩΝ ΧΕΙΡΙΣΜΩΝ ΣΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ ΔΡΕΠΤΩΝ ΤΡΙΑΝΤΑΦΥΛΛΩΝ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2009 I

2 Ανδρονίκη Δ. Μπόλλα ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΠΡΟΣΥΛΕΚΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΕΤΑΣΥΛΛΕΚΤΙΚΩΝ ΧΕΙΡΙΣΜΩΝ ΣΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ ΔΡΕΠΤΩΝ ΤΡΙΑΝΤΑΦΥΛΛΩΝ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ Υποβλήθηκε στη Γεωπονική Σχολή, Τομέας Οπωροκηπευτικών και Αμπέλου Ημερομηνία Προφορικής Εξέτασης: 30 Σεπτεμβρίου, 2009 Τριμελής Συμβουλευτική Επιτροπή Καθηγήτρια: Μ. Κουκουρίκου-Πετρίδου Επιβλέπουσα Καθηγητής: Δ. Βογιατζής, Μέλος Τριμελούς Συμβουλευτικής Επιτροπής Καθηγήτρια: Χρ.Γεωργακοπούλου-Βογιατζή, Μέλος Τριμελούς Συμβουλευτικής Επιτροπής Εξεταστική Επιτροπή Καθηγήτρια: Μ. Κουκουρίκου-Πετρίδου, Εξετάστρια Καθηγητής: Δ. Βογιατζής, Εξεταστής Καθηγήτρια: Χρ.Γεωργακοπούλου-Βογιατζή, Εξετάστρια Καθηγητής: Μ.Βασιλακάκης, Εξεταστής Επίκουρος Καθηγητής: Β. Τσιράκογλου, Εξεταστής Καθηγητής: Β. Νοϊτσάκης, Εξεταστής Καθηγήτρια: Ζ. Κούκουρα, Εξετάστρια II

3 Ανδρονίκη Δ. Μπόλλα Α.Π.Θ ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΠΡΟΣΥΛΕΚΤΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΕΤΑΣΥΛΛΕΚΤΙΚΩΝ ΧΕΙΡΙΣΜΩΝ ΣΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗ ΔΡΕΠΤΩΝ ΤΡΙΑΝΤΑΦΥΛΛΩΝ ISBN: «Η έγκριση της παρούσας Διδακτορικής Διατριβής από τη Γεωπονική Σχολή του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης δεν υποδηλώνει αποδοχή των γνωμών του συγγραφέως» (Ν / 1932 άρθρο 202, παρ. 2) III

4 ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Η παρούσα μελέτη εκπονήθηκε κατά τα έτη στο Εργαστήριο Βιολογίας Οπωροκηπευτικών και Αμπέλου της Γεωπονικής Σχολής του Α.Π.Θ και στο Ινστιτούτο Γεωργικών Ερευνών της Κύπρου. Θερμές ευχαριστίες θέλω να εκφράσω στην επιβλέπουσα καθηγήτρια κα. Μ.Κουκουρίκου-Πετρίδου για την εμπιστοσύνη, τις οδηγίες, τις συμβουλές και τη συνεργασία της. Επίσης τον καθηγητή κ. Δ. Βογιατζή για τις πολύτιμες υποδείξεις του, τη συνεχή και αμέριστη υποστήριξη του όπως και την καθηγήτρια κα. Χρ. Γεωργακοπούλου Βογιατζή για τη βοήθεια της. Επίσης ευχαριστώ πολύ τα μέλη της επταμελούς εξεταστικής επιτροπής για την κριτική ανάγνωση του κειμένου. Θερμές ευχαριστίες εκφράζω στη Διοίκηση και όλους τους υπαλλήλους του Ινστιτούτου Γεωργικών Ερευνών για τη χωρίς περιορισμούς διάθεση της εργαστηριακής υποδομής του Ινστιτούτου, την τεχνική υποστήριξη που μου προσέφεραν, την άριστη συνεργασία και την εκμάθηση διαφόρων μεθόδων ανάλυσης. Ιδιαιτέρως ευχαριστώ τον κλάδο Λαχανοκομίας-Ανθοκομίας και την Δρα Δώρα Χειμωνίδου, Ανώτατη Λειτουργό Γεωργικών Ερευνών για την εμπιστοσύνη, τις οδηγίες, τις συμβουλές τη συνεχή και αμέριστη υποστήριξη και τη συνεργασία της καθ όλη τη διάρκεια των πειραμάτων και της συγγραφής. Επίσης για τη συμβολή του, στην οικονομική στήριξη μου, ήθελα να ευχαριστήσω το Ινστιτούτο Γεωργικών Ερευνών και το Ίδρυμα Προώθησης Έρευνας της Κύπρου. Το παρόν σύγγραμμα θέλω να το αφιερώσω στους γονείς μου Άννα και Δημήτρη για την αμέριστη φροντίδα, στοργή και ακούραστη βοήθεια, τα αδέλφια μου, τους δύο μου γιους που τόσο πολύ ταλαιπώρησα, και στο σύζυγο μου Δαμιανό για την βοήθεια, την απέραντη φροντίδα, την υποστήριξη που μου προσέφερε απλόχερα και την συνεχή ενθάρυνση από την αρχή ως το τέλος της έρευνας. IV

5 V Στην μάνα και τον πατέρα μου

6 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ ΣΕΛΙΔΑ V ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΣΧΗΜΑΤΩΝ, ΠΙΝΑΚΩΝ ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΩΝ ΚΑΙ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑΤΩΝ ΓΕΝΙΚΗ ΠΕΡΙΛΗΨΗ GENERAL ABSTRACT ΓΕΝΙΚΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΤΗΣ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ ΣΚΟΠΟΣ ΤΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΕΝΟΤΗΤΑ Ι: Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΟΥ ΕΠΙΠΕΔΟΥ ΑΡΔΕΥΣΗΣ ΚΑΙ ΤΟΥ ΥΠΟΣΤΡΩΜΑΤΟΣ ΣΤΙΣ ΥΔΑΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΥΣ ΚΑΘΩΣ ΚΑΙ ΣΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΑΝΘΙΚΩΝ ΣΤΕΛΕΧΩΝ ΦΥΤΩΝ ΤΡΙΑΝΤΑΦΥΛΛΙΑΣ (ROSA EURORED HT) ΣΕ ΥΔΡΟΠΟΝΙΚΗ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ Ι.1. Περίληψη Ι.2. Εισαγωγή Ι.3. Υλικά και Μέθοδοι Ι.4. Αποτελέσματα Ι.5. Συζήτηση Πίνακες και Σχήματα Βιβλιογραφία ΕΝΟΤΗΤΑ ΙΙ: HΜΕΡΗΣΙΕΣ ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ ΤΗΣ ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΣΗΣ ΚΑΙ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΦΥΤΩΝ ΤΡΙΑΝΤΑΦΥΛΛΙΑΣ (Rosa hybrida- Eurored ) ΣΕ ΔΥΟ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΑ ΕΠΙΠΕΔΑ ΑΡΔΕΥΣΗΣ ΚΑΙ ΤΡΙΑ ΥΠΟΣΤΡΩΜΑΤΑ ΙΙ.1. Περίληψη ΙΙ.2. Εισαγωγή ΙΙ.3.Υλικά και Μέθοδοι ΙΙ.4. Αποτελέσματα ΙΙ.5. Συζήτηση Πίνακες και Σχήματα Βιβλιογραφία VI

7 ΕΝΟΤΗΤΑ III: ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΣΕ ΥΔΡΟΠΟΝΙΚΗ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ ΠΕΡΛΙΤΗ ΤΩΝ ΦΥΤΩΝ ΠΟΙΚΙΛΙΑΣ Eurored ΣΕ ΚΑΘΕΣΤΩΣ ΑΥΞΑΝΟΜΕΝΗΣ ΥΔΑΤΙΚΗΣ ΚΑΤΑΠΟΝΗΣΗΣ ΙΙΙ.1. Περίληψη ΙΙΙ.2. Εισαγωγή ΙΙΙ.3. Υλικά και Μέθοδοι ΙΙΙ.4. Αποτελέσματα ΙΙΙ.5. Συζήτηση Πίνακες και Σχήματα Βιβλιογραφία ΕΝΟΤΗΤΑ IV: ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΟΥ ΕΠΙΒΡΑΔΥΝΤΗΡΑ ALAR, ΤΗΣ ΓΙΒΒΕΡΕΛΛΙΝΗΣ GA S ΚΑΙ ΑΙΘΥΛΙΚΗΣ ΑΛΚΟΟΟΛΗΣ ΩΣ ΜΕΣΩΝ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ ΣΤΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΖΩΗΣ ΚΑΙ ΣΤΗ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΩΝ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΩΝ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΩΝ ΤΩΝ ΔΡΕΠΤΩΝ ΤΡΙΑΝΤΑΦΥΛΛΩΝ (Rosa hybrida- Eurored ) ΙV.1. Περίληψη ΙV.2. Ανασκόπηση της Βιβλιογραφίας ΙV.3. Υλικά και Μέθοδοι ΙV.4. Αποτελέσματα IV.5. Συζήτηση Πίνακες και Σχήματα Βιβλιογραφία ΓΕΝΙΚΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΕΝΟΤΗΤΑ Ι: A. ΠΕΡΙΛΗΨΗ ΤΩΝ ΚΑΙΡΙΚΩΝ ΣΥΝΘΗΚΩΝ ΚΑΤΑ ΤΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΔΟΥ ΠΟΥ ΔΙΕΞΗΧΘΗ Η ΕΡΕΥΝΑ Β. ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΕΣ ΕΝΟΤΗΤΑ ΙΙΙ: ΑΝΑΛΥΣΗ ΜΕΤΑΒΟΛΩΝ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΩΝ ΚΑΙ ΒΙΟΧΗΜΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΕΝΟΤΗΤΑ ΙV: Α. ΑΝΑΛΥΣΗ ΜΕΤΑΒΟΛΩΝ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΩΝ ΚΑΙ ΒΙΟΧΗΜΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΚΑΤΑΤΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΖΩΗΣ ΣΤΟ ΒΑΖΟ Β. ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΕΣ VII

8 ΓΕΝΙΚΗ ΠΕΡΙΛΗΨΗ Σκοπός της ερευνητικής εργασίας αυτής ήταν η αναγνώριση και η κατανόηση των επιδράσεων που ασκούνται στα φυτά σε συνθήκες υδατικής καταπόνησης σε υδροπονικό σύστημα καλλιέργειας σε διάφορα υποστρώματα με στόχο τον προσδιορισμό των προσυλλεκτικών και μετασυλλεκτικών παραγόντων που επηρεάζουν την καλλιέργεια δρεπτών τριαντάφυλλων. Για το σκοπό αυτό μελετήθηκαν α) η επίδραση της ήπιας και έντονης καταπόνησης στην αύξηση και σε φυσιολογικές παραμέτρους τριαντάφυλλων σε υδροπονική καλλιέργεια σε διάφορα υποστρώματα, και β) η επίδραση βιορρυθμιστών (ρυθμιστικών ουσιών αύξησης και ανάπτυξης) στις μετασυλλεκτικές φυσιολογικές διεργασίες και στη διάρκεια ζωής στο ανθοδοχείο δρεπτών τριαντάφυλλων. Τα φυτά αναπτύχθηκαν σε τρία υποστρώματα, α) περλίτης, β) φελλός πεύκουφλούδες αμυγδάλου 1:1 (κ.ο.) και γ) περλίτης-στέμφυλα 1:1 (κ.ο.) και δύο επίπεδα άρδευσης που ανταποκρίνονται στο 100% και 67% των πραγματικών αναγκών άρδευσης. Αρχικά μελετήθηκαν οι εποχιακές μεταβολές (άνοιξη, καλοκαίρι, χειμώνα) σε φωτοσυνθετικές παραμέτρους, υδατικές σχέσεις, φθορισμό και συγκέντρωση της χλωροφύλλης και παραγωγή ανθικών στελεχών κατά τη διάρκεια της άνοιξης, του καλοκαιριού και του χειμώνα. Επίσης μελετήθηκαν οι ημερήσιες αλλαγές στις φωτοσυνθετικές παραμέτρους και στο υδατικό δυναμικό στα φυτά τριανταφυλλιάς Eurored υπό τις ίδιες συνθήκες κατά τη διάρκεια της άνοιξης κατά την 2-3 η ώρα και την 6-7 η ώρα μετά την ανατολή του ήλιου. Στο ίδιο φυτικό υλικό και υπό τις ίδιες καλλιεργητικές συνθήκες των δύο επιπέδων άρδευσης και των τριών υποστρωμάτων, η άρδευση σταμάτησε εντελώς για 0, 72 και 96 h και προσδιορίστηκαν φωτοσυνθετικοί παράγοντες, υδατικές σχέσεις, φθορισμός της χλωροφύλλης και συγκέντρωση υδατανθράκων και ιόντων. Τα αποτελέσματα των ανωτέρω πειραμάτων δεικνύουν ότι η μακροχρόνια ήπια υδατική καταπόνηση επιδρά στη φωτοσυνθετική δραστηριότητα μέσω: α) στοματικών παραγόντων (κλείσιμο στομάτων) και β) μη στοματικών παραγόντων (αύξηση της μεσοφυλλικής αντίστασης με αποτέλεσμα τη μείωση της δυνατότητας καρβοξυλίωσης). Η μελέτη των εποχιακών μεταβολών έδειξε ότι ο ρυθμός φωτοσύνθεσης είναι μέγιστος την άνοιξη και ελάχιστος το καλοκαίρι καθώς η εποχή του καλοκαιριού έχει αρνητική επίδραση στις φυσιολογικές παραμέτρους λόγω της χαμηλής σχετικής υγρασίας, της χαμηλής ενεργού ακτινοβολίας και υψηλής 1

9 θερμοκρασίας φύλλου. Η ολική παραγωγή ανθικών στελεχών μειώθηκε σε συνθήκες καταπόνησης την άνοιξη και το χειμώνα ενώ η σύσταση των υποστρωμάτων δεν επέδρασε στις φυσιολογικές διεργασίες. Η μελέτη των ημερήσιων μεταβολών έδειξε ότι τα φυτά του μειωμένου επιπέδου άρδευσης επέδειξαν μεγαλύτερη σταθερότητα (ικανότητα προσαρμογής) καθώς ο ρυθμός φωτοσύνθεσης, η στοματική αγωγιμότητα και το υδατικό δυναμικό μειώθηκαν σε μικρότερο ποσοστό στα καταπονημένα φυτά από ότι στα φυτά με πλήρη άρδευση. Η μελέτη της ήπιας μακροχρόνιας υδατικής καταπόνησης συνδυασμένης με έντονη βραχυχρόνια καταπόνηση έδειξε ότι προκάλεσε τη μείωση της φωτοσύνθεσης και της στοματικής αγωγιμότητας, η οποία οφείλεται σε συνδυασμό στοματικών και μη στοματικών παραγόντων και την πιθανή ρύθμιση των υδατικών σχέσεων και των μεταβολικών διεργασιών των φυτών, μέσω συσσώρευσης των οργανικών και μη, εν διαλύσει ουσιών (υδατάνθρακες και ιόντα), οι οποίες χρησιμεύουν ως ωσμωρρυθμιστές και διατηρούν ενεργές τις στοματικές κινήσεις. Σε άλλο πείραμα, έγινε προσδιορισμός της περιεκτικότητας του αμύλου και των σακχάρων (φρουκτόζη, γλυκόζη και σακχαρόζη) σε δύο στάδια κοπής (στάδια 2 και 3) σε σχέση με τα 2 επίπεδα άρδευσης και τα 3 υποστρώματα, καθώς η περιεκτικότητα του αμύλου και των σακχάρων στα πέταλα των ανθέων κατά τη συγκομιδή έχει σημαντική επίδραση στη διατηρησιμότητα τους. Τις μεγαλύτερες τιμές περιεκτικότητας τόσο του αμύλου όσο και των σακχάρων έδωσε η μεταχείριση του υποστρώματος του περλίτη στο επίπεδο άρδευσης 100%, στο στάδιο κοπής 2. Ακολούθως, τα τριαντάφυλλα αυτής της μεταχείρισης μελετήθηκαν στους μετασυλλεκτικούς χειρισμούς. Τέλος, αξιολογήθηκαν οι ρυθμιστές αύξησης και ανάπτυξης σε διαφορετικές συγκεντρώσεις, όπως το Alar (5, 10, 15 και 20ppm) και η γιββερελλίνη (30mg/l και 40mg/l) και τέλος η αιθυλική αλκοόλη (5 και 6%) σε σχέση με την επίδραση τους, ως συντηρητικά μέσα, στις φυσιολογικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα κατά τη διάρκεια της ζωής στο βάζο. Η μελέτη της επίδρασης των ρυθμιστών ανάπτυξης ως μέσων συντήρησης έδειξε την θετική επίδραση του επιβραδυντήρα Alar, (10 και 15 ppm), στη διάρκεια ζωής των ανθικών στελεχών καθώς αυτός διατήρησε ικανοποιητικό υδατικό ισοζύγιο στα ανθικά στελέχη, υψηλή συγκέντρωση σακχάρων στα πέταλα, αποδεκτό χρώμα πετάλων, υγιή και πράσινα φύλλα και καθυστέρησε το πλήρες άνοιγμα του άνθους. 2

10 General Abstract The red rose cultivar Eurored was cultivated in plastic greenhouse and open hydroponic system under two water regimes and three different substrates. The aim of the present study was to provide a better insight into the adaptive processes within Rosa hybrid plants cv. Eurored grown in soilless cultivation when exposed to water deficit. Also, the study and evaluation of the local and easily available substrates using in hydroponics and finally, the identification of plants effects from the particular cultivation system in order to improve productivity. Next, postharvest behavior of rose stems were evaluated relatively to the fast reversal of balance between water absorption and transpiration of cut flower stems during vase life and the investigation of physiological and biochemical changes that take place after harvesting. Rose plants were grown under three different substrates conditions (perlite, pine bark-almond shells 1:1(v/v), and perlite-pumice 1:1(v/v)) and two water regimes (100% and 67% of the irrigation needs). At the beginning, seasonal changes (spring, summer and winter) in photosynthetic parameters, water relations, leaf chlorophyll content, chlorophyll fluorescence and flower stem production were quantified. The photosynthetic rate of young rose leaves had higher values during spring, reduced while winter and obtained the lowest values during summer. Photosynthetic active radiation (PAR) and relative humidity (RH, %) correlated with photosynthesis positively at both water regimes and leaf temperature negatively. Also chlorophyll content of the young leaves showed a high positive correlation with photosynthesis. Stomatal conductance of the young leaves showed the lower value during summer and intercellular CO 2 of the same leaves showed an inverse pattern from leaf photosynthesis. The mean value of the seasons was shown that mild water stress leads to a) a negative effect on the photosynthetic rate and stomatal conductance although there was no reduction on the intercellular CO 2, b) a decline of leaf chlorophyll and chlorophyll fluorescence, c) a decrease on the transpiration rate, leaf water potential (LWP) and relative water content (RWC), however water use efficiency (WUE) was increased, d) a reduction on the total production of flower stems, however, the number of extra quality flower stems was not affected. However, substrates did not affect any 3

11 physiological or biochemical or growth parameters. As a result the reduced metabolic energy represses growth. Also daily changes were quantified in photosynthetic rate (Pn), stomatal conductance (Cs), intercellular CO 2 concentration (Cint, ppm), leaf temperature ( o C) photosynthetic active radiation (PAR) and relative humidity (RH, %) and leaf water potential (LWP) at the 2-3h and at 6-7h after the sunrise. Stomatal conductance and the intercellular CO 2 concentration had positive correlation with photosynthesis, as well as the intercellular CO 2 concentration had positive correlation with stomatal conductance. Photosynthetic rate, stomatal conductance and leaf water potential were differentiated during the day, with the higher values to be observed at the first hours after sunrise and the lowest values at midday for all the substrates, with the lowest percentage of reduction to be observed at the plants which are subjected to mild stress. In another experiment, watering was stopped for 0, 72, and 96 hours (drydown period) and photosynthetic parameters, water relations, chlorophyll fluorescence, carbohydrate and ion content were determined. The imposed drought conditions, in both regimes, caused: i) a negative effect on the photosynthetic rate and stomatal conductance but an increase in the intercellular CO 2, ii) a decline of chlorophyll fluorescence iii) a decrease in transpiration rate and leaf water potential (LWP) but had no effect on relative water content (RWC) and water use efficiency (WUE), iv) an increase in carbohydrate and potassium content but no change in calcium. Summarizing, the reduction in photosynthetic rate without being followed by any change in the intercellular CO 2 concentration was linked to a combination of stomatal and non-stomatal factors, such as water imbalance which can increase mesophyll resistance and subsequent reduction in carboxylation efficiency. As it is concerned the adaptive responses of Rosa Eurored to water stress combined with the dry-down program involved mechanisms at both stomatal and non-stomatal level. The plants maintained their metabolic and physiological processes not simply through stomatal closure but also via osmotic adaptation (higher carbohydrate and potassium concentration). In the next experiment, starch and sugars content (Fructose, glucose and sucrose) at the stage of development 2 and 3 of rose flowers were determined since those factors are essential for the longest vase life. 4

12 The highest values for starch and sugars were observed for the treatment of perlite 100% at the stage 2. Those rose plants were evaluated for the postharvest treatments. Growth regulators as Alar (5, 10, 15, 20ppm), gibberellins (30, 40mg/l) and ethanol (5 and 6%) were evaluated in relation to their influence on the physiological procedures that take place during vase life. The results indicated that the effect of adding growth retardant Alar at 10 and 15ppm, retained better the water balance of the flower stems, also it preserved high carbohydrate content in petals and improved the vase life by maintaining the red color of the flower, arresting the flower opening and by preserving green and healthy foliage. 5

13 ΕΙΣΑΓΩΓΗ 1. Γενικά Τα ανθοκομικά είδη αποτελούν την πλέον εντατική μορφή καλλιέργειας με τις υψηλότερες αποδόσεις ανά μονάδα επιφανείας και νερού. Η ζήτηση ανθοκομικών ειδών στην Ευρώπη και στη διεθνή αγορά συνεχώς αυξάνεται με γοργούς ρυθμούς. Οι ολικές εισαγωγές κομμένων ανθέων παγκοσμίως κατά το 2002 ήσαν $5,500 περίπου εκατομμύρια η δε αύξηση στη διακίνηση κομμένων ανθέων υπολογίζεται σε 5% το χρόνο. Διεθνείς μελέτες, δείχνουν ότι 24% του ποσοστού των παγκόσμιων εισαγωγών κομμένων λουλουδιών καταλαμβάνουν τριαντάφυλλα ενώ 50% τα νέα είδη κομμένων ανθέων. Το ποσοστό των 26% καταλαμβάνουν άλλα 20 είδη όπως τα χρυσάνθεμα, γαρύφαλλα, ορχιδέες, γλαδίολοι, τουλίπες, λίλιουμ, ζέρμπερες, φρέζιες, αλστρομέρια, γυψοφίλη, λυσίανθος, λιμόνιουμ, ανθούριο, δελφίνιο κλπ. (ΥπΑΑΤ) Σε διεθνές επίπεδο η Κίνα µε 40% της παγκόσµιας έκτασης λουλουδιών παράγει το 7% της παγκόσµιας παραγωγής, οι ΗΠΑ µε 6% της παγκόσµιας έκτασης παράγει το 19% και η Ινδία µε 15% παράγει λιγότερο από το 1%. Η Ευρωπαϊκή Ένωση (Ε.Ε) µε µερίδιο 12% στη συνολική παγκόσµια έκταση και 42% στην παγκόσµια παραγωγή ανθέων και φυτών γλάστρας είναι µία από τις περιοχές µε τη µεγαλύτερη ένταση καλλιέργειας ανά εκτάριο. Η υψηλότερη παραγωγικότητα ανά εκτάριο παρατηρείται στην Ολλανδία και στην Ιταλία. Η μεγάλη απόδοση οφείλεται στην ανάπτυξη της παραγωγής σε θερµοκηπιακές εγκαταστάσεις υψηλής τεχνολογίας. Ο σηµαντικότερος εισαγωγέας λουλουδιών σε Ευρωπαϊκό επίπεδο είναι η Ολλανδία και ακολουθούν το Ηνωµένο Βασίλειο και η Γερµανία. Η εισαγωγή γίνεται κυρίως από τη Κένυα, το Ισραήλ, την Κολοµβία και το Εκουαδόρ. Οι κυριότεροι εξαγωγείς λουλουδιών της Ε.Ε είναι η Ολλανδία, η Ιταλία και η Γερµανία. Οι προορισµοί των εξαγωγών των νωπώνφρέσκων λουλουδιών αφορούν κυρίως τις ΗΠΑ, την Ελβετία, τη Ρωσία, τη Νορβηγία και την Ιαπωνία. Τα τριαντάφυλλα παραμένουν σταθερά στην πρώτη θέση για δεκαετίες ενώ τα υπόλοιπα φθίνουν. Η τριανταφυλλιά αποτελεί παγκοσμίως μια από τις σημαντικότερες καλλιέργειες και το τριαντάφυλλο το υπ αριθμό ένα ανθοκομικό είδος στο διεθνές εμπόριο και στις προτιμήσεις των καταναλωτών. Παρουσιάζει 6

14 ενδιαφέρον ως κομμένο άνθος, αλλά και ως φυτό γλάστρας και είναι ένα από τα πιο ακριβοπληρωμένα λουλούδια που διακινούνται διεθνή αγορά. Η ολική καλλιεργούμενη έκταση με ανθοκομικά είδη στην Κύπρο (1010 στρέμματα) αλλά και στην Ελλάδα είναι μικρή όμως η εμπορική ανθοκομία είναι μια νέα σχετικά δραστηριότητα που αναπτύσσεται ολοταχώς. Στην Ελλάδα το σύνολο των καλλιεργούμενων εκτάσεων με ανθοκομικά τόσο υπαίθρου όσο και θερμοκηπίου κατά τις δύο τελευταίες δεκαετίες ( ), κυμαίνονται μεταξύ των στρεμμάτων καθώς οι ανθοκαλλιέργειες υπαίθρου υπέστησαν βαθμιαία μείωση της τάξεως του 18%, περιοριζόμενες από τα στα στρέμματα ενώ αντίθετα οι θερμοκηπιακές ανθοκαλλιέργειες παρουσίασαν βαθμιαία αύξηση από τα στα στρέμματα. Αναφορικά με την παραγωγή των δρεπτών ανθών σύμφωνα με στοιχεία του υπουργείου ΥπΑΑΤ τα τριαντάφυλλα θερμοκηπίου αυξήθηκαν κατά 10%, καθώς έχουμε 22,6% αύξηση των καλλιεργούμενων εκτάσεων και κατά 6% των στρεμματικών αποδόσεων. Αξίζει να σημειωθεί ότι στην Κύπρο η συνολική έκταση των υπό κάλυψη ανθοκομικών φυτών αντιπροσωπεύει μόνο το 1% της αρδευόμενης έκτασης και χρησιμοποιώντας μόνο το 1% σε νερό, αποδίδει το 10% στην συνολική αξία των αρδευόμενων καλλιεργειών ξεπερνώντας κατά πολύ τα λαχανικά, τις πατάτες και τα εσπεριδοειδή. Συγκεκριμένα, η αποδοτικότητα του τριαντάφυλλου είναι ανά κυβικό μέτρο νερού σε σύγκριση με την αμέσως επόμενη καλλιέργεια των λαχανικών που κυμαίνεται στα 3,25-7,69 1,9-4,5 ανά m 3 νερού, τις πατάτες με 0,55-2,82 και τα εσπεριδοειδή με 0,085-0,171 (Chimonidou, 2000). 7

15 Σχ.1: Απόδοση/αξία παραγωγής ανά αρδευόμενη καλλιέργεια (Τιμές παραγωγής) (Chimonidou 2000) Μπανάνες, αβοκάτο 3% Φυλλοβόλα 14% Αμπέλια 3% Ελιές 5% Πατάτες 31% Εσπεριδοειδή 11% Τριφύλλι κλπ. 5% Ετήσια φυτά 2% Θερμοκήπια 10% Λαχανικά 16% Απαραίτητες προϋποθέσεις για τη σωστή ανάπτυξη της Ανθοκομίας είναι: Η παραγωγή άριστης ποιότητας ανθοκομικών προϊόντων Ελάττωση του κόστους παραγωγής (σύγχρονες εξειδικευμένες μονάδες και νέες τεχνικές καλλιέργειας) Σταθερή τροφοδοσία αγοράς 2. Προέλευση και βοτανικά χαρακτηριστικά της τριανταφυλλιάς Η τριανταφυλλιά ανήκει στο γένος Rosa της οικογένειας Rosaceae. Στο γένος αυτό ανήκουν 125 διαφορετικά είδη (18 είναι αυτοφυή της Ελλάδας) φυλλοβόλλα ή αειθαλή με θαμνώδη, δενδρώδη, αναρριχώμενη ή έρπουσα διαμόρφωση. Τα φύλλα της είναι σύνθετα, περιτόκλητα, με 3-13 φυλλάρια διαφόρων σχημάτων και οδοντωτά. Τα άνθη είναι μονήρη ή σε ταξιανθίες στο άκρο κοντών συνήθως ακανθωτών φυλλοφόρων βλαστών. Κάθε άνθος φέρει 8

16 συνήθως 4-5 σέπαλα, 5-35 πέταλα ποικίλων χρωματισμών, πάρα πολλούς στήμονες και ωοθήκη συνήθως μονόχωρη που αποτελείται από πάρα πολλά καρπόφυλλα με πολυάριθμες σπερμοβλάστες. Μετά τη γονιμοποίηση η ανθοδόχη διογκώνεται και σχηματίζει έναν απιοειδή ψευδοκαρπό που περιέχει τους πραγματικούς καρπούς που είναι αχαίνια. Οι σημερινές ποικιλίες τριανταφυλλιάς είναι υβρίδια που προήλθαν από συνεχείς διασταυρώσεις επί σειρά ετών μεταξύ διαφόρων Ασιατικών και Ευρωπαϊκών ειδών. Τα πρώτα υβρίδια προήλθαν από διασταυρώσεις των R. chinensis, R. odorata και R. gallica τα οποία προέρχονται από την Κίνα. Αυτά διασταυρώθηκαν με τη R. damascena και έδωσαν τα υβρίδια Bourbon. Τα υβρίδια αυτά διασταυρώθηκαν με τη R. odorata και έδωσαν τα tea roses από τα οποία προήλθαν τα υβρίδια τσαγιού (tea hybrids) που καλλιεργούνται σήμερα για την παραγωγή δρεπτών τριαντάφυλλων. Τα υβρίδια τσαγιού σχηματίζουν ένα μεγάλο άνθος στην άκρη κάθε στελέχους και ενίοτε λίγα πλευρικά που αφαιρούνται έγκαιρα. Σήμερα καλλιεργούνται πολλά υβρίδια που διακρίνονται για την ποικιλία χρωμάτων, την υψηλή ποιότητα, παραγωγικότητα, διατηρησιμότητα και διακοσμητική αξία. Το τριαντάφυλλο κατέχει την πρώτη θέση ανάμεσα στα δρεπτά άνθη στις περισσότερες ανθαγορές του κόσμου και η ζήτηση του εκτείνεται σε όλη τη διάρκεια του έτους που μεγεθύνεται την περίοδο των μεγάλων εορτών. 3. Υδροπονία - καλλιέργεια σε υποστρώματα Η υδροπονία είναι μία εξελιγμένη και προηγμένη τεχνική με την οποία τα φυτά αναπτύσσονται χωρίς την χρησιμοποίηση εδάφους ή εδαφικών μιγμάτων και η οποία επιτρέπει τον απόλυτο έλεγχο της θρέψης των φυτών. Εφαρμοζόμενη σε θερμοκηπιακές καλλιέργειες, με τον παράλληλο έλεγχο των συνθηκών του περιβάλλοντος του θερμοκηπίου, καθιστά δυνατή την εντατικοποίηση και τον προγραμματισμό της καλλιέργειας. Παρέχει πληθώρα πλεονεκτημάτων σε σχέση με τη συμβατική μέθοδο καλλιέργειας στο έδαφος καθώς, με την εφαρμογή της, επιτυγχάνεται η εξοικονόμηση νερού και λιπασμάτων, η αποφυγή χρήσης φαρμάκων απολύμανσης εδάφους και χρήσης ζιζανιοκτόνων, η εξάλειψη της αμειψισποράς με αποτέλεσμα την αύξηση της απόδοσης, τη βελτίωση της ποιότητας και την ταυτόχρονη μείωση του κόστους παραγωγής. Οι Βόρειες 9

17 Ευρωπαϊκές χώρες με την χρήση υδροπονικών συστημάτων επιτυγχάνουν υπερδιπλάσια παραγωγή και καλό χρονισμό παραγωγής, λόγω σωστής διαχείρισης και εντατικοποίησης των υδροπονικών καλλιεργειών ενώ υστερούν σε κλιματικές συνθήκες. Στην ελληνική και κυπριακή επικράτεια και γενικά στην ευρύτερη περιοχή της Μεσογείου η εφαρμογή των εισαγόμενων υδροπονικών συστημάτων δεν παρουσίασε την αλματώδη άνοδο των βόρειων χωρών λόγω της μικρής προσαρμοστικότητας σε μεσογειακές συνθήκες καλλιέργειας, όμως με το πρόβλημα της έλλειψης του νερού να γίνεται εντονότερο (προβλήματα αλατότητας) έχουν ενταθεί οι προσπάθειες για να μελετηθεί η επίδραση της καλλιέργειας των τριαντάφυλλων με εφαρμογή σύγχρονων μεθόδων καλλιέργειας όπως καλλιέργεια σε υποστρώματα σε σύγχρονες εξειδικευμένες μονάδες για μείωση του κόστους παραγωγής και βελτίωση της ποιότητας ανά μονάδα επιφανείας και νερού (Maloupa et al., 1992). Έχει αποδειχθεί ότι η χρήση υποστρωμάτων εξ ολοκλήρου κοκκωδών (περλίτη) ή ινωδών (τύρφη, πετροβάμβακα και ίνες καρύδας) δεν δίνει τα καλύτερα αποτελέσματα μακρόχρονα για την ευαίσθητη τριανταφυλλοκαλλιέργεια (Maloupa et al., 1992). Για τον λόγο αυτό γίνονται αναμίξεις μεταξύ υλικών διαφόρων προελεύσεων και χαρακτηριστικών, στην προσπάθεια αλληλοσυμπλήρωσης των φυσικοχημικών ιδιοτήτων για την δημιουργία του καταλληλότερου υποστρώματος για την καλλιέργεια της τριανταφυλλιάς σε ξηροθερμικές συνθήκες της Μεσογείου. Παράλληλα, η δυσκολία ανακύκλωσης των τεχνητών υποστρωμάτων και η επιβάρυνση του περιβάλλοντος οδηγούν στη μελέτη και χρήση εγχώριων γεωργικών υποπροϊόντων τα οποία βρίσκονται σε πληθώρα και είναι φθηνότερα από άλλα. Στην προσπάθεια αυτή χρησιμοποιήθηκαν φλούδα αμυγδάλων σε ανάμιξη με φελλό πεύκου και στέμφυλα σε ανάμιξη με περλίτη. 4. Έλλειμμα νερού Παγκοσμίως το νερό είναι από τους πλέον περιοριστικούς παράγοντες στην γεωργική παραγωγή, καθώς γίνεται πιο σπάνιο και η ποιότητα του υποβαθμίζεται σε πολλά μέρη του κόσμού. Αν και ο ρόλος του νερού, του δυναμικού και της ποιότητας του είναι σημαντικότατος στη ζωή του φυτού δεν υπάρχουν σημαντικές ερευνητικές εργασίες που να αναφέρονται στην επίδραση του τόσο στο φωτοσυνθετικό ρυθμό όσο και στη παραγωγικότητα κομμένων 10

18 τριαντάφυλλων υδροπονικής καλλιέργειας. Μεταξύ των αβιοτικών συνθηκών, η ξηρασία αποτελεί κύριο και καθοριστικό περιοριστικό παράγοντα της φυτικής παραγωγής και έναν από τους σημαντικότερους παράγοντες ελέγχου της κατανομής των φυτικών ειδών πάνω στην επιφάνεια του πλανήτη. Περισσότερο από το 35% της επιφάνειας της γης θεωρείται ξηρή ή ημίξηρη, δεχόμενη ποσότητα κατακρημνισμάτων μικρότερη των 500 mm, ποσότητα που θεωρείται ανεπαρκής για τις ανάγκες των περισσοτέρων γεωργικών καλλιεργειών. Ακόμα, όμως, και όταν η ποσότητα των βροχοπτώσεων είναι ικανοποιητική, το γεγονός αυτό δεν συνεπάγεται ομοιομορφία της κατανομής της σε εποχιακή βάση (Wood 2005), προκαλώντας την εποχιακή εκδήλωση του φαινομένου της ξηρασίας. Η μελέτη του κρίσιμου αυτού παράγοντα για τη φυτική παραγωγή καθίσταται ιδιαίτερα σημαντική στις ξηρές και ημίξηρες περιοχές, όπως είναι η Μεσόγειος, Το Μεσογειακό περιβάλλον χαρακτηρίζεται από ψυχρούς - υγρούς χειμώνες και ζεστά - ξηρά καλοκαίρια, με σύνηθες ύψος βροχόπτωσης που κυμαίνεται μεταξύ 250 και 900 mm ετησίως, απαντώμενη σχεδόν αποκλειστικά κατά τη διάρκεια του χειμώνα (από τον Οκτώβριο έως τον Μάιο) (Freitas, 1997; Leport et al., 1998). Συνεπώς, τα φυτά που αναπτύσσονται στη Μεσογειακή ζώνη υπόκεινται, συνήθως, σε συνθήκες ξηρασίας, επαγόμενες από υψηλές διαπνευστικές απαιτήσεις της ατμόσφαιρας και μικρή διαθεσιμότητα του νερού στο έδαφος (Patakas et al., 2002), με αποτέλεσμα την δημιουργία υδατικού ελλείμματος στους φυτικούς ιστούς (Chartzoulakis et al., 1993). 11

19 ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑΣ 1. Έλλειψη νερού Το νερό παίζει σπουδαίο ρόλο στις σημαντικές λειτουργίες και στην επιβίωση των φυτών αφού χρησιμοποιείται ως διαλύτης στις βιοχημικές αντιδράσεις όπως στη φωτοσύνθεση, ως μέσο για τη σταθεροποίηση και λειτουργία βιολογικών μεμβρανών και ενζύμων και ως μέσο μεταφοράς ιόντων και προϊόντων μεταβολισμού (Kozlowski and Pallardy, 1997; Bargali and Tewari, 2004). Επίσης συντελεί στη διατήρηση της σπαργής των κυττάρων και αποτελεί μέσο στήριξης διαφόρων ιστών (Nobel, 1991). Συνεπώς η ανάπτυξη και παραγωγή των φυτών είναι άμεσα συνδεδεμένες με την απορρόφηση νερού. Στα ανώτερα φυτά το νερό απορροφάται με τις ρίζες από το έδαφος και μεταφέρεται μέσω του βλαστού στα φύλλα ως αποτέλεσμα της διαφοράς δυναμικού ριζικής πίεσης και διαπνοής. Ο ρυθμός διαπνοής εξαρτάται κυρίως από την έκταση του ανοίγματος των στομάτων και της διαφοράς της πίεσης υδρατμών στο εσωτερικό του φύλλου και στην ατμόσφαιρα, που είναι άμεσα συνδεδεμένη με τη θερμοκρασία φύλλου και περιβάλλοντος. Η υδατική κατάσταση του φυτού σε μία δεδομένη στιγμή εξαρτάται από το ισοζύγιο απορρόφησης νερού και διαπνοής. Όταν ο ρυθμός απώλειας με την διαπνοή είναι μεγαλύτερος από τον ρυθμό απορρόφησης από τις ρίζες λόγω μειωμένης διαθεσιμότητας του νερού στο έδαφος, το υδατικό περιεχόμενο του φυτικού ιστού θα μειωθεί και επομένως και το υδατικό δυναμικό των φύλλων και βαθμιαία θα εμφανιστεί υδατικό έλλειμμα. Η μειωμένη διαθεσιμότητα του νερού μπορεί να οφείλεται στην πραγματική έλλειψη νερού (ξηρασία) ή στην αδυναμία πρόσληψης του νερού λόγω αλατότητας. (Καραμπουρνιώτης, 2003). Το κοινό χαρακτηριστικό και των δύο περιπτώσεων είναι η διαμόρφωση χαμηλού υδατικού δυναμικού του νερού (και επομένως ελλείμματος νερού) στους φυτικούς ιστούς. Αν το υδατικό έλλειμμα συνεχιστεί τα φυτά θα ξηραθούν εκτός και αν διαθέτουν μηχανισμούς προσαρμογής ή αντίστασης. Η διαθεσιμότητα του νερού στο περιβάλλον επηρεάζει την ανάπτυξη και την επιβίωση των φυτών με αποτέλεσμα την 12

20 ανάπτυξη μορφολογικών χαρακτηριστικών και φυσιολογικών μηχανισμών, που τα φυτά θέτουν σε λειτουργία στην προσπάθεια τους να αναπτυχθούν και να παράγουν φυσιολογικά 2. Παράμετροι της υδατικής κατάστασης του φυτού 2.1. Υδατικό δυναμικό Σχετικό υδατικό περιεχόμενο Η έννοια του υδατικού δυναμικού έχει δύο χρήσεις. Πρώτον, το υδατικό δυναμικό είναι το μέγεθος που κατευθύνει τη μεταφορά εγκάρσια προς τις κυτταρικές μεμβράνες και δεύτερον το υδατικό δυναμικό μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μέτρο για το βαθμό ενυδατώσεως του φυτού παρέχοντας ένα σχετικό δείκτη της υδατικής καταπόνησης στην οποία εκτίθεται το φυτό (Levitt, 1980; Turner, 1981). Το υδατικό δυναμικό των κυττάρων Ψ w, είναι μία σύνθετη παράμετρος που αποτελείται από το αλγεβρικό άθροισμα δύο κυρίως παραμέτρων, του ωσμωτικού δυναμικού (osmotic potential, Ψ s ) και του δυναμικού σπαργής (turgor potential,ψ p ). Στα περισσότερα είδη, η τρίτη παράμετρος, το δυναμικό προσρόφησης (matrix potential, Ψ m ) δεν είναι σημαντικό μέχρι που χάνεται το περισσότερο νερό (50%) από τον φυτικό ιστό και έτσι θεωρείται αμελητέο (Kramer, 1983). Το ωσμωτικό δυναμικό, Ψ s, οφείλεται στην παρουσία διαλυμένων ενώσεων στο χυμοτόπιο. Η σχέση με τον όγκο του νερού στο κύτταρο το καθιστά ένα ευαίσθητο δείκτη της υδατικής κατάστασης του φυτικού ιστού. Το δυναμικό σπαργής αναπτύσσεται εντός του κυττάρου ως αντίδραση στη δράση του ωσμωτικού δυναμικού και της ελαστικής παραμόρφωσης των κυτταρικών τοιχωμάτων. Η μεγάλη δυσκολία της απευθείας μέτρησης του έχει ως αποτέλεσμα να υπολογίζεται από τον αλγεβρικό τύπο -Ψ w = - Ψ s + Ψ p άρα Ψ p = Ψ w - Ψ s που περικλείει όμως πολλούς κινδύνους. Άλλη παράμετρος που μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως δείκτης είναι το σχετικό υδατικό περιεχόμενο (Relative Water Content, RWC) του φυτικού ιστού. Το σχετικό υδατικό περιεχόμενο ενός φυτικού ιστού μπορεί να εκφραστεί ανά μονάδα βάρους του ιστού σε πλήρη σπαργή και είναι ο πιο ακριβής καθώς δεν επηρεάζεται από αλλαγές οι οποίες είναι δυνατόν να συμβούν στο στο ξηρό βάρος του ιστού. αλλά απαιτεί πολύ ακριβή προσδιορισμό, ειδικά όταν ο φυτικός ιστός είναι κοντά στο σημείο του υδατοκορεσμού (Ψ w =0). 13

21 Σε φυτά με υψηλό υδατικό περιεχόμενο, σημαντικές μεταβολές στις φυσιολογικές λειτουργίες μπορεί να προκληθούν με απώλεια μόνο 1-2% του νερού που συνήθως είναι το σφάλμα κατά την μέτρηση του RWC. Για τον ίδιο λόγο σε πολλές μελέτες δεν παρατηρείται μείωση του RWC παρόλο που επηρεάζονται φυσιολογικοί παράμετροι (Hsiao, 1973). Η περιεκτικότητα σε νερό δεν είναι καλός δείκτης της υδατικής καταπόνησης, διότι μικρές αλλαγές στην περιεκτικότητα σε νερό αντιστοιχούν σε μεγαλύτερες αλλαγές του RWC και δεν είναι γνωστή ποια είναι ακριβώς η συσχέτιση του με το υδατικό δυναμικό. Από τα ανωτέρω είναι φανερό ότι η χρήση μίας μόνο παραμέτρου ως δείκτου της υδατικής καταπόνησης δεν είναι αρκετή. Στις περισσότερες περιπτώσεις ένας συνδυασμός του υδατικού δυναμικού και του σχετικού υδατικού περιεχομένου ή του δυναμικού σπαργής δίνει επαρκή εικόνα του μεγέθους της υδατικής καταπόνησης. Το διάγραμμα των Hofler-Thoday (1920) δείχνει επακριβώς την αλληλεξάρτηση των παραγόντων στα διάφορα στάδια αφυδάτωσης του φυτού. Σύμφωνα με αυτό όταν ο ιστός βρίσκεται σε πλήρη σπαργή τότε Ψ w = 0 και συνεπώς Ψ s = -Ψ p. Σε αυτό το σημείο το σχετικό υδατικό περιεχόμενο είναι εξ ορισμού ίσο με τη μονάδα καθώς ο ιστός χάνει νερό, ο όγκος του κυττάρου μειώνεται μαζί του και μειώνεται και το δυναμικό σπαργής μέχρι να μηδενιστεί. Σημαντικό ρόλο στη σωστή εκτίμηση της υδατικής κατάστασης ενός ιστού παίζουν η επιλογή του φυτικού υλικού καθώς και του χρόνου που λαμβάνουν χώρα οι μετρήσεις. Τα φύλλα είναι οι ιστοί που χρησιμοποιούνται κατεξοχήν. Η ηλικία των φύλλων, η θέση και η έκθεση τους στον ήλιο καθώς και η ώρα της ημέρας έχει βρεθεί ότι επηρεάζουν τόσο τις μετρήσεις του υδατικού δυναμικού όσο και του σχετικού υδατικού περιεχομένου. 3. Μηχανισμοί προσαρμογής - αντοχής στη ξηρασία Είναι γενικά παραδεκτό σήμερα ότι τα φυτά διαθέτουν μηχανισμούς με τους οποίους προσαρμόζονται στο περιβάλλον που αναπτύσσονται και ότι η ικανότητα προσαρμογής ποικίλλει από είδος σε είδος. Ο όρος αντοχή στη ξηρασία περιγράφει όλους εκείνους τους μηχανισμούς που τείνουν να διατηρήσουν το φυτό ζωντανό ή την παραγωγικότητα του σε ξηρικές συνθήκες. Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιούν τα φυτά για να αντεπεξέλθουν σε συνθήκες έλλειψης νερού μπορούν καταταγούν σε τρεις κατηγορίες : 14

22 I. αποφυγή της ξηρασίας η οποία αναφέρεται: 1) στην ικανότητα των φυτών να συμπληρώνουν τον βιολογικό τους κύκλο πριν δημιουργηθεί σοβαρό εδαφικό η φυτικό υδατικό έλλειμμα. 2) στην ικανότητα των φυτών να διατηρούν υψηλό επίπεδο ενυδατώσεως των ιστών τους, περιορίζοντας τις υδατικές απώλειες με την αύξηση της στοματικής και της εφυμενιδικής αντίδρασης, λόγω μείωσης φυλλικής επιφάνειας αλλά και στη διατήρηση υψηλών ρυθμών απορρόφησης του νερού από το έδαφος αυξάνοντας την πυκνότητα και το βάθος του ριζικού συστήματος και μειώνοντας τις αντιστάσεις κατά την κίνηση του νερού μέσα στο φυτό. II. αντοχή στη ξηρασία και ανάπτυξη χαμηλών τιμών υδατικού δυναμικού στο φυτό. Στην κατηγορία αυτή τα φυτά αντεπεξέρχονται χάρη στην ικανότητα τους να διατηρούν τη σπαργή των κυττάρων τους παρά την ύπαρξη χαμηλών τιμών υδατικού δυναμικού στους ιστούς. Η διατήρηση της σπαργής σε τέτοιες συνθήκες μπορεί να επιτευχθεί με: 1) τη μείωση του ωσμωτικού δυναμικού παθητικά, με την αύξηση της συγκέντρωσης των διαλυμένων ουσιών εξαιτίας της απώλειας του νερού (αφυδάτωση). ενεργητικά, με την πρόσληψη ιόντων ή άλλων ωσμωτικά ενεργών ουσιών στο χυμοτόπιο των κυττάρων (ωσμωρρύθμιση). Η ωσμωρρύθμιση συμβαίνει ως αντίδραση στη μείωση του υδατικού δυναμικού σε όλα τα όργανα του φυτού και παίζει σημαντικό ρόλο στη διατήρηση της εισροής του νερού σε αυτά κατά τη διάρκεια της ανάπτυξής τους. Με την ωσμωρρύθμιση επιτυγχάνεται η μείωση του ωσμωτικού δυναμικού παράλληλα με τη μείωση του υδατικού και επομένως και η διατήρηση της σπαργής (Kramer, 1983; Mohr and Schopher, 1995; Chimenti et al., 2006) 2) Τη μεταβολή της ελαστικότητας των κυτταρικών τοιχωμάτων (ε), δηλαδή τη δυνατότητα μεταβολής του όγκου των κυττάρων συναρτήσει των μεταβολών στη πίεση της σπαργής τους. Η 15

23 ελαστικότητα των κυτταρικών τοιχωμάτων αποτελεί μια χαρακτηριστική ιδιότητα των φυτικών κυττάρων που καθορίζει την σκληρότητα του κυτταρικού τοιχώματος με συνέπεια την μεταβολή του όγκου συναρτήσει της πίεσης σπαργής (Mohr and Schopfer, 1995). Η ελαστικότητα των κυτταρικών τοιχωμάτων παίζει σημαντικό ρόλο στις υδατικές σχέσεις και την υδατική οικονομία των φυτών καθώς ελέγχει τον τρόπο με τον οποίο το υδατικό δυναμικό μεταβάλλεται συναρτήσει της αλλαγής του όγκου των κυττάρων. Η εμφάνιση υψηλού συντελεστή (ε) δηλώνει μειωμένη ελαστικότητα κυτταρικών τοιχωμάτων, δηλαδή αντιστοιχεί σε άκαμπτα και ανελαστικά κυτταρικά τοιχώματα. Φυτά τα οποία διαθέτουν ελαστικά κυτταρικά τοιχώματα επιτυγχάνουν τη διατήρηση του δυναμικού σπαργής σε υψηλά επίπεδα κατά την μείωση του σχετικού υδατικού περιεχομένου. Επηρεάζεται σημαντικά από το μέγεθος και τον όγκο των κυττάρων καθώς τα μικρά κύτταρα είναι περισσότερο ελαστικά και κατορθώνουν να διατηρούν πιο εύκολα την σπαργή τους (Patakas and Noitsakis, 1999). Συνεπώς τα φυτά που αναπτύσσονται σε συνθήκες έλλειψης νερού έχουν μικρότερο μέγεθος κυττάρων συγκριτικά με εκείνα που αναπτύσσονται σε συνθήκες επάρκειας νερού. 3) Την ικανότητα επιβίωσης, η οποία μετριέται με το ποσοστό υδατικού περιεχομένου που αντιστοιχεί στο 50% απώλειας των κυττάρων. Η ικανότητα επιβίωσης είναι κατά πολύ μεγαλύτερη στα κατώτερα φυτά βρύα, φύκη. Οι σπόροι των ανώτερων φυτών αντέχουν σε συνθήκες παρατεταμένης ξηρασίας ενώ σε ελάχιστα είδη υπάρχει η δυνατότητα της «νεκρανάστασης» των ιστών μετά την παρατεταμένη έκθεσή τους σε συνθήκες έντονης ξηρασίας. Τα σάκχαρα και τα αμινοξέα, ιδιαίτερα η προλίνη και συστατικά όπως η γλυκίνη και η βεταϊνη μπορεί να δρουν προστατεύοντας το κυτόπλασμα και τις μεμβράνες κατά την ξηρασία. Παρόμοιοι μηχανισμοί εμπλέκονται κατά την αντοχή στο ψύχος όπου και πάλι έχουμε ζημίες λόγω αφυδατώσεως. Η προλίνη εμφανίζεται να είναι σημαντική στα κατώτερα φυτά αλλά όχι το ίδιο σημαντική ποσοτικά στα ανώτερα. Υπάρχουν στοιχεία για διαφορές ανάμεσα 16

24 στα φυτά όσον αφορά στην ικανότητα καρβοξυλίωσης και την μεταφορά ηλεκτρονίων σε χαμηλό υδατικό δυναμικό. III. Μηχανισμοί οι οποίοι μεγιστοποιούν την πρόσληψη CO 2 περιορίζοντας την απώλεια του ύδατος, δηλαδή η δυνατότητα αφομοίωσης περισσότερων φωτοσυνθετικών προϊόντων με τη μικρότερη δυνατή απώλεια νερού. Σημαντικό παράδειγμα της προσαρμογής των φυτών κάτω από πολύ έντονη ακτινοβολία αποτελούν τα C 4 φυτά, τα οποία έχουν σχεδόν διπλάσιο ρυθμό φωτοσύνθεσης σε σχέση με τα C 3 (Edwards and Walker, 1983). 4. Ρύθμιση της υδατικής κατάστασης του φυτού Γνωρίζουμε ότι η κίνηση του ύδατος από το έδαφος διαμέσου του φυτού στην ατμόσφαιρα εμπλέκει διάφορους μηχανισμούς μεταφοράς. Στο έδαφος και στο ξύλωμα το νερό κινείται με μαζική ροή σε ανταπόκριση της διαβάθμισης της πίεσης. Στη φάση των υδρατμών το νερό κινείται κατά κύριο λόγο με διάχυση, τουλάχιστον μέχρι να φτάσει στον εξωτερικό αέρα, όπου επικρατεί μια μορφή μαζικής ροής. Όταν το νερό μεταφέρεται διαμέσου μεμβρανών η κινητήρια δύναμη είναι η διαφορά του υδατικού δυναμικού εκατέρωθεν της μεμβράνης. Σε όλες τις καταστάσεις, το νερό κινείται από περιοχές με υψηλό υδατικό δυναμικό προς τις περιοχές χαμηλότερου υδατικού δυναμικού. Συνεπώς από το έδαφος προς τα φύλλα το υδατικό δυναμικό ελαττώνεται σταθερά. Επιπλέον τα συστατικά του υδατικού δυναμικού μπορεί να είναι εντελώς διαφορετικά στα διάφορα τμήματα της διαδρομής. Για παράδειγμα, στο μεσόφυλλο το υδατικό δυναμικό είναι περίπου ίδιο με αυτό στο ξύλωμα, όμως η πίεση σπαργής στο ξύλωμα είναι αρνητική ενώ στο μεσόφυλλο είναι θετική. Αυτή η μεγάλη διαφορά στη πίεση σπαργής, Ψ p, εμφανίζεται εκατέρωθεν της πλασματικής μεμβράνης των κυττάρων του φύλλου. Επειδή όμως η πίεση σπαργής Ψ p δεν αποτελεί μέγεθος που να επιδρά άμεσα, το κύτταρο μπορεί μόνο διαμέσου της μείωσης του ωσμωτικού δυναμικού να κατευθύνει ενεργά την υδατική του κατάσταση. Έτσι το ωσμωτικό δυναμικό ρυθμίζεται σε χαμηλότερα επίπεδα μέσω της συσσώρευσης ωσμωτικά ενεργών μεταβολιτών. Φυσικά σε περίπτωση αφυδάτωσης των ιστών αναμένεται παθητική πτώση του ωσμωτικού δυναμικού 17

25 λόγω συμπύκνωσης του κυτταρικού χυμού. Όμως το ενεργητικό φαινόμενο της ωσμωτικής εξισορρόπησης ή ωσμωρύθμισης έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία χαμηλότερου υδατικού δυναμικού στους ιστούς, λόγω της αύξησης των ωσμωτικά ενεργών ουσιών καθώς η βιοσύνθεση τους επάγεται από την υδατική καταπόνηση (Καραμπουρνιώτης, 2003). Η δυνατότητα της δημιουργίας χαμηλότερου ωσμωτικού δυναμικού στους ιστούς διευκολύνει την πρόσληψη νερού και τη διατήρηση της πίεσης σπαργής σε ανεκτά επίπεδα. Η διατήρηση της πίεσης σπαργής των κυττάρων σε συνθήκες καταπόνησης είναι ιδιαιτέρας σημασίας για τα φυτά, καθώς πολλές φυσιολογικές, μορφολογικές και βιοχημικές διεργασίες εξαρτώνται άμεσα ή έμμεσα από την ύπαρξη της (Jones, 1983; Kramer, 1983). Η αύξηση των φυτικών κυττάρων χρειάζεται την πίεση σπαργής για την τάση των κυτταρικών τοιχωμάτων (Τσέκος, 2003), η λειτουργία των καταφρακτικών κυττάρων οφείλεται στη μεταβολή της σπαργής άρα τόσο η φωτοσύνθεση όσο και η διαπνοή επηρεάζονται σημαντικά (Turner 1974a, Meidner and Eduards, 1975). Επίσης και πολλές ενζυμικές αντιδράσεις εξαρτώνται από τη διατήρηση της σπαργής (Hsiao, 1973). Τέλος η πίεση σπαργής αυξάνει τη μηχανική δυσκαμψία των κυττάρων και των ιστών. Αυτή η λειτουργία της πίεσης είναι ιδιαιτέρως σημαντική για νεαρούς μη αποξυλωμένους ιστούς, οι οποίοι δεν μπορούν να στηριχτούν μηχανικά δίχως υψηλή εσωτερική πίεση. Θα πρέπει να επισημανθεί ότι τα φυτά διαθέτουν την χαρακτηριστική ικανότητα να μεταβάλλουν τον όγκο των κυττάρων τους συναρτήσει των μεταβολών της πίεσης σπαργής τους, την ονομαζόμενη ελαστικότητα των κυτταρικών τοιχωμάτων (ε). Το μέγεθος και ο όγκος των κυττάρων επηρεάζει σημαντικά την δυνατότητα αυτή των κυτταρικών τοιχωμάτων καθώς τα μικρά κύτταρα είναι ελαστικά και κατορθώνουν να διατηρούν πιο εύκολα την σπαργή τους. Έτσι φυτά τα οποία έχουν αναπτυχθεί σε περιβάλλον με υδατικό έλλειμμα έχουν κύτταρα μικρά σε μέγεθος και όγκο. 18

26 5. Φυσιολογικές παράμετροι 5.1. Συμπεριφορά των στομάτων- Αγωγιμότητα στομάτων Τα στόματα αποτελούν τον κυριότερο μηχανισμό των ανώτερων φυτών στο μεταβαλλόμενο εξωτερικό περιβάλλον. Η λειτουργία τους συμβάλλει στη διατήρηση της βιολογικής ακεραιότητας των φυτών σε επίπεδο οργανισμού ενώ επιτρέπει την ανταλλαγή αερίων μεταξύ φυτού και περιβάλλοντος, καθώς εκτός από πύλες εξόδου των υδρατμών είναι και πύλες εισόδου του CO 2 προς τα φωτοσυνθετικά κύτταρα. Τα στόματα έχουν κύριο ρόλο στην διατήρηση της ομοιόστασης των φυτών, τα οποία πρέπει συνεχώς να ρυθμίζουν τις εσωτερικές τους διεργασίες καθώς εκτίθενται και αλληλεπιδρούν με το περιβάλλον που αναπτύσσονται (Zeiger, 1983). Έτσι τα στόματα ανοίγουν για να καθορίσουν το θερμικό ισοζύγιο (Jarvis and Morison, 1981; Μανέτας, 2003; Jones 1998, Dodd 2003) και κλείνουν σε υψηλές συγκεντρώσεις SO 2 και CO 2 για τον κίνδυνο τοξικότητας (Winner and Mooney, 1980). Η λειτουργία των στομάτων επηρεάζεται άμεσα από α) την ποιότητα και ποσότητα του φωτός, καθώς η ζώνη φάσματος του μπλε φωτός διεγείρει το άνοιγμα τους κατά είκοσι φορές περισσότερο σε σχέση με τα άλλα μήκη φωτός (Travis and Mansfield 1981; Ogawa 1981), β) το έλλειμμα των υδρατμών στην ατμόσφαιρα, καθώς όταν τα καταφρακτικά κύτταρα κλείνουν η σχετική υγρασία του αέρα μειώνεται πέρα μίας ορισμένης τιμής, γ) την διαθεσιμότητα του νερού στο έδαφος καθώς η υψηλή ωσμωτική πίεση οδηγεί σε απορρόφηση νερού, αύξηση της πίεσης σπαργής και όγκου των κυττάρων, και έμμεσα από την θερμοκρασία, διότι α) όταν αυξάνεται η θερμοκρασία του φύλλου, αυξάνεται η διαφορά πιέσεων των υδρατμών μεταξύ του εσωτερικού του φύλλου και του αέρα, και επομένως έχουμε την αύξηση του ρυθμού απώλειας νερού μέσω διαπνοής με συνέπεια το κλείσιμο των στομάτων, β) με την αύξηση της θερμοκρασίας του φύλλου (σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες) αυξάνεται η ταχύτητα αναπνοής και φωτοαναπνοής περισσότερο από εκείνη της φωτοσύνθεσης και αυξάνεται η συγκέντρωση του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους με αποτέλεσμα το κλείσιμο των στομάτων, και τέλος γ) η αύξηση της θερμοκρασίας αυξάνει τη διαπνοή, έτσι μειώνεται το υδατικό δυναμικό των φύλλων, έχουμε απώλεια σπαργής και κλείσιμο των στομάτων (Schulze et al., 1980). Οι κατευθύνσεις των στοματικών κινήσεων είναι τέτοιες ώστε όταν υπάρχει επάρκεια νερού βελτιστοποιείται η φωτοσύνθεση, με τις μικρότερες 19

27 απώλειες σε νερό. Όμως, όταν υπάρχει υδατική καταπόνηση τότε προέχει η επιβίωση και τα στόματα παραμένουν κλειστά για την αποφυγή της αφυδάτωσης έστω και αν οι υπόλοιποι παράγοντες εννοούν τη φωτοσύνθεση δηλαδή το άνοιγμα τους. Οι στοματικές κινήσεις σχετίζονται θετικά τόσο με την ωσμωτική πίεση όσο και με την πίεση σπαργής των καταφρακτικών κυττάρων. Έτσι οι αυξομειώσεις στο υδατικό δυναμικό των φύλλων ενδέχεται να μεταβάλλουν την πίεση σπαργής στα καταφρακτικά κύτταρα και επομένως και το άνοιγμα των στομάτων. Η μεταβολή του στοματικού ανοίγματος που επιτυγχάνεται από τη μεταβολή της σπαργής των καταφρακτικών κυττάρων, προκαλεί το κλείσιμο των στομάτων, που είναι η βασική αντίδραση του φυτού στο υδατικό έλλειμμα. (Μανέτας, 2003) Παρά το γεγονός ότι τα στόματα έχουν την τάση να κλείνουν με μείωση του υδατικού δυναμικού του φύλλου (Jarvis, 1980; Ludlow, 1980) είναι γενικά παραδεκτό ότι η αγωγιμότητα δεν επηρεάζεται από τη μείωση του υδατικού δυναμικού μέχρι μίας οριακής τιμής, πέρα της οποίας η αγωγιμότητα μειώνεται ταχύτατα (Turner, 1974; Mansfield and Davies, 1981). Η τιμή αυτή είναι χαμηλότερη όταν τα φυτά έχουν υποβληθεί σε υδατική καταπόνηση (Jones and Pawson, 1979). Τις ώρες που τα στόματα είναι ανοιχτά και όταν η εξάτμιση είναι χαμηλή, η διεργασία της φωτοσύνθεσης γίνεται γρήγορα, δηλαδή ιδιαίτερα τις πρωινές ώρες. Συνεπώς τα κλειστά στόματα κατά την διάρκεια του μεσημεριού και του απογεύματος σε ξηρικές συνθήκες βοηθούν στην μείωση της απώλειας του νερού. Η καλύτερη αγωγιμότητα είναι εκείνη η οποία διατηρεί το κόστος ίσο με το όφελος Φωτοσύνθεση και Διαπνοή Φωτοσύνθεση είναι η φυσικοχημική διαδικασία μέσω της οποίας τα φυτά αφομοιώνουν το CO 2 της ατμόσφαιρας για να συνθέσουν οργανικές ενώσεις. Η φωτοσυνθετική λειτουργία παρουσιάζεται εξαιρετικά ευαίσθητη στην έλλειψη του νερού καθώς επηρεάζεται σε δύο επίπεδα: α) κλείσιμο των στομάτων παρεμπόδιση εφοδιασμού με CO 2 και β) επικράτηση χαμηλού υδατικού δυναμικού στον αποπλάστη δυσλειτουργίες στη φωσφορυλίωση και στη φωτοσυνθετική ροή των ηλεκτρονίων. 20

28 Διαπνοή είναι η απώλεια νερού από τα φυτά υπό μορφή υδρατμών. Η διαπνοή σαν μία διαδικασία εξάτμισης είναι σχετικά απλή όταν όμως εξεταστεί ως μία διεργασία του φυτού γίνεται εξαιρετικά πολύπλοκη, καθώς εξαρτάται από παράγοντες όπως η δομή των φύλλων και η συμπεριφορά των στομάτων, οι οποίοι συνεπιδρούν μαζί με τους φυσικούς παράγοντες. Αναπόφευκτο τίμημα για την απρόσκοπτη είσοδο του CO 2 αποτελεί η ταυτόχρονη απώλεια -μέσω των στομάτων- του νερού. Παρά ταύτα φωτοσύνθεση και διαπνοή έχουν διαφορετική εξάρτηση από την στοματική αγωγιμότητα. Κάτω από σταθερή διαφορά δυναμικού μεταξύ φύλλου-ατμόσφαιρας, η διαπνοή παρουσιάζει γραμμική μεταβολή με τη στοματική αγωγιμότητα, ενώ η φωτοσύνθεση παρουσιάζει σχέση υπερβολής. Δηλαδή υπό ευνοϊκές συνθήκες φωτισμού, υγρασίας και ήπιας υδατικής καταπόνησης, η στοματική αγωγιμότητα μπορεί να είναι πολύ μεγάλη και μικρό κλείσιμο στομάτων θα μειώσει τη διαπνοή με μικρή επίδραση στη φωτοσύνθεση. Αυτό συμβαίνει διότι α) η διάχυση των υδρατμών είναι κατά 1,56 φορές μεγαλύτερη από εκείνη του CO 2, γεγονός που οφείλεται στο ότι η ταχύτητα διαχύσεως μεταβάλλεται αντιστρόφως ανάλογα της τετραγωνικής ρίζας του Μοριακού Βάρους των αερίων, (Farquar and Sharkey 1982; Nobel, 1991) και β) ο ρυθμός φωτοσύνθεσης εξαρτάται από τρεις αντιστάσεις οι οποίες βρίσκονται και λειτουργούν σε σειρά ρυθμίζοντας την ροή του CO 2 από την ατμόσφαιρα στις θέσεις καρβοξυλίωσης: i) την αντίσταση του περιοριστικού διαπνευστικού στρώματος, ii) τη στοματική και εφυμενιδική αντίσταση και iii) την αντίσταση του μεσόφυλλου, ενώ ο ρυθμός διαπνοής καθορίζεται από τις δύο πρώτες (Jarvis and Slatyer, 1970), καθώς η αντίσταση του μεσόφυλλου ως προς την διαφυγή των υδρατμών είναι εξαιρετικά μικρότερη από την αντίσταση των στομάτων με αποτέλεσμα να θεωρείται αμελητέα (Μανέτας, 2003). Η αντίσταση του μεσόφυλλου ολοκληρώνει το έργο των βιοχημικών και βιοφυσικών παραγόντων που σχετίζονται με τη διαφορά στη συγκέντρωση του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους του μεσόφυλλου και των θέσεων καρβοξυλίωσης. Εξαιτίας της πρόσθετης αντίστασης στην φωτοσυνθετική διαδικασία, η διαπνοή αναμένεται ότι επηρεάζεται σε μεγαλύτερο βαθμό από την φωτοσύνθεση ανεξαρτήτως του βαθμού κλεισίματος των στομάτων, καθώς θεωρείται η βασικότερη από τις φωτοσυνθετικές αντιστάσεις (Hanson and Hitz, 1982). Όμως σε συνθήκες αυξημένου υδατικού ελλείμματος, η στοματική αγωγιμότητα θα είναι μικρότερη και το κλείσιμο των στομάτων από το σημείο 21

29 αυτό και μετά θα επηρεάσει κατά το ίδιο ποσοστό τόσο την φωτοσύνθεση όσο και την διαπνοή. Το κλείσιμο των στομάτων, χωρίς καμία αλλαγή στην αντίσταση του μεσόφυλλου, θα πρέπει να μειώσει τη συγκέντρωση του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους (Ci), έως ότου επιτευχθεί μία νέα κατάσταση ισορροπίας μεταξύ ροής και δέσμευσης του CO 2. Ωστόσο σε συνθήκες έλλειψης νερού, η συγκέντρωση του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους συνήθως παραμένει υψηλή, ή τουλάχιστον υψηλότερη από εκείνη που αναμένεται από τη μείωση της φωτοσύνθεσης και της στοματικής αγωγιμότητας (Bradford et al., 1982; Schulze, 1986). Αυτό σημαίνει ότι η αγωγιμότητα του μεσοφύλλου μειώνεται παράλληλα με την στοματική αγωγιμότητα όταν μειώνεται η φωτοσύνθεση και συνήθως μεταφράζεται σαν άμεση παρεμπόδιση της φωτοσυνθετικής μηχανής στο επίπεδο των χλωροπλαστών. Στα περισσότερα φυτά η διαπνοή Ε είναι πιο ευαίσθητη στις αλλαγές της στοματικής αγωγιμότητας παρά η φωτοσύνθεση Pn. Δηλαδή ΔΕ l /ΔPn =λ όπου λ μία σταθερά εξαρτώμενη από το μέσο ρυθμό της απαιτούμενης αφομοίωσης (ή το διαθέσιμο νερό). Αν το νερό είναι λίγο τότε και το λ θα είναι μικρό Αποτελεσματικότητα χρήσης νερού (W.U.E.) Η αποτελεσματικότητα χρησιμοποίησης του νερού (WUE) ορίζεται ως η ποσότητα του νερού που απαιτείται για την παραγωγή μιας μονάδας φυτικού υλικού. Όμως οι ακριβείς ορισμοί τόσο του παραγόμενου υλικού όσο και της απαιτούμενης ποσότητας νερού ποικίλουν μεταξύ των ερευνητών. Από φυσιολογικής άποψης εκφράζεται ως το πηλίκο της φωτοσυνθετικής ταχύτητας προς το ρυθμό διαπνοής (Καραμπουρνιώτης, 2003) δηλαδή είναι η σχέση μεταξύ της ποσότητας του αφομοιώσιμου CO 2 και της ποσότητας του διαπνεόμενου νερού (Fischer and Turner, 1978). Η αποτελεσματικότητα χρήσης νερού της φωτοσύνθεσης εκφράζεται ως WUE=Pn/E (mg CO 2 * g -1 H 2 O) όπου Pn: φωτοσύνθεση και E: διαπνοή. Είναι φανερό ότι και οι δύο παράμετροι ρυθμίζονται από την στοματική αγωγιμότητα του νερού και του CO 2 και την αντίστοιχη διαφορά συγκέντρωσης υδρατμών και CO 2 μεταξύ του εσωτερικού και εξωτερικού περιβάλλοντος του φύλλου (Bacon, 2004) Η αποτελεσματικότητα χρήσης νερού αναφέρεται στην παράμετρο της παραγωγικότητας και όχι στην ικανότητα επιβίωσης των φυτών σε συνθήκες 22

30 ξηρασίας, που μπορεί να είναι συνδεδεμένη αρνητικά με την παραγωγή. Η τιμή της ποικίλει ανάλογα με το είδος, την ποικιλία, τις συνθήκες περιβάλλοντος (υγρασία, θερμοκρασία, ένταση ηλιακής ακτινοβολίας) αλλά και την διαθεσιμότητα του νερού στο έδαφος (Larcher, 1980). Οι διαφορές αυτές αντικατοπτρίζουν και τη διαφορετική ικανότητα προσαρμογής σε ξηροφυτικά περιβάλλοντα. Η W.U.E. είναι σχεδόν διπλάσια στα C 4 φυτά από ότι στα C 3 λόγω του αυξημένου ρυθμού φωτοσύνθεσης των πρώτων, ιδιαίτερα κάτω από συνθήκες υψηλού φωτισμού και θερμοκρασίας. Οι απαιτήσεις των φυτών σε νερό εξαρτώνται από το περιβάλλον όπου διαβιούν. Σε εδάφη πλούσια σε θρεπτικά συστατικά η συνολική διαπνοή αυξάνεται σημαντικά, ωστόσο το νερό χρησιμοποιείται περισσότερο αποδοτικά. Η καλύτερη χρήση νερού προϋποθέτει καλύτερη κατανομή του ανοίγματος των στομάτων στη διάρκεια των περιβαλλοντικών εναλλαγών. Μείωση της στοματικής αγωγιμότητας λόγω έλλειψης νερού προκαλεί συνήθως μεγαλύτερη μείωση στη διαπνοή σε σχέση με τη φωτοσύνθεση έχοντας ως συνέπεια την αύξηση της τιμής της WUE (Turner, 1974a). Αντίθετα μείωση της ηλιακής ακτινοβολίας και της θερμοκρασίας επηρεάζουν περισσότερο την δέσμευση του CO 2 από ότι την αγωγιμότητα των στομάτων και την διαπνοή με αποτέλεσμα την μείωση της WUE ιδιαίτερα στα C 3 φυτά (Lundow and Wilson, 1971). 23

31 6. Διαθέσιμο νερό, υποστρώματα και φυσιολογικοί παράμετροι στην καλλιέργεια τριανταφυλλιάς Η υδροπονική καλλιέργεια έχει χρησιμοποιηθεί για αρκετές δεκαετίες με στόχο την εντατικοποίηση της παραγωγής και τη μείωση του κόστους (Maloupa et al., 1992). Μελέτες για την καλλιέργεια των τριαντάφυλλων σε διάφορα υποστρώματα έχει δώσει πολλά υποσχόμενα αποτελέσματα. Τριαντάφυλλα έχουν παραχθεί σε άμμο (Takano, 1998), χαλίκι (Sarro et al., 1989), σε ηφαιστειογενή υλικά (Raviv et al., 1999), οργανικά υποστρώματα, αεροπονία (Zieslin and Snir, 1989), πετροβάμβακα (Kool and Van de Pol, 1991) και περλίτη (Katsoulas and Baille, 1999). Το κόστος, η διαθεσιμότητα και η εμπειρία χρήσης του κάθε τύπου υποστρώματος είναι οι παράγοντες κλειδιά για την σωστή επιλογή καθώς το νερό, παγκόσμια είναι από τους πλέον περιοριστικούς παράγοντες στην γεωργική παραγωγή, αφού γίνεται όλο και πιο σπάνιο και η ποιότητα του υποβαθμίζεται σε πολλά μέρη του κόσμου. Όμως, τα δεδομένα σε σχέση με την αποδοτικότητα χρήσης νερού για τα τριαντάφυλλα είναι σχετικά λίγα και σύμφωνα με τους Raviv and Blom (2001) και Samartzidis et al. (2005) δεδομένα για την αποδοτικότητα χρήσης νερού σε σχέση με τη φωτοσύνθεση είναι ακόμη πιο σπάνια. Αν και ο ρόλος του υδατικού δυναμικού και η ποιότητα του νερού είναι σημαντικότατη στη ζωή του φυτού δεν υπάρχουν σημαντικές ερευνητικές εργασίες σχετικές τόσο με τη φωτοσυνθετικό ρυθμό όσο και με την παραγωγικότητα καλλιεργούμενων φυτών τριανταφυλλιάς για κομμένα άνθη σε υδροπονική καλλιέργεια. Τα φυτά παραμένουν σε κατάσταση σπαργής όταν η πρόσληψη νερού είναι σε ισορροπία με την απώλεια του νερού μέσω διαπνοής. Όταν ο ρυθμός απώλειας υπερνικά τον ρυθμό πρόσληψης, γίνεται φανερό από τη μείωση του υδατικού δυναμικού του φύλλου. Παρόλο που μεγάλες ποσότητες νερού απορροφούνται από το φυτό, μόνο μικρές ποσότητες χρησιμοποιούνται από το ίδιο ή χρησιμεύει ως δότης υδρογόνου για την αναγωγή του CO 2, αφού το περισσότερο χάνεται στην ατμόσφαιρα με την διαδικασία της διαπνοής. Το νερό κινείται με την διαβάθμιση του δυναμικού από το έδαφος στο αγγειακό σύστημα, στα φύλλα και στην ατμόσφαιρα (Εικ. 1) 24

32 Εικόνα 1. Αντιπροσωπευτική απεικόνηση του υδατικού δυναμικού και των συστατικών του σε διάφορα σημεία της διαδρομής του νερού από το έδαφος διαμέσου του φυτού προς την ατμόσφαιρα. Το υδατικό δυναμικό Ψw μπορεί να μετρηθεί διαμέσου αυτής της συνέχειας, αλλά τα συστατικά ποικίλλουν. Στο υγρό τμήμα της διαδρομής, η πίεση (Ψp), το ωσμωτικό δυναμικό (Ψs) και η βαρύτητα (Ψg), καθορίζουν το μέγεθος Ψw. Στον αέρα μόνο η σχετική υγρασία (RT/V w x ln[rh]) είναι σημαντική. Πρέπει να τονιστεί ότι παρόλο που το υδατικό δυναμικό είναι το ίδιο στο χυμοτόπιο του κυττάρου στο μεσόφυλλο και στο κυτταρικό τοίχωμα, τα συστατικά του μεγέθους Ψw μπορούν να διαφέρουν σε μεγάλο βαθμό (π.χ. σε αυτό το παράδειγμα το μέγεθος Ψp είναι 0.2 MPa στο εσωτερικό του κυττάρου του μεσοφύλλου και -0.7 MPa έξω).(nobel, 1991) 25

33 Ο ρυθμός ροής του είναι ανάλογος με την διαβάθμιση του υδατικού δυναμικού και αντιστρόφως ανάλογος με την αντίσταση του συστήματος εδάφους-φυτού-ατμόσφαιρας. Στα κιβώτια υποδοχής υποστρωμάτων η ικανότητα συγκράτησης υγρασίας ορίζεται ως η ποσότητα του νερού που μένει μετά την αποστράγγιση του πρώτου νερού που ακολουθεί τον κορεσμό του υποστρώματος. Η ποσότητα του διαθέσιμου νερού στο υπόστρωμα ορίζεται ως η διαφορά της ποσότητας νερού μεταξύ της υδατοχωρητικότητας (συνήθως -1 KPa) και στο μη διαθέσιμο νερό (συνήθως -10 KPa). Σε συνθήκες εντατικής καλλιέργειας με μεγάλο λόγο βλαστού /ρίζας, η διατήρηση υψηλού δυναμικού του νερού στο έδαφος έχει θετικό αποτέλεσμα στην παραγωγή των τριαντάφυλλων. Αυτό πιθανόν να οφείλεται στην αποτελεσματική διανομή των φωτοσυνθετικών προϊόντων μεταξύ ριζικού συστήματος και υπέργειου τμήματος (Dasberg and Feigin, 1978). Κάτω από τέτοιες συνθήκες, έλλειψη οξυγόνου μπορεί να θέσει σοβαρό πρόβλημα σε πολλά είδη υποστρωμάτων αν και ο κίνδυνος αυτός είναι σπανιότερος σε πορώδη μέσα. Οι φυσικές ιδιότητες των πορωδών μέσων ανάπτυξης είναι πιο ιδανικές για την καλλιέργεια τριαντάφυλλων. Μπορεί η ποσότητα του διαθέσιμου νερού να είναι μικρότερη σε τέτοια μέσα από ότι στο έδαφος, αλλά είναι πολύ μεγαλύτερο ανά μονάδα όγκου των μέσων ανάπτυξης και η δύναμη συγκράτησης του νερού μικρότερη σε σχέση με το έδαφος. Τα φυτά που μεγαλώνουν σε τέτοια πορώδη μέσα ανάπτυξης έχουν λιγότερες πιθανότητες να αντιμετωπίσουν έλλειψη οξυγόνου σε κατάσταση κορεσμού από ότι τα φυτά στο έδαφος. Τα φυτά γενικά βιώνουν καταστάσεις υδατικής καταπόνησης όταν ο ρυθμός απώλειας από τα φύλλα υπερβαίνει το ρυθμό απορρόφησης από τις ρίζες. Η επίδραση της καταπόνησης εξαρτάται από την ένταση του ρυθμού απώλειας και απορροής, τη διάρκεια της καταπόνησης και της προσαρμογής του φυτού. Η υδατική καταπόνηση έχει άμεση και έμμεση επίδραση στη φωτοσύνθεση και την ανάπτυξη φυτού. Τα φυτά υπό καταπόνηση κλείνουν τα στόματα τους έτσι ώστε να περιορίζουν την άμεση απορρόφηση CO 2 και υδατανθράκων μέσω των κυτταρικών μεμβρανών και επηρεάζει την αποθήκευση των σακχάρων επηρεάζοντας τη σχέση παραγωγής/κατανάλωσης (sink/source). Κάτω από έντονες συνθήκες υδατικής καταπόνησης μπορεί να δημιουργηθεί εγκόλπωση στο ξύλωμα το οποίο αυξάνει την υδραυλική αντίσταση (Dixon et al., 1988). Στην 26

34 γεωργική πρακτική οποιοδήποτε φαινόμενο υδατικής ανεπάρκειας που σχετίζεται με απώλεια παραγωγής είναι ανεπιθύμητο. Όπως ήδη έχει αναφερθεί ότι η έλλειψη νερού επιδρά στη στοματική αγωγιμότητα των C 3 φυτών σε μεγαλύτερο ποσοστό από ότι επιδρά στο φωτοσυνθετικό μεταβολισμό (Schulze and Hall, 1982). Αυτή η αντίδραση στην υδατική καταπόνηση είναι σημαντική προσαρμογή αφού η αποδοτικότητα χρήσης νερού ως προς τη φωτοσύνθεση αυξάνει όταν το εδαφικό νερό μειώνεται. Τα φυτά παραμένουν σε σπαργή όταν η απορρόφηση νερού βρίσκεται σε ισορροπία με την απώλεια νερού μέσω της διαπνοής ή όταν τα όρια της ωσμωτικής προσαρμοστικότητας δεν υπερβαίνονται. Όταν η απώλεια υπερτερεί της απορρόφησης τότε αναπτύσσεται η υδατική καταπόνηση η οποία εκφράζεται με την μείωση του υδατικού δυναμικού στα φύλλα. Η μείωση αυτή εξαρτάται από την επίδραση της απώλειας του νερού στην αύξηση της αντίστασης του νερού στο σύστημα έδαφος-φυτό όπως και μεταβολές στο ωσμωτικό δυναμικό και δυναμικό σπαργής μέσα στο φυτό. Το υδατικό δυναμικό του φύλλου τριανταφυλλιάς συνήθως ποικίλλει μεταξύ -0,4 και -1,0 MPa καθώς εξαρτάται από την ακτινοβολία αλλά και το στάδιο ανάπτυξης ενώ το σημείο μάρανσης για τα τριαντάφυλλα Forever yours είναι στα -1,3MPa κατά τους Aikin and Hanan (1975). Επίσης θεωρούν πως η μέγιστη φωτοσύνθεση πετυχαίνεται στα 500 μmolco 2 m -2 s -1 και με -0,4 MPa υδατικό δυναμικό βλαστού. Οι Augé et al. (1990) ανέφεραν το φαινόμενο της ωσμωρρύθμισης στα φύλλα της Samantha καλλιεργούμενη σε συνθήκες ξηρασίας. Διαπιστώθηκε μείωση στο ωσμωτικό δυναμικό του φυλλώματος μεταξύ σημείου πλήρους σπαργής και σημείου απώλειας σπαργής. Η ωσμωρρύθμιση φαίνεται να προέκυψε από την αυξημένη συγκέντρωση των διαλυτών στα φύλλα λόγω της απώλειας ύδατος από τους ιστούς. Επίσης τα φυτά υπό σκίαση είχαν μικρότερη ικανότητα ωσμωρρύθμισης από εκείνα σε πλήρες φως. Η στοματική αγωγιμότητα είναι υψηλή όταν το φυτό είναι εκτεθειμένο σε ορατό φως (ακτινοβολία) και όταν το υδατικό δυναμικό του φύλλου είναι υψηλό. Η αύξηση και ανάπτυξη των κυττάρων επηρεάζονται από τη σωστή παροχή προϊόντων φωτοσύνθεσης, θρεπτικών στοιχείων και ορμονών και μια θετική πίεση σπαργής στα κυτταρικά τοιχώματα. Ακόμα και μία μικρή μείωση στη σπαργή των κυττάρων μπορεί να οδηγήσει σε μείωση της αύξησης των 27

35 κυττάρων. Σε νεαρά μη πλήρως αναπτυγμένα φύλλα ο ρυθμός διαπνοής είναι μεγαλύτερος (Jones, 1992) και τα κάνει ιδιαίτερα ευαίσθητα σε οποιαδήποτε μεταβολή της υδατικής τους κατάστασης. Τα τριαντάφυλλα θερμοκηπίου εξαιτίας της πρακτικής της συνεχούς κοπής και παραγωγής νέων φυλλαρίων είναι πολύ ευαίσθητα σε συνθήκες υδατικής καταπόνησης. Όταν η στοματική αντίσταση αυξάνει τότε η διάχυση του CO 2 στο μεσόφυλλο μειώνεται και έτσι μειώνεται ο ρυθμός αφομοίωσης του (Blackman and Davies, 1985). Ακόμα εντονότερη καταπόνηση θα οδηγήσει σε μείωση της φωτοσυνθετικής λειτουργίας και του ρυθμού αφομοίωσης. Μέγιστοι φωτοσυνθετικοί ρυθμοί έχουν αναφερθεί για τα φύλλα της τριανταφυλλιάς σε ένταση φωτός από 6,9 μmol m -2 s -1 για την ποικιλία Forever yours (Aikin and Hanan, 1975) ως τα 13 μmol m -2 s -1 για την ποικιλία Samantha (Bozarth et al., 1982). Οι Aikin and Hanan (1975) και οι Bozarth et al. (1982) αναφέρουν πως το σημείο φωτοκορεσμού είναι στα μmol m -2 s -1. Η περιεκτικότητα σε νερό των φύλλων μπορεί να δείξει εάν ή όχι τα φύλλα βρίσκονται σε σπαργή. Την αυγή, όταν τα φυτά έχουν επανέλθει από την απώλεια ύδατος της προηγούμενης μέρας, το σχετικό υδατικό περιεχόμενο έχει τη μεγαλύτερη τιμή ενώ το μεσημέρι έχει τη μικρότερη τιμή. Οι Plaut et al. (1975) βρήκαν ότι το σχετικό υδατικό περιεχόμενο ήταν το χαμηλότερο σε μειωμένο καθεστώς άρδευσης από ό,τι στις κανονικές συνθήκες. Σε καλά αρδευόμενα υποστρώματα υδροπονικής καλλιέργειας συμβαίνει μια ήπια μορφή ωσμωρρύθμισης σε αντιδιαστολή με την αυξανόμενη ηλεκτρική αγωγιμότητα στο υπόστρωμα χωρίς σημαντική επίδραση στην υδατική ισορροπία της τριανταφυλλιάς (Urban et al., 1994). Φυσιολογικά το φυτό αντιδρά στην αυξημένη ηλεκτρική αγωγιμότητα με μειωμένο ρυθμό αύξησης, φυλλική επιφάνεια, υδατικό δυναμικό, αυξημένη στοματική αντίσταση και αποδοτικότητα χρήσης νερού σε σχέση με τη φωτοσύνθεση. Το σχετικό υδατικό περιεχόμενο στα φύλλα της Sonia που καλλιεργήθηκε σε πετροβάμβακα δεν μεταβλήθηκε σημαντικά με αύξηση της αγωγιμότητας από 1,8 στο 3,8 dsm -1, ενώ παρόλα αυτά υπάρχει εποχική επίδραση στο σχετικό υδατικό περιεχόμενο το οποίο μειώθηκε κατά 6-7% την περίοδο του καλοκαιριού. Όσον αφορά την ελαστικότητα των κυτταρικών τοιχωμάτων οι αναφορές είναι αντικρουόμενες (Augé et al., 1990, Urban et al., 1993).Τα φυτά μπορούν να αναπτύξουν μηχανισμούς στην έντονη υδατική καταπόνηση (Janoudi et al., 1993). 28

36 Η διαδικασία αυτή καταναλώνει χρόνο (διαδικασία εγκλιματισμού) και ενέργεια και καταλήγει σε απώλεια παραγωγής. Η ωσμωρρύθμιση είναι μηχανισμός προσαρμογής ο οποίος επάγεται από την έλλειψη ύδατος ή από την αλατότητα. Εμπλέκει χαμηλότερο ωσμωτικό δυναμικό στα φύλλα το οποίο ευνοεί την απορρόφηση νερού από το φυτό και περιορίζει την πίεση σπαργής. Η ωσμωρρύθμιση επιτυγχάνεται από την συγκέντρωση οργανικών διαλυτών και ανόργανων ιόντων. Ωσμωρρυθμιστική ικανότητα στην τριανταφυλλιά έχει αναφερθεί σε προηγούμενες μελέτες για την ποικιλία Madelon (Baas, 1997), Sonia (de Kreij and van de Berg, 1989) και Samantha (Augé et al., 1990). Οι περισσότεροι τριανταφυλλοπαραγωγοί που χρησιμοποιούν υποστρώματα ποτίζουν με 30-50% απορροή για να περιορίσουν την πιθανότητα της μείωσης του ωσμωτικού δυναμικού και τη συγκέντρωση των ιόντων σε τοξικά επίπεδα στο ριζικό σύστημα. Επειδή η συνήθης πρακτική επιτρέπει επαρκή κερδοφορία οι καλλιεργητές δεν έχουν κίνητρο να περιορίσουν τις απώλειες του νερού. Παρόλο που αυτό δεν συνάδει με τις σύγχρονες γεωργικές πρακτικές ακριβείας, γίνεται καθώς το κόστος του ύδατος και των λιπασμάτων περιορίζεται στο 3% των γεωργικών επιχειρήσεων στο Ισραήλ και στον Καναδά. Η εφαρμογή δεδομένων που αφορούν τη δυνατότητα των τριαντάφυλλων στις διαδικασίες προσαρμογής, θα βελτιώσουν τη θερμοκηπιακή καλλιέργεια της τριανταφυλλιάς ενώ ταυτόχρονα θα περιορίσουν τις απώλειες προς το περιβάλλον σε ένα σύστημα ολοκληρωμένης διαχείρισης της παραγωγής Υποστρώματα - καμπύλες υγρασίας Παρόλο που έγιναν προσπάθειες κατασκευής μοντέλων συσχέτισης της φυσιολογικής αγωγιμότητας των φύλλων και του ρυθμού φωτοσύνθεσης με παράγοντες περιβάλλοντος, στην τριανταφυλλιά, εν τούτοις δεν έχουν μελετηθεί επαρκώς και άλλοι παράγοντες, όπως π.χ. το έδαφος ή τα υποστρώματα στα οποία συχνά καλλιεργούνται οι τριανταφυλλιές, ή παράγοντες που αναφέρονται στο καθεστώς άρδευσης και στράγγισης (Jiao and Grodzinski, 1998). Η διάκριση των υποστρωμάτων γίνεται με βάση την προέλευση και τα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά τους. Υπάρχουν αυτά που είναι φυσικής προέλευσης όπως λάβες ή ελαφρόπετρες ή παράγωγα αγροτοβιομηχανικών προϊόντων και εκείνα που προέρχονται από ειδικές βιομηχανικές διαδικασίες τήξης και διόγκωσης του φυσικού πετρώματος, όπως της διογκωμένης αργίλου, 29

37 του περλίτη και του πετροβάμβακα. Από την φυσικοχημική πλευρά διαχωρισμός γίνεται μεταξύ των ινωδών υποστρωμάτων (τύρφη, πετροβάμβακας και ίνες καρύδας) και των κοκκωδών (περλίτης, διογκωμένη άργιλος, ηφαιστειογενή υλικά). Τα πρώτα διαθέτουν υψηλή ικανότητα συγκράτησης υγρασίας ενώ η αεροϊκανότητα είναι αντιστρόφως ανάλογη. Η υδατοϊκανότητα και η αεροϊκανότητα με την σειρά τους μετατρέπονται σε ικανότητα συνεχούς παροχής νερού και οξυγόνου στο ριζικό σύστημα καθώς και θρεπτικών στοιχείων μέσω του διαλύματος. Όσο μεγαλύτερη η υδατοϊκανότητα τόσο λιγότερο υπόστρωμα χρειάζεται. Στα κοκκώδη και ειδικά σε εκείνα με μεγάλη κοκκομετρία, δημιουργούνται υψηλά ποσοστά υγρασίας και αλατότητας κατά μήκος του προφίλ με αποτέλεσμα οι ρίζες να αναπτύσσονται μόνο στον πυθμένα και όχι σε όλο το υπόστρωμα. Η χρήση υποστρωμάτων εξ ολοκλήρου κοκκωδών ή ινωδών έχει αποδειχθεί πως δεν δίνει τα καλύτερα αποτελέσματα σε μακροχρόνια καλλιέργεια για την ευαίσθητη τριανταφυλλοκαλιέργεια (Samartzidis et al., 2005). Για τον λόγο αυτό γίνονται και μίξεις υλικών διαφόρων προελεύσεων και χαρακτηριστικών, στην προσπάθεια αλληλοσυμπλήρωσης των φυσικοχημικών ιδιοτήτων για την δημιουργία του καταλληλότερου υποστρώματος για την καλλιέργεια της τριανταφυλλιάς στις ξηροθερμικές συνθήκες της Μεσογείου. Στην προσπάθεια αυτή καθώς και για την χρησιμοποίηση εγχώριων γεωργικών υποπροϊόντων τα οποία βρίσκονται σε πληθώρα και είναι φθηνότερα από άλλα, χρησιμοποιήθηκαν μίγματα φλούδας αμυγδάλου- φελλού πεύκου (1:1, v/v) και στέμφυλων περλίτη (1:1, v/v) (Chimonidou et al., 2007). Μερικά από τα χαρακτηριστικά των υποστρωμάτων είναι: Ο περλίτης είναι πυριτικό ηφαιστιογενές υλικό που όταν υποστεί επεξεργασία σε θερμοκρασία C και κατόπιν ψυχθεί, διογκώνεται σε όγκο κατά φορές μεγαλύτερο του αρχικού. Είναι αδρανές υλικό με ουδέτερο ph και πολύ χαμηλή ηλεκτρική αγωγιμότητα. Συγκρατεί νερό ίσο με το τριπλάσιο ή τετραπλάσιο του βάρους του (Maloupa et al., 1992). Χρησιμοποιείται ευρέως από τους παραγωγούς διότι παρουσιάζει καλή στράγγιση και αερισμό και μπορεί να χρησιμοποιηθεί πολλές φορές σε διαδοχικές καλλιέργειες μετά από πλύσιμο και απολύμανση. Ο φελλός πεύκου συγκρινόμενος με τον περλίτη, παρουσιάζει πόρους μικρότερου μεγέθους, οι οποίοι απελευθερώνουν το νερό σε μεγαλύτερες πιέσεις 30

38 αναρρόφησης και μεγαλύτερη ικανότητα συγκράτησης της υγρασίας (Πίν. 2) (Chimonidou et al., 2007) Τα στέμφυλα παρουσιάζουν μικρή πυκνότητα μάζας (0,2-0,3 g/cm 3 ) (Πιν. 1) υψηλό πορώδες (60-61%) (πίνακας 2), και ph μεταξύ 6,7 και 7 (Inbar et al., 1986). Περιέχουν υψηλά επίπεδα P και Κ, και συγκρατούν μεγάλο ποσοστό αέρα (59% v/v) αλλά μικρό ποσοστό ευκόλως διαθέσιμου νερού (1,2% v/v) (Reis et al., 2001). Πίνακας 1. Τιμές της φαινομενικής πυκνότητας στερεών των υποστρωμάτων Πηγή: Chimonidou et al., 2007 Υποστρώματα Φαινομενική πυκνότητα (gr/cm 3 ) 100% Περλίτης 0, % Φλούδα αμυγδάλου 0, % Φελλός πεύκου 0, % Στέμφυλα 0, % Περλίτης 50% Φλούδα αμυγδάλου 0, % Περλίτης 50% Στέμφυλα 0, % Φλ. αμυγδάλου -50% Φελλός πεύκου 0,3451 Πίνακας 2. Τιμές του ολικού πορώδους και της εύκολα διαθέσιμης υγρασίας των υποστρωμάτων. Πηγή: Chimonidou et al., 2007 Υποστρώματα Ολικό πορώδες (%) Εύκολα διαθέσιμη υγρασία (%) 100% Περλίτης 62,96 45,84 100% Φλούδα αμυγδάλου 68,11 56,11 100% Φελλός πεύκου 58,28 38,38 100% Στέμφυλα 61,72 40,29 50% Περλίτης 50% Φλούδα αμυγδάλου 53,08 37,58 50% Περλίτης 50% Στέμφυλα 61,6 45,6 50% Φλ. αμυγδάλου -50% Φελλός πεύκου 44,5 24,16 31

39 Τέλος απαραίτητη προϋπόθεση της κατανόησης της συμπεριφοράς του υποστρώματος είναι η μελέτη της χαρακτηριστικής καμπύλης υγρασίας η οποία είναι η σχέση μεταξύ του ποσοστού της εδαφικής υγρασίας και της αρνητικής πίεσης που χαρακτηρίζει κάθε πορώδες μέσο (Childs, 1940). Η συνάρτηση αυτή συνδέει ένα παράγοντα χωρητικότητας, όπως το κατ όγκο ποσοστό της εδαφικής υγρασίας με έναν παράγοντα έντασης, όπως μπορεί να χαρακτηριστεί η ενεργειακή κατάσταση του εδαφικού νερού. Εξαρτάται από την υφή ή την κατανομή του μεγέθους των τεμαχιδίων του εδάφους και την δομή ή την διευθέτηση των τεμαχιδίων αυτών (Salter and Williams 1965, Reeve et al. 1973). Με βάση τις Χαρακτηριστικές Καμπύλες Υγρασίας των εξεταζόμενων υποστρωμάτων (Chimonidou et al., 2007), εξάγονται συμπεράσματα που αφορούν στις φυσικές τους ιδιότητες και κατ επέκταση στον τρόπο διαχείρισης του αρδευτικού νερού, αλλά και στη δυνατότητα χρησιμοποίησης των υλικών, ως μέσα ανάπτυξης, τα οποία ικανοποιούν τα οικονομικά κριτήρια και δίνουν διέξοδο στο πρόβλημα της διάθεσης των παραπροϊόντων αυτών. Οι Χαρακτηριστικές Καμπύλες Υγρασίας παρουσιάζουν μία εικόνα του προφίλ της υγρασίας όπως έχει διαμορφωθεί για ένα εύρος πιέσεων αναρρόφησης σε βάθος 0 έως 70 cm. Αυτή είναι και η περιοχή μέγιστου ενδιαφέροντος, διότι μέσα στα όριά της εκδηλώνεται η βασική συμπεριφορά του υποστρώματος, ως προς την εύκολα διαθέσιμη υγρασία αλλά και την κατανομή του μεγέθους των πόρων για κάθε ένα από τα εξεταζόμενα υλικά (Chimonidou et al., 2007). Το υψηλότερο ολικό πορώδες, εμφανίζεται στο υπόστρωμα του περλίτη και κατόπιν στο μίγμα περλίτη-στέμφυλα και τέλος στο μίγμα της φλούδας αμυγδάλου-φελλός πεύκου (Πιν. 2). Συγκρίνοντας τις τιμές της υγρασίας των υποστρωμάτων σε πίεση απορρόφησης σε βάθος των 70 cm, διαπιστώνεται ότι και τα τρία υποστρώματα συγκρατούν παρόμοια ποσοστό υγρασίας, ενώ σε πίεση απορρόφησης σε μικρότερα βάθη το υπόστρωμα του περλίτη είναι εκείνο που κατακρατεί περισσότερη υγρασία, κατόπιν το μίγμα της φλούδας αμυγδάλου φελλού πεύκου και τέλος το μίγμα του περλίτη-στέμφυλων (Σχ. 1). 32

40 Χαρακτηριστικές καμπύλες υγρασίας υποστρωμάτων 0,8 Θ (cm 3 /cm 3 ) 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 100% περλίτης 50% στέμφυλα-50% περλίτης 50% φλούδια αμυγδάλων-50%περλίτης 100% φελλός πεύκου 50% φλούδια αμυγδάλων-50% φελλός 100% στέμφυλα 100% φλούδια αμυγδάλων 0,2 0,1 0, Μύζηση -Η (cm) Σχήμα 1. Πειραματικά προσδιορισθείσες Χ.Κ.Υ. των υποστρωμάτων Πηγή: Chimonidou et al., 2007 Όσον αφορά την διακύμανση της τιμής της υδραυλικής αγωγιμότητας στον κορεσμό, μεταξύ των τριών υποστρωμάτων, την μεγαλύτερη υδραυλική αγωγιμότητα εμφανίζει το υποστρώματα του περλίτη 100%, το μίγμα του περλίτη 50%- Στέμφυλα 50% και τέλος το μίγμα φλούδα αμυγδάλου50%- φελλός πεύκου 50% (Πιν.3). Πίνακας 3. Τιμές της υδραυλικής αγωγιμότητας στον κορεσμός ( K s ) των υποστρωμάτων. Πηγή: Chimonidou et al., 2007 Υδραυλική αγωγιμότητα στον Υποστρώματα κορεσμό (cm/h) 100% Περλίτης 910,36 100% Φλούδα αμυγδάλου - 100% Φελλός πεύκου 317,05 100% Στέμφυλα 1379,77 50% Περλίτης 50% Φλούδα αμυγδάλου 757,66 50% Περλίτης 50% Στέμφυλα 487,16 50% Φλ. αμυγδάλου -50% Φελλός πεύκου 263,34 33

41 Τα υλικά έχουν ως κοινό χαρακτηριστικό γνώρισμα την γρήγορη στράγγιση σε μικρές τιμές μυζήσεων, ενώ ο περλίτης και το μίγμα περλίτηστέμφυλων έχουν μικρή ικανότητα συγκράτησης της υγρασίας. Τα μέσα ανάπτυξης με τα συγκεκριμένα χαρακτηριστικά απαιτούν συχνή άρδευση με μικρές ποσότητες νερού, ώστε να είναι αποτελεσματική η χρήση τους. Στην αντίθετη περίπτωση όπου παροχετεύονται μεγάλες ποσότητες νερού και όχι σταδιακά, το νερό αποστραγγίζει πολύ γρήγορα χωρίς να λάβει χώρα η απόληψη επαρκούς ποσότητας αυτού από τις ρίζες του φυτού. Καθώς ο αερισμός και η επάρκεια οξυγόνου στο περιβάλλον του ριζικού συστήματος αποτελούν απαραίτητη προϋπόθεση για την φυτική ανάπτυξη, η γρήγορη στράγγιση των συγκεκριμένων υποστρωμάτων εξασφαλίζει καλές συνθήκες αερισμού. Συνεπώς τα υλικά αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν επίσης σαν συστατικά μιγμάτων με άλλα συνεκτικότερα, βελτιώνοντας τις συνθήκες στράγγισης και αερισμού.. 34

42 ΣΚΟΠΟΣ ΤΗΣ ΔΙΑΤΡΙΒΗΣ Σκοπός της ερευνητικής εργασίας αυτής ήταν η αναγνώριση και η κατανόηση των επιδράσεων που ασκούνται στα φυτά σε συνθήκες υδατικής καταπόνησης σε υδροπονικό σύστημα καλλιέργειας σε διάφορα υποστρώματα με στόχο τον προσδιορισμό των προσυλλεκτικών και μετασυλλεκτικών παραγόντων που επηρεάζουν την καλλιέργεια δρεπτών τριαντάφυλλων. Για το σκοπό αυτό μελετήθηκαν : Η επίδραση της ήπιας και έντονης καταπόνησης στην αύξηση και σε φυσιολογικές παραμέτρους τριαντάφυλλων σε υδροπονική καλλιέργεια σε διάφορα υποστρώματα. Η επίδραση βιορρυθμιστών (ρυθμιστικών ουσιών αύξησης και ανάπτυξης) στις μετασυλλεκτικές φυσιολογικές διεργασίες και στη διάρκεια ζωής στο ανθοδοχείο δρεπτών τριαντάφυλλων. 35

43 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Augé, R.M., Stodola, A.J.W., Penell, B.D., osmotic and turgor adjustment in Rosa foliage drought-stressed under varying irradiance. J. Am. Soc.Hort. Sci. 115, Aikin, W.J.,and Hanan, J.J., Photosynthesis in the rose: effect of light intensity, water potential and leaf age. J.Am. Soc. Hort. Sci. 100, Baas, R., van den Berg, D., Braamhorst, P., Natrium-ophoping bij rose Madelon : effecten op productie, kwaliteit and nutrientenopname. Proefstation voor Bloemisterij en Glasgroente, Aalsmeer, The Neverlands. Report No. 87, 30pp. ISSN Bradford, Hsiao, T.C., Yang,S.F., Inhibition of ethylene synthesis in tomato plants subjected to anaerobic root stress. Plant Physiol. 70: Bargali, K., and A. Tewari, Growth and water relation parameters in drought-stressed Coriaria nepalensis seedlings. J. Arid Environ. 58: Bacon, M.A., Water use efficiency in plant biology. pp In: Water Use Efficiency in Plant Biology (M.A. Bacon, Ed). Blackwell Publishing, Oxford. Blackman, P.G., and Davies, W.J., Root to shoot communication. J. Exp. Bot. 36, Bozarth, C.S., Kennedy, R.A., Schekel, K.A., The effects of leaf age on photosynthesis in roses. J. Am. Soc.Hort. Sci. 107, Childs E.C. (1940). The use of soil moisture characteristics in soil studies. Soil Sci., 50, Chimenti, C.A., Marcantonio, M., Hall, A.J., Divergent selection for osmotic adjustment results in improved drought tolerance in maize (Zea mays L.) in both early growth and flowering phases. Field Crops Res. 95: Chartzoulakis, K., Noitsakis, B., Therios, I., Photosynthesis, plant growth and dry matter distribution in kiwifruit as influenced by water deficits. Irrig. Sci. 14: 1-5. Chimonidou-Pavlidou, D., Correlation between internal and external stages of rose development. Acta Hort. 515:

44 Chimonidou, D., Vassiliou, L., Kerkides, P., Psyhoyiou, M., Rose Cultivation in Cyprus Under Two Irrigation Regimes Using Local Substrates. Options Mediterraneennes, Series B, No 56, Vol. II, p Dasberg, S., and Feigin,A., The effect of irrigation, fertilization and organic matter on roses grown in four soils in the greenhouse.sci.hort De Kreij, C., van den Berg, T.J.M., Lage EC beinvloedt kwaliteit roos positief. Vakblad Voor de Bloemisterij 44 (4), Dixon, M.A., Butt, J.A.,Murr, D.P., Tsujita, MJ., water relations of cut greenhouse roses: the relationship between stem water potential, hydraulic conductance and cavitation. Sci.Hort. 36, Dodd, I.C., Hormonal interactions and stomatal responses. J. Plant Growth Regul. 22: Edwards, G., and D. Walker, C3, C4: Mechanisms and Cellular and Environmental Regulation of Photosynthesis. Blackwell Scientific Publications, Oxford. Farquar, G.D., and Sharkey, T.D., Stomatal conductance and photosynthesis, Annu. Rev. Plant Physiol. 33: Fischer, R.A., and Turner, N.C., Plant production in arid and semi arid zones. Ann.Rev. Plant Physiol. 29: Freitas, H.M.O., Drought. pp In: Plant Ecophysiology (M.N.V. Prasad, Ed). John Wiley & Sons, Inc., New York. Hanson, A.D., and Hitz, W.D., Metabolic responses of mesophytes to plant water deficits. Ann.Rev. Plant Physiol. 33: Hsiao, T.C., Plant responses to water stress. Ann. review plant physiology 24, Janoudi, A.K., Widders, I.E., Flore, J.A., Water deficit and environmental factors affect photosynthesis in leaves of cucumber (Cucumis sativus). J. Am. Soc. Hort. Sci. 118, Jarvis, P.G., and Slatyer, R.O, The role of the mesophyll cell wall in leaf respiration. Planta, 90, Jarvis, P.G., Stomatal response to water stress in conifers. In: Adaptation of Plants to Water and High Temperature Stress, N.C. Turner and P.J. Kramer (eds.), John Wiley &Sons, New York, pp ,

45 Jiao, J., and Grodzinski, B., Environmental influences on photosynthesis and carbon export in greenhouse roses during development of flowering shoot. J. Am. Soc. Hort. Sci. 123, Jones, H.G., Plants and microclimate. Cambridge University Press, Cambridge, UK. Jones, H.G., Plants and microclimate. 2 nd Edition. Cambridge University Press, Cambridge, UK. Jones, H.G., Stomatal control of photosynthesis and transpiration. J. Exp. Bot. 49: Inbar, Y., Chen, Y., Hadar, Y., The use of composted separated cattle manure and grape marc as peat substitute in Horticulture: ISHS Acta Horticulturae 178: Symposium on Nutrition, Growing Techniques and Plant Substrates, pp Katsoulas, K.C.N., and Baille, A., Transpiration and canopy resistance of greenhouse soilless roses: measurements and modelling. Acta Hort. 507, Kool, M.T.N., and Van de Pol, P.A., The rose cultivar Madelon on rockwool. The rootstock has a considerable influence on flower yield. Vakblad voor de Bloemisterij 46, Kramer, P.J., Water Relations of Plants. Academic Press, New York. Kozlowski, T.T., and Pallardy S.G., Physiology of woody plants. Academic Press, San Diego. Levitt, J., Responses of Plants to Environmental Stress. Academic Press, New York. Leport, L., N.C. Turner, R.J. French, D. Tennant, B.D. Thomson Siddique, K.H.M., Water relations, gas exchange and growth of cool-season grain legumes in a Mediterranean-type environment. Eur. J.Agron. 9: Lundow, M.M., Adaptive significance of stomatal responses of water stress. In: Adaptation of Plants to Water and High Temperature Stress, N.C. Turner and P.J. Kramer (eds.), John Wiley &Sons, New York, pp , Lundow, M.M. and Wilson, G.L., Australian journal of Biology Science 24,

46 Lieth, J.H., and Pasian, C.C., A model for net photosynthesis of rose leaves as a function of photosynthetically active radiation, leaf temperature, and leaf age. J. Am. Soc. Hort. Sci. 115, Maloupa, E., Mitsios, I., Martinez, P.F., Bladenopoulou, S., Study of substrate use in Gerbera soilless culture grown in plastic greenhouses. Acta Hort. 323, Mansfield, T.A. and Davies, W.J., Stomata and stomatal mechanisms. In the Physiology and Biochemistry of Drought Resistance in Plants, ed. L.G. Paleg. D.Aspinall, pp San Francisco: Academic, 492pp Mohr, H. and Schopfer, P., Plant Physiology. Springer-Verlag, Berlin. Nobel, P.S., Physicochemical and Environmental Plant Physiology. Academic Press, San Diego. Ogawa T., Blue light response of stomata with stah-containing. (Vicia faba) and stah-deficint (Allium cepa) guard cells underbackground illumination with red light. Plant Sci. Lett. 22: Patakas, A. and Noitsakis, B., Mechanisms involved in diurnal changes of osmotic potential in grapevines under drought conditions. J. Plant Physiol. 154: Patakas A., Nicolaou, N., Zioziou, E., Radoglou, K., Noitsakis, B., The role of organic solute and ion accumulation in osmotic adjustment in drought stressed grapevines. Plant science 163: Plaut, Z., Halevy, A.H., Diskin, Y., Diurnal pattern of plant water status and CO 2 fixation of roses as affected by irrigation regimes. J. Am. Soc.Hort.Sci. 100, Rawson et al Planta 134, 5 Raviv, M., Wallach, R., Silber, A., Medina, S., Krasnovsky, A., The effects of hydraulic characteristics of volcanic materials on yields of roses grown in soilless culture. J. Am. Soc. Hort. Sci. 124, Raviv, M., and Blom, T.J., The effects of water availability on photosynthesis and productivity of soilless-grown cut roses. Sci. Hort. 88, Reis, M., Inacio, H., Rosa, S., Caccedillo, J., Monteiro, A., Grape marc compost as an alternative growing media for greenhouse tomato: ISHS 39

47 Acta Horticulturae 554: World Congress on Soilless Culture: Agricuture in the coming Millenium, pp Salter, P. J., and J. B. Williams, The influence of texture on moisture characteristics of soils. Part I: A critical comparison of techniques for determining the available water capacity and moisture characteristic curve of a soil. J. Soil Sci. 16: Samartzidis, C., Awada, T., Maloupa, E., Radoglou, K., Constantinidou H-I.A., Rose productivity and physiological responses to different substrates for soil-less culture. Scientia Horticulturae 106, Sarro, M.J., Sanchez, M.J., Miyar, C., Zornoza, P., Nutritional requirements of two rose cultivars grown in gravel culture. Acta Hort. 246, Schulze, E.D., and Kuppers, M., Short term and long term effects of water deficits on stomatal responses to humidity in Corylus avellana L. Planta 146, Schulze, E.D., Lange O.L., Evenari M., Kappen L., Buschbom U., Long term effects of drought on wild and cultivated plants in the Negev Desert. 45: Schulze, E.D. and Hall, A.E., Stomatal responses, water loss and CO 2 assimilation rates of plants in contrasting environments. In: Lange, O.L., Nobel, P.S., Osmond, C.B., Ziegler, H.(Eds.), Physiological Plant Ecology. II. Water relation and Carbon Assimilation, Encyclopedia of Part Physiology, New Series, Vol. 12B. Spinger, Berlin, pp Schulze, E.D., Carbon dioxide and water vapour exchange in response to drought in atmosphere and in the soil. Ann.Rev. Plant Physiol. 37, pp Takano, T., Effect of conductivity and temperature of nutrient solution on the mineral nutrition of horticultural crops in water culture. Acta Hort. 230, Travis, A.J. and Mansfield, T.A., Light saturation of stomatal opening on the adaxial and abaxial epidermis of Cumelina comununis. J.Exp. Bot., 32, Turner, N.C., Stomatal behaviour and water status of maize sorghum and tobacco under field conditions, II. At low soil potential. Plant physiology, 53:

48 Turner, N.C., 1974a. In mechanism of regulation of plant growth (R.L.Bieleski, A.R. Ferguson, and MM Creswell, eds.)bull. R. Soc.N.Z.12, Turner, N.C.,1981. Techniques and experimental approaches for the measurement of plant water status. Plant Soil 58: Urban, L., Jaffrin, A., Chraibi, A., Analysis of pressure-volume curves of Rosa hybrid acv. Sonia. J. Exp. Bot.. 44, Urban, L., Brun, L., Pyrrha, P., Water relations of leaves of Sonia rose plants grown in soilless greenhouse conditions. HortScience 29, Winner, W.E. and Mooney, H.A., Responses of Hawaiian plants to volcanic sulphur dioxide: stomatal behaviour and foliar injury. Science 210: Wood, A.J., Eco-physiological adaptations to limited water environments. pp: In: Plant Abiotic Stress (M.A. Jenks and P.M. Hasegava, Eds). Blackwell Publishing, Oxford. Zeiger, E.J., The biology of stomatal guard cells. Ann. Rev. Plant Physiology, 34: Zieslin, N., and Snir, P., Responses of rose plants cultivar Sonia and Rosa indica major to changes in ph and aeration of the root environment in hydroponic culture. Sci. Hort. 37, Καράταγλης, Σ.Σ., Φυσιολογία Φυτών. Εκδόσεις Art of Text, Θεσσαλονίκη. Καραμπουρνιώτης, Γ.A., φυσιολογία καταπονήσεων των φυτών. Εκδόσεις ΕΜΒΡΥΟ, Αθήνα. ISBN Μανέτας, Ι., Πρόσληψη και μεταφορά νερού. Φυσιολογία Φυτών από το μόριο στο περιβάλλον. Πανεπιστημιακές εκδόσεις Κρήτης. Προοπτικές ανάπτυξης τομέα ανθοκομίας. Σεπτέμβριος Υπ.Α.ΑΤ. γραφείο γενικού γραμματέα Κ.Σκιαδά. 41

49 ΕΝΟΤΗΤΑ Ι: Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΟΥ ΕΠΙΠΕΔΟΥ ΑΡΔΕΥΣΗΣ ΚΑΙ ΤΟΥ ΥΠΟΣΤΡΩΜΑΤΟΣ ΣΤΙΣ ΥΔΑΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΤΙΚΕΣ ΠΑΡΑΜΕΤΡΟΥΣ ΚΑΘΩΣ ΚΑΙ ΣΤΗ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΑΝΘΙΚΩΝ ΣΤΕΛΕΧΩΝ ΦΥΤΩΝ ΤΡΙΑΝΤΑΦΥΛΛΙΑΣ ROSA EURORED (ΗΤ) ΣΕ ΥΔΡΟΠΟΝΙΚΗ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ I.1 ΠΕΡΙΛΗΨΗ Ο σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η διερεύνηση και η βαθύτερη κατανόηση της ικανότητας προσαρμογής στην υδατική καταπόνηση της κόκκινης ποικιλίας τριανταφυλλιάς Eurored που καλλιεργήθηκε σε υδροπονική καλλιέργεια στο θερμοκήπιο κατά τη διάρκεια της άνοιξης, του καλοκαιριού και του χειμώνα. Τα φυτά καλλιεργήθηκαν σε τρία υποστρώματα (περλίτης, φελλός πεύκου-φλούδες αμυγδάλου 1:1 (κ.ο.) και περλίτης-στέμφυλα 1:1 (κ.ο.)) και με δύο επίπεδα άρδευσης που ανταποκρίνονται στο 100% και 67% των πραγματικών αναγκών άρδευσης. Προσδιορίστηκαν φωτοσυνθετικές παράμετροι, υδατικές σχέσεις, φθορισμός και συγκέντρωση της χλωροφύλλης και παραγωγή ανθικών στελεχών. Η ήπια υδατική καταπόνηση δημιούργησε κατά μέσο όρο των εποχών α) αρνητική επίδραση στο φωτοσυνθετικό ρυθμό και τη στοματική αγωγιμότητα, αλλά όχι στην συγκέντρωση του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους, β) μείωση της συγκέντρωσης και του φθορισμού της χλωροφύλλης, γ) μείωση στο ρυθμό διαπνοής, στο υδατικό δυναμικό, στο σχετικό υδατικό περιεχόμενο αλλά αύξηση της αποδοτικότητας χρήσης νερού, δ) μείωση στην παραγωγή ανθικών στελεχών όμως ο αριθμός των ανθικών στελεχών ποιότητας extra δεν επηρεάστηκε. Τα υποστρώματα δεν επηρέασαν καμία φυσιολογική ή βιοχημική παράμετρο. Από τα αποτελέσματα προκύπτει ότι η μείωση στο φωτοσυνθετικό ρυθμό, χωρίς να ακολουθείται από καμία αλλαγή στη συγκέντρωση του CO 2, συνδέεται με το συνδυασμό στοματικών και μη-στοματικών παραγόντων όπως διαταραχή του υδατικού ισοζυγίου το οποίο μπορεί να αυξήσει την μεσοφυλλική αντίσταση και συνεπακόλουθα την ικανότητα καρβοξυλίωσης. Ως αποτέλεσμα, η περιορισμένη μεταβολική ενέργεια στον φυτικό ιστό περιορίζει την ανάπτυξη. I.2. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Παρά την μεγάλη πρόοδο στην κατανόηση της επίδρασης της υδατικής καταπόνησης στην φωτοσυνθετική ικανότητα του φυτού δεν υπάρχει ακόμη μία ενιαία άποψη. Η αντιπαράθεση για το αν η έλλειψη ύδατος επηρεάζει τη 42

50 φωτοσυνθετική λειτουργία είτε δια του κλεισίματος των στοματίων των φύλλων είτε δια της μεταβολικής οδού εγείρεται από τις πρώτες αναφορές για την επίδραση της υδατικής καταπόνησης στην φωτοσύνθεση. Το κλείσιμο των στομάτων περιορίζει τόσο τον φωτοσυνθετικό ρυθμό όσο και τη συγκέντρωση του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους των φύλλων, και αναστέλλει τον μεταβολισμό. (Cornic, 2000). Σε μη στοματικούς παράγοντες αποδίδονται η ικανότητα καρβοξυλίωσης (Wise et al., 1991), η μείωση της ενεργότητας της Rubisco (Medrano et al., 1997). Η παραγωγή δρεπτών τριαντάφυλλων θεωρείται από τις σημαντικότερες θερμοκηπιακές καλλιέργειες και ενώ ο ρόλος του υδατικού δυναμικού αποτελεί σημαντικό παράγοντα τόσο για την φωτοσυνθετική λειτουργία όσο και την παραγωγικότητα της υδροπονικής καλλιέργειας, δεδομένα σε σχέση με την επίδραση της υδατικής καταπόνησης στα τριαντάφυλλα είναι μάλλον σπάνια (Raviv and Blom, 2001; Samartzidis et al., 2005). Σε μίνι-τριανταφυλλιές οι Őgren and Őquist (1985) αναφέρουν ότι η μείωση του φωτοσυνθετικού ρυθμού στα πρώτα στάδια της υδατικής καταπόνησης οφείλεται στον συνδυασμό στοματικών και μη-στοματικών παραγόντων ενώ η περαιτέρω μείωση της φωτοσύνθεσης κάτω από έντονη υδατική καταπόνηση είναι αποτέλεσμα μη στοματικών παραγόντων όπως βιοχημικές μεταβολές οι οποίες επάγονται από την έντονη έλλειψη ύδατος. Ωστόσο η εμπειρία τόσο της υδροπονικής καλλιέργειας όσο και της καλλιέργειας σε υποστρώματα είναι ελλιπής και σίγουρα η έρευνα σε αυτό τον τομέα είναι επιτακτική, δεδομένου ότι το ενδιαφέρον των καλλιεργητών γίνεται όλο και πιο έντονο τα τελευταία χρόνια. Η ανάπτυξη της υδροπονίας σε υποστρώματα είναι αρκετά διαδεδομένη σήμερα και η χρήση ποικίλων υποστρωμάτων είναι γεγονός (Olympios, 1993). Φυσικά η χρησιμοποίηση υποστρωμάτων με διαφορετικές φυσικό-χημικές ιδιότητες μπορεί να έχει άμεση επίπτωση στην αύξηση-ανάπτυξη των καλλιεργειών (Jolliet et al., 1993). Ιδιαίτερα μεγάλο ενδιαφέρον παρουσιάζεται στη χρήση εγχώριων υποστρωμάτων χαμηλού κόστους και φιλικών προς το περιβάλλον με καλές ιδιότητες και απόδοση εξίσου καλή με άλλα εισαγόμενα εμπορικά υποστρώματα υδροπονίας (Maloupa et al., 1992;) Έτσι ο σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η διερεύνηση και η κατανόηση της ικανότητας προσαρμογής των τριαντάφυλλων σε συνθήκες υδατικής καταπόνησης σε υδροπονική καλλιέργεια στο θερμοκήπιο. 43

51 I.3. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ Το πείραμα διεξήχθη σε αυτοματοποιημένο θερμοκήπιο 250 τ.μ. καλυμμένο με πλαστικό φύλλο πολυαιθυλενίου με έκθεση βορρά- νότου, στο Ινστιτούτο Γεωργικών Ερευνών Λευκωσίας. Τα φυτά φυτεύτηκαν σε υποστρώματα, με κανονική (100%) ή μειωμένη (67%) άρδευση, στις 22 Φεβρουαρίου 2002 (φωτ. 1). Χρησιμοποιήθηκαν τρείς διαφορετικοί συνδυασμοί υποστρωμάτων: περλίτης 100%, περλίτης 50% + στέμφυλα 50%. (φωτ. 2) φλούδα αμυγδάλου 50% + φελλός πεύκου 50% (φωτ, 3) Εφαρμόστηκαν 2 ξεχωριστά προγράμματα άρδευσης σε ανοικτό υδροπονικό σύστημα (φωτ. 4). Η ποσότητα του νερού που εφαρμόστηκε στο πρώτο πρόγραμμα (100%) ήταν ίση με εκείνη που είναι απαραίτητη στα φυτά ενώ στο δεύτερο εφαρμόστηκε μειωμένη κατά 33% ποσότητα νερού έτσι ώστε να διασφαλιστεί η υδατική καταπόνηση. Στο πρώτο πρόγραμμα τα φυτά αρδεύονταν κατά τη διάρκεια της ημέρας 6 φορές για 2 λεπτά (6 x 133 ml= 800 ml) και στο δεύτερο 4 φορές για 2 λεπτά (4 x 133 ml~ 530 ml- μείωση κατά 33%), με ρυθμό παροχής 4 L/h. Η συχνότητα και διάρκεια των δύο αυτών προγραμμάτων βασίστηκε σε μελέτες στην καλλιέργεια της τριανταφυλλιάς (Chimonidou- Pavlidou, 1999; Chimonidou et al., 2007) και στις καμπύλες υγρασίας για τα συγκεκριμένα υποστρώματα (περλίτης με ολικό πορώδες 63% και εύκολα διαθέσιμο νερό 45,8% στα 0-50 cm, φελλός πεύκου- φλούδες αμυγδάλου με ολικό πορώδες 44,5% και εύκολα διαθέσιμο νερό 24,16% και περλίτης-στέμφυλα με ολικό πορώδες 61% και εύκολα διαθέσιμο νερό 45,6%). Το ποσοστό αποστράγγισης ήταν πολύ χαμηλό (5-15%), το ph διορθωνόταν στην τιμή του 6,5 με προσθήκη HNO 3 1Ν και η αγωγιμότητα σε 1,7-1,9 ds/m με την προσθήκη καθαρού βρόχινου νερού σε εβδομαδιαία βάση. Κάτω από αυτές τις συνθήκες το υδατικό περιεχόμενο στη ριζόσφαιρα (30cm βάθος) για το επίπεδο άρδευσης 67%, ως μέσος όρος των υποστρωμάτων, ήταν το ένα τρίτο από τον αντίστοιχο μέσο όρο των υποστρωμάτων στο επίπεδο άρδευσης 100% (3,6% ένατι 9,5% αντίστοιχα) (Σχ. 1) όπως καταγραφόταν η υγρασία του υποστρώματος, σε 5 διαφορετικά επίπεδα με τη χρήση υγρασιομέτρου τύπου TDR. 44

52 ΠΟΣΟΣΤΟ ΥΓΡΑΣΙΑΣ (%) ,5 0,5 3,2 0,8 3,6 9,5 5,2 14,6 1ο 2ο 3ο 4ο 5ο ΒΑΘΟΣ ΥΠΟΣΤΡΩΜΑΤΟΣ (ΕΠΙΠΕΔΑ) 6,5 18,3 Stress Normal Σχήμα 1. Ποσοστό υγρασίας (%) ανά επίπεδο βάθους ως μέσος όρος των υποστρωμάτων Κάθε συνδυασμός υποστρώματος και επιπέδου άρδευσης είχε 4 επαναλήψεις και χρησιμοποιήθηκαν 6 φυτά ανά επανάληψη. Τα φυτά φυτεύτηκαν σε υπερυψωμένα παρτέρια από πολυστερίνη, μήκους 1 m, πλάτους 40 cm και ύψους 60 cm, και επενδυμένα εσωτερικά με μαύρο πλαστικό με 6 φυτά/παρτέρι. Στο κάτω μέρος κάθε παρτεριού υπήρχε οπή και σωλήνας αποστράγγισης παρέχοντας την δυνατότητα συλλογής του νερού στράγγισης. Συνολικά φυτεύτηκαν 24 παρτέρια και τοποθετήθηκαν στο θερμοκήπιο σε 2 σειρές σε τυχαιοποιημένες θέσεις. Τα φυτά αναπτύσσονταν με την τεχνική του λυγίσματος έτσι ώστε να παραμένει στα φυτά, φύλλωμα ικανό για την φωτοσυνθετική δραστηριότητα και την παραγωγή φωτοσυνθετικών προϊόντων όταν τα ανθικά στελέχη απομακρύνονταν από το μητρικό φυτό. Τυφλοί βλαστοί και κοντά, λεπτά στελέχη λυγίζονταν με τέτοιο τρόπο ώστε το φύλλωμα να παραμένει φωτοσυνθετικά ενεργό και να συνεχίζει την παραγωγή των φωτοσυνθετικών προϊόντων για την θρέψη τόσο των φυτών όσο και των ανθικών στελεχών. Απαραίτητη προϋπόθεση είναι το λύγισμα να αρχίσει όταν όλα τα φύλλα γίνουν φωτοσυνθετικά ενεργά όταν δηλαδή σκληρυνθούν λίγο και μεταχρωματιστούν από καφέ σε πράσινο (φωτ.5). Στο πείραμα εφαρμόστηκε παραγοντικό σχέδιο δύο παραγόντων και η στατιστική ανάλυση αφορούσε την επίδραση τόσο των υποστρωμάτων και των προγραμμάτων άρδευσης, ξεχωριστά, όσο και την αλληλεπίδραση τους. Η στατιστική ανάλυση βασίστηκε στο πακέτο SAS/ASSIST

53 I.3.1. Καμπύλες υγρασίας υποστρωμάτων Ο προσδιορισμός των καμπυλών υγρασίας για τα ανωτέρω υποστρώματα έγινε με την μέθοδο του Van Genuchten (1980) η οποία αποτελεί μία τροποποιημένη μορφή των μοντέλων του Mualem (1976) και του Burdine (1953) (Chimonidou et al., 2005). I.3.2. Άρδευση Για την άρδευση του πειράματος χρησιμοποιήθηκε νερό του Συμβουλίου Υδατοπρομήθειας Λευκωσίας μαζί με βρόχινο νερό που μαζευόταν σε ντεπόζιτα από τις υδρορροές του θερμοκηπίου. Πίνακας Α: Χημική ανάλυση νερού υδατοπρομήθειας ph: 7.9 Ελεκτρική Αγωγιμότητα :0.9 mmhos/cm (25 ºC). Βόριο: 1.05 ppm Κατιόντα m.e./lt. ppm Ανιόντα m.e./lt. ppm Ca HCO Mg SO Na H2PO4 - Nil K Cl NH4 + NO3 - TOTAL TOTAL Ιχνοστοιχεία Fe Mn Zn Cu Ppm

54 Πίνακας Β: Χημική ανάλυση βρόχινου νερού ph: 7.6 Ελεκτρική Αγωγιμότητα :0.20 mmhos/cm (25 ºC). Βόριο: 0.03 ppm Κατιόντα m.e./lt. ppm Ανιόντα m.e./lt. ppm Ca HCO Mg SO4 -- Na H2PO K Cl NH4 + NO TOTAL 2.36 TOTAL 2.49 Η χημική ανάλυση του νερού άρδευσης έγινε σύμφωνα με τις μεθόδους που περιγράφονται από τους Charalampous and Papakonstantinou (1965). I.3.3. Θρεπτικό διάλυμα Η άρδευση γινόταν με θρεπτικό διάλυμα, για την παρασκευή του οποίου χρησιμοποιήθηκαν διάφορα εμπορικά σκευάσματα (Πίνακας Γ) που διαλύονταν σε δεξαμενή 10m 3. Πίνακας Γ: Τύποι των εμπορικών σκευασμάτων που χρησιμοποιήθηκαν για την παρασκευή του θρεπτικού διαλύματος σε δεξαμενή 10 m 3 Τύπος λιπάσματος Ποσότητα g /10 m 3 Νιτρική αμμωνία (34,5-0-0) 3000 g KNO 3 ( ) 2000 g MAP ( ) 500 g Coratine Plus (ιχνοστοιχεία) 700 ml - Θειϊκός Σίδηρος 2% - Θειϊκό Μαγγάνιο 0,5% - Θειϊκός Ψευδάγυρος 2% - Θειϊκός Χαλκός 0,5% 47

55 I.3.4. Μετρήσεις περιβαλλοντικών παραμέτρων Γινόταν καθημερινά καταγραφή της ημερήσιας (μέσης, ελάχιστης και μέγιστης) θερμοκρασίας του αέρα, της σχετικής υγρασίας και της φωτοσυνθετικά ενεργού ακτινοβολίας. Η ολική ηλιακή ακτινοβολία (διμεταλλικοί ακτινογράφοι, οριζόντια επιφάνεια), η διάρκεια ηλιοφάνειας και η νέφωση ελήφθησαν από τη Μετεωρολογική Υπηρεσία Κύπρου για την περιοχή που έλαβε χώρα το πείραμα (Παράρτημα, Σχ. 1). I.3.5. Μετρήσεις φυσιολογικών παραμέτρων I Φωτοσύνθεση - Διαπνοή Για τις μετρήσεις χρησιμοποιήθηκε όργανο Portable Photosynthesis System LI-6200 (LiCor Inc., Lilcoln, NE, USA). Το οποίο αποδίδει μετρήσεις: PHOTO καθαρή φωτοσύνθεση (μ mol CO 2 m -2 s -1 ) CMOL αγωγιμότητα των στομάτων (mol m -2 s -1 ) CINT συγκέντρωση CO 2 μεσοκυττάριων χώρων (ppm) RS αντίσταση στομάτων (s cm -1 ) CS αγωγιμότητα στομάτων (cm s -1 ) E ρυθμός διαπνοής φύλλου (m mol H 2 O m -2 s -1 ) Κατά τη διάρκεια του πειράματος σε εβδομαδιαία βάση παίρνονταν μετρήσεις από 6 φυτά κάθε χειρισμού 2-3 ώρες μετά την ανατολή του ήλιου από το πρώτο αναπτυγμένο φύλλο από την κορυφή με έκθεση προς τον ήλιο. Κατά τη διάρκεια κάθε εποχής λαμβάνονταν μετρήσεις κατά τη διάρκεια των 2 κυμάτων άνθησης (flower flush) σε 6 ανθικά στελέχη κάθε χειρισμού (τουλάχιστον 1 φυτό ανά επανάληψη/παρτέρι), στο 1-2 στάδιο κοπής, στο δεύτερο πλήρως αναπτυγμένο πεντάφυλλο από την κορυφή, με έκθεση προς τον ήλιο 2-3 ώρες μετά την ανατολή του ήλιου. Τα κύματα άνθησης (flower flush) είναι συνήθως δύο ανά εποχή και έχουν μεταξύ τους διαφορά ημερών το χειμώνα, ημερών την άνοιξη και ημερών το καλοκαίρι Η αποδοτικότητα χρήσης του νερού (WUE) υπολογίστηκε από την σχέση Pn/E (mg CO 2 g -1 H 2 O ), όπου Pn ο ρυθμός φωτοσύνθεσης και Ε ο ρυθμός διαπνοής.. 48

56 Εικόνα 1. Σχηματική αναπαράσταση συστήματος μέτρησης φωτοσύνθεσης I.3.6. Υδροδυναμικοί Παράγοντες I Μέτρηση του σχετικού υδατικού περιεχομένου (Relative Water Content) Το σχετικό υδατικό περιεχόμενο (RWC) εκφράζει την ποσοτική υδατική κατάσταση του φυτικού ιστού, εκφρασμένη ως % της μέγιστης ποσότητας νερού που μπορεί να συγκρατήσει ο ιστός σε κατάσταση πλήρης σπαργής. Το RWC δίνει χρήσιμες πληροφορίες, σε συνδυασμό με το δυναμικό του νερού για την υδατική κατάσταση των ιστών και δίνεται από τον τύπο: RWC=πραγματικό περιεχόμενο σε νερό / περιεχόμενο σε νερό σε πλήρη σπαργή Δηλαδή RWC=(Νωπό βάρος-ξηρό βάρος) / (Κορεσμένο βάρος-ξηρό βάρος) (Barrs and Weatherley, 1962). Ο προσδιορισμός του RWC γινόταν σε δίσκους από το δεύτερο πλήρες αναπτυγμένο πεντάφυλλο από την κορυφή για 4 φυτά κάθε χειρισμού. Για το σκοπό αυτό 4 δίσκοι επιφάνειας 2,5cm 2 που είχαν αποκοπεί από τα φύλλα ζυγίζονταν (Νωπό βάρος) και αφήνονταν να επιπλεύσουν σε απιονισμένο νερό για 24 ώρες. Ακολούθως αφαιρώντας το νερό από την 49

57 επιφάνεια ζυγίζονταν για τον καθορισμό του κορεσμένου βάρους. Στη συνέχεια προσδιορίστηκε το ξηρό βάρος των δίσκων μετά την ξήρανση στους 80 C μέχρι να αποκτήσουν σταθερό βάρος. I Μέτρηση του υδατικού δυναμικού των φύλλων Η τιμή του δυναμικού του νερού αποτελεί ένδειξη πιθανής υδατικής καταπόνησης ενός ιστού ή ενός οργάνου. Το νερό κινείται από περιοχές με υψηλό υδατικό δυναμικό σε περιοχές με χαμηλό υδατικό δυναμικό. Με το θάλαμο πίεσης τύπου Scholander (Scholander et al.,1965) είναι δυνατό να υπολογιστεί το δυναμικό του νερού του αποπλάστη. Η μέθοδος στηρίζεται στο μοντέλο κίνησης του νερού από το έδαφος μέσο του φυτού προς την ατμόσφαιρα. Η διαπνοή δημιουργεί αρνητική υδροστατική πίεση στον αποπλάστη, η οποία μεταφέρεται στο νερό του αγωγού ιστού έτσι ώστε η στήλη του νερού μέσα σε αυτόν να βρίσκεται υπό τάση. Οποιαδήποτε τομή σε έναν ιστό π.χ. φύλλο συνεπάγεται τομή του αγωγού διακόπτοντας κατά συνέπεια τη συνέχεια της υδατικής στήλης προκαλώντας την οπισθοχώρηση της εντός του αγωγού ιστού. Τοποθετώντας το κομμένο φύλλο στον ειδικό θάλαμο πίεσης με το κομμένο άκρο του να προεξέχει από την επιφάνεια σχισμής και ασκώντας πίεση με την αργή διοχέτευση αερίου αζώτου (Ν 2 ) υπό πίεση, επιτυγχάνεται η επαναφορά της υδατικής στήλης στην αρχική θέση (εμφάνιση σταγόνας νερού στο επίπεδο της τομής). Η πίεση αυτή είναι ίση (απόλυτη τιμή) με το αποπλασματικό δυναμικό πίεσης το οποίο έχει την ίδια τιμή με το αποπλασματικό δυναμικό του φύλλου (Ritchie and Hinkley, 1975; Turner, 1981) καθώς Ψ w = Ψ s -Ψ p όπου Ψ w δυναμικό του νερού, Ψ s ωσμωτικό δυναμικό και Ψ p δυναμικό πίεσης. Επειδή η συγκέντρωση ωσμωτικά ενεργών ουσιών στο ξύλωμα θεωρείται εξαιρετικά χαμηλή και δεν συνεισφέρει στη διαμόρφωση αξιόλογου Ψ s επομένως Ψ w =-Ψ p. Για τον προσδιορισμό του υδατικού δυναμικού των φύλλων χρησιμοποιήθηκε το όργανο SKPM 1400 (Skye Instruments Ltd, Wales, UK) και λαμβανόταν το πρώτο πλήρες αναπτυγμένο φύλλο από την κορυφή για 4 φυτά ανά χειρισμό. 50

58 Εικόνα 2. Σχηματική αναπαράσταση θαλάμου πίεσης. I.3.7. Μέτρηση Βιοχημικών Παραμέτρων I Προσδιορισμός Χλωροφύλλης Η περιεκτικότητα σε χλωροφύλλη προσδιορίστηκε σε φύλλα ίδιου χρώματος και ίδιας ηλικίας. Χρησιμοποιήθηκαν τα τελευταία πλήρως ανεπτυγμένα φύλλα με νότια έκθεση σε 4 φυτά για κάθε χειρισμό. Από τα φύλλα αυτά λήφθηκαν 4 δίσκοι που είχαν συνολική επιφάνεια 2.5 cm 2 και ζυγίστηκαν. Ακολούθως, η φυλλική επιφάνεια ομογενοποιήθηκε με 10 cm 3 N,Ndinethyl-fromamide. Το ομογενοποιημένο υλικό τοποθετήθηκε για 48 ώρες στο σκοτάδι στους 4-5 C και στη συνέχεια φιλτραρίστηκε με Whatman No1. και μετρήθηκε η χλωροφύλλη σε φασματοφωτόμετρο Campesc M350 UV-Vis spectrophotometer (Campesc Ltd, Cambridge, UK) σε μήκη κύματος 647 nm και 664 nm (Olesinski et al., 1989). Για τον υπολογισμό της χλωροφύλλης a, b και ολικής χλωροφύλλης (a+b) σε μg/ml χρησιμοποιήθηκαν οι τύποι του Moran (1982) που είναι: 1. Χλωροφύλλη a = 1264 x A (664) 2.99 x A (647) 2. Χλωροφύλλη b = -5.6 x A (664) x A (647) 51

59 3. Ολική χλωροφύλλη (a+b) = 7.04 x A (664) x A (647) Για τη μετατροπή της περιεκτικότητας σε χλωροφύλλη mg/cm 2 τροποποιήθηκαν οι τύποι του Moran (1982) ως εξής: 4. Χλωροφύλλη a = [264 x A (664) 2.99 x A (647)] x 10 / (2.5x1000) 5. Χλωροφύλλη b = [-5.6 x A (664) x A (647)] x 10/ (2.5x1000) 6. Ολική χλωροφύλλη (a+b) = [7.04 x A (664) x A (647)] x 10/ (2.5x1000) Για τη μετατροπή της περιεκτικότητας σε χλωροφύλλη των φύλλων σε επί τοις % νωπού βάρους τροποποιήθηκαν οι τύποι του Moran (1982) ως εξής: 7. Χλωροφύλλη a = [1264 x A (664) 2.99 x A (647)] x 10 : ] x 100 : νωπό βάρος 8. Χλωροφύλλη b = [{-5.6 x A (664) x A (647)} x 10 : ] x 100 : νωπό βάρος 9. Ολική χλωροφύλλη (a+b) = [{7.04 x A (664) x A (647)} x 10 : ] x 100: νωπό βάρος όπου Α είναι οι τιμές απορρόφησης στα μήκη κύματος που αναγράφεται, 10 είναι η ποσότητα των cm 3 N,N-dinethyl-fromamide, 2.5 είναι η επιφάνεια του δείγματος των φύλλων σε cm 2, και νωπό βάρος είναι το βάρος των 2,5 cm 2 δείγματος της φυλλικής επιφάνειας. I Προσδιορισμός του φθορισμού της χλωροφύλλης Οι κύριες φωτοσυνθετικές χρωστικές στα φωτοσυνθετικά κύτταρα του φυτού όπου η φωτεινή ενέργεια απορροφάται για να μετατραπεί σε χημική ενέργεια είναι η χλωροφύλλη a (Chla) και η χλωροφύλλη b (Chlb). Η ταυτόχρονη παρουσία των δύο χλωροφυλλών αυξάνει το εύρος του μήκους κύματος που μπορεί να δεσμευτεί. Η χλωροφύλλη είναι όμως δυνατό να μετατρέψει τη φωτεινή ενέργεια σε χημική μόνο όταν είναι συνδεδεμένη με κάποιες πρωτείνες σε ένα σύμπλοκο δέσμευσης και συλλογής του φωτός (LHC). Σε αυτό το σύμπλοκο οι πρωτείνες μεταφέρουν την ενέργεια τους στα φωτοσυστήματα Ι και ΙΙ (PSI και PSII). Τα φωτοσυστήματα αυτά είναι ένα άθροισμα από μόρια χρωστικών (χρωστικές αντένας) και ένα κέντρο αντίδρασης του φωτοσυστήματος (ειδικό μόριο χλωροφύλλης). Περίπου 3-9% της φωτεινής ενέργειας που απορροφάται από τα κέντρα αντίδρασης των φωτοσυστημάτων επανεκπέμπεται 52

60 ως ακτινοβολία μεγαλύτερου μήκους κύματος (φθορισμός). Η απώλεια αυτή προέρχεται κυρίως από το φωτοσύστημα ΙΙ. Προκειμένου να μετρηθεί η απώλεια αυτή τοποθετήθηκαν ειδικά εξαρτήματα στο έλασμα των φύλλων ώστε να δημιουργούνται συνθήκες σκότους για 20 λεπτά. Κατόπιν με το φθορισμόμετρο OS-30p (Opti-Sciences, Hudson, USA) φωτίστηκε η περιοχή του ελάσματος που ήταν στο σκοτάδι και καταγράφηκαν οι εξής μετρήσεις: Fo: αρχικός φθορισμός (σκοτάδι) Fm: μέγιστος φθορισμός (φως) Ftr: τελικός φθορισμός Τ 1/2 : ½ του χρόνου από το Fo στο Fm και υπολογίστηκε ο λόγος Fv/Fm=(Fm- Fo)/Fm που περιγράφει την μέγιστη ικανότητα του φωτοσυστήματος ΙΙ να απορροφά φωτόνια. Η διαφορά μεγίστου και αρχικού φθορισμού ονομάζεται μεταβλητός φθορισμός (Fv). Ο λόγος του μεταβλητού προς το μέγιστο φθορισμό (Fv / Fm) αποτελεί έναν δείκτη της φωτοχημικής ικανότητας των φύλλων. Η παράμετρος αυτή σχετίζεται γραμμικά με την φωτοχημική ικανότητα του φωτοσυστήματος ΙΙ. Χαμηλές τιμές της παραμέτρου αυτής υποδηλώνουν δυσλειτουργίες των φωτοχημικών κέντρων που σχετίζονται με δυσχέρειες στη μεταφορά ενέργειας από την αντένα φωτοσυλλογής προς τα φωτοχημικά κέντρα αντίδρασης. Υπό συνθήκες καταπόνησης, ο προσδιορισμός της παραμέτρου αυτής μπορεί να δώσει μια εκτίμηση των φυσιολογικών βλαβών που σχετίζονται με τη φωτοσυνθετική ικανότητα των φύλλων. Σε υγιή φύλλα ο λόγος αυτός κυμαίνεται μεταξύ 0,7 και 0,8 ανεξάρτητα από το είδος του φυτού. Χαμηλότερες τιμές υποδηλώνουν ότι το φωτοσύστημα ΙΙ υπολειτουργεί ή ένα μέρος καταστράφηκε και συμβαίνει κυρίως σε φυτά που είναι σε κατάσταση υδατικής καταπόνησης. Ο φθορισμός της χλωροφύλλης προσδιορίστηκε σε φύλλα ίδιας ανάπτυξης και ίδιας ηλικίας. Κατά τη διάρκεια κάθε εποχής λαμβάνονταν μετρήσεις κατά τη διάρκεια των 2 κυμάτων άνθησης (flower flush) σε 6 ανθικά στελέχη κάθε χειρισμού (τουλάχιστον 1 φυτό ανά επανάληψη/παρτέρι), στο 1-2 στάδιο κοπής, στο δεύτερο πλήρως αναπτυγμένο πεντάφυλλο από την κορυφή, με έκθεση προς τον ήλιο 2-3 ώρες μετά την ανατολή του ήλιου. Τα κύματα άνθησης (flower flush) είναι συνήθως δύο ανά εποχή και έχουν μεταξύ τους διαφορά ημερών το χειμώνα, ημερών την άνοιξη και ημερών το καλοκαίρι. 53

61 I.4. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ I.4.1. Εποχιακές μεταβολές ως μέσος όρος όλων των υποστρωμάτων I Άνοιξη Κατά την διάρκεια της εαρινής παραγωγής το μειωμένο καθεστώς άρδευσης μείωσε σημαντικά το φωτοσυνθετικό ρυθμό καθώς και τη στοματική αγωγιμότητα δίχως παράλληλη μείωση στη συγκέντρωση του CO 2 στους +μεσοκυττάριους χώρους του φύλλου (Πιν.1). Ο ρυθμός διαπνοής, το υδατικό δυναμικό φύλλου και το σχετικό υδατικό περιεχόμενο μειώθηκαν με την εφαρμογή της ήπιας υδατικής καταπόνησης. Αντίθετα η αποδοτικότητα χρήσης νερού αυξήθηκε στα ήπια καταπονημένα φυτά (Πιν.3). Η συγκέντρωση της χλωροφύλλης a, b, και το σύνολο τους a+b, μειώθηκαν στα φυτά περιορισμένης άρδευσης όπως και ο φθορισμός της χλωροφύλλης Fv/Fm. Αντίθετα ο λόγος της χλωροφύλλης a/b δεν μεταβλήθηκε (Πιν.2). Όσον αφορά τα υποστρώματα στις παραπάνω παραμέτρους παρατηρήθηκε μικρή αύξηση στον περλίτη σε σχέση με τον περλίτη-στέμφυλα στη χλωροφύλλη a, ενώ μία μικρή μείωση παρατηρήθηκε σε σχέση με το υπόστρωμα φελλού πεύκου-φλούδες αμυγδάλου στον φθορισμό της χλωροφύλλης. Η επίδραση των υποστρωμάτων δεν ήταν σημαντική όσον αφορά το φωτοσυνθετικό ρυθμό, τη συγκέντρωση του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους των φύλλων, τη στοματική αγωγιμότητα και το ρυθμό διαπνοής. Αντίθετα όσον αφορά το σχετικό υδατικό περιεχόμενο και την αποδοτικότητα χρήσης νερού μικρή αλλά σημαντική διαφορά παρατηρήθηκε στο υπόστρωμα περλίτη-στέμφυλα. Η συνολική παραγωγή των ανθικών στελεχών μειώθηκε σημαντικά στα ήπια καταπονημένα φυτά αλλά ταυτόχρονα ο αριθμός των στελεχών ποιότητας τύπου extra (>75 cm) δεν επηρεάστηκε. Αντιθέτως, ο αριθμός των εμπορεύσιμων ανθικών στελεχών (40-74cm) μειώθηκε σημαντικά παρά το γεγονός ότι δεν παρατηρήθηκε μεταβολή του μέσου βάρους και μήκους. Τα υποστρώματα δεν επηρέασαν σημαντικά τα εν λόγω χαρακτηριστικά των ανθικών στελεχών (Πιν.4). I Χειμώνας Κατά τη διάρκεια του χειμώνα παρατηρήθηκαν παρόμοια αποτελέσματα, καθώς το μειωμένο καθεστώς άρδευσης μείωσε σημαντικά τόσο το ρυθμό φωτοσύνθεσης όσο και τη στοματική αγωγιμότητα δίχως καμία μεταβολή στην μεσοκυττάρια συγκέντρωση του CO 2 (Πιν.5). Παράλληλα ο ρυθμός διαπνοής και 54

62 το υδατικό δυναμικό φύλλου μειώθηκαν σημαντικά όπως και το σχετικό υδατικό περιεχόμενο. Η αποδοτικότητα χρήσης νερού αυξήθηκε σημαντικά στα φυτά τα εκτεθειμένα στο μειωμένο καθεστώς άρδευσης (Πιν.7). Οι χλωροφύλλες δεν επηρεάστηκαν από τον περιορισμό της άρδευσης σε αντίθεση με το φθορισμό που μειώθηκε στα καταπονημένα φυτά (Πιν.6). Τα υποστρώματα δεν επηρέασαν το φωτοσυνθετικό ρυθμό, τη συγκέντρωση του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους των φύλλων, τη στοματική αγωγιμότητα, τη διαπνοή, το υδατικό δυναμικό και το σχετικό υδατικό περιεχόμενο. Όσον αφορά τις χλωροφύλλες, αύξηση παρατηρήθηκε στη συγκέντρωση των χλωροφυλλών a, b και της συνολικής χλωροφύλλης a+b, ενώ μείωση παρατηρήθηκε στο φθορισμό της χλωροφύλλης Fv/Fm. Η συνολική παραγωγή των ανθικών στελεχών, ο αριθμός των στελεχών extra (>75 cm) και ο αριθμός των εμπορεύσιμων στελεχών (40-74 cm) μειώθηκε στα ήπια καταπονημένα φυτά. Τα υποστρώματα δεν επηρέασαν την συνολική παραγωγή και τα ανθικά στελέχη extra (>75 cm) (Πιν.8). I Καλοκαίρι Η ήπια υδατική καταπόνηση μείωσε τον φωτοσυνθετικό ρυθμό, την στοματική αγωγιμότητα και το ρυθμό διαπνοής κατά τη διάρκεια της θερινής περιόδου (Πιν.9). Αντίθετα, αύξησε την συγκέντρωση του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους των φύλλων. Το υδατικό δυναμικό φύλλου και η αποδοτικότητα χρήσης νερού μειώθηκε ενώ το σχετικό υδατικό περιεχόμενο δεν διαφοροποιήθηκε στα 2 επίπεδα άρδευσης (Πιν.11) Η συγκέντρωση της χλωροφύλλης a, b, a+b, ο λόγος a/b και ο φθορισμός της χλωροφύλλης δεν επηρεάστηκαν από το επίπεδο άρδευσης. Τα υποστρώματα αντίθετα επηρέασαν τον λόγο της χλωροφύλλης a/b (Πιν.10). Η παραγωγικότητα των ανθικών στελεχών κατά την διάρκεια του θέρους δεν εμφάνισε σημαντικές διαφορές μεταξύ των καταπονημένων και μη φυτών. Όσον αφορά την επίδραση των υποστρωμάτων στην συνολική παραγωγή των ανθικών στελεχών, χαμηλότερες τιμές παρατηρήθηκαν στο υπόστρωμα του περλίτη και υψηλότερες στο υπόστρωμα του περλίτη-στέμφυλα. Το υπόστρωμα περλίτηςστέμφυλα εμφάνισε την μεγαλύτερη παραγωγή εμπορεύσιμων ανθικών στελεχών μήκους cm (marketable), ενώ το μικρότερο αριθμό στελεχών 75cm (extra) σε σύγκριση με τα άλλα υποστρώματα και η αλληλεπίδραση υποστρώματος με το επίπεδο άρδευσης δεν είναι σημαντική (Πιν.12). 55

63 I.4.2. Εποχιακές μεταβολές της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας στα επίπεδα άρδευσης 67%, 100% και Μ.Ο. 3 υποστρωμάτων Η φωτοσυνθετική λειτουργία των ανθικών στελεχών που σχηματίστηκαν την άνοιξη τόσο στο κανονικό όσο και το μειωμένο καθεστώς άρδευσης είχε την μεγαλύτερη τιμή, ενώ τη μικρότερη τιμή είχαν τα ανθικά στελέχη που σχηματίστηκαν το καλοκαίρι. Μέση τιμή είχε η φωτοσυνθετική δραστηριότητα κατά τη διάρκεια του χειμώνα και στα δύο επίπεδα (Πιν.13). Η αγωγιμότητα των στομάτων των φύλλων είχε τη μικρότερη στατιστικά τιμή το καλοκαίρι και για τα δύο επίπεδα άρδευσης ενώ τη μεγαλύτερη τιμή είχε κατά την διάρκεια της άνοιξης. Η περιεκτικότητα του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους διέφερε στατιστικά μεταξύ των τριών εποχών. Την μικρότερη τιμή εμφάνισαν και στα δύο επίπεδα άρδευσης τα ανθικά στελέχη του χειμώνα και τη μεγαλύτερη, τα ανθικά στελέχη του καλοκαιριού. Η φωτοσυνθετικά ενεργός ακτινοβολία υπό τις συγκεκριμένες συνθήκες του πειράματος είχε τη μεγαλύτερη τιμή την άνοιξη ακολουθούμενο από το χειμώνα και τελευταίο το καλοκαίρι (Πιν. 13). Η διαπνοή μειώθηκε και στα δύο επίπεδα άρδευσης, ενώ το υδατικό δυναμικό όπως και το σχετικό υδατικό περιεχόμενο είχαν τη μικρότερη τιμή τόσο στο μειωμένο όσο και στο κανονικό πρόγραμμα άρδευσης κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού (Πιν.13). Ο φθορισμός της χλωροφύλλης μειώθηκε στα καταπονημένα φυτά σε σχέση με εκείνα του προγράμματος 100% και τις μικρότερες τιμές εμφάνισαν κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού όμως κυμαίνονταν μεταξύ των φυσιολογικών ορίων. Η συγκέντρωση της χλωροφύλλης a, b, της συνολικής συγκέντρωσης της χλωροφύλλης a+b αλλά και ο λόγος της χλωροφύλλης a/b μειώθηκε κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού και στα δύο επίπεδα άρδευσης (Πιν.14) Η συγκέντρωση της χλωροφύλλης a, b, της συνολικής συγκέντρωσης της χλωροφύλλης a+b αλλά και ο λόγος της χλωροφύλλης a/b μειώθηκαν κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού ενώ παράλληλα μειώθηκε και ο φθορισμός της χλωροφύλλης (Πιν.14). 56

64 I.4.3. Συντελεστής συσχέτισης της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας με τους υπόλοιπους παράγοντες στα δύο επίπεδα άρδευσης (67% και 100%) στις τρεις εποχές (για τα 3 υποστρώματα) Η μέση φωτοσυνθετική δραστηριότητα, για τα 3 υποστρώματα είχε υψηλό βαθμό συσχέτισης με τη στοματική αγωγιμότητα, την διαπνοή, το σχετικό υδατικό περιεχόμενο, την συγκέντρωση της χλωροφύλλης ανά cm 2 και ανά gr φρέσκου βάρους, την ενεργή φωτοσυνθετική ακτινοβολία, ενώ μικρότερο συντελεστή συσχέτισης είχε με τη σχετική υγρασία του περιβάλλοντος και τη αποδοτικότητα χρήσης νερού. Υψηλή αρνητική συσχέτιση είχε με τη περιεκτικότητα του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους των φύλλων, το υδατικό δυναμικό του φύλλου και τη θερμοκρασία του (Πιν.15). Η μέση φωτοσυνθετική δραστηριότητα, για τα 3 κανονικά αρδευόμενα υποστρώματα είχε υψηλό συντελεστή συσχέτισης με τη διαπνοή, το σχετικό υδατικό περιεχόμενο των φύλλων, το φθορισμό της χλωροφύλλης και τη συγκέντρωση της ανά cm 2 και ανά gr φρέσκου βάρους. Μικρότερο συντελεστή θετικής συσχέτισης φάνηκε να έχει η φωτοσυνθετική δραστηριότητα με την στοματική αγωγιμότητα των φύλλων. Αντίθετα υψηλή αρνητική συσχέτιση είχε η φωτοσύνθεση με τη συγκέντρωση του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους των φύλλων, το υδατικό δυναμικό του φύλλου και τη θερμοκρασία του, ενώ καμία συσχέτιση δεν υπήρχε με την σχετική υγρασία και την αποδοτικότητα χρήσης νερού (Πιν.15). I.4.4. Συντελεστής συσχέτισης της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας με άλλες παραμέτρους του μέσου όρου των δύο επιπέδων άρδευσης στις τρεις εποχές (για τα 3 υποστρώματα) Ο μέσος όρος των δύο επιπέδων άρδευσης για τις τρεις εποχές έδειξε υψηλή συσχέτιση με τη στοματική αγωγιμότητα, τη διαπνοή, την ενεργή φωτοσυνθετική ακτινοβολία, το σχετικό υδατικό περιεχόμενο, το φθορισμό της χλωροφύλλης και τη συγκέντρωση της ανά cm 2 και ανά gr φρέσκου βάρους. Υψηλή αρνητική συσχέτιση είχε με την περιεκτικότητα του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους των φύλλων, το υδατικό δυναμικό του φύλλου και τη θερμοκρασία του (Πιν.15). 57

65 I.4.5. Συντελεστής συσχέτισης της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας με την συνολική παραγωγή ανθικών στελεχών στα δύο επίπεδα άρδευσης (67%, 100%) και στο μέσο όρο αυτών (67+100%) στις τρεις εποχές για τα 3 υποστρώματα Στο υπόστρωμα του περλίτη κατά τη διάρκεια της άνοιξης η φωτοσυνθετική δραστηριότητα δεν είχε συσχέτιση με την παραγωγή τόσο στο μειωμένο όσο και το κανονικό καθεστώς άρδευσης. Αντίθετα ο μέσος όρος αυτών δείχνει ότι η φωτοσυνθετική δραστηριότητα είχε μικρή θετική συσχέτιση με την συνολική παραγωγή ανθικών στελεχών καθώς και των στελεχών κατηγορίας extra. Κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού υπήρχε θετική σημαντική συσχέτιση μεταξύ της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας και της συνολικής παραγωγής ανθικών στελεχών, των στελεχών τύπου extra και των στελεχών marketable στο μειωμένο καθεστώς άρδευσης ενώ στο κανονικό μόνο η συνολική παραγωγή ανθικών στελεχών είχε θετική συσχέτιση με την φωτοσυνθετική δραστηριότητα. Ο μέσος όρος αυτών είχε θετική συσχέτιση με τη συνολική παραγωγή και των ανθικών στελεχών τύπου extra. Κατά τη διάρκεια του χειμώνα στο μειωμένο καθεστώς άρδευσης θετική συσχέτιση είχε η φωτοσυνθετική δραστηριότητα με την συνολική παραγωγή ανθικών στελεχών και στελεχών τύπου marketable. Στο κανονικό καθεστώς άρδευσης, θετική συσχέτιση είχε η φωτοσύνθεση με τη συνολική παραγωγή στελεχών και την παραγωγή των στελεχών τύπου extra (πιν.). Στο υπόστρωμα του μίγματος φελλού πεύκου-φλούδων αμυγδάλου κατά τη διάρκεια της άνοιξης υπάρχει θετική συσχέτιση με την συνολική παραγωγή των ανθικών στελεχών τόσο στο μειωμένο όσο και στο κανονικό επίπεδο άρδευσης. Κατά τη διάρκεια του χειμώνα στο κανονικό επίπεδο άρδευσης υπάρχει θετική συσχέτιση της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας και της συνολικής παραγωγής ανθικών στελεχών όπως και στελεχών τύπου marketable. Στο υπόστρωμα του μίγματος περλίτη-στεμφύλων και στο μειωμένο επίπεδο άρδευσης (67%) θετική συσχέτιση είχε η φωτοσύνθεση με την συνολική παραγωγή ανθικών στελεχών κατά τη διάρκεια της άνοιξης. Στο κανονικό επίπεδο άρδευσης υπήρχε θετική συσχέτιση της φωτοσύνθεσης με την παραγωγή ανθικών στελεχών κατά τη διάρκεια του χειμώνα, της άνοιξης και του καλοκαιριού (πιν.16). 58

66 I.5. ΣΥΖΗΤΗΣΗ Η υδατική καταπόνηση είχε αρνητικά αποτελέσματα στο ρυθμό φωτοσύνθεσης και στη στοματική αγωγιμότητα αλλά όχι στην συγκέντρωση του διοξειδίου του άνθρακα στους μεσοκυττάριους χώρους των φύλλων ανεξαρτήτως εποχής και υποστρώματος. Τούτο υποδηλώνει ότι η παρατηρούμενη μείωση του φωτοσυνθετικού ρυθμού δεν εξαρτάται μόνο από το κλείσιμο των στομάτων, αλλά και πιθανόν από μη στοματικούς παράγοντες. Από τα δεδομένα της εργασίας αυτής και τους συντελεστές συσχέτισης, οι τιμές του μεσοκυττάριου CO 2 στα φύλλα παρουσίασαν αντίστροφη πορεία από εκείνη της φωτοσύνθεσης και αυτό ενδεχομένως να αποδεικνύει ότι η μεσοφυλλική αντίσταση είναι πολύ μεγαλύτερη της στοματικής στα φύλλα και επομένως αυτή να είναι η κύρια αιτία του μειωμένου ρυθμού της φωτοσύνθεσης. Παρόμοια έλλειψη κλεισίματος στομάτων αναφέρεται από τον Steduto et al. (2000) στο ηλιοτρόπιο σε συνθήκες ήπιας υδατικής καταπόνησης. Κατά τους Heuvelink et al. (2003) το κλείσιμο των στομάτων θεωρείται μία πολυέξοδη ενεργειακά αντίδραση και θα μπορούσε να είναι ο τελευταίος μηχανισμός άμυνας στην έλλειψη νερού και στη μάρανση των ιστών. Επιπροσθέτως, σύμφωνα με τους Medrano et al. (2002) ακόμα και υπό πολύ έντονη υδατική καταπόνηση δεν υφίσταται απόλυτο κλείσιμο των στομάτων. Τέτοιου είδους συνέπειες αποδίδονται κυρίως στην ύπαρξη μη ομοιόμορφου κλεισίματος των στοματίων κατά τη διάρκεια υδατικής καταπόνησης (Dowhton et al., 1988; Terashima et al., 1988). Σύμφωνα με τους Percival et al. (1998) η αύξηση της υδατικής καταπόνησης στα Rubus, είναι δυνατόν να οδήγησε σε αύξηση της μεσοφυλλικής αντίστασης και στην επακολουθούμενη συμβολή της, στη μείωση της δυνατότητας καρβοξυλίωσης. Άλλωστε τα σκληρόφυλλα και ξυλώδη είδη όπως τα τριαντάφυλλα διαθέτουν ουσιαστικά μεγαλύτερη μεσοφυλλική αντίσταση από τα μεσοφυτικά είδη (Lloyed et al., 1992; Epron et al., 1995; Evans and von Caemmerer, 1996). Μολονότι η βραχυπρόθεσμη έλλειψη του νερού επιδρά κυρίως σε παραμέτρους που έχουν σχέση με τον έλεγχο των στομάτων, η μακροπρόθεσμη υδατική καταπόνηση μειώνει την δυνατότητα της αφομοίωσης του CO 2 και αυξάνει τη μεσοφυλλική αντίσταση (Cronic et al., 1989). Οι μηχανισμοί που ελέγχουν τη μεσοφυλλική αντίσταση είναι σύνθετοι και μπορούν να οδηγήσουν σε μείωση της ενζυμικής δραστηριότητας (Berkowitz et al., 1983). 59

67 Παρατηρείται η σταδιακή μείωση της ενζυμικής δραστηριότητας τόσο της ribulose-1,5-διφωσφορική καρβοξυλάση / οξυγενάση (Rubisco) όσο και της NADP-γλυκεραλδεϋδη-3-φωσφατάση-αφυδρογονάσης υπό συνθήκες υδατικής καταπόνησης (Sharma and Malik, 1983). Το ίδιο μοντέλο είναι πιθανόν να ισχύει και στην παρούσα ερευνητική εργασία. Η φωτοσυνθετική δραστηριότητα των φύλλων παρουσίασε διαφορές στις τρεις υπό εξέταση εποχές του έτους, υπό τις συνθήκες της ερευνητικές εργασίας (διαφορετικά υποστρώματα και διαφορετικά επίπεδα άρδευσης). Η μεγαλύτερη φωτοσυνθετική δραστηριότητα παρατηρήθηκε στα νεαρά φύλλα των ανθικών στελεχών που είχαν εκπτυχθεί την άνοιξη, ενώ κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού παρατηρήθηκε μείωση της τάξεως του 34,2%. Το χειμώνα η μείωση της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας ήταν σαφώς μικρότερη από εκείνη του καλοκαιριού και ανήλθε στο επίπεδο του 8,7%. Αυτό ήταν αναμενόμενο λαμβάνοντας υπόψη ότι κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού εκτός από τις υψηλές θερμοκρασίες και χαμηλά σχετική υγρασία υπήρχαν και χαμηλές συνθήκες φωτισμού υπό τις δεδομένες συνθήκες του πειράματος. Ο Jones (1992) αναφέρει ότι η φωτοσύνθεση είναι από τις πιο ευαίσθητες διεργασίες στη θερμοκρασία και έχει αναφερθεί ότι το φωτοσυνθετικό σημείο κορεσμού στη τριανταφυλλιά είναι σε ένταση φωτός 500μmol m -2 s -1 εφόσον το υδατικό δυναμικό βλαστού ανέρχεται στα -0,4KPa. Παράλληλα, από τους συντελεστές συσχέτισης φαίνεται ότι ο φωτοσυνθετικός ρυθμός κινήθηκε αντίθετα από την θερμοκρασία του φύλλου. Αυτό είναι λογικό δεδομένου ότι σε ήπια καταπόνηση από υψηλή θερμοκρασία έχουν παρατηρηθεί αντιστρεπτές μεταβολές στη δομή των θυλακοειδών (Wise et al., 1990). Αύξηση της θερμοκρασίας των φύλλων έχει συσχετιστεί με αυξημένη φωτοαναστολή (Percival et al., 1998) ενώ και άλλοι παράγοντες που προκαλούν στρες π.χ. ξηρασία συσχετίστηκαν με βλάβη του φωτοσυστήματος II (Chaves, 1991). Στην παρούσα εργασία η συγκέντρωση της χλωροφύλλης (a+b) όσο και ο φθορισμός της μειώθηκαν από την υδατική καταπόνηση, συμφωνώντας και με τη υπάρχουσα βιβλιογραφία, δείχνοντας ύπαρξη ζημίας στον φωτοσυνθετικό μηχανισμό και συγκεκριμένα του φωτοσυστήματος ΙΙ (PSII) (Chaves 1991),καθώς και ότι η σχετική σταθερότητα του φθορισμού εξαρτάται από τη στοματική αγωγιμότητα (Medrano et al., 2002). Παράλληλα η πτώση του φθορισμού της χλωροφύλλης σε συνδυασμό με την πτώση της συγκέντρωσής της δείχνει πως η μείωση της φωτοσύνθεσης είναι πιθανόν να οφείλεται περισσότερο 60

68 σε ζημίες / δυσλειτουργίες του φωτοσυνθετικού μηχανισμού παρά σε παράγοντες που επηρεάζουν το κλείσιμο των στομάτων, υποστηρίζοντας την αρχική υπόθεση του συνδυασμού στοματικών και μη παραγόντων. Η θετική και σημαντική συσχέτιση της φωτοσύνθεσης τόσο με το φθορισμό της χλωροφύλλης, που είναι δείκτης της καλής λειτουργίας του φωτοσυστήματος II και της αλυσίδας μεταφοράς ηλεκτρονίων, όσο και με τη συγκέντρωση της χλωροφύλλης δείχνει ότι η μείωση στο φωτοσυνθετικό ρυθμό μπορεί να οφείλεται σε βλάβες στο φωτοσυνθετικό μηχανισμό παρά σε παράγοντες που επηρεάζουν το κλείσιμο των στομάτων. Τόσο η φωτοσύνθεση όσο και η αγωγιμότητα των στομάτων μειώθηκαν σε χαμηλότερες τιμές υδατικού δυναμικού που προκλήθηκαν από την υδατική καταπόνηση. Η υδατική καταπόνηση μείωσε το υδατικό δυναμικό, τη διαπνοή, και το σχετικό υδατικό περιεχόμενο των φύλλων. Η μείωση αυτή του υδατικού δυναμικού επηρεάζει τη φωτοσυνθετική λειτουργία σε δύο κυρίως επίπεδα: α) το κλείσιμο των στομάτων και τον περιορισμό του εφοδιασμού των χλωροπλαστών με CO 2. β) επικράτηση χαμηλού υδατικού δυναμικού του νερού στον πρωτοπλάστη που επιδρά άμεσα στη δομική και λειτουργική ακεραιότητα του φωτοσυνθετικού μηχανισμού. Ο ρυθμός διαπνοής μειώθηκε με την εφαρμογή του μειωμένου καθεστώτος νερού ενώ παράλληλα η συγκέντρωση του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους των φύλλων παρέμεινε σχετικά σταθερή. Οι Raviv et al. (2000) αναφέρουν ότι ο ρυθμός διαπνοής των φύλλων της τριανταφυλλιάς δεν μειώνεται σημαντικά μέχρι να μαραθούν τα φυτά όμως, πριν να έρθει το σημείο μάρανσης πολλές φυσιολογικές διαδικασίες όπως η τάνυση των κυττάρων και οι κινήσεις των στομάτων, επηρεάζονται σοβαρά. Η αποδοτικότητα χρήσης νερού αυξήθηκε στο μειωμένο καθεστώς άρδευσης κατά τη διάρκεια της άνοιξης και του χειμώνα όχι όμως κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού. Αυτό ενδεχομένως οφείλεται στο ότι ο φωτοσυνθετικός ρυθμός μειώθηκε περισσότερο από την διαπνοή το καλοκαίρι λόγω της χαμηλής σχετικής υγρασίας, της ενεργού φωτοσυνθετικής ακτινοβολίας και της υψηλής θερμοκρασίας φύλλου. Η αντίδραση στην έλλειψη νερού είναι δυνατότητα προσαρμοστικότητας στα τριαντάφυλλα ώστε η αποδοτικότητα χρήσης νερού να αυξάνει όσο η εδαφική υγρασία μειώνεται (Raviv and Blom, 61

69 2001). Τα αποτελέσματα πρέπει να ερμηνευτούν με πολύ προσοχή αφού η ρύθμιση της στοματικής αγωγιμότητας είναι σύνθετη διαδικασία η οποία σχετίζεται με τις διάφορες αντιδράσεις των στομάτων, στη μείωση του υδατικού δυναμικού, του σχετικού υδατικού περιεχόμενου, στο ΑΒΑ, κάνοντας δυσκολότερο τον προσδιορισμό του πρότυπου της φωτοσυνθετικής διαδικασίας ως αντίδραση στο έλλειμμα νερού (Medrano et al., 2002). Η ολική παραγωγή των ανθικών στελεχών μειώθηκε κάτω από συνθήκες υδατικής καταπόνησης όπως και ο αριθμός των εμπορεύσιμων στελεχών τόσο κατά την χειμερινή όσο και την εαρινή παραγωγή. Τα περισσότερα είδη μπορούν να αποδώσουν τη μέγιστη παραγωγή τους μόνο όταν δεν υπάρχει υδατικό έλλειμμα κατά την καλλιεργητική περίοδο τόσο κατά τη διάρκεια του χειμώνα όσο και κατά τη διάρκεια της άνοιξης. Τα παραπάνω αποτελέσματα έρχονται να επιβεβαιώσουν το γεγονός ότι η κυτταρική σπαργή είναι διεργασία πάρα πολύ ευαίσθητη στην υδατική καταπόνηση και η πίεση σπαργής είναι ο πρωταρχικός παράγοντας για την επιμήκυνση του βλαστού όπου και μια μικρή μείωση σταματά την αύξηση, γεγονός που επηρεάζει τα ανθοκομικά φυτά που έχουν αξία λόγω του μήκους του στελέχους όπως χρυσάνθεμα (Lieth and Burger, 1989) και τριαντάφυλλα (Chimonidou, 1998). Κατά τον Jones (1992) στο νεαρό και όχι πλήρως αναπτυγμένο φύλλο ο ρυθμός διαπνοής είναι υψηλότερος από το γηραιότερο και πλήρως αναπτυγμένο φύλλο γεγονός που καθιστά το νεαρό φύλλωμα περισσότερο ευαίσθητο σε ήπιο υδατικό στρες. Η ακολουθούσα μείωση στην αύξηση οδηγεί σε μειωμένη φωτοσυνθετικά διαθέσιμη φυλλική επιφάνεια και κατ επέκταση σε μείωση παραγωγής. Το γεγονός ότι στη θερμοκηπιακή καλλιέργεια δρεπτών τριαντάφυλλων γίνεται συνεχώς συγκομιδή ανθικών στελεχών και σε συνδυασμό με την συνεχή παραγωγή νέου φυλλώματος καθιστούν το είδος αυτό πολύ ευαίσθητο στο υδατικό έλλειμμα (Raviv and Blom, 2001). Κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού δεν παρατηρήθηκε διαφορά παραγωγής μεταξύ των δύο επιπέδων άρδευσης. Κατά τους Kim and Lieth (2004) όσο περισσότεροι βλαστοί λυγίζονται τόσο μεγαλύτερη πηγή υδατανθράκων δημιουργείται και συνεισφέρει στην προσαύξηση του ρυθμού ανάπτυξης των βασικών ανθοφόρων βλαστών. Αυτό εξηγεί την αύξηση του μέσου όρου της παραγωγής των ανθικών στελεχών κατά την διάρκεια της θερινής παραγωγής καθώς θα πρέπει να επισημανθεί ότι το θερινό flash παραγωγής προήλθε ύστερα 62

70 σημαντική ανανέωση του φωτοσυνθετικά ενεργού φυλλώματος καθώς από μεγάλο ποσοστό νεαρών βλαστών λυγίστηκαν και μεγάλο ποσοστό του παλαιού φυλλώματος αφαιρέθηκε, καθώς είχε προηγηθεί έντονη προσβολή από τετράνυχο. Όσον αφορά την επίδραση της σύστασης των υποστρωμάτων στις φυσιολογικές και βιοχημικές διεργασίες των φυτών δεν έδειξε να παίζει σημαντικό ρόλο Συνοψίζοντας, τα αποτελέσματα δεικνύουν ότι κάτω από συνθήκες ήπιου υδατικού στρες η μείωση στο ρυθμό φωτοσύνθεσης των τριαντάφυλλων, δίχως να ακολουθείται από αλλαγή στη συγκέντρωση του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους, μπορεί να αποδοθεί σε συνδυασμό στοματικών και μη-στοματικών παραγόντων. Ως μη στοματικοί παράγοντες μπορεί να θεωρηθούν η αύξηση της μεσοφυλλικής αντίστασης και η μείωση της δυνατότητας καρβοξυλίωσης. Ως συνέπεια, η περιορισμένη μεταβολική ενέργεια στους φυτικούς ιστούς περιορίζει την ανάπτυξη. Επειδή η αύξηση των φυτών ελέγχεται από πολλούς παράγοντες περισσότερος πειραματισμός είναι απαραίτητος για να διαλευκανθεί ο ρόλος του καθενός ειδικότερα για υψηλής αξίας είδη όπως τα κομμένα τριαντάφυλλα όπου ακριβής έλεγχος των καλλιεργητικών συνθηκών είναι απαραίτητος για επιτυχημένη και επικερδή καλλιέργεια. 63

71 ΠΊΝΑΚΕΣ Πίνακας 1. Επίδραση του επιπέδου άρδευσης και υποστρώματος, στο φωτοσυνθετικό ρυθμό (Pn, μmol CO 2.m -2.s -1 ), στη συγκέντρωση του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους (Cint, ppm), στη στοματική αγωγιμότητα (Cs, cm. s -1 ) και στο ρυθμό διαπνοής (ΕΤ, mmol H 2 O. m -2.s -1 ), στο νεότερο πλήρως ανεπτυγμένο πεντάφυλλο της ποικ. Eurored κατά τη διάρκεια της άνοιξης. Επίδραση άρδευσης Pn (μmol CO 2 / m 2 s ) Cint (ppm) Cs (cm s -1 ) ET (mmol H 2 O / m 2 s) 67% 100% Επίδραση υποστρωμάτων 10.01b 12.92a 256.0a 252.1a 0.47b 0.65a 2.92b 3.95a Περλίτης Φελλός πεύκου-αμυγδάλου φλ. Περλίτης- Στέμφυλα 11.37a 11.31a 11.80a 251.8a 254.2a 255.7a 0.54a 0.60a 0.55a 3.48a 3.44a 3.45a Άρδευση x υποστρώματα n.s. n.s. n.s. n.s. 67% Περλίτης 67% Φελ. πεύκου-αμύγδ. φλ. 67% Περλίτης- Στέμφυλα 100% Περλίτης 100% Φελ. πεύκου-αμύγδ. φλ. 100% Περλίτης- Στέμφυλα 10.24b 9.69b 10.10b 12.51a 12.64a 13.52a 252.3a 261.1a 255.1a 251.4a 248.6a 256.4a 0.45 dc 0.55 bc 0.43 d 0.64 ab 0.65 ab 0.68 a 3.11b 2.83b 2.85b 3.86b 3.93a 4.06a Οι μέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράμματα δεν διαφέρουν σημαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0,05, 6επαναλήψεις) Βαθμός σημαντικότητας ***Ρ=0.0001, ** Ρ=0.001, * Ρ=0.05 NS= Δεν υπάρχει σημαντικότητα (Pearson correlation coefficients) 64

72 Πίνακας 2. Επίδραση του επιπέδου άρδευσης και του υποστρώματος στη συγκέντρωση της χλωροφύλλης a,b, τη συνολική συγκέντρωση (a+b) ανά μονάδα επιφανείας (mg/cm 2 ) και στη σχέση χλωροφύλλης a / b και στο φθορισμό της χλωροφύλλης Fv / Fm στο νεότερο πλήρως ανεπτυγμένο πεντάφυλλο της ποικιλίας τριανταφυλλιάς Eurored κατά τη διάρκεια της άνοιξης. Επίδραση άρδευσης Chla (mg/cm 2 ) Chlb (mg/cm 2 ) Chl(a+b) (mg/cm 2 ) Chla/ Chlb Fv/Fm 67% 100% 0.061b 0.070a 0.020b 0.024a 0.081b 0.093a 3.06a 2.95a 0.69b 0.74a Επίδραση υποστρωμάτων Περλίτης Φελ. πεύκου-αμυγδ. φλ. Περλίτης- Στέμφυλα 0.071a 0.064ab 0.061b 0.024a 0.021a 0.021a 0.095a 0.085a 0.082a 3.04a 3.05a 2.91a Άρδευση x υποστρώματα n.s n.s. n.s. n.s. n.s 0.70b 0.73a 0.72ab 67% Περλίτης 67% Φελ. πεύκου-αμύγδ. φλ. 67% Περλίτης- Στέμφυλα 100% Περλίτης 100% Φελ. πεύκου-αμύγδ. φλ. 100% Περλίτης- Στέμφυλα 0.068abc 0.057c 0.058bc 0.074a 0.071ab 0.064abc 0.021ab 0.019b 0.019b 0.025a 0.023ab 0.023ab 0.089ab 0.076b 0.077b 0.10a 0.093ab 0.086ab 3.17a 2.99ab 3.00ab 2.92ab 3.10a 2.82b 0.68d 0.70cd 0.69dc 0.72bc 0.76a 0.74ab Οι μέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράμματα δεν διαφέρουν σημαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05, 6 επαναλήψεις) Βαθμός σημαντικότητας ***Ρ=0.0001, ** Ρ=0.001, * Ρ=0.05 NS= Δεν υπάρχει σημαντικότητα (Pearson correlation coefficients). 65

73 Πίνακας 3. Επίδραση του επιπέδου άρδευσης και του υποστρώματος στο υδατικό δυναμικό του φύλλου (LWP, -MPa), στο σχετικό υδατικό περιεχόμενο (RWC, %), στην αποδοτικότητα χρήσης νερού (WUE, μmol CO 2 /mmol H 2 O ) στο νεότερο πλήρως ανεπτυγμένο πεντάφυλλο της ποικιλίας τριανταφυλλιάς Eurored κατά τη διάρκεια της άνοιξης. LWP (-MPa) RWC (%) WUE (μmol CO 2 / mmol H 2 O) Επίδραση άρδευσης 67% 100% Επίδραση υποστρωμάτων 1.24a 0.91b 70.47b 75.34a 3.4a 3.2b Περλίτης Φελλός πεύκου-αμύγδ. φλ. Περλίτης- Στέμφυλα 1.09a 1.08a 1.06a 71.34b 73.53ab 74.15a 3.2b 3.3b 3.4a Άρδευση x υποστρώματα n.s. n.s. n.s. 67% Περλίτης 67% Φελ. πεύκου-αμύγδ. φλ. 67% Περλίτης- Στέμφυλα 100% Περλίτης 100% Φελ. πεύκου-αμύγδ. φλ. 100% Περλίτης- Στέμφυλα 1.27a 1.24a 1.21a 0.91b 0.91b 0.90b 68.20c 70.59bc 72.61ab 73.86ab 76.47a 75.69a 3.3bc 3.4ab 3.5a 3.2c 3.2c 3.4c Οι μέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράμματα δεν διαφέρουν σημαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0,05, 6επαναλήψεις) Βαθμός σημαντικότητας ***Ρ=0.0001, ** Ρ=0.001, * Ρ=0.05, NS= Δεν υπάρχει σημαντικότητα (Pearson correlation coefficients) 66

74 Πίνακας 4. Επίδραση του επιπέδου άρδευσης και του υποστρώματος στη συνολική παραγωγή των ανθικών στελεχών, στη παραγωγή των extra ανθικών στελεχών ( 75 cm) και στη παραγωγή των Εμπορεύσιμων ανθικών στελεχών (Marketable) (40-74cm) κατά τη διάρκεια της παραγωγής της άνοιξης. Επίδραση άρδευσης Συνολικός αριθμός ανθικών στελεχών Extra ανθικά στελέχη ( 75 cm) Εμπορεύσιμα ανθικά στελέχη (74-40 cm) 67% 100% Επίδραση υποστρωμάτων 6.33b 9.92a 2.78a 2.66a 4.25b 7.58a Περλίτης Φελλός πεύκου-αμυγδάλου φλούδες Περλίτης- Στέμφυλα 8.12a 7.00a 9.25a 2.71a 3.25a 2.83a 5.25a 5.37a 7.12a Άρδευση χ υποστρώματα n.s. n.s. n.s. 67% Περλίτης 67% Φελλός πεύκου-αμύγδαλα φλ. 67% Περλίτης- Στέμφυλα 100% Περλίτης 100% Φελλός πεύκου-αμύγδαλα φλ. 100% Περλίτης- Στέμφυλα 6.50b 5.50b 8.50ab 9.75ab 8.50b 11.5a 2.67a 3.67a 2.00a 2.75a 2.00a 2.75a 4.50ab 2.75b 8.00a 6.00ab 8.00a 8.75a Οι μέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράμματα δεν διαφέρουν σημαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05, 24 επαναλήψεις) Βαθμός σημαντικότητας ***Ρ=0.0001, ** Ρ=0.001, * Ρ=0.05, NS= Δεν υπάρχει σημαντικότητα (Pearson correlation coefficients) 67

75 Πίνακας 5. Επίδραση του επιπέδου άρδευσης και υποστρώματος, στο φωτοσυνθετικό ρυθμό (Pn, μmol CO 2 m -2 s -1 ), στη συγκέντρωση του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους (Cint, ppm), στη στοματική αγωγιμότητα (Cs, cm s -1 ) και στο ρυθμό διαπνοής (ET, mmol H 2 O. m -2 s -1 ), στο νεότερο πλήρως ανεπτυγμένο πεντάφυλλο της ποικ. Eurored κατά τη διάρκεια του χειμώνα. Επίδραση άρδευσης Pn (μmol CO 2 / m 2 s ) Cint (ppm) Cs (cm s -1 ) ET (mmol H 2 O / m 2 s) 67% 100% Επίδραση υποστρωμάτων 9.27b 11.5a 256.0a 252.1a 0.53b 0.65a 2.82b 3.60a Περλίτης Φελ. πεύκου-αμυγδ. Φλ. Περλίτης- Στέμφυλα 9.95a 10.41a 10.82a 242.8a 233.8a 235.2a 0.56a 0.61a 0.60a 3.07a 3.14a 3.42a Άρδευση x υποστρώματα n.s. n.s. n.s. n.s. 67% Περλίτης 67% Φελ. πεύκου-αμύγδ. φλ. 67% Περλίτης- Στέμφυλα 100% Περλίτης 100% Φελ. πεύκου-αμύγδ. φλ. 100% Περλίτης- Στέμφυλα 9.15c 8.80c 9.87bc 10.74ab 12.03a 11.76a 256.8a 234.7a 241.7a 228.8a 232.7a 228.8a 0.51c 0.49c 0.73a 0.62b 0.59bc 0.60a 3.46b 2.61bc 3.17ab 3.68bc 3.67a 3.66a Οι μέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράμματα δεν διαφέρουν σημαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05, 6επαναλήψεις) Βαθμός σημαντικότητας ***Ρ=0.0001, ** Ρ=0.001, * Ρ=0.05, NS= Δεν υπάρχει σημαντικότητα (Pearson correlation coefficients) 68

76 Πίνακας 6. Επίδραση του επιπέδου άρδευσης και του υποστρώματος στη συγκέντρωση της χλωροφύλλης a,b, τη συνολική συγκέντρωση (a+b) ανά μονάδα επιφανείας (mg/cm 2 ) και στη σχέση χλωροφύλλης a / b και στο φθορισμό της χλωροφύλλης Fv / Fm στο νεότερο πλήρως ανεπτυγμένο πεντάφυλλο της ποικιλίας τριανταφυλλιάς Eurored κατά τη διάρκεια του χειμώνα. Επίδραση άρδευσης Chla (mg/cm 2 ) Chlb (mg/cm 2 ) Chl(a+b) (mg/cm 2 ) Chla/ Chlb Fv/Fm 67% 100% Επίδραση υποστρωμάτων 0.061a 0.059a 0.020a 0.019a 0.081a 0.079a 3.05a 2.95a 0.70b 0.75a Περλίτης Φελ. πεύκου-αμυγδ. Φλ. Περλίτης- Στέμφυλα 0.066a 0.058b 0.056b 0.022a 0.019b 0.019b 0.087a 0.078b 0.075b 3.04a 3.05a 2.91b Άρδευση x υποστρώματα n.s n.s. n.s. n.s. n.s 0.69b 0.74a 0.74a 67% Περλίτης 67% Φελ. πεύκου-αμύγδ. φλ. 67% Περλίτης- Στέμφυλα 100% Περλίτης 100% Φελ. πεύκου-αμύγδ. φλ. 100% Περλίτης- Στέμφυλα 0.068a 0.057c 0.060abc 0.064ab 0.058bc 0.054c 0.021ab 0.019b 0.019ab 0.022a 0.019ab 0.019ab 0.089a 0.076bc 0.080abc 0.085ab 0.077bc 0.074c 3.17a 2.99ab 3.011a 2.92b 3.0ab 2.82b 0.66c 0.71bc 0.77a 0.72ab 0.73ab 0.74ab Οι μέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράμματα δεν διαφέρουν σημαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05, 6 επαναλήψεις) Βαθμός σημαντικότητας ***Ρ=0.0001, ** Ρ=0.001, * Ρ=0.05, NS= Δεν υπάρχει σημαντικότητα (Pearson correlation coefficients). 69

77 Πίνακας 7. Επίδραση του επιπέδου άρδευσης και του υποστρώματος στο υδατικό δυναμικό του φύλλου (LWP, -MPa), στο σχετικό υδατικό περιεχόμενο (RWC, %), στην αποδοτικότητα χρήσης νερού (WUE, μmol CO 2 / mmol H 2 O) στο νεότερο πλήρως ανεπτυγμένο πεντάφυλλο της ποικιλίας τριανταφυλλιάς Eurored κατά τη διάρκεια του χειμώνα. LWP (-MPa) RWC (%) WUE (μmol CO 2 / mmol H 2 O) Επίδραση άρδευσης 67% 100% Επίδραση υποστρωμάτων 1.40a 1.19b 71.47b 75.21a 3.3a 3.2b Περλίτης Φελλός πεύκου-αμυγδάλου φλούδες Περλίτης- Στέμφυλα 1.25a 1.31a 1.34a 68.67b 72.76a 78.56a 3.3b 3.3b 3.2a Άρδευση x υποστρώματα n.s. n.s. n.s. 67% Περλίτης 67% Φελλός πεύκου-αμύγδαλα φλ. 67% Περλίτης- Στέμφυλα 100% Περλίτης 100% Φελλός πεύκου-αμύγδαλα φλ. 100% Περλίτης- Στέμφυλα 1.36ab 1.39ab 1.45a 1.13c 1.23bc 1.23bc 72.49a 76.17a 80.95a 64.84a 65.67a 79.84a 3.5a 3.4a 3.1b 3.1b 3.3ab 3.2ab Οι μέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράμματα δεν διαφέρουν σημαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05, 4 επαναλήψεις) Βαθμός σημαντικότητας ***Ρ=0.0001, ** Ρ=0.001, * Ρ=0.05, NS= Δεν υπάρχει σημαντικότητα (Pearson correlation coefficients) 70

78 Πίνακας 8. Επίδραση του επιπέδου άρδευσης και του υποστρώματος στη συνολική παραγωγή των ανθικών στελεχών, στη παραγωγή των extra ανθικών στελεχών ( 75 cm) και στη παραγωγή των εμπορεύσιμων (Marketable) ανθικών στελεχών (74-40 cm) κατά τη διάρκεια της παραγωγής του χειμώνα. Επίδραση άρδευσης Συνολικός αριθμός ανθικών στελεχών Extra ανθικά στελέχη ( 75 cm) Εμπορεύσιμα ανθικά στελέχη (74-40 cm) 67% 100% Επίδραση υποστρωμάτων 5.00b 8.00a 2.5b 3.83a 2.5b 4.17a Περλίτης Φελλός πεύκου-αμυγδάλου φλούδες Περλίτης- Στέμφυλα 6.62a 5.5a 7.37a 3.5a 2.62a 3.37a Άρδευση x υποστρώματα n.s n.s n.s 3.12ab 2.87b 4.00a 67% Περλίτης 67% Φελλός πεύκου-αμύγδαλα φλ. 67% Περλίτης- Στέμφυλα 100% Περλίτης 100% Φελλός πεύκου-αμύγδαλα φλ. 100% Περλίτης- Στέμφυλα 5.25de 4.25e 5.5d 8.0b 6.75c 9.25a 2.75b 2.25b 2.5b 4.25a 3.00b 4.25a 2.5cd 2.00d 3.0bc 3.75b 3.75b 5.00a Οι μέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράμματα δεν διαφέρουν σημαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05, 24 επαναλήψεις) Βαθμός σημαντικότητας ***Ρ=0.0001, ** Ρ=0.001, * Ρ=0.05, NS= Δεν υπάρχει σημαντικότητα (Pearson correlation coefficients). 71

79 Πίνακας 9. Επίδραση του επιπέδου άρδευσης και υποστρώματος, στο φωτοσυνθετικό ρυθμό (Pn, μmol CO 2. m -2 s -1 ) στη συγκέντρωση του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους (Cint, ppm), στη στοματική αγωγιμότητα (Cs, cm s -1 ) και στο ρυθμό διαπνοής (ET, mmol H 2 O. m -2 s -1 ), στο νεότερο πλήρως ανεπτυγμένο πεντάφυλλο της ποικ. Eurored κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού.. Επίδραση άρδευσης Pn (μmol CO 2 /m 2 s ) Cint (ppm) Cs (cm s -1 ) ΕT (mmol H 2 O / m 2 s) 67% 100% Επίδραση υποστρωμάτων 6.39b 8.51a 309.7b 297.4a 0.61b 0.73a 2.07b 2.56a Περλίτης Φελ. πεύκου-αμυγδ. Φλ. Περλίτης- Στέμφυλα 7.30a 7.52a 7.52a 297.1a 317.6a 295.9a 0.68a 0.66a 0.67a 2.26a 2.28a 2.41a Άρδευση x υποστρώματα n.s. n.s. n.s. n.s. 67% Περλίτης 67% Φελ. πεύκου-αμύγδ φλ. 67% Περλίτης- Στέμφυλα 100% Περλίτης 100% Φελ. πεύκου-αμύγδ. φλ. 100% Περλίτης- Στέμφυλα 6.28b 6.44b 6.44b 8.24a 8.60a 8.61a 308.7a 318.4a 302.0a 285.6a 316.7a 289.9a 0.59c 0.64bc 0.61c 0.77a 0.69abc 0.74ab 2.10b 2.06b 2.07b 2.43a 2.52a 2.75a Οι μέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράμματα δεν διαφέρουν σημαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0,05, 6επαναλήψεις) Βαθμός σημαντικότητας ***Ρ=0.0001, ** Ρ=0.001, * Ρ=0.05, NS= Δεν υπάρχει σημαντικότητα (Pearson correlation coefficients) 72

80 Πίνακας 10. Επίδραση του επιπέδου άρδευσης και του υποστρώματος στη συγκέντρωση της χλωροφύλλης a,b, τη συνολική συγκέντρωση (a+b) ανά μονάδα επιφανείας (mg/cm 2 ) και στη σχέση χλωροφύλλης a / b και στο φθορισμό της χλωροφύλλης Fv / Fm στο νεότερο πλήρως ανεπτυγμένο πεντάφυλλο της ποικιλίας τριανταφυλλιάς Eurored κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού. Επίδραση άρδευσης Chla (mg/cm 2 ) Chlb (mg/cm 2 ) Chl(a+b) (mg/cm 2 ) Chla/ Chlb Fv/Fm 67% 100% 0.044a 0.042a a a 0.061a 0.060a 2.73a 2.41a 0.65a 0.69a Επίδραση υποστρωμάτων Περλίτης Φελ. πεύκου-αμυγδ. Φλ. Περλίτης- Στέμφυλα 0.042a 0.046a 0.042a a a a 0.063a 0.059a 0.059a 2.42b 2.79a 2.49b Άρδευση x υποστρώματα n.s. n.s n.s n.s n.s 0.69a 0.64a 0.68a 67% Περλίτης 67% Φελ. πεύκου-αμύγδ. φλ. 67% Περλίτης- Στέμφυλα 100% Περλίτης 100% Φελ.. πεύκου-αμύγδ. φλ. 100% Περλίτης- Στέμφυλα 0.049a 0.043a 0.040a 0.035a 0.048a 0.043a a 0.015a 0.018a 0.017a 0.018a 0.018a 0.067a a a a a a 2.72ab 2.86a 2.59ab 2.11c 2.73ab 2.39bc 0.65a 0.60a 0.71a 0.73a 0.72a 0.66a Οι μέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράμματα δεν διαφέρουν σημαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05, 6 επαναλήψεις) Βαθμός σημαντικότητας ***Ρ=0.0001, ** Ρ=0.001, * Ρ=0.05, NS= Δεν υπάρχει σημαντικότητα (Pearson correlation coefficients) 73

81 Πίνακας 11. Επίδραση του επιπέδου άρδευσης και του υποστρώματος στο υδατικό δυναμικό του φύλλου (LWP, -MPa), στο σχετικό υδατικό περιεχόμενο (RWC,%), στην αποδοτικότητα χρήσης νερού (WUE, μmol CO 2 / mmol H 2 O ) στο νεότερο πλήρως ανεπτυγμένο πεντάφυλλο της ποικιλίας τριανταφυλλιάς Eurored κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού.. LWP (-MPa) RWC (%) WUE (μmol CO 2 / mmol H 2 O) Επίδραση άρδευσης 67% 100% Επίδραση υποστρωμάτων 1.16a 1.01b 56.62a 57.30a 3.0b 3.3a Περλίτης Φελλός πεύκου-αμυγδάλου φλούδες Περλίτης- Στέμφυλα 1.06a 1.11a 1.09a 55.18a 57.53a 58.18a 3.2a 3.3a 3.1a Άρδευση x υποστρώματα n.s. n.s. n.s. 67% Περλίτης 67% Φελλός πεύκου-αμύγδαλα φλ. 67% Περλίτης- Στέμφυλα 100% Περλίτης 100% Φελλός πεύκου-αμύγδαλα φλ. 100% Περλίτης- Στέμφυλα 1.16ab 1.18a 1.05ab 0.97b 1.05ab 1.02ab 50.75a 61.62a 52.87a 59.62a 57.50a 58.87a 3.0b 3.1ab 3.1b 3.4a 3.4a 3.1ab Οι μέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράμματα δεν διαφέρουν σημαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05, 4 επαναλήψεις) Βαθμός σημαντικότητας ***Ρ=0.0001, ** Ρ=0.001, * Ρ=0.05, NS= Δεν υπάρχει σημαντικότητα (Pearson correlation coefficients) 74

82 Πίνακας 12. Επίδραση του επιπέδου άρδευσης και του υποστρώματος στη συνολική παραγωγή των ανθικών στελεχών, στη παραγωγή των extra ανθικών στελεχών ( 75 cm) και στη παραγωγή των εμπορεύσιμων ανθικών στελεχών (Marketable) (74-40 cm) κατά τη διάρκεια της παραγωγής του καλοκαιριού. Επίδραση άρδευσης Συνολικός αριθμός ανθικών στελεχών Extra ανθικάεμπορεύσιμα στελέχη ανθικά στελέχη ( 75 cm) (74-40 cm) 67% 100% Επίδραση υποστρωμάτων 25.42a 25.00a 9.00a 8.25a 16.41a 16.83a Περλίτης Φελλός πεύκου-αμυγδάλου φλούδες Περλίτης- Στέμφυλα 22.87c 24.50b 28.25a 6.87b 7.37a 9.62a Άρδευση x υποστρώματα n.s n.s n.s 16.00b 15.25b 18.62a 67% Περλίτης 67% Φελλός πεύκου-αμύγδαλα φλ. 67% Περλίτης- Στέμφυλα 100% Περλίτης 100% Φελλός πεύκου-αμύγδαλα φλ. 100% Περλίτης- Στέμφυλα 22.75d 25.00b 28.50a 23.00cd 24.50cb 28.00a 8.25c 9.75ab 9.00bc 10.25a 5.5d 9.00cb 14.50c 15.25c 19.50a 17.75b 17.50b 15.25c Οι μέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράμματα δεν διαφέρουν σημαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05, 24 επαναλήψεις) Βαθμός σημαντικότητας ***Ρ=0.0001, ** Ρ=0.001, * Ρ=0.05, NS= Δεν υπάρχει σημαντικότητα (Pearson correlation coefficients) 75

83 Πίνακας 13. Εποχιακές μεταβολές στο ρυθμό φωτοσύνθεσης (Pn, μmol.m -2 s - 1 ), την στοματική αγωγιμότητα (Cs, cm.s -1 ), τη συγκέντρωση του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους (Cint, ppm), το υδατικό δυναμικό (WP, -KPa), το σχετικό υδατικό περιεχόμενο (RWC, %), το ρυθμό διαπνοής (ΕΤ, mmol H 2 O m -2 s -1 ), την αποδοτικότητα χρήσης νερού (WUE), τη φωτοσυνθετικά ενεργή ακτινοβολία (PAR, μmol.m -2 s -1 ), τη θερμοκρασία φύλλου (Tleaf o C) και τη σχετική υγρασία (R.H, %) ως μέσος όρος των τριών υποστρωμάτων για τα επίπεδα 67%, 100% και του μέσου όρου των δύο επιπέδων άρδευσης % Εποχές Pn Cs Cint WP RWC ET WUE PAR Tleaf RH Χειμώνας 9,80a 0.48b 224c 1,26b 71,4a 3.08a 3.26a 500b 28.1b 60.0a Άνοιξη 10,01a 0.61a 256b 1,24b 69,8ab 2.93a 3.36a 980a 28.8b 51.2b Καλοκαίρι* 6,38b 0.43b 310a 1,40a 67,1b 2.07b 3.06b 317c 33.9a 47.3c Επίπεδο άρδευσης 67% Επίπεδο άρδευσης 100% Εποχές Pn Cs Cint WP RWC ET WUE PAR Tleaf RH Χειμώνας 10.97b 0.65b 242b 1.09b 75.2a 3.34b 3.33a 530b 28.4c 60.2a Άνοιξη 12.8a 0.73a 251b 0.90c 75.6a 3.97a 3.32a 920a 29.6b 50.6b Καλοκαίρι* 8.51c 0.48c 297a 1.20a 66.5b 2.56c 3.24a 329c 35.5a 48.7b Μ.Ο. επιπέδων άρδευσης 67% και 100% Εποχές Pn Cs Cint WP RWC ET WUE PAR Tleaf RH Χειμώνας 10.4b 0.57b 233c 1.16b 73.3a 3.21b 3.26ab 515b 28.2c 59.6a Άνοιξη 11.4a 0.67a 253b 1.08b 72.7a 3.45a 3.35a 950a 29.2b 50.9b Καλοκαίρι* 7.5c 0.46c 303a 1.30a 66.8b 2.32c 3.19c 323c 34.7a 47.8c * Το καλοκαίρι η οροφή του θερμοκηπίου καλύφθηκε με δίχτυ σκίασης 60-70%. Οι μέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράμματα δεν διαφέρουν σημαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05) 76

84 Πίνακας 14. Εποχιακές μεταβολές στο φθορισμό της χλωροφύλλης (Fv/Fm), στη συγκέντρωση της χλωροφύλλης a, b, τη συνολική συγκέντρωση (a+b) ανά μονάδα επιφανείας ή φρέσκου βάρους και στη σχέση της χλωροφύλλης a / b, στα νεαρά φύλλα κόκκινης ποικιλίας τριανταφυλλιάς Eurored, ως μέσος όρος των τριών υποστρωμάτων για τα επίπεδα 67%, 100% και του μέσου όρου των δύο επιπέδων άρδευσης % Επίπεδο άρδευσης 67% Εποχές Fv/Fm Χλωρ.a (mg/cm 2 ) Χλωρ.b (mg/cm 2 ) Χλωρ.a+b (mg/cm 2 ) Χλωρ.a (%f.wt) Χλωρ.b (%f.wt) Χλωρ.a+b (%f.wt) Σχέση χλ.a/b Χειμώνας 0.70a 0.061a 0.020a 0.081a 0.28a 0.09a 0.37a 3.06b Άνοιξη 0.69a 0.061a 0.018ab 0.080a 0.28a 0.08a 0.36a 3.43a Καλοκαίρι* 0.66b 0.040b 0.016b 0.056b 0.16b 0.06b 0.22b 2.53c Επίπεδο άρδευσης 100% Εποχές Fv/Fm Χλωρ.a (mg/cm 2 ) Χλωρ.b (mg/cm 2 ) Χλωρ.a+b (mg/cm 2 ) Χλωρ.a (%f.wt) Χλωρ.b (%f.wt) Χλωρ.a+ b (%f.wt) Σχέση χλ.a/b Χειμώνας 0.75a 0.060b 0.020a 0.080b 0.28b 0.09a 0.37b 2.95b Άνοιξη 0.74ab 0.070a 0.021a 0.091a 0.33a 0.10a 0.43a 3.28a Καλοκαίρι * 0.72b 0.047c 0.018b 0.065c 0.19c 0.072b 0.26c 2.61c Μ.Ο. επιπέδων άρδευσης 67% και 100% Χλωρ.b (mg/cm 2 ) Εποχές Fv/Fm Χλωρ.a (mg/cm 2 ) Χλωρ.a+b (mg/cm 2 ) Χλωρ.a (%f.wt) Χλωρ.b (%f.wt) Χλωρ.a+b (%f.wt) Σχέση χλ.a/b Χειμώνας 0.72a 0.060b 0.020a 0.080a 0.28a 0.093a 0.37a 3.00b Άνοιξη 0.71ab 0.065a 0.020a 0.085a 0.30a 0.091a 0.39a 3.36a Καλοκαίρι* 0.69b 0.043c 0.017b 0.060b 0.17b 0.068b 0.24b 2.57c * Το καλοκαίρι η οροφή του θερμοκηπίου καλύφθηκε με δίχτυ σκίασης 60-70%. Οι μέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράμματα δεν διαφέρουν σημαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05, 4 επαναλήψεις) 77

85 Πίνακας 15. Συντελεστής συσχέτισης της φωτοσύνθεσης με την αγωγιμότητα των στομάτων την στοματική αγωγιμότητα (Cs, cm.s -1 ), τη συγκέντρωση του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους (Cint, ppm), το υδατικό δυναμικό (WP, - KPa), το σχετικό υδατικό περιεχόμενο (RWC, %), το ρυθμό διαπνοής (ΕΤ, mmol H 2 O m -2 s -1 ), την αποδοτικότητα χρήσης νερού (WUE), τη φωτοσυνθετικά ενεργή ακτινοβολία (PAR, μmol.m -2 s -1 ), τη θερμοκρασία φύλλου (Tleaf o C), τη σχετική υγρασία (R.H, %), το φθορισμό της χλωροφύλλης (Fv/Fm) και τη συνολική συγκέντρωση (a+b) ανά μονάδα επιφανείας και φρέσκου βάρους, στα νεαρά φύλλα κόκκινης ποικιλίας τριανταφυλλιάς Eurored, ως μέσος όρος των τριών υποστρωμάτων για τα επίπεδα 67%, 100% και του μέσου όρου των δύο επιπέδων άρδευσης % Μ.Ο. 67 % Μ.Ο. 100 % Μ.Ο. 67 %+100% Ν.S. Cs 0.39** 0.40** 0.48*** Cint -0.65*** -0.44*** -0.50*** WP *** *** *** RWC 0.74*** 0.72*** 0.68*** ET 0.94*** 0.93*** 0.94*** WUE 0.26* ΝS ΝS PAR 0,56*** 0.70*** 0.57*** Tleaf o C -0.58*** -0.48*** -0.42*** R.H 0.29* ΝS 0.20* Fv/Fm ΝS 0.42*** 0.37*** Χλωρ.a+b(mg/cm 2 ) 0.65*** 0.54*** 0.62*** Χλωρ.a+b (%f.wt) 0.62*** 0.46*** 0.56*** Βαθμός σημαντικότητας: *** P , ** P 0.001, * P 0.05, NS= Δεν υπάρχει σημαντικότητα (Pearson correlation coefficients) 78

86 Πίνακας 16. Συντελεστής συσχέτισης της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας με την συνολική παραγωγή ανθικών στελεχών, των ανθικών στελεχών τύπου extra (>75 cm) και ανθικών στελεχών τύπου marketable (40-74 cm) σε δύο επίπεδα άρδευσης 67%, 100% και του μέσου όρου (67+100%) στα τρία υποστρώματα περλίτη, φελλού πεύκου-φλούδων αμυγδάλου (Pinalm) και περλίτη-στέμφυλων (perpom) Επίπεδο άρδευσης 67% Perlite Pinalm Perpom Εποχές Total extra Market Total extra Market Total extra market able able able Χειμώνας 0.75* n.s. 0.71* n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. Άνοιξη n.s. n.s. n.s. 0.83* 0.78* n.s. 0.89* n.s. 0.90* Καλοκαίρι 0.72* 0.85* -0.79* 0.80* n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. Επίπεδο άρδευσης 100% Perlite Pinalm Perpom Εποχές Total extra Market Total extra Market Total extra market able able able Χειμώνας 0,90* 0,96** n.s. 0,78* n.s. 0,78* 0,79* 0,79* n.s. Άνοιξη n.s. n.s. n.s. 0,87* 0,77* 0,90* 0,87* n.s. 0,85* Καλοκαίρι 0,8* n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. 0,82* n.s. 0,74* Μ.Ο. Επίπεδων άρδευσης (67+100%) Perlite Pinalm Perpom Εποχές Total extra Marke table Total extra Market able Total extra market able Χειμώνας n.s. n.s. n.s. 0,89* 0,70* 0,87** 0,65* 0,76** 0,50* Άνοιξη 0,63* 0,54* n.s. 0,81** n.s. 0,75** 0,92*** n.s. 0,86*** Καλοκαίρι 0,88** 0,75** n.s. n.s. -0,64* 0,78** n.s. 0,65* n.s. Βαθμός σημαντικότητας: *** P , ** P 0.001, * P 0.05, n.s.= Δεν υπάρχει σημαντικότητα (Pearson correlation coefficients) 79

87 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Barrs, H.D., and Weatherley, P.E., A re-examination of the turgidity technique for estimating water deficits in leaves. Aust J. Biol Sci 15: Berkowitz, G.A., Chen, C., Gibbs, M., Stromal acidification mediates in vivo stress inhibition of non-stomatal-controlled photosynthesis. Plant Physiol 72: Bounfour, M., Tanigoshi, L.K., Chen, C., Cameron, S.J., Klauer, S Chlorophyll content and chlorophyll fluorescence in red raspberry leaves infested with Tetranychus urticae and Eotetranychus carbine borealis (Acari: Tetranychidae). Environ. Entomol. 31(2): Boyer, J.S., Photosynthesis at low water potentials. Philosoph Transa Royal Soc B 273: Burdine, N. T., Relative permeability calculations from pore-size distribution data. Trans. Am. Inst. Min. Engrs. 198: Castrillo, M., and Calcagno, A.M., Effects of water stress and rewatering on ribulose 1,5- bisphosphate carboxylase activity, chlorophyll and protein contents in two cultivars of tomato. J HortSci 64: Charalambous, J. and Papakonstantinou, J., Methods of analysis for agricultural research workers. A laboratory handbook, Agricultural Research Institute, Nicosia, Cyprus, pp Chaves, M.M., Effects of water deficits on carbon assimilation. J Experim Bot 42:1-46. Chimonidou, D., Yield and quality of Rose madelon as affected by four irrigation and three shading regimes. Acta Hort 458: Chimonidou- Pavlidou, D Irrigation and sensitive stages of rose development. ISHS Acta Horticulturae 481: Proc. International Symposium on Growing Media and Hydroponics, pp Chimonidou-Pavlidou, D., Correlation between internal and external stages of rose development. Acta Hort. 515: Chimonidou D., Bolla, A., Vasiliou, L., Christoforou S., Kerkides P. Psychoyiou, M., Karabourniotis, G., Rose Cultivation in Substrates and two Irrigation Regimes. In Proceedings of the 22 nd Hellenic of Science Society on Horticulture, Patra, Greece, October, 2005, p

88 Chimonidou D., Vassiliou L., Kerkides, P., Psyhoyiou M., Rose Cultivation in Cyprus Under Two Irrigation Regimes Using Local Substrates. Options Mediterraneennes, Series B, No 56, Vol. II, p Christodulakis, N.S. and Bazos, J Leaf anatomy of three seasonally dimorphic shrubs. Acta Oecol. 11: Cobb, A., Herbicides and plant physiology. Chapman & Hall, London, UK. Cornic, G., Le Gouallec, J-L., Briantais, J.M., Hodges, M., Effect of dehydration and high light on photosynthesis of two C 3 plants (Phaseolus vulgaris L. and Elatostema repens (Lour.) Hall f.). Planta 177: Cornic, G., Drought stress and high light effects on leaf photosynthesis. In:Baker NR, Bowyer JR, eds. Photoinhibition of photosynthesis: from molecular mechanisms to the field. Oxford: Bios Scientific Publishers. Cornic, G., Drought stress inhibits photosynthesis by decreasing stomatal aperture-not by affecting ATP synthesis. Trends in Plant Sci 5: Dowhton, W.J.S., Loveys, B.R., Grant, W.J.R., Non-uniform stomatal closure induced by water stress causes putative non-stomatal inhibition of photosynthesis. New Phytol 110: Ecnomakis, C.D., Daskalaki, A., Bitsaki, A., Effect of nutrient solution potassium concentration on tomatoes grown on new or reused pumice. Acta Hort. 548: Epron, D., Godard, D., Cornic, G., Genty, B., Limitation of net CO 2 assimilation rate by internal resistances to CO 2 transfer in the leaves of two tree species (Fagus sylvatica L. and Castanea sativa Mill.). Plant Cell Environ 18: Evans, J.R., and von Caemmerer, S., Carbon dioxide diffusion inside leaves. Plant Physiol 110: Farguhar, G.D., and Sharkey, T.D., Stomatal conductance and photosynthesis. Ann. Rev. Plant Physiol. 33: Flexas, J., and Medrano, H., 2002a. Drought inhibition of photosynthesis in C 3 plants: stomatal and non stomatal limitations revisited. Ann Bot 89: Flexas, J., and Medrano, H., 2002b. Photosynthetic responses of C 3 plants to drought. In: Hemantaranjan A, ed. Advances in Plant Physiology IV. Jodhpur: Scientific Publishers. Gimenez, C., Mitchell, V.J., Lawlor, D.W., Regulation of Photosynthesis rate of two sunflower hybrids under water stress. Plant Physiol 98:

89 Gunasekera, D., Berkowitz, G.A., Use of transgenic plants with Rubisco antisense DNA to evaluate the rate limitation of photosynthesis under water stress. Plant Physiol 103: Harland, J., Lane, S., Price, D., Further experience with recycled zeolite as a substrate in sweet pepper crop. Acta Hort. 481: Heuvelink, E., Bakker, M., Stanghellini, C., Salinity effects on fruit yield in vegetable crops: a simulation study. Acta Hort 609: Jolliet, O., Balley, B.J., Hand, D.J., Cockshul, K., Tomato yield in greenhouses related to humidity and transpiration. Acta Hort. 323: Jones, H.G., Moderate-term water stresses and associated changes in some photosynthetic parameters in cotton. New Phytol 72: Jones, H.G., Plants and microclimate. 2 nd Edition. Cambridge University Press, Cambridge, UK. Kaiser, W.M., Effect of water deficit on photosynthetic capacity. Physiol Planta 71: Kanechi, M., Kunimoto, E., Inagaki, N., Maekawa, S., Water stress effects on ribulose- 1,5-bisphospate carboxylase and its relationship to photosynthesis in sunflower leaves. In: Mathis p, ed. Photosynthesis: from light to biosphere. Vol. IV. The Hague: Kluwer Academic Publishers, Lange, O.L., Losch, R., Schulze, E.D., Kappen, L., Response of stomata in changes in humidity. Planta 100: Lawlor, D.W., The effects of water deficit on photosynthesis. In: Smirnoff N. Environment and plant metabolism. Oxford: Bios Scientific Publishers, Lieth, J.H., and Burger, D.W., Frowth of Chrysanthemum using an irrigation system controlled by soil moisture tension. J Am Soc Hort Sci 114: Lloyed, J., Syversten, J.P., Kriedemann, P.E., Farquhar, G.D., Low conductances for CO 2 diffusion from stomata to the sites of carboxylation in leaves of woody species. Plant Cell Environ 15: Lütge, U., and Smith, A., Structural, biophysical, and biochemical aspects of the role of leaves in plant adaptation to salinity and water stress. In: Salinity tolerance in plants, New York Staples RC and Toenniessen GH (eds.), Wiley-Interscience, New York. Maloupa, E., Mitsios, I., Martinez, P.F., Bladenopoulou, S., Study of substrates use in gerbera soilless culture grown in plastic greenhouses. Acta Hort. 323:

90 Manios, V., Papadimitriou, M.D., Kefakis, M.D., Hydroponic culture of tomato and gerbera at different substrates. Acta Hort. 408: Maxwell, K., and Johnson, G.N., Chlorophyll fluorescence a practical guide. J. Exp. Bot. 51: Medrano, H., Parry, M,A., Socias, X., Lawlor, D.W., Long term water stress inactivates Rubisco in subterranean clover. Ann Appl Biol 131: Medrano, H., Escalona, J.M., Bota, J., Gulias, J., Flexas, J., Regulation of C 3 plants in response to progressive drought: Stomatal conductance as a reference parameter. Ann Bot 89: Moran, R., Formulae for determination of chlorophyll pigments extracted with N,Ndimethylformamine. Plant Physiol 69: Mualem, Y. (1976). A new model for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated porous media. Water Resour. Res. 12: Olesinski, A.A., Wolt, S., Rudish, J., Morani, A Effects of leaf age and shading on photosynthesis in potatoes (Solanum tuberosum). Ann. Bot. 64: Olympios, C.M Soilless media under protected cultivation rockwool, peat, perlite and other substrates. Acta Hort. 323: Ögren and Öquist, Effects of drought on photosynthesis, chlorophyll fluorescence and photoinhibition susceptibility in intact willow leaves. Planta 166: Percival, D.C., Proctor, J.T.A., Privé, J.P., Gas exchange, stem water potential and leaf orientation of Rubus Idaeus L.are influenced by drought stress. J Horti Sci & Biotech 73: Raviv, M., Lieth, J.H., Wallach, R., The effect of root-zone physical properties of coir and UC mix on performance of cut rose (cv Kardinal). Acta Hort. 554: Raviv, M., and Blom, T.J., The effect of water availability and quality on photosynthesis and productivity of soilless-grown cut roses. Sci Hort 88: Ritchie, E.A., and Hinckley, T.M., The pressure chamber as un instrument for ecological research. Adv. Ecol. Res. 9: Samartzidis, C., Awada, T., Maloupa, E., Radoglou, K., Constantinidou H.-I.A., Rose productivity and physiological responses to different substrates for soil-less culture. Scientia Horticulture 106: Scholander, P.F., Hammel, H.T., Bradstreet, E.D., Hemmingsen, E.A., Sap pressure in vascular plants. Science 148:

91 Schulze, E.D., and Hall, A.E., Stomatal responces, water loss and CO2 assimilation rate of plants in contrasting environments. In: Lange, O.L.,Nobel, P.S., Osmond, C.B., Ziegler, H.(Eds.), Physiological Plant Ecology. II. Water relation and Carbon Assimilation, Encyclopedia of Plant Physiology, New Series, Vol.12B. Spinger, Berlin, pp Sharma, N.P., and Malik, C.P., Photosynthetic responses of groundnut to moisture stress. Photosynthetica 29: Steduto, P., Albrizio, R., Giorgio, P., Sorrentino, G., Gas-exchange response and stomatal and non-stomatal limitations to carbon assimilations of sunflower under salinity. Environ Experim Bot 44: Taiz, L., and Zeiger, E., Plant Physiology. Benjamin/Cummings, Redwood, CA. Terashima, I., Wong, S.C., Osmond, C.B., Farquhar, G.D., Characterization of nonuniform photosynthesis induced by abscisic acid in leaves having different mesophyll anatomies. Plant Cell Physiol 29: Tezara, W., Mitchell, V.J., Driscoll, S.D., Lawlor, D.W., Water stress inhibits plant photosynthesis by decreasing coupling factor and ATP. Nature 401: Turner, N.C., Techniques and experimental approaches for the measurement of plant water status. Plant Soil 58: Vu, J.C.V. and Yelenonsky, G., Photosynthetic responses of citrus trees to soil flooding. Physiol. Plant. 81:7-14. Van Genuchten, M. Th., A closed-form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils. Soil Sci. Soc. Am. J. 44: Williams, M.H., Rosenqvist, E., Buchhave, M., Response of potted miniature roses (Rosax hybrida) to reduced water availability during production. J Hort Sci Biotech 74: Wise, R.R., Frederick, J.M., Alm, D.M., Kramer, D.R., Hesketh, J.D., Crofts, A.R. and Ort, D.R Investigations of the limitations to photosynthetis induced by leaf water deficits in field grown sunflower (Helianthus annuus L.). Plant Cell Environ. 13: Wise, R.R., Sparow, D.H., Ortiz-Lopez, A., Ort, D.R., Biochemical regulation during the mid-day decline of photosynthesis in field-grown sunflower. Plant Sci 74: Δασκαλάκη, Α. και Οικονομάκης, Κ.Δ Υδροπονική καλλιέργεια αγγουριάς σε ελαφρόπετρα, περλίτη και ζεόλιθο με ή χωρίς ανακύκλωση του θρεπτικού διαλύματος. Πρακτικά 29 ο συνεδρίου της Ε.Ε.Ε.Ο, Κύπρος, pp Καράταγλης, Σ Φυσιολογία φυτών. Εκδόσεις Art of Text. Θεσσαλονίκη. Καραµπουρνιώτης, Γ.Α Φυσιολογία καταπονήσεων των φυτών. Εκδόσεις ΕΜΒΡΥΟ, Αθήνα. ISBN

92 Χαρτζουλάκης, Σ.Κ Συμπεριφορά του ακτινιδίου, cv. Hayward σε συνθήκες υδατικής καταπόνησης. Διδακτορική ιατριβή, Α.Π.Θ., Θεσσαλονίκη. 85

93 ΕΝΟΤΗΤΑ ΙΙ: ΗΜΕΡΗΣΙΕΣ ΜΕΤΑΒΟΛΕΣ ΤΗΣ ΦΩΤΟΣΥΝΘΕΣΗΣ ΚΑΙ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΩΝ ΠΑΡΑΜΕΤΡΩΝ ΦΥΤΩΝ ΤΡΙΑΝΤΑΦΥΛΛΙΑΣ (Rosa hybrida Eurored ) ΣΕ ΔΥΟ ΔΙΑΦΟΡΕΤΙΚΑ ΕΠΙΠΕΔΑ ΑΡΔΕΥΣΗΣ ΚΑΙ ΤΡΙΑ ΥΠΟΣΤΡΩΜΑΤΑ II.1. ΠΕΡΙΛΗΨΗ Μελετήθηκαν οι ημερήσιες αλλαγές σε ορισμένες φυσιολογικές παραμέτρους στα φυτά τριανταφυλλιάς Eurored σε δύο διαφορετικά επίπεδα άρδευσης και τρία διαφορετικά υποστρώματα. Το πρώτο επίπεδο ήταν το 100% των αναγκών υπολογισμένης της εξατμισοδιαπνοής και το δεύτερο το 67% αυτών. Τα υποστρώματα ήταν περλίτης, φελλός πεύκου-φλούδες αμυγδάλου και περλίτης-στέμφυλα Για το σκοπό αυτό λήφθηκαν μετρήσεις του ρυθμού φωτοσύνθεσης, της αγωγιμότητας των στομάτων, της συγκέντρωση CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους, θερμοκρασίας των φύλλων, καθώς επίσης και της φωτοσυνθετικά ενεργού ακτινοβολίας, της σχετικής υγρασίας του αέρα και του υδατικού δυναμικού των φύλλων κατά την διάρκεια της Άνοιξης πρωί και μεσημέρι. Η φωτοσυνθετική δραστηριότητα (Pn) των νεαρών φύλλων είχε τη μεγαλύτερη τιμή το πρωί στο υψηλότερο επίπεδο άρδευσης στο υπόστρωμα του μίγματος φελλός πεύκου-φλούδες αμυγδάλου, ενώ τη μικρότερη τιμή παρουσίασε το υπόστρωμα του μίγματος περλίτη-στέμφυλα στο μειωμένο καθεστώς άρδευσης στις μεσημβρινές ώρες. Η αγωγιμότητα των στομάτων (Cs) και η συγκέντρωση CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους (Cint) είχαν θετική συσχέτιση με τη φωτοσυνθετική δραστηριότητα, και η συγκέντρωση CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους είχε υψηλή θετική συσχέτιση με τη στοματική αγωγιμότητα. Η φωτοσυνθετική δραστηριότητα, η αγωγιμότητα των στομάτων και το υδατικό δυναμικό των φύλλων διαφοροποιήθηκαν κατά τη διάρκεια της μέρας με τις μεγαλύτερες τιμές να παρατηρούνται τις πρώτες ώρες μετά την ανατολή του ήλιου και να μειώνονται κατά τις μεσημβρινές ώρες και στα τρία υποστρώματα, με το μικρότερο ποσοστό μείωσης να αναφέρεται στα φυτά που υπόκεινται σε ήπια καταπόνηση Τα αποτελέσματα αυτά υποδηλώνουν ότι ενδεχομένως υπάρχει δυνατότητα προσαρμογής των φυτών τριανταφυλλιάς σε ελαττωμένο καθεστώς άρδευσης σε φτηνά και εύκολα διαθέσιμα υποστρώματα, σε υδροπονική καλλιέργεια 86

94 II.2. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η αύξηση των φυτών εξαρτάται κυρίως από το ισοζύγιο των οργανικών ουσιών που παράγεται με τη φωτοσύνθεση και εκείνο που καταναλώνεται με την αναπνοή (McCree, 1986; Dutton et al., 1988). Έτσι η αποδοτικότητα μιας καλλιέργειας καθορίζεται από διάφορους παράγοντες εξωτερικούς και εσωτερικούς που μπορούν να επηρεάσουν τις πιο πάνω λειτουργίες (Καράταγλης, 1992). Η φωτοσύνθεση είναι μια από τις ευαίσθητες στη θερμοκρασία διεργασίες από την οποία εξαρτάται η αύξηση του φυτού (Jones, 1992). Στη βιβλιογραφία (Sams and Flore, 1982; Hancock et al., 1992) αναφέρεται αρνητική επίδραση της υψηλής θερμοκρασίας στη φωτοσυνθετική ικανότητα των φυτών. Το επίπεδο των μmol.m -2.s -1 φωτοσυνθετικά ενεργού ακτινοβολίας αναφέρεται (Fernandez and Pritts, 1994) ως σημείο φωτοκορεσμού όπως και σε άλλα είδη ξυλωδών φυτών (Bordman, 1977; Lakso and Seeley, 1978). Οι Fernandez and Pritts (1994) παρατήρησαν ότι ο ρυθμός φωτοσύνθεσης μειώνεται με την άνοδο της θερμοκρασίας από τους 15 στους 40 ο C. Όσον αφορά την αγωγιμότητα των στομάτων, αυτή συνδέεται άμεσα με τη φωτοσυνθετική δραστηριότητα. Κλείσιμο των στομάτων περιορίζει την πρόσληψη του CO 2 και μειώνει τη φωτοσύνθεση. Οι κύριοι περιβαλλοντικοί παράγοντες που επηρεάζουν την αγωγιμότητα των στομάτων είναι η θερμοκρασία, ο φωτισμός, η σχετική υγρασία, η υδατική κατάσταση του φυτού και η συγκέντρωση CO 2. Oι Berry και Bjorkman (1980) αναφέρουν ότι τα στόματα ανοίγουν με την αύξηση της θερμοκρασίας, κλείνουν σε υψηλές θερμοκρασίες και έχουν το μέγιστο άνοιγμα σε ενδιάμεσες θερμοκρασίες. Το ενδιαφέρον της υδροπονικής παραγωγής τριαντάφυλλων σε ντόπια φτηνά και εύκολα διαθέσιμα υποστρώματα στις νοτιότερες μεσογειακές χώρες έχει αυξηθεί τα τελευταία χρόνια. Εντούτοις δεν υπάρχουν μελέτες που να ερευνούν τις συνθήκες αυτές (Raviv and Blom, 2001). Έτσι οποιαδήποτε προσπάθεια για παραγωγή τριαντάφυλλων σε τέτοιου είδους συνθήκες δεν θα είναι αποτελεσματικές εάν δεν σχεδιάζονται λαμβάνοντας υπόψη τη συμπεριφορά του φυτού κάτω από τις συνθήκες περιβάλλοντος που πρέπει να αυξηθεί και να αποδώσει. (Carew et al., 2003). Σκοπός της εργασίας αυτής ήταν να μελετηθούν οι επιδράσεις των ημερήσιων αλλαγών παραγόντων του περιβάλλοντος στην φωτοσύνθεση και σε ορισμένες 87

95 φυσιολογικές παραμέτρους των κόκκινων τριαντάφυλλων Eurored σε δύο επίπεδα άρδευσης και τρία υποστρώματα όπως ήδη περιγράφηκε στην Ενότητα I.. II.3. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ Οι μετρήσεις και παρατηρήσεις που έγιναν στην εργασία αυτή πραγματοποιήθηκαν στο φυτικό υλικό το οποίο χρησιμοποιήθηκε στην Ενότητα I. Οι παρατηρήσεις λαμβάνονταν πάντα σε νεαρά ίδιου σταδίου ανάπτυξης και εμφάνισης ανθικά στελέχη και στο δεύτερο πρόσφατα πλήρες αναπτυγμένο σύνθετο πεντάφυλλο από την κορυφή με νότια έκθεση (έκθεση προς τον ήλιο) 2-3 ώρες και 6-7 ώρες μετά την ανατολή του ήλιου. Επελέγησαν φύλλα υγιή και του ίδιου περίπου μεγέθους. Οι μετρήσεις έγιναν κατά τη διάρκεια της άνοιξης ως μέσοι όροι δύο μετρήσεων, την 35 η και 85 η μέρα τριμήνου (εποχής). Όλες οι παρατηρήσεις έγιναν σε 12 ανθικά στελέχη τα οποία είχαν επιλεγεί όσο το δυνατό πιο ομοιόμορφα κατά τη διάρκεια όλων των μετρήσεων. Μετρήθηκαν τα παρακάτω : : I) ρυθμός φωτοσύνθεση (Pn) ΙΙ) αγωγιμότητα στομάτων (Cs) III) συγκέντρωση CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους (Cint) IV) υδατικό δυναμικό (WP) V) θερμοκρασία φύλλου (T o C) VI) σχετική υγρασία (RH %) VII) φωτοσυνθετικά ενεργός ακτινοβολία ( nm) (PAR) Για τη μέτρηση των πιο πάνω φυσιολογικών παραμέτρων χρησιμοποιήθηκε η φορητή συσκευή μέτρησης της φωτοσύνθεσης LI-6200 (LiCOR, Lincoln, Nebraska, USA) και η φορητή συσκευή μέτρησης του υδατικού δυναμικού, ήτοι ο θάλαμος πίεσης τύπου Scholander (Scholander et al.1965). Για την στατιστική ανάλυση των δεδομένων χρησιμοποιήθηκε το στατιστικό πακέτο SAS/ASSIST (for Windows). Έγινε ανάλυση παραλλακτικότητας (ANOVA) και σύγκριση των μέσων όρων με το κριτήριο Duncan (P<0.05). 88

96 II.4. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ II.4.1. Ημερήσια διακύμανση της φωτοσύνθεσης και άλλων φυσιολογικών παραμέτρων σε δύο επίπεδα άρδευσης και τρία διαφορετικά υποστρώματα Για το υπόστρωμα του περλίτη η φωτοσυνθετική δραστηριότητα στο καθεστώς μειωμένης άρδευσης (67%) δεν εμφάνισε στατιστική διαφορά μεταξύ του πρωινού και το μεσημεριού, με τιμές που κυμαίνονταν από μmol.m -2.s -1 (Σχ.1.1Α). Αντίθετα για το κανονικό καθεστώς άρδευσης (100%) παρατηρήθηκε μείωση της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας το μεσημέρι. Η στοματική αγωγιμότητα των φύλλων μειώθηκε στατιστικώς σημαντικά από το πρωί ως το μεσημέρι και στα δύο καθεστώτα άρδευσης (Σχ.1.2Α). Αντιθέτως η συγκέντρωση του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους δεν παρουσίασε στατιστικώς σημαντική διαφορά (Σχ.1.3Α). Στο υπόστρωμα του μίγματος φελλός πεύκου-φλούδες αμυγδάλου η φωτοσυνθετική δραστηριότητα στο μειωμένο καθεστώς άρδευσης (67%) δεν εμφάνισε στατιστική διαφορά μεταξύ του πρωινού και το μεσημεριού. Αντιθέτως, για το κανονικό καθεστώς άρδευσης (100%) παρατηρήθηκε μείωση στην φωτοσυνθετική δραστηριότητα το μεσημέρι (Σχ.1.1Γ). Η στοματική αγωγιμότητα και η συγκέντρωση του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους, δεν παρουσίασε σημαντική στατιστική διαφορά σε κανένα από τα 2 καθεστώτα άρδευσης (Σχ.1.2Γ, 1.3Γ). Η θερμοκρασία φύλλου είχε σημαντική διαφορά στο 67% ενώ καμία στο 100% (Σχ.2.1Γ). Για το υπόστρωμα του μίγματος περλίτη-στέμφυλα, η φωτοσυνθετική δραστηριότητα το μεσημέρι μειώθηκε στατιστικώς σημαντικά μόνο στο κανονικό καθεστώς άρδευσης (Σχ.1.1Β) ενώ η στοματική αγωγιμότητα (Σχ.1.2Β), η συγκέντρωση του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους (Σχ.1.3Β) και η θερμοκρασία του φύλλου παρουσίασαν σημαντική μείωση και στα δύο καθεστώτα άρδευσης (Σχ.2.1Β). II.4.2. Ημερήσια διακύμανση του υδατικού δυναμικού σε δύο επίπεδα άρδευσης και τρία υποστρώματα Το υδατικό δυναμικό μειώθηκε (έγινε πιο αρνητικό) από το πρωί έως το μεσημέρι στα φυτά που υπέστησαν κανονικό καθεστώς άρδευσης και στα τρία υποστρώματα, με την μεγαλύτερη μείωση να εμφανίζεται στο υπόστρωμα του περλίτη (Σχ. 1.4Α). Για τα 89

97 φυτά του μειωμένου καθεστώτος άρδευσης η μείωση αυτή ήταν μικρότερη, και για τα τρία υποστρώματα ανεξαιρέτως (Σχ.1.4Β και 1.4Γ). II.4.3 Ημερήσια διακύμανση της φωτοσύνθεσης και άλλων φυσιολογικών παραμέτρων σε δύο επίπεδα άρδευσης ως μέσος όρος των υποστρωμάτων Η φωτοσυνθετική δραστηριότητα μειώθηκε από το πρωί έως το μεσημέρι στα φυτά που υπέστησαν κανονικό καθεστώς άρδευσης και στα 3 υποστρώματα, με την μεγαλύτερη μείωση να φαίνεται στο υπόστρωμα του μίγματος περλίτης-στέμφυλα. Αντιθέτως, για τα φυτά του μειωμένου καθεστώτος άρδευσης δεν εμφανίστηκε μείωση ως την έκτη ώρα από την ανατολή του ήλιου. Συγκεκριμένα, το πρωί η τιμή της φωτοσύνθεσης ήταν κατά μέσο όρο 10.4 μmol.m -2.s -1 και μmol.m -2.s -1 για τα καταπονημένα και μη φυτά αντιστοίχως, ενώ το μεσημέρι σημειώθηκε μια πολύ μικρή μείωση στα 10.2 μmol.m -2.s -1 για τα καταπονημένα φυτά ενώ αντίθετα για τα φυτά της κανονικής άρδευσης σημειώθηκε μεγαλύτερη μείωση στα μmol.m -2.s -1 (Σχ.3.1Α). Το μεσημέρι η στοματική αγωγιμότητα (Σχ.3.1Β), και η συγκέντρωση του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους (Σχ.3.1Γ) μειώθηκαν σημαντικά ενώ η θερμοκρασία του φύλλου παρουσίασε σημαντική αύξηση (Σχ.3.1Η). II.4.4. Συντελεστής συσχέτισης της φωτοσύνθεσης με άλλες παραμέτρους Στο υπόστρωμα του περλίτη, παρατηρήθηκε σημαντική θετική συσχέτιση μεταξύ φωτοσυνθετικού ρυθμού αφ ενός και εσωτερικής συγκέντρωσης CO 2 (Cint), στοματικής αγωγιμότητας (Cs), θερμοκρασίας φύλλου και της PAR, αφετέρου. Το επίπεδο άρδευσης επηρέασε θετικά και στατιστικώς σημαντικά τη φωτοσυνθετική δραστηριότητα (Πίν. 1). Στο υπόστρωμα φελλός πεύκου-φλούδες αμυγδάλου παρατηρήθηκε σημαντική θετική συσχέτιση μεταξύ της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας αφ ενός και αγωγιμότητας των στομάτων, καθεστώτος άρδευσης και συγκέντρωσης CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους, αφετέρου (Πίν. 1). Στο υπόστρωμα περλίτης-στέμφυλα παρατηρήθηκε σημαντική θετική συσχέτιση μεταξύ φωτοσυνθετικής δραστηριότητας αφ ενός και στοματικής αγωγιμότητας και συγκέντρωσης CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους, αφετέρου (Πίν. 1). 90

98 Ο συντελεστής συσχέτισης της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας των νεαρών ανθικών στελεχών ως μέσος όρος των υποστρωμάτων περλίτη, φελλού πεύκου-φλούδας αμυγδάλου και περλίτη-στεμφύλων ήταν θετικός και στατιστικά σημαντικός τόσο με την αγωγιμότητα των στομάτων των φύλλων όσο και με τη συγκέντρωση του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους. Αντιθέτως, αρνητικό συντελεστή συσχέτισης με μικρή και στατιστικά σημαντική τιμή είχε η φωτοσυνθετική δραστηριότητα με τη σχετική υγρασία του αέρα. Τέλος η φωτοσυνθετική δραστηριότητα είχε σημαντική συσχέτιση με το καθεστώς άρδευσης (Πίν. 1). II.5. ΣΥΖΗΤΗΣΗ Η φωτοσυνθετική δραστηριότητα και η αγωγιμότητα των φύλλων παρουσίασε μείωση μεταξύ πρωινής και μεσημεριανής μέτρησης στα ανθικά στελέχη που είχαν εκπτυχθεί στα διαφορετικά υποστρώματα, μόνο στο κανονικό επίπεδο άρδευσης. Η φωτοσυνθετική δραστηριότητα μειώθηκε κατά τη δεύτερη μέτρηση (μεσημέρι) ενδεχομένως διότι τότε επικρατούσαν λιγότερο ευνοϊκές θερμοκρασίες για τη φωτοσύνθεση αφού μετά τους 28 o C παρατηρείται απότομη μείωση της φωτοσύνθεσης (Fernandez and Pritts, 1994). Η αγωγιμότητα των στοματίων έδειξε παρόμοια τάση μεταβολής με τη φωτοσύνθεση, όμως η μείωση ήταν σημαντική στη δεύτερη μέτρηση και ενδεχομένως να ήταν ένας παράγοντας υπεύθυνος για την επικείμενη μείωση της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας. Η υδατική καταπόνηση μείωσε το υδατικό δυναμικό και τη διαπνοή. Η μείωση του υδατικού δυναμικού επηρεάζει την φωτοσυνθετική λειτουργία σε δύο κυρίως επίπεδα τόσο στο κλείσιμο των στομάτων και τον περιορισμό του εφοδιασμού των φωτοσυνθετικών κυττάρων με CO 2 όσο και στην επικράτηση χαμηλού υδατικού δυναμικού στον πρωτοπλάστη που επιδρά άμεσα στη δομική και λειτουργική ακεραιότητα της φωτοσυνθετικής συσκευής. Σε συνθήκες χαμηλού υδατικού δυναμικού, εμφανίζονται δυσλειτουργίες τόσο στη φωσφορυλίωση όσο και στη φωτοσυνθετική ροή των ηλεκτρονίων (Καραμπουρνιώτης, 2003). Στο παρόν πείραμα η μείωση της αγωγιμότητας, που δείχνει προοδευτικό κλείσιμο των στομάτων ως τις μεσημβρινές ώρες γεγονός που είναι αναμενόμενο καθώς 91

99 οι υπόλοιποι παράγοντες που επηρεάζουν δεν είναι ευνοϊκοί (αύξηση της θερμοκρασίας του φύλλου, αύξηση του υδατικού ελλείμματος στην ατμόσφαιρα, χαμηλότερο υδατικό δυναμικό) ακολουθείται από μείωση της εσωτερικής συγκέντρωσης του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους. Πρέπει όμως να επισημανθεί ότι η μείωση της εσωτερικής συγκέντρωσης του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους των φύλλων είναι, μόνο 6-7%, ώστε να μην δικαιολογεί την μεγαλύτερη σε ποσοστό μείωση της στοματικής αγωγιμότητας, 12,5 και 17,56% αντίστοιχα, των δύο επιπέδων άρδευσης (ελαττωμένο και κανονικό). Δηλαδή το κλείσιμο των στομάτων δεν ήταν ο μοναδικός παράγοντας που περιόρισε την είσοδο του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους σε τέτοιο βαθμό ώστε να περιορίσει την φωτοσυνθετική δραστηριότητα ως ο μοναδικός παράγοντας. Η ταυτόχρονη μείωση του υδατικού δυναμικού των φύλλων ενδεχομένως να δικαιολογεί κατά ένα μέρος την μεγαλύτερη μείωση της στοματικής αγωγιμότητας καθώς η μακρόχρονη υδατική καταπόνηση μπορεί να προκαλέσει την δημιουργία χαμηλού υδατικού δυναμικού στον πρωτοπλάστη που επιδρά άμεσα στη δομική και λειτουργική ακεραιότητα της φωτοσυνθετικής συσκευής (Καραμπουρνιώτης, 2003). Η μείωση του υδατικού δυναμικού καθώς και της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας σε μικρότερο ποσοστό στο μειωμένο καθεστώς άρδευσης, υποδεικνύει την πιθανότητα προσαρμογής των φυτών σε ήπια υδατική καταπόνηση (Plaut and Federman, 1991). Τόσο οι Conroy et al. (1988) όσο και οι Matthews and Boyer (1984) αναφέρουν πολύ μικρή μείωση της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας σε φυτά προσαρμοσμένα σε έλλειψη ύδατος σε σχέση με μη προσαρμοσμένα. Από τις παραμέτρους που προσδιορίστηκαν, τον ρυθμό φωτοσύνθεσης, την στοματική αγωγιμότητα και την συγκέντρωση του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους των φύλλων προκύπτει ότι αυτές διαφέρουν στατιστικώς σημαντικά στα δύο επίπεδα άρδευσης σε όλα τα υποστρώματα. Η συγκέντρωση του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους των φύλλων εμφάνισε στατιστικώς σημαντική διαφορά μεταξύ των πρωινών και μεσημβρινών ωρών, δεικνύοντας μερικό κλείσιμο των στομάτων των φύλλων με αποτέλεσμα την επίδραση μερικώς μόνο στη μείωση της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας (Sharkey and Seemann, 1988). Κατά τους Kuippers et al. (1986) το κλείσιμο των στοματίων δεν είναι ο κύριος λόγος για την μείωση της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας. Οι Correia et al. (1990), αναφέρουν ότι η μείωση του ρυθμού φωτοσύνθεσης το μεσημέρι δεν οφείλεται απλά στην περιορισμένη συγκέντρωση του 92

100 CO 2 στους χλωροπλάστες λόγω κλεισίματος των στοματίων, αλλά μάλλον στην μειωμένη δυνατότητα καρβοξυλίωσης το μεσημέρι σε σχέση με το πρωί. Η φωτοσυνθετική δραστηριότητα περιορίστηκε και στα τρία υποστρώματα κατά τις μεσημβρινές ώρες μόνο στο κανονικό καθεστώς άρδευσης και όχι στο μειωμένο επίπεδο, παρά τη μείωση της συγκέντρωσης του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους των φύλλων και της αγωγιμότητας των στομάτων σε αυτό. Τα αποτελέσματα αυτά δείχνουν ότι ενδεχομένως υπάρχει δυνατότητα προσαρμογής των φυτών τριανταφυλλιάς σε καθεστώς μειωμένης άρδευσης σε φτηνά και εύκολα διαθέσιμα υποστρώματα, σε υδροπονική καλλιέργεια. 93

101 Πίνακες Πίνακας 1: Συντελεστής συσχέτισης της φωτοσυνθετικής δραστηριότητας με την αγωγιμότητα των στομάτων (Cs, cm.s -1 ) και τη συγκέντρωση του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους (Cint, ppm), στα τρία υποστρώματα και ως μέσος όρος αυτών. περλίτης Φελλός πεύκουφλούδες αμυγδάλου Περλίτης- Στέμφυλα Μ. όρος Pn Cs 0.775*** 0.684*** *** 0.804*** Cint 0.716*** 0.37* 0.529** 0.463*** Βαθμός σημαντικότητας: *** P , ** P 0.001, * P 0.05, NS = Δεν υπάρχει σημαντικότητα (Pearson correlation coefficients) 94

102 Σχήματα 1A περλίτης 1B περλίτης-στέμφυλα 1Γ φελλός πεύκου-φλούδες αμυγδάλου Pn (μmol m -2 s -1 ) π ρωί μεσημέρι 67% 100% Pn (μmol m -2 s -1 ) π ρωί μεσημέρι 67% 100% Pn (μmol m -2 s -1 ) π ρωί μεσημέρι 67% 100% χρόνος χρόνος χρόνος 2A περλίτης 2Β περλίτης-στέμφυλα 2Γ φελλός πεύκου-φλούδες αμυγδάλου Cs (cm s -1 ) 1 0,5 0 π ρωί μεσημέρι χρόνος 67% 100% Cs (cm s -1 ) 1 0,5 0 πρωί μεσημέρι χρόνος 67% 100% Cs (cm s -1 ) 0,8 0,6 0,4 0,2 0 π ρωί μεσημέρι χρόνος 67% 100% 3Α περλίτης 3Β περλίτης-στέμφυλα 3Γ φελλός πεύκου-φλούδες αμυγδάλου Cint (ppm) π ρωί μεσημέρι χρόνος 67% 100% Cint (ppm) π ρωί μεσημέρι χρόνος 67% 100% Cint (ppm) πρωί μεσημέρι χρόνος 67% 100% 4Α περλίτης 4Β περλίτης-στέμφυλα 4Γ φελλός πεύκου-φλούδες αμυγδάλου WP (-MPa) 2 1,5 1 0,5 0 πρωί μεσημέρι χρόνος 67% 100% WP (-MPa) 2 1,5 1 0,5 0 π ρωί μεσημέρι χρόνος 100% 67% WP (-MPa) 2 1,5 1 0,5 0 πρωί μεσημέρι χρόνος 67% 100% Σχήμα 1: Ημερήσια μεταβολή 1) στο ρυθμό φωτοσύνθεσης (Pn, μmol.m -2.s -1 ), 2) στην αγωγιμότητα των στομάτων (Cs, cm.s -1 ), 3) στη συγκέντρωση του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους των κυττάρων (Cint, ppm) καθώς και 4) στο υδατικό δυναμικό (WP, -MPa), στα νεαρά φύλλα τριανταφυλλιάς ποικιλίας Eurored στα τρία υποστρώματα (περλίτης, περλίτης-στέμφυλα, φελλός πεύκου- φλούδες αμυγδάλου) Α, Β και Γ αντίστοιχα. Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλμα του μέσου όρου (9 επαναλήψεις). 95

103 1A περλίτης 1B περλίτης-στέμφυλα 1Γ φελλός πεύκου-φλούδες αμυγδάλου Tleaf o C πρωί μεσημέρι 67% 100% Tleaf o C πρωί μεσημέρι 67% 100% Tleaf o C πρωί μεσημέρι 67% 100% χρόνος χρόνος χρόνος 2A περλίτης 2Β περλίτης-στέμφυλα 2Γ φελλός πεύκου-φλούδες αμυγδάλου RH % πρωί χρόνος μεσημέρι 67% 100% RH % π ρωί χρόνος μεσημέρι 67% 100% RH % π ρωί χρόνος μεσημέρι 67% 100% 3Α περλίτης 3Β περλίτης-στέμφυλα 3Γ φελλός πεύκου-φλούδες αμυγδάλου PAR (μmol.m -2.s -1 ) πρωί μεσημέρι 67% 100% PAR (μmol.m -2.s -1 ) π ρωί μεσημέρι 67% 100% PAR (μmol.m -2.s -1 ) π ρωί μεσημέρι 67% 100% χρόνος χρόνος χρόνος Σχήμα 2: Ημερήσια μεταβολή 1) στη θερμοκρασία των φύλλων (T leaf, C) στα νεαρά φύλλα, καθώς 2) στη σχετική υγρασία (R.H. %) και 3) στη φωτοσυνθετικά ενεργό ακτινοβολία (P.A.R. μmol.m -2.s -1 ) στο περιβάλλον του θερμοκηπίου στα νεαρά φύλλα τριανταφυλλιάς ποικιλίας Eurored στα τρία υποστρώματα (περλίτης, περλίτηςστέμφυλα, φελλός πεύκου- φλούδες αμυγδάλου) Α, Β και Γ αντίστοιχα. Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλμα του μέσου όρου (9 επαναλήψεις). 96

104 1Α Μέσος όρος υποστρωμάτων 1Β Μέσος όρος υποστρωμάτων Pn (μmol m-2 s- 1) π ρωί μεσημέρι 67% 100% Cs (cm s -1 ) 0,8 0,6 0,4 0,2 0 π ρωί μεσημέρι 67% 100% χρόνος χρόνος 1Γ Μέσος όρος υποστρωμάτων 1Δ Μέσος όρος υποστρωμάτων Cint (ppm) π ρωί μεσημέρι 67% 100% WP (-MBars) 1,5 1 0,5 0 πρωί μεσημέρι 67% 100% χρόνος χρόνος 1Ε Μέσος όρος υποστρωμάτων 1Ζ Μέσος όρος υποστρωμάτων Tleaf ( o C) πρωί μεσημέρι 67% 100% PAR (μmol m -2 s - 1 ) πρωί μεσημέρι 67% 100% χρόνος χρόνος 1Η Μέσος όρος Υποστρωμάτων 60 RH (%) % 100% 30 πρωί μεσημέρι χρόνος Σχήμα 3: Ημερήσια μεταβολή 1Α) στο ρυθμό φωτοσύνθεσης (Pn, μmol.m -2.s -1 ), 1Β) στην αγωγιμότητα των στομάτων (Cs, cm.s -1 ), 1Γ) στη συγκέντρωση του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους των κυττάρων (Cint, ppm), 1Δ) στο υδατικό δυναμικό (WP, -MPa), 1Ε) στη θερμοκρασία των φύλλων (T leaf, C), 1Ζ) στη φωτοσυνθετικά ενεργό ακτινοβολία (P.A.R. μmol.m -2.s -1 ) καθώς και 1Η) στη σχετική υγρασία (R.H. %) στο περιβάλλον του θερμοκηπίου στα νεαρά φύλλα τριανταφυλλιάς ποικιλίας Eurored ως μέσος όρος των τριών υποστρωμάτων (περλίτης, περλίτης-στέμφυλα, φελλός πεύκου- φλούδες αμυγδάλου). Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλμα του μέσου όρου (9 επαναλήψεις) 97

105 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Berry, J. and Bjorkman, O., Photosynthetic response and adaptation to temperature in higher plants. Ann. Rev. Plant Physiol. 31: Bordman, N.K., Comparative photosynthesis of sun and shade plants. Ann. Rev. Plant Physiol. 28: Carew, J.G., Mahmood, K., Darby, J., Hadley, P., Battey, N.H., The effect of temperature, photosynthetic photon flux density, and photoperiod on the vegetative growth and flowering of Autumn Bliss raspberry. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 128: Conroy, J.P., Virgona, J.M., Smillie, R.M., Barlow, E.W., Influence of drought acclimation and CO2 enrichment on osmotic adjustment and chlorophyll a sunflower during drought. Plant Physiol 86: Correia, M., J., Chaves, M.M., and Perira, J., S., Afternoon depression in photosynthesis in grapevine leaves-evidence for high light stress effect. J. Exper. Bot., vol.41, No 225, pp Dutton, R.G., Jiao, J., Tsujita, M.J., Godzinski, B., Whole plant CO 2 exchange measurements for non-destructive estimation of growth. Plant Physiol. 86: Fernandez, G.E., and Pritts, M.P., Growth, carbon acquisition, and source-sink relationships in Titan red raspberry. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 119: Hancock, J.F., Haghighi, K., Krebs, S.L., Flore, J.A., Draper, A.D., Photosynthetic heat stability in highbush blueberry and the possibility of genetic improvement. HortSci. 27: Jones, H.G., Plants and microclimate: A quantitative approach to environmental plant physiology. Cambridge Univ. Press. Küppers, M., Wheeler, A.,M., Küppers, B.,I.,L., Kirschbaum, M.,U.,F., Farquhar,G.,D., Carbon fixation in eucalypts in the field. Analysis of diurnal variations in photosynthetic capacity. Oecologia, 70, Lakso, A.N., and Seeley, E.J., Environmentally induced responses of apple tree photosynthesis. HortSci. 13:

106 Matthews, M.A., and Boyer J.S., Acclimation of photosynthesis to low leaf water potentials. Plant Physiol 74: McCree, K.J., Measuring the whole plant daily carbon balance. Photosynthetica 20: Percival, D.C., Proctor, J.T.A., Privé, J-P., Gas exchange, stem water potential and leaf orientation of Rubus idaeus L. are influenced by drought stress. J. Hort. Sci. Biotechn. 73: Percival, D.C., Proctor, J.T.A., Tsujita, M.J., Whole-plant net CO 2 exchange of raspberry as influenced by air and root-zone temperature, CO 2 concentration, irradiation, and humidity. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 121: Plaut, Z., and Federmann E., Acclimation of CO2 assimilation in cotton leaves to water stress and salinity. Plant Physiol 97: Raviv, M., and Blom, T.J., The effects of water availability on photosynthesis and productivity of soilless-grown cut roses. Sci. Hort. 88, Sams, C.E., and Flore, J.A., The influence of age, position, and environmental variables on net photosynthetic rates of sour cherry leaves. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 107: Sharkey, T.D., and Seemann, J.R., Mild water stress effects on carbon-reductioncycle intermediates, ribulose bisphosphate carboxylase activity and special homogeneity of photosynthesis in intact leaves. Plant Physiol: Καραµπουρνιώτης Γ.Α., Φυσιολογία καταπονήσεων των φυτών. Εκδόσεις ΕΜΒΡΥΟ, Αθήνα. ISBN Καράταγλης, Σ., Φυσιολογία φυτών. Εκδόσεις Art of Text. Θεσσαλονίκη. 99

107 ΕΝΟΤΗΤΑ ΙΙΙ: ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΣΕ ΥΔΡΟΠΟΝΙΚΗ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΑ ΠΕΡΛΙΤΗ ΤΩΝ ΦΥΤΩΝ ΠΟΙΚΙΛΙΑΣ Eurored ΥΠΟ ΑΥΞΑΝΟΜΕΝΗ ΥΔΑΤΙΚΗ ΚΑΤΑΠΟΝΗΣΗ III.1. ΠΕΡΙΛΗΨΗ Ο σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν να διερευνηθεί η διαδικασία προσαρμογής στην υδατική καταπόνηση των φυτών τριανταφυλλιάς ποικιλίας Eurored που αναπτύχθηκαν σε υδροπονική καλλιέργεια περλίτη. Τα φυτά αναπτύσσονταν στο θερμοκήπιο κάτω από δύο καθεστώτα νερού που ανταποκρίνονται στο 100% και 67% των πραγματικών αναγκών άρδευσης. Η άρδευση σταμάτησε εντελώς για 0, 72 και 96 h και προσδιορίστηκαν φωτοσυνθετικές παράμετροι, υδατικές σχέσεις, φθορισμός της χλωροφύλλης και συγκέντρωση υδατανθράκων και ιόντων. Η υδατική καταπόνηση και στα δύο καθεστώτα προκάλεσε: α) μείωση του φωτοσυνθετικού ρυθμού και της αγωγιμότητας των στομάτων αλλά αύξηση της συγκέντρωσης του CO 2 (Cint) στους μεσοκυττάριους χώρους β) μείωση στο φθορισμό της χλωροφύλλης, γ) μείωση στον ρυθμό διαπνοής και στο υδατικό δυναμικό του φύλλου αλλά καμία επίδραση στο σχετικό υδατικό περιεχόμενο και στην αποδοτικότητα χρήσης νερού, δ) αύξηση στη συγκέντρωση των υδατανθράκων και των ιόντων καλίου αλλά καμία αλλαγή στη περιεκτικότητα των ιόντων ασβεστίου. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι στην διαδικασία προσαρμογής των φυτών Eurored σε αυξανόμενη υδατική καταπόνηση εμπλέκονται μηχανισμοί που αφορούν στοματικούς και μη-στοματικούς παράγοντες. Τα φυτά διατήρησαν τις μεταβολικές και φυσιολογικές διεργασίες όχι απλά μέσω του κλεισίματος των στομάτων αλλά και μέσω της ωσμωρρύθμισης (υψηλότερη συγκέντρωση αναγωγικών σακχάρων και ιόντων καλίου). ΙΙΙ.2. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Η παραγωγή κομμένων τριαντάφυλλων είναι μία από τις πλέον σημαντικές θερμοκηπιακές καλλιέργειες. Αν και ο ρόλος του υδατικού δυναμικού θεωρείται σημαντικός τόσο για την φωτοσυνθετική δραστηριότητα όσο και για την προσαρμογή της υδροπονικής καλλιέργειας σε συνθήκες υδατικής καταπόνησης, στοιχεία για την επίδρασή του είναι λίγα (Raviv and Blom, 2001). Η υδατική καταπόνηση μπορεί να επηρεάσει την χρήση του νερού από τους 100

108 φυτικούς ιστούς και την φωτοσυνθετική δραστηριότητα μέσω στοματικών μηχανισμών (Őgren and Őquist, 1985). Εντούτοις και μη στοματικοί παράγοντες μπορεί επίσης να διαταράσσουν τον μεταβολισμό του άνθρακα (Tezara et al., 1999, Flexas and Medrano, 2002a,b). Στα φυτά γλάστρας η μείωση του φωτοσυνθετικού ρυθμού που παρατηρήθηκε σε υδατική καταπόνηση οφείλεται στο κλείσιμο των στομάτων (Williams et al., 1999). Η σύγκριση αποτελεσμάτων από διαφορετικές μελέτες δεν είναι πάντα εφικτή καθώς μπορεί να υπάρχουν σημαντικές διαφορές μεταξύ των ειδών και των γενοτύπων καθιστώντας δύσκολο τον εντοπισμό συγκεκριμένης επίδρασης της υδατικής καταπόνησης στην φωτοσυνθετική λειτουργία. Αν και η επίδραση της υδατικής καταπόνησης στη φωτοσυνθετική δραστηριότητα έχει μελετηθεί για μεγάλο αριθμό ειδών, για το τριαντάφυλλο δεν έχει γίνει σημαντική έρευνα. Ο σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η καλύτερη κατανόηση των διεργασιών προσαρμογής των φυτών τριανταφυλλιάς Eurored τα οποία υπόκεινται σε αυξανόμενη υδατική καταπόνηση σε δύο επίπεδα άρδευσης. ΙΙΙ.3. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ Οι παρατηρήσεις και μετρήσεις στην εργασία αυτή έγιναν στο φυτικό υλικό το οποίο χρησιμοποιήθηκε στην ενότητα I.1. Οι παρατηρήσεις λαμβάνονταν πάντα σε νεαρά ίδιου σταδίου ανάπτυξης και εμφάνισης ανθικά στελέχη σε κάθε εποχή και στο πιο πρόσφατα πλήρες αναπτυγμένο πεντάφυλλο από την κορυφή με νότια έκθεση (έκθεση προς τον ήλιο), 2-3 ώρες μετά την ανατολή του ήλιου. Επιλέγηκαν φύλλα υγιή και του ίδιου περίπου μεγέθους. Οι μετρήσεις λήφθηκαν τον Ιανουάριο του 2008 όπότε και εφαρμόστηκε απόλυτη διακοπή παροχής ύδατος για 0, 72 και 96h. Όλες οι μετρήσεις λήφθηκαν από 12 ανθικά στελέχη όσο το δυνατό πιο ομοιόμορφα. Μετρήθηκαν φωτοσυνθετικές, υδροδυναμικές παράμετροι καθώς και τα αναγωγικά σάκχαρα. Οι συνθήκες στο θερμοκήπιο είχαν ως εξής: μέση θερμοκρασία 26 o C, μέση ηλιακή ακτινοβολία 9,8MJm -2 και μέση σχετική υγρασία 58%. Στο πείραμα εφαρμόστηκε παραγοντικό σχέδιο δύο παραγόντων και η στατιστική ανάλυση βασίστηκε στο πακέτο SAS/ASSIST

109 ΙΙΙ.3.1. Μετρήσεις φωτοσυνθετικών παραμέτρων Ο φωτοσυνθετικός ρυθμός, η στοματική αγωγιμότητα, η συγκέντρωση του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους και ο ρυθμός διαπνοής μετρήθηκαν όπως έχει ήδη αναφερθεί. Η αποδοτικότητα χρήσης νερού υπολογίστηκε ως ο λόγος του ρυθμού φωτοσύνθεσης προς το ρυθμό διαπνοής. ΙΙΙ.3.2. Φωτονική απόδοση φωτοσυστήματος PSII O φθορισμός της χλωροφύλλης προσδιορίστηκε όπως έχει ήδη αναφερθεί με το OS-30p (Optiscience, Hudson, USA) φθορισμόμετρο, στην Ενότητα Ι, Υλικά και μέθοδοι. ΙΙΙ.3.3. Μετρήσεις υδροδυναμικών παράμέτρων Το υδατικό δυναμικό φύλλου μετρήθηκε όπως ήδη έχει αναφερθεί με το SKPM 1400 (Skye Instruments Ltd, Wales, UK) τη φορητή συσκευή μέτρησης του υδατικού δυναμικού, τον θάλαμο πίεσης τύπου Scholander (Scholander et al.,1965). Το σχετικό υδατικό περιεχόμενο υπολογίστηκε με τη μέθοδο των Barrs and Weatherley (1962). Για λεπτομερή περιγραφή του τρόπου λειτουργίας του οργάνου και μέτρησης των φυσιολογικών παραμέτρων βλέπε Ενότητα Ι, Υλικά και Μέθοδοι ΙΙΙ.3.4. Προσδιορισμός των αναγωγικών σακχάρων Η συγκέντρωση των αναγωγικών σακχάρων, γλυκόζη, φρουκτόζη και σουκρόζη στα φύλλα μετρήθηκαν με τη μέθοδο Okeyo and Kushad (1995). Για την ανάλυση των πετάλων λαμβάνονταν δείγματα αποτελούμενα από τα 3-5 εξωτερικά πέταλα των τριαντάφυλλων στο δεύτερο (2-3) στάδιο ανάπτυξης και ξηραίνονταν υπό κενό για τον προσδιορισμό των σακχάρων (Evans και Reid 1988). Για τον προσδιορισμό των σακχάρων (φρουκτόζης, γλυκόζης και σακχαρόζης) χρησιμοποιήθηκε ποσότητα δείγματος (0.25g) που ξηράθηκε υπό κενό και ψύξη. Τα δείγματα από κάθε επανάληψη εκχυλίστηκαν με 40 ml (80% κ.ο) αιθανόλης για 2 ώρες στο σημείο βρασμού. Μετά το φιλτράρισμα (Whatman No.4) τα εκχυλίσματα αλκοόλης ξηραίνονταν υπό κενό (rotary evaporator) στους 35 ºC, και στο υπόλειμμα προσθέτονταν 5 ml απεσταγμένου νερού. Το μίγμα ακολούθως περνούσε από ενεργοποιημένο C Sep-Pak cartridge. Κατόπιν μια 18 ποσότητα από το διήθημα τοποθετούνταν σε γυάλινους δοκιμαστικούς σωλήνες 102

110 και διαλυόταν με LC ακετονιτρίλιο 1 : 1 (v/v). Μέρος αυτού του διαλύματος φιλτραριζόταν μέσο ενός 0.2 μm nylon φίλτρου για να χρησιμοποιηθεί δείγμα 15 μl σε υψηλής ακρίβειας υγρό χρωματογράφο (HPLC) (Waters system). Ο χρωματογράφος ήταν εξοπλισμένος με διαθλαστικό (διοπτρικό) δείκτη ανίχνευσης (refractive index Model 2414) και στήλη υδατάνθρακα (Waters carbohydrate column). Ως κινητή φάση χρησιμοποιήθηκε ακετονιτρίλιο (LC) απεσταγμένο νερό ( by volume) σε ροή (isocratic) των 1.0 ml/min και θερμοκρασία στήλης 30 ºC (Okeyo and Kushad, 1995). Ο ποσοτικός προσδιορισμός των σακχάρων έγινε με καμπύλες βαθμονόμησης των πρότυπων ουσιών (γλυκόζης, φρουκτόζης, σακχαρόζης, ppm), οι οποίες χαρακτηρίζονταν από ευθεία γραμμή με συντελεστή προσδιορισμού R 2 > Τα % ποσοστό ανάκτησης για 5, 10 και 15% επί της συγκέντρωσης των προτύπων ουσιών ως μέσος όρος ήταν για την φρουκτόζη 95.0 ± 1.38 (±SE), την γλυκόζη 96.5 ± 1.38 (±SE) και την σακχαρόζη 94.0 ± 1.38 (±SE). Τα ολικά σάκχαρα προσδιορίστηκαν με την πρόσθεση των ποσοτήτων της γλυκόζης, φρουκτόζης και σακχαρόζης. Τα αποτελέσματα εκφράστηκαν % ξηρού βάρους. ΙΙΙ.3.5. Προσδιορισμός ιόντων K και Ca Κατά τη διάρκεια του πειράματος προσδιοριζόταν η συγκέντρωση K και Ca, στα νέα φύλλα. Αυτό γινόταν σε 8 δείγματα για κάθε μεταχείριση. Τα φύλλα πλύθηκαν προσεκτικά με άφθονο νερό βρύσης και στη συνέχεια με απεσταγμένο νερό και ξηράθηκαν στους 68 C. Κατόπιν αλέστηκαν και αποτεφρώθηκαν στους 550 C για 8 ώρες και ακολούθως η τέφρα διαλυτοποιήθηκε με 6Ν HCl. Στο διάλυμα αυτό προσδιορίστηκε το ασβέστιο (Ca +2 ), με τη μέθοδο της φασματοφωτομετρίας ατομικής απορρόφησης (Thermo Electro Coorporation, UK). To K + προσδιορίστηκε με φλογοφωτόμετρο (Sherwood model 420), (Sherwood Scientific Ltd, Cambridge, UK). 103

111 ΙΙΙ.4. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΙΙΙ.4.1.Φωτοσυνθετικές παράμετροι Ο φωτοσυνθετικός ρυθμός και η στοματική αγωγιμότητα μειώθηκαν σημαντικά σε σχέση με την εφαρμογή της σύντομης έντονης υδατικής καταπόνησης. Το σύντομο πρόγραμμα έντονης υδατικής καταπόνησης αύξησε τη συγκέντρωση του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους του φύλλου (Cint) και στα δύο καθεστώτα άρδευσης με υψηλότερη τιμή να παρουσιάζεται στις 96h. Η αύξηση της συγκέντρωσης του μεσοκυττάριου CO 2 για τα φυτά τα οποία εκτέθηκαν προηγουμένως στο καθεστώς άρδευσης 100% ήταν μεγαλύτερη από εκείνη των φυτών που είχαν εκτεθεί στο μειωμένο καθεστώς άρδευσης 67% (Σχ. 1-C). Επιπροσθέτως η έντονη υδατική καταπόνηση μείωσε το φθορισμό της χλωροφύλλης εντός των φυσιολογικών ορίων και για τα δύο καθεστώτα άρδευσης ενώ καμία διαφορά δεν παρατηρήθηκε μεταξύ των 72h και 96h (Σχ. 1-d). ΙΙΙ.4.2. Υδατικές σχέσεις Στο πλήρες καθεστώς άρδευσης (100%) μεταξύ των 72 και 96h καταπόνησης καμία σημαντική διαφορά δεν παρατηρήθηκε εκτός από τον ρυθμό διαπνοής που παρουσίασε τη χαμηλότερη τιμή στις 96h πλήρους ξηρασίας. Ο ρυθμός διαπνοής και το υδατικό δυναμικό φύλλου μειώθηκαν σημαντικά όταν εφαρμόστηκε η έντονη υδατική καταπόνηση (πλήρης απουσία ύδατος) (Σχ. 2a,b). Η μείωση που παρατηρήθηκε στο σχετικό υδατικό περιεχόμενο παράλληλα με την εφαρμογή της έντονης καταπόνησης και στα δύο καθεστώτα άρδευσης δεν εμφάνισε στατιστικώς σημαντική διαφορά. Τέλος η αποδοτικότητα χρήσης νερού δεν επηρεάστηκε ούτε από το επίπεδο άρδευσης ούτε και από την εφαρμογή της έντονης υδατικής καταπόνησης (Σχ. 2d). ΙΙΙ.4.3. Αναγωγικά σάκχαρα - κάλιο και ασβέστιο Η συγκέντρωση των αναγωγικών σακχάρων (γλυκόζη, φρουκτόζη, σακχαρόζη) αυξήθηκαν σημαντικά κατά τη διάρκεια του σύντομου έντονου υδατικού στρες και για τα 2 καθεστώτα άρδευσης. Η υψηλότερη τιμή παρατηρήθηκε στο μειωμένο καθεστώς άρδευσης (67%) μετά από 96h απόλυτης απουσίας ύδατος. Η συγκέντρωση ιόντων καλίου (Κ + ) αυξήθηκε σημαντικά μετά από περιόδους απουσίας άρδευσης 72 και 96h και στα δύο επίπεδα άρδευσης (67% και 100%) (Πίνακας 1). Μεταξύ των 72 και 96h απόλυτης απουσίας 104

112 άρδευσης δεν παρατηρήθηκε καμία σημαντική διαφορά. Η συγκέντρωση του ασβεστίου (Ca ++ ) αντιθέτως δεν επηρεάστηκε ούτε από το καθεστώς άρδευσης ούτε και από την εφαρμογή έντονης υδατικής καταπόνησης (Πίν. 1). Τέλος, δεν παρατηρήθηκε αλληλεπίδραση μεταξύ καθεστώτος άρδευσης (67% και 100%) και περιόδου απουσίας άρδευσης (0, 72h, 96h). ΙΙΙ.5. ΣΥΖΗΤΗΣΗ Η έντονη υδατική καταπόνηση είχε αρνητική επίδραση στο φωτοσυνθετικό ρυθμό αλλά και την στοματική αγωγιμότητα. Επιπλέον η έντονη υδατική καταπόνηση αύξησε τη συγκέντρωση του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους και για τα δύο καθεστώτα άρδευσης περισσότερο στο καθεστώς πλήρους άρδευσης (100%). Το γεγονός ότι η μείωση της στοματικής αγωγιμότητας δεν οδήγησε σε μείωση της συγκέντρωσης του μεσοκυττάριου CO 2 δείχνει ότι η μείωση του ρυθμού φωτοσύνθεσης δεν οφείλεται αποκλειστικά στο κλείσιμο των στοματίων αλλά πιθανόν σε συνδυασμό τόσο στοματικών όσο και άλλων μη στοματικών παραγόντων. Ανάλογη συμπεριφορά έχει αναφερθεί και για τριανταφυλλιές γλάστρας (Ögren and Öquist, 1985). Άλλωστε κατά τους Medrano et al. (2002) το κλείσιμο των στοματίων δεν είναι πλήρες ακόμα και υπό συνθήκες εξαιρετικής ξηρασίας. Θεωρείται ότι το κλείσιμο των στοματίων είναι πολυέξοδη διαδικασία για το φυτό και πιθανόν να είναι ο τελευταίος μηχανισμός άμυνας που θα χρησιμοποιήσει (Heuvelink et al., 2003). Είναι γενικά παραδεκτό ότι τα σκληρόφυλλα και ξυλώδη είδη όπως τα τριαντάφυλλα έχουν μεγαλύτερη μεσοφυλλική αντίσταση από τα μεσοφυτικά (Epron et al., 1995; Evans and von Caemmerer, 1996) και σε συνθήκες καταπόνησης η μείωση της φωτοσύνθεσης είναι δυνατόν να οφείλεται σε στοματικούς ή /και μη-στοματικούς παράγοντες (Percival et al., 1998) καθώς και στην αύξηση της αντίστασης του μεσόφυλλου η οποία συμβάλλει στη μείωση της δυνατότητας καρβοξυλίωσης. Ο ρυθμός διαπνοής παρουσίασε σημαντική μείωση κατά τη διάρκεια της έντονης υδατικής καταπόνησης δίχως όμως να διαφέρει μεταξύ των 72 και 96 ωρών διακοπής της άρδευσης. Οι Raviv et al., (2000) έχουν αναφέρει ότι ο ρυθμός διαπνοής των φύλλων τριανταφυλλιάς δεν μειώνεται αισθητά παρά μόνο όταν φτάσουν τα φυτά σε σημείο μαρασμού. Πριν όμως, το σημείο αυτό πολλές φυσιολογικές διεργασίες έχουν ανασταλεί. Η μείωση των διαπνευστικών 105

113 απωλειών μπορεί ενδεχομένως να αποδοθεί στη μείωση του όγκου του μεσοκυττάριου χώρου (Cunnigham and Strain 1969, Christodulakis and Bazos, 1990), και γενικά σε μεταβολές στην ανατομία-μορφολογία του φύλλου (Lütge and Smith, 1984). Η αποδοτικότητα χρήσης νερού σε σχέση με τη φωτοσύνθεση δεν μειώθηκε από την εφαρμοζόμενη έντονη καταπόνηση. Αυτή η αντίδραση δείχνει σημαντική ικανότητα προσαρμογής, εάν μάλιστα ληφθεί υπόψη ότι η αποδοτικότητα χρήσης νερού σε σχέση με τη φωτοσύνθεση αυξήθηκε όταν η παροχή νερού μειώνεται. Το υδατικό δυναμικό φύλλου μειώθηκε σημαντικά ενώ το σχετικό υδατικό περιεχόμενο ελάχιστα μειώθηκε. Αυτό ήταν αναμενόμενο αφού η αγωγιμότητα των στοματίων του φύλλου είναι συνήθως γραμμικώς συσχετισμένη με το υδατικό δυναμικό φύλλου, και το κλείσιμο των στοματίων συμβαίνει σε ένα μεγάλο εύρος υδατικού δυναμικού (Jones 1983). Τα στομάτια μπορούν να αντιδρούν στη υγρασία του ριζοστρώματος ανεξάρτητα από το υδατικό δυναμικό του φύλλου (Davies and Zhang, 1991; Tarbieu et al., 1996). Υπάρχουν είδη τα οποία επιδεικνύουν ουσιαστικούς περιορισμούς στη φωτοσύνθεση χωρίς ανιχνεύσιμες αλλαγές στο υδατικό δυναμικό του φύλλου ή στο σχετικό υδατικό περιεχόμενο (Tarbieu and Simmoneau, 1998). Η διατήρηση του υδατικού δυναμικού σε σχετικά υψηλά επίπεδα φανερώνει την ύπαρξη μηχανισμών αποφυγής της δημιουργίας υδατικού ελλείμματος (Augé and Moore, 2002). Σ αυτούς θα μπορούσαν να ενταχθούν η ωσμωρρύθμιση, η ρύθμιση της στοματικής αγωγιμότητας και πιθανόν και άλλες φυσιολογικές λειτουργίες. Η συσσώρευση ωσμωλυτών μειώνει το ωσμωτικό δυναμικό του κυττάρου, προκαλώντας πρόσληψη νερού ακόμα και από έδαφος μειωμένης υδατικής διαθεσιμότητας και διατήρηση της σπαργής (Sanchez et al., 2002), παίζοντας καθοριστικό ρόλο στη διατήρηση του σχετικού υδατικού περιεχομένου σε υψηλά επίπεδα υπό συνθήκες υδατικής καταπόνησης (Subbarao et al., 1900). Οι ωσμωλύτες μπορεί να είναι είτε οργανικές ενώσεις (π.χ. αμινοξέα, σάκχαρα), συντιθέμενες από το ίδιο το φυτό (Κωνσταντινίδου, 2003) είτε ανόργανα ιόντα (π.χ. Κ + ) που το φυτό προσλαμβάνει από το έδαφος (Patakas and Noitsakis, 2001). Η παραγωγή οργανικών ωσμωλυτών αποτελεί μια μεταβολικά δαπανηρή διαδικασία ενώ αντίθετα η πρόσληψη ανόργανων ιόντων από τα φυτά έχει μικρότερο μεταβολικό κόστος (Patakas and Noitsakis, 2001). Στη παρούσα έρευνα η συγκέντρωση των υδατανθράκων (γλυκόζη, φρουκτόζη και σακχαρόζη) 106

114 και η συγκέντρωση του καλίου Κ + αυξήθηκαν παράλληλα με την εφαρμογή της έντονης υδατικής καταπόνησης. Επιπλέον, παρατηρήθηκε ότι στα φυτά που δέχθηκαν μειωμένη άρδευση (67%) πριν από την απότομη εφαρμογή έντονης υδατικής καταπόνησης, είχαν ήδη ενεργοποιηθεί προσαρμοστικοί μηχανισμοί ρύθμισης καθώς η μείωση του φωτοσυνθετικού ρυθμού στα καταπονημένα φυτά ήταν αναλογικά πολύ μικρότερη και τούτο μπορεί να υποδεικνύει μια προοδευτική διαδικασία εγκλιματισμού (Raviv and Blom, 2001). Ο φθορισμός της χλωροφύλλης (φωτονική απόδοση φωτοσύνθεσης) και η συγκέντρωση της χλωροφύλλης μειώθηκαν με την εφαρμογή έντονης καταπόνησης δείχνοντας ότι η μείωση του φωτοσυνθετικού ρυθμού είναι πιθανόν να οφείλεται σε βλάβες του φωτοσυνθετικού μηχανισμού παρά σε παράγοντες που επηρεάζουν το κλείσιμο των στομάτων (Neocleous and Vasilakakis, 2007) ή σε παράγοντες που έχουν σχέση με το κλείσιμο των στομάτων (Bounfour et al., 1992). Ανάγοντας το ρυθμό φωτοσύνθεσης, τη στοματική αγωγιμότητα, το ρυθμό διαπνοής στη μεταβολή του υδατικού δυναμικού κατά τη διάρκεια της έντονης υδατικής καταπόνησης γίνεται φανερή η παράλληλη μεταβολή των παραμέτρων καθώς και ότι μετά τις 72h απώλειας ύδατος δεν συνεχίζεται η μείωση αλλά τόσο ο ρυθμός φωτοσύνθεσης και ο ρυθμός διαπνοής όσο και η στοματική αγωγιμότητα αυξάνονται γεγονός που δείχνει ικανότητα προσαρμογής (Σχ. 3). Παράλληλα το υδατικό δυναμικό αυξάνει μετά από 72h υδατικής καταπόνησης (Σχ.4) ενισχύοντας την παραπάνω υπόθεση. Συμπερασματικά, τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η μείωση του φωτοσυνθετικού ρυθμού δίχως καμία αλλαγή στη συγκέντρωση του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους του φύλλου είναι πιθανόν να οφείλεται σε ένα συνδυασμό στοματικών και μη παραγόντων όπως η διαταραχή του υδατικού ισοζυγίου και οι βλάβες/ δυσλειτουργίες του φωτοσυστήματος. Αυτό οδηγεί στο συμπέρασμα ότι παράλληλα με τη μείωση της στοματικής αγωγιμότητας αυξάνει και η μεσοφυλλική αντίσταση και μειώνεται η δυνατότητα καρβοξυλίωσης. Επιπλέον η αυξημένη συγκέντρωση των υδατανθράκων και των ιόντων Κ + στα καταπονημένα φυτά έδειξε ότι τα φυτά τριανταφυλλιάς κάτω από τις συγκεκριμένες συνθήκες παρουσίασαν ικανότητα ρύθμισης των υδατικών σχέσεων και των μεταβολικών διεργασιών μέσω συσσώρευσης των σακχάρων και ανόργανων ιόντων Κ + τα οποία δρουν ως ωσμωρυθμιστές. 107

115 Πίνακες και διαγράμματα Πίνακας 1. Επίδραση των καθεστώτων άρδευσης και της έντονης υδατικής καταπόνησης στη συγκέντρωση των αναγωγικών σακχάρων (% d. w.) (γλυκόζη, φρουκτόζη, σακχαρόζη και συνολικό ποσοστό) και συγκέντρωση ιόντων (% d. w.) (potassium-k + and calcium- Ca 2+ ) σε φύλλα τριανταφυλλιάς Η.Τ. Eurored. Γλυκόζη Φρουκτόζη Σακχαρόζη Σύνολο K + Ca 2+ (% d. w.) (% d. w.) (% d. w.) (% d. w.) (% d. w.) (% d. w.) Επίπεδο άρδευσης 67% 1.12a 1.34a 3.9a 6.36a 0.68a 1.00a 100% 0.87a 1.13a 4.07a 6.08a 0.72a 1.03a Έντονο στρες 0 h 0.72b 0.88b 3.61a 5.21c 0.62b 1.07a 72h 0.92b 1.13b 4.18a 6.23b 0.76a 0.97a 96h 1.34a 1.70a 4.18a 7.22a 0.73a 1.01a Επιπ. Άρδευσης x Έντονο στρες n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. n.s. 67% 0h 0.92bc 1.06cd 3.25a 5.23c 0.58c 1.05a 67% 72h 0.91bc 1.09bcd 4.13a 6.14b 0.76a 1.02a 67% 96h 1.51a 1.87a 4.34a 7.73a 0.72a 0.93a 100% 0h 0.51c 0.69d 3.98ab 5.19c 0.65b 1.09a 100%72h 0.92bc 1.17cd 4.22ab 6.32b 0.76a 0.93a 100%96h 0.18ab 1.53ab 4.02ab 6.72b 0.74a 1.08a Οι μέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράμματα δεν διαφέρουν σημαντικά (Μέθοδος Duncan α=0.05) (4 επαναλήψεις). 108

116 Σχήμα 1: Επίδραση της έντονης υδατικής καταπόνησης a) στον ρυθμό φωτοσύνθεσης (Pn, μmol.m -2.s -1 ), b) στη στοματική αγωγιμότητα (Cs, cm.s -1 ), c) συγκέντρωση του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους (Cint, ppm) και d) στο φθορισμό της χλωροφύλλης (Fv/Fm) της κόκκινης ποικιλίας τριανταφυλλιάς Eurored, σε υδροπονική καλλιέργεια κάτω από διαφορετικά καθεστώτα άρδευσης. Οι τιμές αντιπροσωπεύουν μέσους όρους του χειμερινού flush. Οι μπάρες αντιπροσωπεύουν ±SE τιμές. a) 67% 100% b) 67% 100% Pn (μmolco 2 m -2 s -1 ) Cs (cm s -1 ) 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0, Dry-down (h) Dry-down (h) c) 67% 100% d) 67% 100% 500 0, ,75 Cint (ppm) Fv / Fm 0,7 0,65 0,6 0, , Dry-down (h) Dry-down (h) 109

117 Σχήμα 2: Επίδραση της έντονης υδατικής καταπόνησης a) στο ρυθμό διαπνοής (ET, mmol H 2 O m -2 s -1 ), b) στο υδατικό δυναμικό φύλλου (WP, -MPa), c) στο σχετικό υδατικό περιεχόμενο (RH, %) και d) στη αποδοτικότητα χρήσης νερού στη Eurored κόκκινη ποικιλία τριανταφυλλιάς (WUE, μmol CO 2 /mmol H 2 O), σε υδροπονική καλλιέργεια κάτω από διαφορετικά καθεστώτα άρδευσης. Οι τιμές αντιπροσωπεύουν μέσους όρους του χειμερινού flush. Οι μπάρες αντιπροσωπεύουν ±SE τιμές. a) 67% 100% b) 67% 100% ET (mmol H2O m -2 s -1 ) 2,5 2 1,5 1 0, LWP (-MPa) 2 1,5 1 0, Dry-down (h) Dry-down (h) c) 67% 100% d) 67% 100% RWC (%) WUE μmmolco 2 /mmolh 2O Dry-down (h) Dry-down (h) 110

118 ) Σχήμα 3: Αναγωγή Α) του ρυθμού φωτοσύνθεσης (Pn, μmol.m -2.s -1 ), Β) του ρυθμού διαπνοής (ET, mmol H 2 O m -2 s -1 ), Γ) της στοματικής αγωγιμότητας (Cs, cm.s -1 ) και Δ) της αποδοτικότητας χρήσης νερού στη Eurored κόκκινη ποικιλία τριανταφυλλιάς (WUE, μmol CO 2 /mmol H 2 O), στη μεταβολή του υδατικού δυναμικού φύλλου (WP, -MPa) σε υδροπονική καλλιέργεια κάτω από διαφορετικά καθεστώτα άρδευσης. Οι τιμές αντιπροσωπεύουν μέσους όρους του χειμερινού flush. Οι μπάρες αντιπροσωπεύουν ±SE τιμές. Φ ω τ ο σ ύ ν θ ε σ η -P n ( μ m o l C O 2.m -2.s ) ,06 Διακοπή άρδευσης (h) ,47-1,24-1,49-1,51 Υδατικό δυναμικό φύλλων (MPa) -1,35 Α 67% 100% Δ ι α π ν ο ή - Ε Τ ( m m o l H 2 O. m -2.s - 1 2,5 2 1,5 1 0,5 0-1,06-1,24 Διακοπή άρδευσης (h) ,51-1,47 Υδατικό δυναμικό φύλλων (MPa) -1,49-1,35 Β 67% 100% Α γω γιμότητα- C s ( c m. s -1 ) 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0-1,06-1,24 Διακοπή άρδευσης (h) ,47-1,51 Υδατικό δυναμικό φύλλων (MPa) -1,49-1,35 Γ 67% 100% Α π οτελεσματικότητα Χ ρήσης Ν ερού-w.u.e ( μ m o l C O 2 /m m o lh 2 O ) 6 5-1,06 4-1,24 3 Διακοπή άρδευσης (h) , Υδατικό δυναμικό φύλλων (MPa) -1,49-1,35 Δ 67% 100% 111

119 Σχήμα 4: Αναγωγή Ε) του σχετικού υδατικού περιεχομένου, Ζ) του φθορισμού της χλωροφύλλης στη μεταβολή του υδατικού δυναμικού φύλλου (WP, -MPa) και Η) τη μεταβολή του υδατικού δυναμικού φύλλου (WP, -MPa) στη διάρκεια της υδατικής καταπόνησης σε υδροπονική καλλιέργεια κάτω από διαφορετικά καθεστώτα άρδευσης. Οι τιμές αντιπροσωπεύουν μέσους όρους του χειμερινού flush. Οι μπάρες αντιπροσωπεύουν ±SE τιμές. Διακοπή άρδευσης (h) Ε 67% 100% Η Σ χ ε τ ι κ ό Υ δ α τ ι κ ό Π ε ρ ι ε χ ό μ ε ν ο - R W C ( % ) ,06-1,24-1,47-1,51-1,49-1,35 Υ δ α τ ι κ ό δ υ ν α μ ι κ ό φ ύ λ λ ω ν -Ψ (M P a ) -1-1,1-1,2-1,3-1,4-1,5-1, Υδατικό δυναμικό φύλλων (MPa) 67% 100% Διακοπή άρδευσης (h) Φ θ ο ρ ι σ μ ό ς τ η ς χ λ ω ρ ο φ ύ λ λ η ς - fv /fm 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0-1,06-1,24 Διακοπή άρδευσης (h) ,47-1,51-1,49-1,35 Ζ Υδατικό δυναμικό φύλλων (MPa) 67% 100% 112

120 Βιβλιογραφία Augé, R.M., and Moore, J.L., Stomatal response to nonhydraulic root-to-shoot communication of partial soil drying in relation to foliar dehydration toleranceenvironmental and Experimental Botany 47 (2002) Barrs, H.D., and Weatherley, P.E., A re-examination of the turgidity technique for estimating water deficits in leaves. Austr. J. Biol. Sci. 15, Bounfour, M., Tanigoshi, L.K., Chen, C., Cameron, S.J., Klauer, S Chlorophyll content and chlorophyll fluorescence in red raspberry leaves infested with Tetranychus urticae and Eotetranychus carbine borealis (Acari: Tetranychidae). Environ. Entomol. 31(2): Christodulakis, N.S. and Bazos, J Leaf anatomy of three seasonally dimorphic shrubs. Acta Oecol. 11: Cobb, A Herbicides and plant physiology. Chapman & Hall, London, UK. Cunningham, G.L., and Strain, B.R., An ecological significance of seasonal leaf variability in a desert shrub. Ecology 50: Davies, W.J., and Zhang, J., Root signals and the regulation of growth and development of plants in drying soil. Ann. Rev. Plant Physiol. and Plant Mol. Biol. 42, Epron, D., Godard, D., Cornic, G., Genty, B., Limitation of net CO 2 assimilation rate by internal resistances to CO 2 transfer in the leaves of two treespecies (Fagus sylvatica L. and Castanea sativa Mill.). Plant Cell Environ 18, Evans, J.R., and von Caemmerer, S., Carbon dioxide diffusion inside leaves. Plant Physiol. 110, Flexas, J., and Medrano, H., 2002a. Drought inhibition of photosynthesis in C 3 plants: stomatal and non stomatal limitations revisited. Ann. Bot. 89, Flexas, J., and Medrano, H., 2002b. Photosynthetic responses of C 3 plants to drought. In: Hemantaranjan A, ed. Advances in Plant Physiology IV. Jodhpur: Scientific Publishers. Garcia-Sanchez, F., Jifon, J.L., Carvajal, M., Syrvertsen, J.P Gas exchange, chlorophyll and nutrient contents in relation to Na and Cl accumulation in Sunburst mandarin grafted on different rootstocks. Plant Sci. 162:

121 Heuvelink, E., Bakker, M., Stanghellini,C., Salinity effects on fruit yield in vegetable crops: a simulation study. Acta Hort. 609, Jones, H.G., Plants and microclimate. Cambridge University Press, Cambridge, UK. Κωνσταντινίδου Ε.Ι., Φυσιολογία φυτών σε αβιοτικές συνθήκες.reprotime. Lüttge, U., and Smith, A., Structural, biophysical and biochemical aspects of the role of leaves in plant adaptation to salinity and water stress. In: Staples, R.C.,Toenniessen, G.H. (Eds.), Salinity Tolerance in Plants. Wiley- Interscience, New York, pp Medrano, H., Escalona, J.M., Bota, J., Gulias, J., Flexas, J., Regulation of C 3 plants in response to progressive drought: Stomatal conductance as a reference parameter. Ann. Bot. 89, Okeyo, J.A., and Kushad, M.M., Composition of four potato cultivars in relation to cold storage and reconditioning. Hort. Technol. 5(3), Örgen, E., and Öquist, G., Effects of drought on photosynthesis, chlorophyll fluorescence and photoinhibition susceptibility in intact willow leaves. Planta 166, Neocleous, D., and Vasilakakis, M., Effect of NaCl stress on red raspberry (Rubus idaeus L. Autumn Bliss ). Sci.Hort. 112, Patakas A. and Noitsakis B., Leaf age effect on solute accumulation in water stressed grapevines. J. plant Physiology 158, Percival, D.C., Proctor, J.T.A., Privé, J.P., Gas exchange, stem water potential and leaf orientation of Rubus idaeus L.are influenced by drought stress. J. Hort. Sci. Biotech. 73, Raviv, M., Lieth, J.H., Wallach, R., The effect of root-zone physical properties of coir and UC mix on performance of cut rose (cv Kardinal). Acta Hort. 554, Raviv, M., and Blom, T.J., The effect of water availability and quality on photosynthesis and productivity of soilless-grown cut roses. Sci. Hort. 88, Subbarao, G,V., Johansen, C., Jana, M.K., Kumar rao J.V.D.K Effects of sodium/calcium ratio in modifying salinity response of pigeonpea (Cajanus cajan). J. Plant Physiol. 136:

122 Tarbieu, F., Lafarge, T., Simmoneau, T., Stomatal control by fed or endogenous xylem ABA in sunflower: interpretation of correlations between leaf water potential and stomatal conductance in anisohydric species. Plant Cell Environ. 19, Tarbieu, F., and Simmoneau, T., 1998.Variability among species of stomatal control under fluctuating soil water status and evaporative demand: modeling isohydric and anisohydric behaviors. J. Exp. Bot. 49, Tezara, W., Mitchell, V.J., Driscoll, S.D., Lawlor, D.W., Water stress inhibits plant photosynthesis by decreasing coupling factor and ATP. Nature 401, Williams, M.H., Rosenqvist, E., Buchhave, M., Response of potted miniature roses (Rosax hybrida) to reduced water availability during production. J. Hort. Sci. Biotech. 74, Wise, R.R., Sparow, D.H., Ortiz-Lopez, A., Ort, D.R., Biochemical regulation during the mid-day decline of photosynthesis in field-grown sunflower. Plant Sci. 74,

123 ΕΝΟΤΗΤΑ ΙV: Η ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΟΥ ΕΠΙΒΡΑΔΥΝΤΗΡΑ ALAR, ΤΗΣ ΓΙΒΒΕΡΕΛΛΙΝΗΣ ΚΑΙ ΤΗΣ ΑΙΘΥΛΙΚΗΣ ΑΛΚΟΟΛΗΣ ΩΣ ΜΕΣΩΝ ΣΥΝΤΗΡΗΣΗΣ ΣΤΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΖΩΗΣ ΚΑΙ ΣΤΗ ΔΙΑΤΗΡΗΣΗ ΤΩΝ ΦΥΣΙΟΛΟΓΙΚΩΝ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΩΝ ΤΩΝ ΔΡΕΠΤΩΝ ΤΡΙΑΝΤΑΦΥΛΛΩΝ Eurored. IV.1. ΠΕΡΙΛΗΨΗ Τα δρεπτά άνθη της τριανταφυλλιάς είναι γνωστό ότι έχουν μικρή μετασυλλεκτική διάρκεια ζωής σε σχέση με τα περισσότερα από τα άλλα είδη ανθέων. Καθώς η περιεκτικότητα του αμύλου και των σακχάρων στα πέταλα των ανθέων κατά τη συγκομιδή έχει σημαντική επίδραση στη διατηρησιμότητα τους, έγινε προσδιορισμός της περιεκτικότητας του αμύλου και των σακχάρων (φρουκτόζη, γλυκόζη και σακχαρόζη) στα στάδια κοπής 2 και 3 σε όλες τις μεταχειρίσεις της υδροπονικής καλλιέργειας. Τις μεγαλύτερες τιμές περιεκτικότητας τόσο του αμύλου όσο και των σακχάρων έδωσε η μεταχείριση του υποστρώματος του περλίτη στο επίπεδο άρδευσης 100% στο στάδιο κοπής 2. Επίσης μελετήθηκε η μετασυλλεκτική συμπεριφορά των τριαντάφυλλων σε σχέση με το σημαντικότερο παράγοντα μείωσης της διατηρησιμότητας που είναι η ταχεία ανατροπή της ισορροπίας μεταξύ απορρόφησης νερού και διαπνοής από τα κομμένα άνθη στο βάζο και τη διερεύνηση των φυσιολογικών και βιοχημικών αλλαγών που παρατηρούνται μετά τη συγκομιδή τους. Σε τριαντάφυλλα αυτής της μεταχείρισης (περλίτης-100%) μελετήθηκαν διάφοροι μετασυλλεκτικοί χειρισμοί. Μελετήθηκε η επίδραση των ρυθμιστών αύξησης σε διαφορετικές συγκεντρώσεις, όπως του επιβραδυντήρα Alar (5, 10, 15 και 20ppm), της γιββερελλίνης (30mg/l και 40mg/l) και της αιθυλικής αλκοόλης (5 και 6%) ως συντηρητικών μέσων, στις φυσιολογικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα κατά τη διάρκεια της ζωής στο βάζο. Η προσθήκη του Alar (5, 10 και 15ppm) διατήρησε την αγωγιμότητα των στομάτων σε ικανοποιητικά επίπεδα σε αντίθεση με τις μεταχειρίσεις της γιββερελλίνης και της αιθυλικής αλκοόλης. Το υδατικό δυναμικό των φύλλων μειώθηκε στις επεμβάσεις του Alar και της αιθυλικής αλκοόλης 5% ενώ αντίθετα αυξήθηκε στις μεταχειρίσεις της γιββερελλίνης. Το σχετικό υδατικό περιεχόμενο παρουσίασε τις υψηλότερες τιμές τις μεταχειρίσεις του Alar 10 και 15ppm. Οι υψηλότερες συγκεντρώσεις χλωροφύλλης (a+b) 116

124 παρατηρήθηκαν στις μεταχειρίσεις του Alar ενώ ο φθορισμός της χλωροφύλλης δεν παρουσίασε ιδιαίτερες μεταβολές μεταξύ των μεταχειρίσεων με μοναδική εξαίρεση τη συγκέντρωση 5% της αιθυλικής αλκοόλης. Η περιεκτικότητα αμύλου στα φύλλα των τριαντάφυλλων είχε τη μικρότερη μείωση στις μεταχειρίσεις του Alar 10 και 15 ppm κατά τη 3 η ημέρα συντήρησης. Την υψηλότερη περιεκτικότητα σε φρουκτόζη έδωσε η μεταχείριση Alar 15ppm ενώ η συγκέντρωση της γλυκόζης ήταν αυξημένη στις επεμβάσεις του Alar και της γιββερελλίνης 30mg/l. Τέλος η περιεκτικότητα σε σακχαρόζη αυξήθηκε στις επεμβάσεις του Alar και της γιββερελλίνης 40mg/l. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ο επιβραδυντήρας αύξησης Alar σε συγκεντρώσεις 10 και 15 ppm διατηρεί υψηλό υδατικό ισοζύγιο στα στελέχη και τα φύλλα με αποτέλεσμα την διατήρηση των ανθέων σε καλύτερη κατάσταση. Συγκράτησε επίσης σε υψηλά επίπεδα την συγκέντρωση υδατανθράκων στα πέταλα και βελτίωσε τη διάρκεια ζωής των ανθέων στο βάζο, διατηρώντας ταυτόχρονα τον χρωματισμό τους και ανέστειλε την εμφάνιση της φυσιολογικής ανωμαλίας άνοιγμα του άνθους. 117

125 IV. 2. ΕΙΣΑΓΩΓΗ IV.2.1. Μετασυλλεκτική ζωή των τριαντάφυλλων Η μελέτη της μετασυλλεκτικής φυσιολογίας των τριαντάφυλλων για τη επίλυση των προβλημάτων που σχετίζονται με την διατηρησιμότητα τους μετά τη συγκομιδή έχει απασχολήσει πολλούς ερευνητές από το Παρόλα ταύτα το ερώτημα παραμένει. Γιατί τα τριαντάφυλλα έχουν μικρή μετασυλλεκτική διάρκεια ζωής; Τα τριαντάφυλλα μετά την κοπή τους από το μητρικό φυτό είναι ζωντανοί οργανισμοί με ενεργό μεταβολισμό που υπόκεινται στις ίδιες βασικές διεργασίες του γηρασμού όπως τα ολόκληρα φυτά. Η διαφορά έγκειται στο γεγονός ότι τα δρεπτά άνθη στερούνται των φυσικών μηχανισμών άντλησης νερού και ανόργανων συστατικών για την απρόσκοπτη συνέχιση των μεταβολικών διεργασιών, με αποτέλεσμα την μείωση της διάρκειας ζωής τους σε σχέση με τα ανέπαφα άνθη στο ίδιο φυτό κάτω από όμοιες συνθήκες περιβάλλοντος (θερμοκρασία και σχετική υγρασία) (Mayak et al, 1974; Kumar et al., 2008). Έτσι, οι πρώτες προσπάθειες επικεντρώθηκαν στη χορήγηση συντηρητικών διαλυμάτων που περιείχαν μια πηγή ενέργειας για την αναπλήρωση των σταδιακά εξαντλούμενων αναπνευστικών υποστρωμάτων και κάποια χημική ουσία με βακτηριοκτόνες ιδιότητες (Rogers, 1973). Για την εκτίμηση της δυνατότητας διατήρησης και τον προσδιορισμό των συμπτωμάτων που δηλώνουν το τέλος της ζωής των κομμένων ανθέων χρησιμοποιούνται κριτήρια όπως η μεταβολή του χρώματος, η μάρανση και η πτώση των πετάλων, η αδυναμία ανοίγματος, η κάμψη του ποδίσκου των ανθέων, το κιτρίνισμα φύλλων και σέπαλων (Halevy and Mayak 1979, 1981). Εν τούτοις, αυτά τα συμπτώματα αντανακλούν διαφορετικές φυσιολογικές διαδικασίες και μηχανισμούς που συμβαίνουν μαζί ή διαδοχικά κατά την πρόοδο της γήρανσης του άνθους (Zieslin, 1989). Συνεπώς μεταβλητές που σχετίζονται με τις φυσιολογικές και βιοχημικές μεταβολές του άνθους όπως η μείωση του υδατικού δυναμικού του φύλλου, του σχετικού υδατικού περιεχομένου, η στοματική αγωγιμότητα και οι αλλαγές των φυσικών και χημικών ιδιοτήτων των κυτταρικών μεμβρανών, η ένταση των καταβολικών λειτουργιών του κυττάρου, όπως η υδρόλυση του αμύλου, η καύση ή η μεταβολή των σακχάρων, η ποιοτική ή 118

126 ποσοτική μεταβολή των χρωστικών (Durkin, 1981) πρέπει να λαμβάνονται υπόψη. Η μετασυλλεκτική συμπεριφορά των τριαντάφυλλων είναι αποτέλεσμα φυσιολογικών διαδικασιών που συμβαίνουν σε όλα τα μέρη του δρεπτού άνθους, δηλαδή ποδίσκο, φύλλα, στέλεχος και ανθική κεφαλή. Η υδατική κατάσταση του άνθους είναι αποτέλεσμα της ικανότητας απορρόφησης νερού από τη βάση του στελέχους, της υδραυλικής αγωγιμότητας των αγγείων του και του ρυθμού διαπνοής μέσω της λειτουργίας των στομάτων (Marousky, 1969; Van Doorn, 1997). Αυτή η διαφορετικότητα αλλά και η αλληλεξάρτηση των οργάνων του ανθοφόρου στελέχους είναι μία ουσιώδης διαφορά μεταξύ του άνθους και των σπόρων ή των καρπών. Το άνθος είναι σύνθετο όργανο αποτελούμενο από απλούστερα όργανα όπως πέταλα, σέπαλα, στέλεχος και φύλλα ενώ οι σπόροι και οι καρποί είναι απλούστερες μορφολογικές μονάδες αποτελούμενα από ιστούς και αυτό πρέπει να λαμβάνεται υπόψη κατά τη μελέτη της φυσιολογίας του γηρασμού (Halevy and Mayak, 1979). Όταν το άνθος ετοιμάζεται να ανοίξει σταματούν οι κυτταροδιαιρέσεις, τα κύτταρα των πετάλων όμως συνεχίζουν την αύξησή τους με τάνυση και με απορρόφηση νερού και φτάνουν στο μέγιστο μέγεθός τους όταν το άνθος έχει ανοίξει εντελώς. Λόγω του μεγαλύτερου πάχους και της μεγαλύτερης αντίστασης της εφυμενίδας της εξωτερικής επιφάνειας τους τα πέταλα αλλάζουν προσανατολισμό ξεδιπλώνοντας προς τα έξω. Καθώς τα κύτταρα χάνουν την σπαργή τους, τα πέταλα συρρικνώνονται και το άνθος αποκτά σχήμα περίπου επίπεδο για να φτάσει στη μάρανση και την πτώση των πετάλων (Reid and Evans, 1986). Τα κομμένα τριαντάφυλλα δεν ακολουθούν την ομαλή πορεία γήρανσης και κατά συνέπεια η ποιότητα τους εξαρτάται από την δυνατότητα τους να ακολουθήσουν την παραπάνω διαδικασία. Την πορεία αυτή επηρεάζουν αποφασιστικά η θερμοκρασία, ο φωτισμός καθώς και η συγκέντρωση ρυθμιστικών ουσιών και σακχάρων (Reid and Evans 1986). Αποτελέσματα των εργασιών των Goszczynska et al. (1990a) και Kuiper et al. (1991) έρχονται να επιβεβαιώσουν τη θετική επίδραση των εξωγενών γιββερελλινών στη μεταφορά των σακχάρων στα πέταλα των τριαντάφυλλων. Η εξέλιξη του γηρασμού των τριαντάφυλλων συνοδεύεται από αλλαγές στο χρώμα, το σχήμα, το βάρος και τον μεταβολισμό του άνθους. Οι μεταβολές αυτές είναι βραδύτερες και η διάρκεια ζωής είναι μεγαλύτερη στα άνθη που 119

127 αφήνονται να γεράσουν επάνω στο φυτό, σε σχέση με τα κομμένα άνθη. Στην αρχή και στις δύο περιπτώσεις τα άνθη εμφανίζουν αύξηση νωπού βάρους και στη συνέχεια μείωση που είναι μεγαλύτερη και περισσότερο απότομη στα κομμένα τριαντάφυλλα (Burdett, 1970; de Stigter, 1980a). Το φαινόμενο αυτό συνδέεται με αλλαγές στις ιδιότητες των κυτταρικών μεμβρανών που είναι αποτέλεσμα της μειωμένης βιοσύνθεσης και της αυξημένης υδρόλυσης των συστατικών τους, που έχει ως συνέπεια την μείωση των φωσφολιπιδίων και την αύξηση της αναλογίας ελεύθερες στερόλες / φωσφολιπίδια γεγονός που συντελεί στην αύξηση της διαπερατότητας των μεμβρανών. Η αύξηση της διαπερατότητας διευκολύνει τη μαζική ροή των μικρομοριακών ενώσεων και ιόντων έξω από τα κύτταρα με αποτέλεσμα τη μείωση της σπαργής και τη μάρανση των πετάλων (Itzhaki et al., 1990). Η μεταβολή στο χρώμα των πετάλων είναι μία ακόμα φυσιολογική βιοχημική μεταβολή που συμβαίνει κατά τη διάρκεια της γήρανσης. Υπεύθυνες για το χρώμα των πετάλων είναι οι χρωστικές ανθοκυάνες και καροτενοειδή (Lahav και Halevy, 1969; Biran et al., 1973), οι οποίες σχηματίζονται στα πέταλα των τριαντάφυλλων στα τελευταία στάδια της ανάπτυξης του άνθους πριν τη συγκομιδή και εντοπίζονται στα χυμοτόπια των επιδερμικών κυττάρων. Στα κόκκινα τριαντάφυλλα η επικρατούσα χρωστική είναι η ανθοκυάνη πελαργιδίνη στην εσωτερική πλευρά, ενώ στην εξωτερική πλευρά έχει την τάση να εμφανίζεται η κυανιδίνη. Η μεταβολή του λόγου τους είτε λόγω αύξησης του ph του χυμοτοπίου (Halevy and Mayak, 1979) είτε με την επίδραση χαμηλής θερμοκρασίας (Biran et al., 1973) σχετίζεται με το φαινόμενο της εμφάνισης της κυανής απόχρωσης (blueing) και του μαυρίσματος των πετάλων στα σκουρόχρωμα τριαντάφυλλα (blackening). Η μετασυλλεκτική ζωή των περισσότερων δρεπτών ανθέων αρχίζει από το στάδιο του κλειστού ή σχεδόν κλειστού μπουμπουκιού. Οι μηχανισμοί, εσωτερικοί και εξωτερικοί, που ελέγχουν το άνοιγμα των ανθέων διαφέρουν στα διαφορετικά είδη και συμπεριλαμβάνουν την αύξηση πετάλων (γαρύφαλλο, τριαντάφυλλο, χρυσάνθεμο), τον αναπροσανατολισμό των πετάλων, την αύξηση ή την αλλαγή διεύθυνσης του ποδίσκου, το ξεδίπλωμα των πετάλων (κυκλάμινο) κ.α. Αυτές οι διαδικασίες επηρεάζονται ή ελέγχονται από πολλούς παράγοντες όπως η θερμοκρασία, ο φωτισμός, ο εφοδιασμός με νερό, ανόργανα άλατα, υδατάνθρακες, ρυθμιστές αύξησης κ.α. (Reid και Evans, 1986). 120

128 Το καλύτερο στάδιο συγκομιδής των τριαντάφυλλων καθορίζουν πολλοί παράγοντες. Συνήθως, τα τριαντάφυλλα κόβονται στο στάδιο του κλειστού μπουμπουκιού όταν τα εξωτερικά πέταλα έχουν μόλις αρχίσει να χαλαρώνουν, διότι γίνονται πιο εύκολα οι μετασυλλεκτικοί χειρισμοί και τα άνθη είναι λιγότερο ευπαθή στα χτυπήματα, την υψηλή θερμοκρασία κ.α. (Barden και Hannan, 1972). Σε αρκετές ποικιλίες όμως το άνθος δεν ανοίγει και όταν κοπεί στο στάδιο του κλειστού μπουμπουκιού, εμφανίζεται το φαινόμενο της κάμψης λαιμού (bent neck) (Kohl, 1961), όπως στην ποικιλία Madelon η οποία εμφανίζει πρόωρη μάρανση και τα άνθη τερματίζουν τη ζωή τους χωρίς να φτάσουν το τέλειο άνοιγμα. IV.2.2. Υδατικό ισοζύγιο των κομμένων τριαντάφυλλων Σημαντικός παράγοντας της διατήρησης των κομμένων τριαντάφυλλων μετά τη συγκομιδή είναι η δημιουργία και η διατήρηση ενός υψηλού υδατικού δυναμικού από το κομμένο άνθος καθώς στα τριαντάφυλλα και σε άλλα φυτά (γυψοφύλλη κ.ά.) εμφανίζονται συμπτώματα υδατικής καταπόνησης, όπως πρόωρη μάρανση των ανθέων και των φύλλων (van Doorn, 1997), σε αντίθεση με άλλα φυτά (φρέζια, ίριδα και τουλίπα) τα οποία δεν εμφανίζουν γρήγορα σημάδια καταπόνησης. Την μείωση της απορρόφησης νερού από το κομμένο άνθος επηρεάζουν πολλοί παράγοντες, όπως η απόφραξη των αγγείων του στελέχους, αποτέλεσμα είτε βακτηριακής προσβολής η οποία προκαλεί φυσικό φράξιμο των αγγείων από τη μάζα των μικροβιακών κυττάρων (Bleeksma and Van Doorn, 2003), είτε εμβολής των αγγείων από αέρα (Van Doorn, 1990) είτε λόγω απορρόφησης οργανικών ουσιών που διαχέονται από τα φύλλα και το στέλεχος ως φυσιολογική αντίδραση του φυτού στην κοπή (Marousky, 1969). Ο ρυθμός της απορρόφησης του νερού από το βλαστό ενός κομμένου ανθικού στελέχους εξαρτάται από την υδραυλική αγωγιμότητα των αγγείων στο στέλεχος (Van Meeteren and Van Gelder, 1999) και από την διαφορά υδατικού δυναμικού μεταξύ του υδατικού διαλύματος συντήρησης και των ιστών του κομμένου άνθους. Το υδατικό δυναμικό του κομμένου άνθους επηρεάζεται από τον ρυθμό απώλειας του νερού λόγω της εξάτμισης αλλά και από τις διαδικασίες της τάνυσης των κυττάρων κατά την αναδίπλωση των πετάλων στην διάρκεια του ανοίγματος του άνθους. Στα κομμένα τριαντάφυλλα ο μεγαλύτερος όγκος της εξάτμισης γίνεται από τα φύλλα 121

129 (Urban et al., 1994) καθώς δεν έχει αναφερθεί ύπαρξη στομάτων στα πέταλα του άνθους της τριανταφυλλιάς. Οι Van Doorn et al. (1991) διαπίστωσαν πως το μη ικανοποιητικό άνοιγμα της ποικιλίας Madelon οφείλονταν κυρίως στο χαμηλό υδατικό δυναμικό, αλλά η αρχή του φαινομένου ξεκινούσε με τη χαμηλή συγκέντρωση υδατανθράκων στη στεφάνη του άνθους. Το ωσμωτικό δυναμικό των κυττάρων στα πέταλα κατά το άνοιγμα του άνθους αυξάνει, επομένως η ωσμωτική πίεση μειώνεται (Evans and Reid, 1988). Έχει διατυπωθεί η άποψη ότι τα πέταλα των τριαντάφυλλων κατά το στάδιο της εμπορικής συγκομιδής είναι εφοδιασμένα με υψηλό ποσοστό αμύλου (Berkholst, 1989) το οποίο και υδρολύεται σε αναγωγικά σάκχαρα κατά το στάδιο του ανοίγματος, δημιουργώντας ένα μηχανισμό ωσμωρρύθμισης, ο οποίος, διατηρεί χαμηλό το υδατικό δυναμικό των πετάλων προωθώντας την τάνυση των κυττάρων και το άνοιγμα του άνθους (Van Doorn and Van Meeteren, 2003). Έτσι, το άνοιγμα του άνθους της τριανταφυλλιάς πιθανόν να οφείλεται σε συνδυασμό της απορρόφησης υδατανθράκων και αποικοδόμησης διαφόρων πολυσακχαριτών καθώς η περιεκτικότητα των νεαρών πετάλων σε υδατάνθρακες (άμυλο και σάκχαρα) είναι αυξημένη (Ho and Nichols, 1977). Ο ρόλος των σακχάρων είναι πολλαπλός αφού αποτελούν το κύριο ενεργειακό υπόστρωμα για την σύνθεση πρωτεϊνών, συμβάλλουν στη διατήρηση της ακεραιότητας των κυτταρικών μεμβρανών, διατηρούν την σύσταση και την λειτουργία των μιτοχονδρίων, καθυστερούν τη διάσπαση των φωσφολιπιδίων και την παραγωγή του αιθυλενίου. Παρά ταύτα τα πέταλα των τριαντάφυλλων ακόμα και κατά το τελικό στάδιο της γήρανσης (μάρανση και ξήρανση) είναι πλούσια σε εξόζες, σε αντίθεση με τα πέταλα άλλων ανθέων και επομένως ο γρήγορος γηρασμός τους δεν φαίνεται να συνδέεται κύρια με την έλλειψη ενεργειακού υποστρώματος (Paulin, 1986). Επίσης, σύμφωνα με τους Nishikawa et al. (2005) σε κανονικές συνθήκες γίνεται μεταφορά αναγωγικών σακχάρων από τα φύλλα στο άνθος. IV.2.3. Επίδραση γιββερελλινών Η Goszczynska et al. (1990a) και οι Kuiper et al. (1991) διαπίστωσαν τη θετική συμβολή των εξωγενών γιββερελλινών στη μεταφορά των σακχάρων στα πέταλα των τριαντάφυλλων. Κατόπιν οι Sabehat and Zielsin (1994) διαπίστωσαν ότι οι γιββερελλίνες παίζουν σημαντικό ρόλο στη διατήρηση της ακεραιότητας 122

130 και διαπερατότητας των κυτταρικών μεμβρανών στα πέταλα των τριαντάφυλλων. Αποτελέσματα της εργασίας των Ganelevin and Zielsin (2002) δεικνύουν ότι τα σέπαλα είναι η πηγή των ενδογενών γιββερελλινών κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης των τριαντάφυλλων. Οι ενδογενείς γιββερελλίνες μειώνονται στα άνθη πριν την πλήρη άνθηση (Jeffcoat and Cockshull, 1972), γεγονός που υποδηλώνει ότι οι αλλαγές οι οποίες επιφέρουν την μείωση της συγκέντρωσης των ενδογενών γιββερελλινών επάγουν την γήρανση. Η χρήση εξωγενών γιββερελλινών προκάλεσε βελτίωση της διάρκειας ζωής και του ανοίγματος του άνθους σε μερικά είδη, όπως οι ασφόδελοι (Goszczynska et al., 1990b), τα αμάραντα λιμόνια (Steinitz and Cohen, 1982) οι τουλίπες (Pisulewski et al., 1990), καθώς και τα τριαντάφυλλα Mercedes (Goszczynska et al., 1990a) ενώ η εφαρμογή τους σε γαρύφαλλα δεν έδωσε σαφή αποτελέσματα (Halevy and Mayak, 1981). Η βελτίωση της ποιότητας στη ποικιλία Mercedes ακολουθούνταν από 2 φαινόμενα: α) την αύξηση του νωπού και ξηρού βάρους και την επαγωγή της ενυδάτωσης των πετάλων, η οποία μπορεί να είναι αποτέλεσμα της μείωσης του ωσμωτικού δυναμικού στα πέταλα συνέπεια της αύξησης των διαλυμένων σακχάρων από την υδρόλυση του αμύλου (Ho and Nichols, 1971; Khayat and Zieslin, 1989) και β) την έμμεση ή άμεση μεταφορά υδατανθράκων δια της γιββεριλλίνης (Aloni et al., 1986; Patrick, 1976; Patrick and Mulligan,1989). IV.2.4. Επίδραση των επιβραδυντήρων αύξησης Η πλειοψηφία των ρυθμιστών αύξησης που χρησιμοποιούνται στην ανθοκομία είναι κυρίως χημικοί ρυθμιστές και εφαρμόζονται για τον έλεγχο του μεγέθους των βλαστών, της συνεκτικότητας και της πρόκλησης ανθοφορίας (Barsa, 2000; Marosz and Matysiak, 2005). Οι ουσίες αυτές αυξάνουν τη δυνατότητα αντοχής στις αρνητικές επιδράσεις της υδατικής καταπόνησης (Navarro et al., 2007). Ένας από τους πλέον γνωστούς ρυθμιστές αύξησης είναι το daminozide ή Alar ή Β-9 (επιβραδυντήρας), συνθετική ουσία που χρησιμοποιείται κατά κόρον για την βελτίωση της διάρκειας ζωής των φρούτων, καθώς εμποδίζει το μαλάκωμα της σάρκας δίχως να έχει καμία επίδραση στην ανάπτυξη του αρώματος και σε πολλές περιπτώσεις αυξάνει το κόκκινο χρώμα στα μήλα (Blanpied et al.,1966; Elfving et al., 1991; Liu, 1979). 123

131 Επίσης το daminozide ή Alar είναι πολύ δημοφιλής ρυθμιστής για τον έλεγχο της βλαστικής αύξησης (Brown et al., 1997; Voyiatzi et al., 2000; Marosz and Matysiak, 2005) ο οποίος επίσης εμποδίζει την βιοσύνθεση των γιββερελλινών αν και δεν είναι πλήρως γνωστός ο μηχανισμός δράσης του. Πρώτοι οι Halevy and Wittwer (1965,1966) ανέφεραν την θετική επίδραση των επιβραδυντήρων (daminozide, CCC) στην καθυστέρηση του γηρασμού διαφόρων φυτικών ιστών. Οι Dilley and Carpenter (1975) παρατήρησαν βελτίωση της διάρκειας ζωής και ποιότητας στο τριαντάφυλλο και στο γαρύφαλλο. IV.2.5. Επίδραση της αιθυλικής αλκοόλης Η προέλευση πολλών μεθόδων για την βελτίωση της διάρκειας της ζωής στο βάζο, πολλές φορές, έχει μεγάλο βάθος χρόνου. Έχουν χρησιμοποιηθεί ασπιρίνη, ζάχαρη, χλωρίνη ακόμη και παλιά χάλκινα νομίσματα. Ένα από τα ευρέως χρησιμοποιούμενα συστατικά για την βελτίωση της διάρκειας της ζωής στο βάζο είναι η αλκοόλη (Podd and Staden 1988). Η αιθανόλη καθυστερεί την έναρξη της διαδικασίας γήρατος στα κομμένα γαρύφαλλα (Heins, 1980, Petridou et al., 1999), καθώς και το κλιμακτηρικό φαινόμενο της παραγωγής αιθυλενίου και την συσχετιζόμενη έξαρση της συγκέντρωσης του CO 2 (Wu et al., 1992). Η αιθανόλη εμποδίζει την μετατροπή της ACC (1-αμινο-κυκλοπροπάνιο-1- καρβοξυλικό οξύ) σε αιθυλένιο καθώς επίσης και την δράση της ACCσυνθετάσης ή ακόμη και τον σχηματισμό της ACC και μάλιστα οι μεταχειρίσεις.pulse δίνουν καλύτερα αποτελέσματα (Petridou et al., 2001) Η εξωγενής εφαρμογή της αιθανόλης προάγει την δημιουργία της ακεταλδεϋδης η οποία μπορεί να δράσει άμεσα ενάντια σε παράγοντες που προκαλούν σήψη (Avisar and Pesis, 1991). Εκτός από τα πλεονεκτήματα που αναφέρονται τόσο σε φυσιολογικό όσο και σε παθολογικό επίπεδο (Kumar et al., 2008), το χαμηλό κόστος θα πρέπει να ληφθεί υπόψη για τη χρήση σε μετασυλλεκτικό επίπεδο. Για την μελέτη της επίδρασης των διαφόρων παραγόντων στην διατηρησιμότητα δρεπτών τριαντάφυλλων Eurored έγιναν δύο πειράματα. Στο πρώτο μελετήθηκε η επίδραση διαφόρων υποστρωμάτων και επιπέδων άρδευσης των μητρικών φυτών στην περιεκτικότητα των δρεπτών ανθέων σε αναγωγικά 124

132 σάκχαρα και άμυλο. Στο δεύτερο μελετήθηκε η επίδραση διαφόρων βιορρυθμιστών, και συστατικών του διαλύματος συντήρησης στο ανθοδοχείο, σε φυσιολογικές και βιοχημικές διεργασίες των δρεπτών ανθέων σε σχέση με τη διάρκεια ζωής τους στο ανθοδοχείο. 125

133 IV.3. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΙ IV.3.1. Πείραμα 1: Επίδραση διαφόρων υποστρωμάτων και επιπέδων άρδευσης των μητρικών φυτών στην περιεκτικότητα των δρεπτών ανθέων σε αναγωγικά σάκχαρα και άμυλο IV Προσδιορισμός του ποσοστού αναγωγικών σακχάρων και αμύλου Για τον προσδιορισμό του ποσοστού του αμύλου και αναγωγικών σακχάρων στα δύο στάδια κοπής 2 και 3 (Εικ. 1), χρησιμοποιήθηκαν τριαντάφυλλα από όλες τις μεταχειρίσεις της ερευνητικής εργασίας: 1. Περλίτης 67%, 4. Περλίτης 100% 2. Φελλός πεύκου-φλούδες αμυγδάλου 67% 5. Φελλός πεύκου-φλούδες αμυγδάλου 100% 3. Περλίτης-στέμφυλα 67% 6. Περλίτης-στέμφυλα 100% Εικόνα 1. Στάδια του ανοίγματος και ανάπτυξης της ανθικής κεφαλής των ποικιλιών τριανταφυλλιάς. Αναπαραγωγή από Berkholst CEM (1980). Dewaterhuishouding van afgesneden rozen. Bedrijfsontwikkeling 11: Συλλέχθηκαν τα 3-5 εξωτερικά πέταλα της ανθικής στεφάνης των άθικτων στελεχών στα επιλεγμένα στάδια κοπής (2 και 3), κατά την διάρκεια της ανοιξιάτικης παραγωγής και ξηραίνονταν υπό κενό και ψύξη για τον προσδιορισμό των σακχάρων (Evans και Reid, 1988) και αλέθονταν. Χρησιμοποιήθηκε 250 mg του δείγματος. Τα δείγματα από κάθε επανάληψη εκχυλίστηκαν με 40 ml (80% κ.ο) αιθανόλης για 2 ώρες στο σημείο βρασμού. Μετά το φιλτράρισμα (Whatman No.4) τα εκχυλίσματα αλκοόλης ξηραίνονταν 126

134 υπό κενό (rotary evaporator) στους 35 ºC, και στο υπόλειμμα προσθέτονταν 5 ml αποσταγμένου νερού. Το μίγμα ακολούθως περνούσε από ενεργοποιημένο C 18 Sep-Pak cartridge. Κατόπιν μια ποσότητα λαμβάνονταν από το διήθημα και μεταφέρονταν σε γυάλινους δοκιμαστικούς σωλήνες όπου αναμιγνύονταν με ακετονιτρίλιο 1 : 1 (v/v). Μέρος αυτού του διαλύματος φιλτραριζόταν μέσο ενός 0.2 μm nylon φίλτρου για να χρησιμοποιηθεί δείγμα 15 μl σε υψηλής ακρίβειας υγρό χρωματογράφο (Waters system). Ο χρωματογράφος ήταν εξοπλισμένος με διαθλαστικό (διοπτρικό) δείκτη ανίχνευσης (refractive index Model 2414) και στήλη υδατάνθρακα (Waters carbohydrate column). Ως κινητή φάση χρησιμοποιήθηκε μίγμα ακετονιτριλίου απεσταγμένου νερού ( by volume) σε ισοκρατική (isocratic) ροή των 1.0 ml/min και θερμοκρασία στήλης 30 ºC. Η παραπάνω μέθοδος βασίζεται στη μέθοδο των Okeyo and Kushad (1995) ενώ έγιναν ορισμένες τροποποιήσεις. Ο ποσοτικός προσδιορισμός των σακχάρων έγινε με καμπύλες βαθμονόμησης των πρότυπων ουσιών (γλυκόζης, φρουκτόζης, σακχαρόζης, ppm) και οι οποίες χαρακτηρίζονταν από ευθεία γραμμή με συντελεστή προσδιορισμού R 2 > Τα ποσοστά ανάκτησης για 5, 10 και 15% επί της συγκέντρωσης των προτύπων ουσιών ως μέσοι όροι ήταν για την φρουκτόζη 95.0 ± 1.38 (±SE), τη γλυκόζη 96.5 ± 1.38 (±SE) και τη σακχαρόζη 94.0 ± 1.38 (±SE). Τα ολικά σάκχαρα προσδιορίστηκαν με την πρόσθεση της γλυκόζης φρουκτόζης και σακχαρόζης. Τα αποτελέσματα εκφράστηκαν % ξηρού βάρους. Για τον προσδιορισμό του αμύλου το στερεό υπόλειμμα που έμενε στον ηθμό μετά την εκχύλιση των σακχάρων εκχυλιζόταν εκ νέου με 100 ml αποσταγμένο νερό στους 60 ºC για μία ώρα με συνεχή ανακίνηση. Το άμυλο προσδιορίζονταν υπό μορφή αναγωγικών σακχάρων, μετά από την υδρόλυση του με 5 ml υδροχλωρικό οξύ 37% στους 100 ºC για 2,5 ώρες και εξουδετέρωση με διάλυμα 4Ν NaOH. 127

135 IV.3.2. Πείραμα 2: Επίδραση διαφόρων βιορρυθμιστών, και συστατικών του διαλύματος συντήρησης στο ανθοδοχείο, σε φυσιολογικές και βιοχημικές διεργασίες των δρεπτών ανθέων σε σχέση με τη διάρκεια ζωής τους στο ανθοδοχείο. IV Προέλευση και προετοιμασία του φυτικού υλικού Στο πείραμα μετασυλλεκτικής χρησιμοποιήθηκαν τριαντάφυλλα της ποικιλίας Eurored που πάρθηκαν από την φυτεία τριανταφυλλιάς στο θερμοκήπιο του Ινστιτούτου Γεωργικών Ερευνών, στη Λευκωσία. Τα φυτά ήταν της ίδιας ηλικίας και είχαν δεχθεί τους ίδιους χειρισμούς άρδευσης και λίπανσης, κορυφολογημάτων, συνθηκών περιβάλλοντος και φυτοπροστασίας. Το υλικό προήλθε από τη μεταχείριση περλίτη 100%. Η επιλογή των τριαντάφυλλων που χρησιμοποιήθηκαν στα πειράματα έγινε έτσι ώστε να είναι της ίδιας κατά το δυνατόν ποιότητας και να βρίσκονται όλα στο στάδιο 2 ο του ανοίγματος. Τα ανθικά στελέχη κόβονταν 1cm πάνω από το δεύτερο πεντάφυλλο από τη βάση του ανθικού στελέχους σύμφωνα με τις προδιαγραφές εμπορικής συγκομιδής τριαντάφυλλων του Flower Counsil of Holland (1980). Αμέσως μετά την συγκομιδή τους, τα τριαντάφυλλα τοποθετήθηκαν σε καθαρά δοχεία με απιονισμένο νερό και μεταφέρθηκαν στο εργαστήριο, κόπηκαν σε ίδιο μήκος (60εκ.) και διατηρήθηκε ο ίδιος αριθμός φύλλων στο στέλεχος (4-5 φύλλων). Η μέτρηση της διάρκειας ζωής στο βάζο καθώς και των υπολοίπων παραμέτρων εκτίμησης του γηρασμού έγινε με την τοποθέτηση των τριαντάφυλλων σε βάζα που περιείχαν τα διαλύματα (650ml/ βάζο) που αποτελούσαν τις επεμβάσεις του πειράματος. Κατά την τοποθέτηση των ανθικών στελεχών αποφυλλώνονταν το κατώτατο τμήμα του ανθοφόρου στελέχους που βρισκόταν στο ανθοδοχείο. Τα βάζα τοποθετήθηκαν σε χώρο του εργαστηρίου με θερμοκρασία o C, σχετική υγρασία 55-60% και 12ωρο φωτισμό μmol/m 2.s από συνδυασμό λαμπτήρων φθορισμού και πυρακτώσεως. Οι συνθήκες θεωρούνται κατάλληλες για την εκτέλεση πειραμάτων διατήρησης στο βάζο ιδιαίτερα όταν χρησιμοποιούνται συντηρητικά διαλύματα διότι δημιουργούν χαμηλό ρυθμό διαπνοής των ανθέων και απορρόφησης του διαλύματος ώστε να αποφευχθούν συμπτώματα ξηράνσεων στα φύλλα κυρίως λόγω υπερβολικής 128

136 συγκέντρωσης του συντηρητικού σε αυτά σε πιο ακραίες συνθήκες (Kofranek and Halevy, 1972). Μέσα στο εργαστήριο έγιναν οι μετρήσεις των κριτηρίων εκτίμησης του γήρατος των ανθέων, δηλαδή της στοματικής αγωγιμότητας, του υδατικού δυναμικού του φύλλου, του σχετικού υδατικού περιεχόμενου, της συγκέντρωσης και του φθορισμού της χλωροφύλλης, των σακχάρων και του αμύλου, των ανθοκυανών, του χρώματος, του βαθμού ανοίγματος του άνθους και της ζωής στο ανθοδοχείο. Στο σχεδιασμό του πειράματος ακολουθήθηκε το πλήρως τυχαιοποιημένο σχέδιο με τις επεμβάσεις που περιγράφονται αναλυτικά σε 4 επαναλήψεις (ανθοδοχεία) και 3 τριαντάφυλλα ανά επανάληψη. IV Μεταχειρίσεις 1. Μάρτυρας (Η 2 Ο) 2. Alar 5 ppm 24h pulse 3. Alar 10 ppm 24h pulse 4. Alar 15 ppm 24h pulse 5. Alar 20 ppm 24h pulse 6. GA 3 30 ppm 24h pulse 7. GA 3 40 ppm 24h pulse 8. ETOH 5% 24h pulse 9. ETOH 5% 24h pulse IV Μετρήσεις και προσδιορισμοί IV Μέτρηση της στοματικής αγωγιμότητας Η αγωγιμότητα των στομάτων είναι το αντίστροφο της στοματικής αντίστασης. Μετρήθηκε με το πορόμετρο Delta-Τ AP 4. IV Μέτρηση του υδατικού δυναμικού των φύλλων Η μέτρηση του υδατικού δυναμικού των φύλλων πραγματοποιήθηκε με το θάλαμο πίεσης τύπου Scholander (Scholander et al.1965) και περιγράφηκε αναλυτικά στην Ενότητα Ι. 129

137 IV Μέτρηση του σχετικού υδατικού περιεχομένου Η μέτρηση του σχετικού υδατικού περιεχομένου των φύλλων δίνεται από τον τύπο: RWC=πραγματικό περιεχόμενο σε νερό / περιεχόμενο σε νερό σε πλήρη σπαργή Δηλαδή RWC=(Νωπό βάρος-ξηρό βάρος) / (Κορεσμένο βάρος- Ξηρό βάρος) (Barrs and Weatherley, 1962) και περιγράφηκε αναλυτικά στην Ενότητα Ι. IV Προσδιορισμός συγκέντρωσης της χλωροφύλλης a+b Η συγκέντρωση της χλωροφύλλης προσδιορίστηκε με τη βοήθεια φασματοφωτόμετρου Campesc M350 UV-Vis spectrophotometer (Campesc Ltd, Cambridge, UK) σε μήκη κύματος 647 nm και 664 nm (Olesinski et al., 1989). Για τον υπολογισμό της χλωροφύλλης a, b και ολικής χλωροφύλλης (a+b) χρησιμοποιήθηκαν οι τύποι του Moran (1982) όπως περιγράφηκε αναλυτικά στην Ενότητα Ι. IV Προσδιορισμός της φωτονικής απόδοσης του PSII Η μέτρηση του φθορισμού της χλωροφύλλης πραγματοποιήθηκε με το φθορισμόμετρο OS-30p της Optiscience και περιγράφηκε αναλυτικά στην Ενότητα Ι, η οποία δείχνει τον λόγο Fv/Fm. IV Προσδιορισμός των αναγωγικών σακχάρων και αμύλου Για την ανάλυση των πετάλων παίρνονταν δείγματα αποτελούμενα από τα 3-5 εξωτερικά πέταλα των τριαντάφυλλων στο καθορισμένο στάδιο ανάπτυξης και ξηραίνονταν υπό κενό για τον προσδιορισμό των σακχάρων (Evans και Reid 1988) όπως περιγράφηκε αναλυτικά παραπάνω. IV Ποσοτικός προσδιορισμός των ανθοκυανών Για τον προσδιορισμό των ανθοκυανών χρησιμοποιήθηκε τροποποιημένη μέθοδος των Torre and Barrit (1977). Ένα γραμμάριο ποσότητας λυοφιλιμένων πετάλων αναμείχθηκε με 50ml εκχυλιστικού οξινισμένης αλκοόλης (αιθανόλη 80% + HCL 2%). Το μείγμα παρέμεινε για 24 ώρες στους 4 o Cκαι στη συνέχεια διηθήθηκε με φίλτρο Watman No. 1. Οι τιμές απορρόφησης του εκχυλίσματος προσδιορίστηκαν στο μέγιστο της καμπύλης απορρόφησης (530 nm) (αφού μετρήθηκε το μέγιστο απορρόφησης στο δείγμα) σε φασματοφωτόμετρο (Thermo 130

138 Electro Coorporation, UK). Οι τιμές εκφράστηκαν ως μονάδες οπτικής πυκνότητας ανά γραμμάριο νωπού βάρους (units O.D./ g f.wt). IV Μέτρηση του χρώματος των πετάλων Το χρώμα των πετάλων μετρήθηκε με χρωματόμετρο Minolta GR-400 (Campbell et al., 1990). Πριν από κάθε σειρά μετρήσεων το όργανο ρυθμίζονταν με τη βοήθεια ενός πρότυπου λευκού χρώματος. Οι μετρήσεις λαμβάνονταν στην εξωτερική επιφάνεια των 3-5 εξωτερικών πετάλων του άνθους στο ίδιο πάντα σημείο, του οποίου η επιλογή γίνονταν σε τμήμα των πετάλων όπου η χρωστική είχε ομοιόμορφη κατανομή. Το χρώμα εκφράστηκε στις τιμές των παραμέτρων L, a* και b* του συστήματος χρωστικών αξόνων L, a* b* (CIELAB) όπου το L δείχνει την φωτεινότητα (+ φωτεινό, - σκοτεινό), το a* το χρώμα από πράσινο (-) έως κόκκινο (+) και το b* το χρώμα από μπλε (-) έως κίτρινο (+). IV Ζωή στο ανθοδοχείο και άνοιγμα ανθέων Το κυριότερο κριτήριο για τον προσδιορισμό του τέλους ζωής των τριαντάφυλλων αποτέλεσε το γήρας των πετάλων του άνθους που επέρχεται ταχύτερα από τα άλλα μέρη του ανθοφόρου στελέχους (π.χ. τα φύλλα) και καθορίζει την εμπορική αξία των τριαντάφυλλων. Το γήρας των πετάλων χαρακτηρίζεται από συγκεκριμένα συμπτώματα όπως η μεταβολή του χρώματος (blueing), η μάρανση ή και πτώση τους καθώς και η αδυναμία ανοίγματος και η επακολουθούσα κάμψη λαιμού των ανθών (Zieslin 1989). Για την μέτρηση του βαθμού ανοίγματος μετρήθηκαν με παχύμετρο σε mm δύο κάθετοι διάμετροι της περιφέρειας του άνθους και πάρθηκε ο μέσος όρος τους. 131

139 IV.4. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ IV.4.1. Πείραμα 1 Οι υψηλότερες τιμές αμύλου σε όλα τα υποστρώματα μετρήθηκαν στο στάδιο κοπής 2 ανθέων που προήλθαν από μητρικά φυτά καλλιεργημένα σε επίπεδο άρδευσης 100% στο υπόστρωμα του περλίτη (Πιν.1). Τα σάκχαρα, φρουκτόζη και γλυκόζη αύξησαν την συγκέντρωση τους από το στάδιο 2 στο στάδιο 3 σε όλες τις μεταχειρίσεις με εξαίρεση εκείνη του περλίτη-100%. Η σακχαρόζη αντίθετα μειώνεται από το στάδιο 2 στο στάδιο 3 και εμφανίζει την υψηλότερη τιμή στη μεταχείριση περλίτης -100% στο στάδιο 2. IV.4.2. Πείραμα 2 IV Αρχικές μετρήσεις Οι παραπάνω παράμετροι προσδιορίστηκαν αμέσως μετά τη συγκομιδή στα τριαντάφυλλα έτσι παρουσιάζονται οι εξής τιμές : Στοματική αγωγιμότητα (Cs) : 0,0063 cm.s -1 Υδατικό δυναμικό φύλλου (LWP) : -0,715 MPa Σχετικό υδατικό περιεχόμενο (RWC) : 76 % Συγκέντρωση χλωροφύλλης a, b, a+b : Chla:0.049, Chlb:0.015, Chl(a+b):0.064 mg/cm 2 Φθορισμός της χλωροφύλλης : (Fv/Fm) = 0.79 Περιεκτικότητα ανθοκυανών : 15,48 units O.D./ g f.wt Χρώμα : L: , a* : , b*: Διάμετρος άνθους : x mm IV Στοματική αγωγιμότητα και υδατικές σχέσεις φυτού Η αγωγιμότητα των στομάτων φαίνεται να επηρεάστηκε σημαντικά τόσο από τις επεμβάσεις όσο και από τις ημέρες συντήρησης. Επίσης η αλληλεπίδραση των μεταχειρίσεων και των ημερών συντήρησης ήταν σημαντική. Την 3 η ημέρα συντήρησης η αγωγιμότητα των στομάτων είχε τη μεγαλύτερη τιμή στο μάρτυρα ακολουθούμενη από τις επεμβάσεις του Alar ενώ πολύ χαμηλότερες τιμές είχαν οι γιββερελλίνες και η αιθυλική αλκοόλη. Την 5 η ημέρα η αγωγιμότητα των 132

140 στομάτων του μάρτυρα μειώθηκε στα ίδια επίπεδα με το Alar σε συγκεντρώσεις 5, 10 και 15 ppm ενώ την 7 η ημέρα η αγωγιμότητα του μάρτυρα μειώθηκε περισσότερο από ό,τι το Alar. Τις χαμηλότερες τιμές την 7 η ημέρα είχαν ο μάρτυρας, οι γιββερελλίνες και η αιθυλική αλκοόλη (Σχ. 1). Η μείωση της στοματικής αγωγιμότητας δεικνύει πως η εναλλαγή των αερίων διαμέσου των στομάτων έγινε με μειωμένους ρυθμούς. Το υδατικό δυναμικό των φύλλων αυξήθηκε στις επεμβάσεις με Alar και αιθανόλη με την πρόοδο των ημερών συντήρησης. Αντίθετα στο μάρτυρα και τις γιββερελλίνες το υδατικό δυναμικό των φύλλων μειώθηκε με αποτέλεσμα την 7 η ημέρα συντήρησης στο Alar και στην αιθανόλη 5% (τα φύλλα στην αιθανόλη 6% καταστράφηκαν) να εμφανίζονται χαμηλότερες τιμές υδατικού δυναμικού (Σχ.2). Η μείωση του υδατικού δυναμικού δείχνει την αντίσταση των αγγείων στη μεταφορά του νερού από τα στελέχη στα φύλλα. Όσο περισσότερο μειώνεται τόσο σε μεγαλύτερη υδατική καταπόνηση βρίσκεται το φυτό. Το σχετικό υδατικό περιεχόμενο γενικά αυξήθηκε σε όλες τις μεταχειρίσεις από την 3 η μέχρι την 7 η ημέρα συντήρησης εκτός της αιθανόλης 6% στην οποία τα φύλλα καταστράφηκαν. Οι χαμηλότερες τιμές σημειώθηκαν την 3 η ημέρα στην περίπτωση του μάρτυρα και της αιθανόλης 6% ενώ οι μεγαλύτερες τιμές σημειώθηκαν την 7 η ημέρα για τις μεταχειρίσεις Alar 10 και 15 ppm (Σχ. 3). IV Συγκέντρωση και φθορισμός της χλωροφύλλης Η χλωροφύλλη (mg/cm 2 ) a, b και a+b ανεξάρτητα από τη μεταχείριση παρουσίασε σημαντική μείωση την 5 η και 7 η ημέρα συντήρησης των ανθικών στελεχών σε σχέση με την 3 η ημέρα. Οι χαμηλότερες τιμές παρατηρήθηκαν την 7 η ημέρα συντήρησης στις μεταχειρίσεις της γιββερελλίνης και της αιθυλικής αλκοόλης ενώ το Alar είχε ψηλότερες τιμές (Σχ. 4). Ο φθορισμός της χλωροφύλλης δεν παρουσίασε ιδιαίτερες μεταβολές μεταξύ των μεταχειρίσεων ή των ημερών συντήρησης. Μοναδική εξαίρεση παρουσιάζει η αιθυλική αλκοόλη όπου στη συγκέντρωση 5% μειώθηκε την 7 η ημέρα ενώ στη συγκέντρωση 6% είχαμε μείωση την 5 η ημέρα και ξήρανση των φύλλων και αδυναμία λήψης παρατηρήσεων την 7 η ημέρα (Σχ. 5). 133

141 IV Σάκχαρα και άμυλο Παρατηρήθηκε μείωση του ποσοστού του αμύλου σε όλες τις μεταχειρίσεις από την 3 η στην 7 η ημέρα συντήρησης με μοναδική εξαίρεση τη συγκέντρωση της αιθυλικής αλκοόλης 5% όπου παρατηρήθηκε αύξηση. Τις υψηλότερες τιμές την 3 η ημέρα συντήρησης είχε το Alar σε συγκεντρώσεις 10 και 15 ppm και ακολούθως ο μάρτυρας (Σχ. 6). Αναφορικά με το ποσοστό φρουκτόζης στα πέταλα παρατηρήθηκε αύξηση του ποσοστού από την 3 η στην 7 η ημέρα συντήρησης για τις περιπτώσεις του μάρτυρα, Alar 5, 10 και 15 ppm και γιββεριλλίνης 30 mg/l. Συγκεκριμένα σε απόλυτες τιμές οι μεγαλύτερες τιμές που σημειώθηκαν τόσο την 3 η (6,8 % ξ.β) όσο και την 7 η ημέρα (7,69 % ξ.β) ήταν στα πέταλα των τριαντάφυλλων της μεταχείρισης Alar 15 ppm. Αντίθετα μείωση παρατηρήθηκε για τις υπόλοιπες μεταχειρίσεις (Σχ. 7). Η συγκέντρωση της γλυκόζης στα πέταλα των τριαντάφυλλων στις μεταχειρήσεις του Alar και της γιββεριλλίνης 30mg/l αυξήθηκαν σε αντίθεση με το μάρτυρα της γιββεριλλίνης 40mg/l και της αιθυλικής αλκοόλης από την 3 η στην 7 η ημέρα συντήρησης (Σχ.8). Η περιεκτικότητα σε σακχαρόζη μειώθηκε στην περίπτωση του μάρτυρα της γιββεριλλίνης 40mg/l και της αιθυλικής αλκοόλης. Αντίθετα η σακχαρόζη αυξήθηκε στο Alar και τη γιββεριλλίνη 40mg/l (Σχ. 9) IV Ανθοκυάνες και χρώμα Η περιεκτικότητα σε ανθοκυάνες παρουσίασε διακυμάνσεις στις διάφορες μεταχειρίσεις. Ο μάρτυρας έδειξε ότι μειώνονται οι ανθοκυάνες από την 3 η έως την 7 η ημέρα συντήρησης ενώ η επέμβαση με Alar εμφανίζει αύξηση στο ποσοστό των ανθοκυανών στα πέταλα εκτός της συγκέντρωσης των 20 ppm. Οι επεμβάσεις με γιββεριλλίνες και αιθυλική αλκοόλη επίσης αυξάνουν τη συγκέντρωση των ανθοκυανών (Σχ. 10). Το χρώμα των πετάλων των τριαντάφυλλων, εκφρασμένο στο σύστημα των χρωματικών αξόνων του L, a*, b* του χρωματόμετρου Minolta GR-400 μεταβλήθηκε σημαντικά. Οι μεταβολές της φωτεινότητας του χρώματος (τιμή L) παρουσίασαν αρνητική πορεία για όλες τις μεταχειρήσεις από την 3 η έως την 7 η ημέρα συντήρησης. Τη σχετικά μικρότερη μείωση παρουσίασαν οι μεταχειρίσεις του Alar 5, 10 και 15 ppm (Σχ. 11). Η πορεία μεταβολής στην τιμή του a* διαφοροποιήθηκε στις διάφορες μεταχειρίσεις. Στις επεμβάσεις του Alar 5, 10 και 15 ppm υπήρξε αύξηση στη τιμή του a* από την 3 η στην 7 η ημέρα συντήρησης 134

142 (Σχ. 12), ενώ στις υπόλοιπες μεταχειρίσεις μειώθηκε. Τόσο το L όσο και το a* είχαν τις μεγαλύτερες τιμές την 7 η ημέρα συντήρησης στις μεταχειρίσεις του Alar 5, 10 και 15 ppm. Σχετικά με την τιμή b* υπήρξε δραστική μείωση της τιμής του b* (εμφάνιση κυανής χροιάς/ blueing) από την 5 η ημέρα διατήρησης στις περισσότερες μεταχειρίσεις συμπεριλαμβανομένου και του μάρτυρα εκτός των περιπτώσεων Alar 5, 10 και 15 ppm. Τις χαμηλότερες τιμές έδωσαν οι μεταχειρίσεις της αιθυλικής αλκοόλης ακολουθούμενες από τις μεταχειρίσεις της γιββερελλίνης. Ο μάρτυρας καθώς και οι μεταχειρίσεις του Alar 5 και 20 ppm παρουσίασαν παρόμοιες τιμές. Μοναδική εξαίρεση εξαιρέσεις ήταν οι μεταχειρίσεις του Alar 10 και 15 ppm οι οποίες και κατά την 7 η ημέρα παρουσίασαν πολύ μικρότερη μείωση στην τιμή του b* από οποιαδήποτε άλλη μεταχείριση (Σχ. 13). IV Διάρκεια ζωής στο βάζο και άνοιγμα άνθους Η διάμετρος ανοίγματος του άνθους εμφάνισε θετική πορεία σε όλες τις μεταχειρίσεις όπως αναμενόταν. Κατά την 3 η ημέρα συντήρησης τις χαμηλότερες τιμές ανοίγματος εμφανίζονται στις μεταχειρίσεις του Alar και ειδικότερα στις συγκεντρώσεις 10 και 15 ppm. Οι μεγαλύτερες τιμές εμφανίζονται στο μάρτυρα, στη γιββεριλλίνη 40mg/l και την αιθυλική αλκοόλη. Την 7 η ημέρα συντήρησης η μεγαλύτερη τιμή εμφανίζεται στο μάρτυρα και η μικρότερη στις επεμβάσεις του Alar 10 και 15 ppm (Σχ. 14). Η διάρκεια ζωής του άνθους για τις μεταχειρίσεις του μάρτυρα, του Alar 20ppm, της γιββεριλλίνης και της αιθυλικής αλκοόλης 5%, διήρκησε περίπου 7 ημέρες (Σχ. 15) με την διαφορά ότι η κάθε μία τελείωσε με διαφορετικά συμπτώματα γήρατος των ανθικών στελεχών. Για την αιθυλική αλκοόλη 6% η καταγραφή κυανής απόχρωσης άρχισε από την 3 η ημέρα ενώ ξεκίνησε και η αφυδάτωση του φυλλώματος με τη σταδιακή ξήρανση του και την καταστροφή του άνθους από την 5 η ημέρα διατήρησης. Η μεταχείριση της αιθυλικής αλκοόλης 5% εμφάνισε την κυανή απόχρωση (blueing) από την 5 η ημέρα και έγινε η καταστροφή του άνθους κατά την 7 η ημέρα. Παρόμοια πορεία με την αιθυλική αλκοόλη 5% παρατηρήθηκε και για τις μεταχειρίσεις της γιββεριλλίνης όσον αφορά την εμφάνιση του blueing. Όμως παρατηρήθηκε και έντονη αποφύλλωση και πτώση των πετάλων των ανθικών στελεχών κατά την 7 η ημέρα συντήρησης. Η μεταχείριση του Alar 20ppm εμφάνισε blueing κατά την 7 η ημέρα απότομα στο 135

143 50% της επιφάνειας των ανθών, ενώ ο μάρτυρας παρουσίασε σταδιακά το σύμπτωμα του blueing και του μαυρίσματος των πετάλων και της αφυδάτωσης του φυλλώματος ξεκινώντας από την 5 η ημέρα. Γενικά τη μεγαλύτερη διάρκεια ζωής στο βάζο έδωσαν οι μεταχειρίσεις Alar 10 και 15 ppm οι οποίες συγκριτικά με το μάρτυρα έδωσαν 1,6 και 1,8 φορές μεγαλύτερη διάρκεια ζωής στο βάζο, αντίστοιχα. IV.5. ΣΥΖΗΤΗΣΗ Η διάρκεια ζωής στο βάζο επηρεάζεται σημαντικά από την περιεκτικότητα των πετάλων σε άμυλο. Η περιεκτικότητα των σακχάρων στα πέταλα επίσης εξαρτάται από τα επίπεδα αμύλου στα πέταλα κατά την συγκομιδή (Berkholst, 1989). Κατά τους Evans and Reid (1988) το άμυλο που βρίσκεται σε υψηλή περιεκτικότητα στα πέταλα των ανθέων υδρολύεται στη συνέχεια και αυξάνει τα επίπεδα των σακχάρων στα χυμοτόπια των πετάλων και επομένως το ωσμωτικό δυναμικό και τη σπαργή τους με αποτέλεσμα την τάνυση των κυττάρων και τη βελτίωση του ανοίγματος των πετάλων. Παρόμοια αύξηση της υδρόλυσης του αμύλου έχει αναφερθεί από τον Hammond (1982) κατά το άνοιγμα των τριαντάφυλλων. Μελέτες σε τριαντάφυλλα ποικιλίας Madelon και Sonia έδειξαν ότι σημαντική επίδραση τόσο στη διάρκεια ζωής όσο και στην ομαλή εξέλιξη του ανοίγματος των πετάλων του άνθους, ώστε να φτάσουν στο πλήρες άνοιγμα στο βάζο, έχει το στάδιο συγκομιδής διότι σχετίζεται άμεσα με την περιεκτικότητα τους σε υδατάνθρακες (άμυλο και σάκχαρα) τα οποία μεταφέρονται εκεί από τα φύλλα και άλλα φωτοσυνθέτοντα όργανα του άνθους (Παπαδημητρίου 1995; Nishikawa et al., 2005). Ανταγωνισμός για τα σάκχαρα έχει αναφερθεί μεταξύ των πετάλων του ίδιου άνθους, και μεταξύ της ανθικής κεφαλής και των ανθοφόρων οφθαλμών (van Meeteren et al., 2001). Άλλωστε, κατά τη διάρκεια της ανάπτυξης του άνθους γίνεται μεταφορά υδατανθράκων από τα παλαιότερα πέταλα στα νεότερα (Waithaka et al., 2001). Όπως διαπιστώθηκε από την ανάλυση των αποτελεσμάτων γενικά η περιεκτικότητα των πετάλων σε άμυλο αλλά και σε σάκχαρα ήταν υψηλότερη στο στάδιο 2 (εμπορικό στάδιο κοπής), για το υπόστρωμα του περλίτη και καθεστώς άρδευσης 100%. Ενδεχομένως αυτό να ασκεί επίδραση στη δυνατότητα διατήρησης των ανθικών στελεχών δια του μηχανισμού ωσμωρρύθμισης, ο 136

144 οποίος, διατηρεί υψηλό το υδατικό δυναμικό των πετάλων προωθώντας την τάνυση των κυττάρων και το άνοιγμα του άνθους. Η μείωση της στοματικής αγωγιμότητας δεικνύει πως η εναλλαγή των αερίων διαμέσου των στομάτων γίνεται με μειωμένους ρυθμούς. Στην περίπτωση του μάρτυρα παρατηρήθηκε, η μεγαλύτερη μείωση της στοματικής αγωγιμότητας μεταξύ 3 ης και 7 η ημέρας. Μείωση της αγωγιμότητας των στοματίων παρατηρήθηκε και στις υπόλοιπες μεταχειρίσεις σε μικρότερη ποσοστό. Εντούτοις, όλες οι μεταχειρίσεις την 3 η ημέρα μετά την εφαρμογή των επεμβάσεων είχαν χαμηλότερες τιμές από τον μάρτυρα γεγονός που ενδεχομένως δείχνει τον περιορισμό του ανοίγματος των στομάτων νωρίτερα στα ανθικά στελέχη που είχαν δεχθεί την επίδραση των ρυθμιστών της αύξησης ως παράγοντα αποφυγής έντονων απωλειών νερού. Τις χαμηλότερες τιμές έδωσαν οι μεταχειρίσεις της αιθανόλης γεγονός το οποίο όμως τελικά οδήγησε στην πρόωρη ξήρανση των στελεχών. Ενδιάμεσες τιμές είχαν οι μεταχειρίσεις του Alar. Όταν η εξάτμιση υπερβαίνει την απορρόφηση, αναπτύσσονται υδατική καταπόνηση και μάρανση (van Doorn, 1997). Αυτή η καταπόνηση γίνεται αντιληπτή με τη μείωση του υδατικού δυναμικού. Ενώ σε άθικτα φυτά το υδατικό δυναμικό παραμένει σταθερό τόσο κατά την διάρκεια της άνθησης όσο και κατά τη γήρανση (Mayak et al., 1974), στα δρεπτά άνθη σε νερό, το υδατικό δυναμικό μειώνεται απότομα κατά την πρώτη ημέρα και κατόπιν ακολουθεί σταδιακή ομαλή μείωση του κατά την υπόλοιπη διάρκεια της ζωής τους (Van Meeteren 1979b). Στην περίπτωση του μάρτυρα και της γιββερελλίνης αυτό ίσχυε και στην παρούσα εργασία όχι όμως και στην περίπτωση του Alar και της αιθυλικής αλκοόλης στις οποίες αυξήθηκε. Λαμβανομένου υπόψη των τιμών του υδατικού δυναμικού, το οποίο δεικνύει την αντίσταση των αγγείων στη μεταφορά του νερού στα στελέχη και στα φύλλα συμπεραίνεται ότι ενδιάμεσες τιμές στοματικής αγωγιμότητας (μικρότερες απώλειες) και σχετικά καλή κίνηση του νερού στον αγωγό ιστό (μέσες τιμές υδατικού δυναμικού) δίνουν τα καλύτερα αποτελέσματα στο υδατικό ισοζύγιο των στελεχών. Συνεπώς, τα καλύτερα αποτελέσματα έδωσαν οι μεταχειρίσεις του Alar 10 και 15 ppm που είχαν κατά τη διάρκεια του πειράματος ενδιάμεσες τιμές αγωγιμότητας και υδατικού δυναμικού. Παρόλο που ο κύριος λόγος για την καταπόνηση είναι η αντίσταση της κίνησης του νερού στον αγωγό ιστό, εν τούτοις, ακόμη και όταν το υδατικό 137

145 δυναμικό παραμένει σταθερό, το υδατικό περιεχόμενο των πετάλων και η σπαργή των κυττάρων των πετάλων μειώνονται με την πάροδο του χρόνου υποδηλώνοντας αλλαγές στη κυτταρική φυσιολογία σχετικές με το γήρας (van Meeteren 1978a,b,; 1979a,b). Αυτές οι αλλαγές σχετίζονται με την απώλεια της ημιπερατότητας που οδηγεί σε αυξημένη απώλεια ιόντων και νερού. Παράγοντες οι οποίοι διατηρούν την ακεραιότητα των μεμβρανών, μειώνουν την απώλεια ιόντων και νερού. Το σχετικό υδατικό περιεχόμενο στα φύλλα των ανθικών στελεχών με την πάροδο των ημερών συντήρησης αυξήθηκε, ενδεχομένως λόγω της ενυδάτωσης των στελεχών από το διάλυμα συντήρησης. Τις μεγαλύτερες τιμές έδωσαν οι μεταχειρίσεις Alar 10 και 15 ppm. Οι Acock and Nichols (1979) υπέθεσαν ότι τα σάκχαρα μπορούν να καθυστερήσουν τη γήρανση των κομμένων ανθέων ανθών λόγω της ικανότητας τους να διατηρούν το κυτταρικό μεταβολισμό και την ακεραιότητα των μεμβρανών καθώς βελτιώνουν την ωσμωρρυθμιστική ικανότητα των κυττάρων. Τα πέταλα των τριαντάφυλλων δείχνουν μεγάλη ικανότητα ωσμωρρύθμισης (μεγαλύτερη των φύλλων) και διατήρησης ενός σταθερού υδατικού δυναμικού (ακόμα και όταν τα άνθη τοποθετηθούν σε διάλυμα γλυκόζης ή PEG με υψηλό ωσμωτικό δυναμικό με την προϋπόθεση της διατήρησης της ακεραιότητας των κυτταρικών μεμβρανών) (Paulin, 1986) και το επιτυγχάνουν με την απορρόφηση των σακχάρων από το θρεπτικό διάλυμα και την ενεργό μεταφορά τους στο εσωτερικό του κυττάρου (Kuiper et al., 1991). Θεωρήθηκε ότι σημαντικός παράγοντας της καθυστέρησης του γήρατος των κομμένων ανθέων είναι το ποσοστό των αναπνευστικών υποστρωμάτων (σακχάρων) το οποίο υπάρχει κατά την συγκομιδή (Rogers, 1973). Η αποικοδόμηση του πολυσακχαρίτη αμύλου συμβαίνει κατά την διαδικασία της γήρανσης των πετάλων (Figueroa et al., 2005) προσφέροντας την απαραίτητη ενέργεια στο κομμένο στέλεχος για να συνεχίσει να αναπνέει και να ζει. Δεδομένου ότι η ικανότητα διατήρησης ήταν μεγαλύτερη στα άνθη με την υψηλότερη περιεκτικότητα σε άμυλο κατά την συγκομιδή, έτσι και στην παρούσα ερευνητική εργασία διαπιστώθηκε ότι η ζωή στο βάζο ήταν μεγαλύτερη όταν η περιεκτικότητα των πετάλων σε άμυλο ήταν μεγαλύτερη την 3 η ημέρα συντήρησης. Η περιεκτικότητα των σακχάρων στα πέταλα εξαρτάται από τα επίπεδα του αμύλου κατά την συγκομιδή (Berkholst, 1989). Το άμυλο που βρέθηκε να υπάρχει σε υψηλή περιεκτικότητα στα πέταλα των ανθών κατά την συγκομιδή γενικά φαίνεται ότι υδρολύθηκε στη συνέχεια και αύξησε τα επίπεδα 138

146 των αναγωγικών σακχάρων στα χυμοτόπια των πετάλων και επομένως το ωσμωτικό δυναμικό και τη σπαργή τους, με αποτέλεσμα την τάνυση των κυττάρων και τη βελτίωση του ανοίγματος των πετάλων καθώς αναφέρουν και οι Evans and Reid (1988). Τα αποτελέσματα στην εργασία αυτή δείχνουν μείωση του ποσοστού του αμύλου στα πέταλα των τριαντάφυλλων και άνοδο των αναγωγικών σακχάρων (γλυκόζη και φρουκτόζη) στις μεταχειρίσεις του Alar εκτός της συγκέντρωσης 20ppm ενώ αντίθετα παρουσιάζεται μείωση των αναγωγικών σακχάρων στις μεταχειρίσεις τόσο της αιθυλικής αλκοόλης όσο και της γιββερελλίνης από την 3 η στην 7 η ημέρα. Δεδομένου ότι τα σάκχαρα συντίθενται και αποθηκεύονται στα φύλλα και μεταφέρονται στα πέταλα μέσω του φλοιού με το ρεύμα διαπνοής (Paulin, 1979; Figueroa et al., 2005) και δεδομένου ότι η κυκλοφορία του νερού στις εν λόγω μεταχειρίσεις ενδεχομένως να μην ήταν πολύ καλή, μπορεί να εξηγηθεί η σταδιακή εξάντληση του αναπνευστικού υποστρώματος (σακχάρων) και ως εκ τούτου η πρόωρη μάρανση και η γήρανση των πετάλων στο βάζο. Τα καλύτερα αποτελέσματα έδωσαν οι μεταχειρίσεις Alar 10 και 15 ppm σε σχέση τόσο με το μάρτυρα αλλά και τις υπόλοιπες μεταχειρίσεις. Επίσης οι εν λόγω μεταχειρίσεις του Alar εμφανίζουν μεγαλύτερο ποσοστό σακχαρόζης την 7 η ημέρα συντήρησης των ανθικών στελεχών. Τόσο η υδρόλυση του αμύλου όσο και η μεταβολή των σακχάρων δεν σημαίνει απαραίτητα ότι ήταν εφικτή η χρησιμοποίηση τους λόγω των διάφορων βιοχημικών και φυσιολογικών μεταβολών όπως η απώλεια της ημιπερατότητας των μεμβρανών και της ωσμωρυθμιστικής τους ικανότητας όπως είχε επισημάνει και ο Paulin (1986) στα κύτταρα των πετάλων των γαρύφαλλων κατά την διατήρηση τους στο βάζο. Ο Van Doorn (2004) επισημαίνει ότι ενδεχομένως οι λόγοι ύπαρξης σημαντικών ποσοτήτων σακχάρων κατά την έναρξη της διαδικασίας γήρανσης μπορεί να οφείλεται στη μη σωστή μέθοδο προσδιορισμού τους, στη διαφορετική συγκέντρωση σακχάρων στο χυμοτόπιο και το κυτόπλασμα των κυττάρων και τέλος στην αναγέννηση των σακχάρων λόγω της κινητοποίησής τους. Συνεπώς, μεταβλητές που σχετίζονται με τις φυσιολογικές και βιοχημικές μεταβολές του άνθους όπως η μείωση του υδατικού δυναμικού του φύλλου, του σχετικού υδατικού περιεχομένου, η στοματική αγωγιμότητα και οι αλλαγές των φυσικών και χημικών ιδιοτήτων των κυτταρικών μεμβρανών, η ένταση των καταβολικών λειτουργιών του κυττάρου, όπως η υδρόλυση του αμύλου, η καύση ή η μεταβολή 139

147 των σακχάρων, η ποιοτική ή ποσοτική μεταβολή των χρωστικών (Durkin, 1981) λαμβάνονται υπόψη πριν από την εξαγωγή συμπερασμάτων. Η αύξηση της συγκέντρωσης των ανθοκυανών που βρέθηκε στο τέλος της ζωής των κομμένων τριαντάφυλλων σε όλες τις μεταχειρίσεις αλλά ιδιαίτερα σε εκείνες της αιθυλικής αλκοόλης, όταν τα πέταλα άρχισαν να μαραίνονται, αποδίδεται όχι τόσο στη σύνθεση νέας ανθοκυάνης όσο στο γεγονός ότι με την μείωση της σπαργής και τη συρρίκνωση των πετάλων συγκεντρώθηκε μεγαλύτερη ποσότητα της χρωστικής ανά γραμμάριο νωπού βάρους. Παρά ταύτα όμως, οι Ancos et al. (2000) θεωρούν πως η περιεκτικότητα σε ανθοκυάνες παρουσιάζει κάποιες διακυμάνσεις μετά τη συγκομιδή διότι ενδεχομένως αρχικά να αποικοδομούνται οι ουσίες αυτές, ενώ αργότερα λόγω της λύσης των κυττάρων να γίνεται καλύτερα και ευκολότερα η εκχύλιση των ουσιών αυτών. Στα ίδια αίτια ίσως θα πρέπει να αποδοθεί και η μείωση της φωτεινότητας (μείωση του L) ιδιαίτερα στις μεταχειρίσεις της αιθυλικής αλκοόλης αλλά και σε εκείνες της γιββερελλίνης οι οποίες παρουσίασαν πιθανόν κακή κυκλοφορία του νερού στον αγωγό ιστό και φαινόμενα έντονης απώλειας νερού και ξήρανσης. Παρόλα αυτά από την 3 η ημέρα διατήρησης των κομμένων στελεχών παρατηρήθηκε κυανή απόχρωση στη μεταχείριση της αιθυλικής αλκοόλης 6% που επιβεβαιώνεται από τη μείωση της τιμής του b*. Κατά τους Borochov et al. (1975) και τους Marousky και Carlyle (1985) αυτό αποδίδεται στην έναρξη της πρωτεόλυσης και συγκέντρωση ελεύθερης αμμωνίας στα κύτταρα με αποτέλεσμα την αύξηση του ph του χυμοτοπίου. Τούτο έχει ως συνέπεια την μεταβολή του χρώματος της χρωστικής 3,5-διγλυκοζίτη της κυανιδίνης που είναι η επικρατούσα ανθοκυάνη στην εξωτερική επιφάνεια των πετάλων στις κόκκινες και ροζ ποικιλίες (Biran et al., 1973) και που έχει την τάση να παρουσιάζει σε μεγαλύτερο βαθμό την κυανή απόχρωση (blueing) στα πέταλα με την πρόοδο της γήρανσης τους. Η εμφάνιση του blueing ενδεχομένως γίνεται γρηγορότερα στις μεταχειρίσεις εκείνες που δεν έχουν καλή κίνηση του νερού στον αγωγό ιστό και κατά συνέπεια δεν διατήρησαν καλό υδατικό ισοζύγιο. Αντιθέτως, οι μεταχειρίσεις του Alar 10 και 15 ppm διατήρησαν υψηλότερες τιμές τόσο του L όσο του a* και b* την 7 η ημέρα συντήρησης σε σχέση με το μάρτυρα αλλά και με τις άλλες μεταχειρίσεις. Αυτό ενδεχομένως να δείχνει ότι τα ανθικά στελέχη διατηρούν καλό υδατικό ισοζύγιο και το φαινόμενο της κυανής απόχρωσης 140

148 σχετίζεται με τις βιοχημικές αλλαγές των κυττάρων κατά την προοδευτική γήρανση τους. Στα ίδια αίτια μπορεί επίσης, να αποδοθεί και η μεταβολή της χλωροφύλλης στα φύλλα στις μεταχειρίσεις του Alar 5, 10 και 15 ppm οι οποίες διατήρησαν υψηλότερο ποσοστό χλωροφυλλών σε σχέση με τις άλλες μεταχειρίσεις με αποτέλεσμα, ενδεχομένως, καθυστέρηση του γήρατος και διατήρηση της καλής λειτουργίας και εμφάνισης του φυλλώματος. Όπως διαπιστώθηκε από την ανάλυση των αποτελεσμάτων η ζωή στο βάζο ήταν μεγαλύτερη για τις μεταχειρίσεις του Alar και ειδικότερα για τις συγκεντρώσεις 10, 15 ppm (10 και 11 ημέρες αντίστοιχα) ενώ αντίθετα τόσο οι μεταχειρίσεις της γιββερελλίνης όσο και της αιθυλικής αλκοόλης διατηρήθηκαν για 7 ημέρες εκτός εκείνης της αιθυλικής αλκοόλης 6% η οποία καταστράφηκε από τη 5 η ημέρα. Η αιθυλική αλκοόλη έδωσε συμπτώματα έντονης αφυδάτωσης φυλλώματος ακολουθούμενη από έντονη κυανή απόχρωση στα πέταλα με αποτέλεσμα τη μη επιμήκυνση της διάρκειας ζωής στο βάζο, σε αντίθεση με αποτελέσματα από μελέτες σε γαρύφαλλα (Petridou et al., 2001). Τα φύλλα καταστράφηκαν νωρίτερα από τα πέταλα, καθώς τα τελευταία στερούνται στομάτων και η απορρόφηση του διαλύματος γίνεται με μεγαλύτερη ταχύτητα από τα φύλλα με το ρεύμα της διαπνοής και στη συνέχεια μέσω του ανιόντος χυμού της ηθμώδους μοίρας (van Doorn, 1997). Οι μεταχειρίσεις της γιββεριλλίνης χαρακτηρίζονται από αποφύλλωση καθώς τα φύλλα χάνουν την σπαργή τους με αποτέλεσμα την πλήρη αφυδάτωση και την παράλληλη εμφάνιση blueing αλλά και μαυρίσματος των εξωτερικών πετάλων καθώς και της περιφέρειας των εσωτερικών πετάλων. Παρά το γεγονός ότι η επέμβαση γιββερελλινών σε ποικιλίες τριανταφυλλιάς έδειξε ότι επιταχύνει τη μεταφορά των σακχάρων στο άνθος και η επέμβαση σε πέταλα αυτών των ποικιλιών προήγαγε τη διάρκεια ζωής τους (Goszczynska et al., 1990a) στην εργασία αυτή δεν έδωσε τα ίδια αποτελέσματα. Εφαρμογή γιββερελλινών σε αποκομμένα πέταλα τριανταφυλλιάς έδειξε ότι προάγει την διάρκεια ζωής τους, γεγονός που δεικνύει ίσως την ύπαρξη φυσιολογικού φράγματος για τις γιββερελλίνες στη βάση της ανθικής στεφάνης στις εν λόγω ποικιλίες. Τέτοιο φαινόμενο έχει αναφερθεί στη ποικιλία Baccara (Zieslin et al., 1989a) όπου εφαρμόστηκε ενέσιμη μορφή γιββερελλίνης και έδειξε βελτίωση της ποιότητας της διάρκειας ζωής, ενώ η εφαρμογή στη βάση της ανθοδόχης έδειξε μόνο επιμήκυνση του ποδίσκου χωρίς αποτέλεσμα στην ανθική κεφαλή 141

149 (Goszczynska et al., 1990a). Παράλληλα, ο βαθμός ανοίγματος του άνθους στις μεταχειρίσεις του Alar 10 και 15 ppm ήταν μικρότερος δείχνοντας ότι το Alar σε αυτές τις συγκεντρώσεις καθυστερεί την διαδικασία της γήρανσης αλλά και του ανοίγματος του άνθους. Η γενική θεώρηση των αποτελεσμάτων στην παρούσα ερευνητική εργασία δείχνει ότι η επίδραση του επιβραδυντήρα αύξησης Alar σε συγκεντρώσεις 10 και 15 ppm διατήρησε ικανοποιητικό υδατικό ισοζύγιο στα στελέχη και τα φύλλα και κατ επέκταση ικανοποιητική ενυδάτωση στα άνθη σε σχέση με τις άλλες μεταχειρίσεις όπως άλλωστε έχει ήδη αναφερθεί (Larsen and Frolich, 1969; Petridou et al., 2001). Επίσης το Alar διατήρησε υψηλή συγκέντρωση υδατανθράκων στα πέταλα και επιμήκυνε τη διάρκεια ζωής των ανθέων στο ανθοδοχείο διατηρώντας το χρωματισμό τους και καθυστερώντας το άνοιγμά τους, με ταυτόχρονη διατήρηση πράσινου υγιούς φυλλώματος. 142

150 Πίνακες Πίνακας 1. Συγκέντρωση ποσοστού αμύλου (% ξηρού.βάρους) και των σακχάρων φρουκτόζη (% ξ.β.), γλυκόζη (% ξ.β.) και σακχαρόζη (% ξ.β.) στα πέταλα τριαντάφυλλων ποικιλίας Eurored στις διαφορετικές μεταχειρίσεις κατά τα στάδια κοπής 2 και 3. Άμυλο Φρουκτόζη Γλυκόζη Σακχαρόζη Μεταχειρίσεις Στάδιο κοπής Στ.2 Στ.3 Στ.2 Στ.3 Στ.2 Στ.3 Στ.2 Στ.3 Περλίτης 67% Περλίτης 100% Φελλός πεύκου- φλούδες αμυγδάλου 67% Φελλός πεύκου- φλούδες αμυγδάλου 100% Περλίτης-στέμφυλα 67% Περλίτης-στέμφυλα 100% SE* Columns Rows Table *** *** *** *** ***= Σημαντική επίδραση σε επίπεδο

151 Σχήματα C Alar5 Alar10 Alar15 Alar20 GA30 GA40 Eth5 Eth6 0,6 0,5 Cs (cm s -1 ) 0,4 0,3 0,2 0,1 0 3d 5d 7d Ημέρες συντήρησης Σχήμα 1: Μεταβολές στην αγωγιμότητα των στομάτων των φύλλων (Cs, cm.s -1 ), στα νεαρά φύλλα κόκκινης ποικιλίας τριανταφυλλιάς Eurored κατά τη διάρκεια της συντήρησης στο βάζο για 3, 5 και 7 ημέρες (d) σε κανονικές συνθήκες (20 o C) στα διαφορετικά μέσα συντήρησης, C (Μάρτυρας), Αlar5 (Αlar5 ppm), Αlar10 (Αlar10ppm), Αlar15 (Αlar15ppm), Αlar20 (Αlar20ppm), GA30 (Gibberellin 30mg/l), GA40 (Gibberellin 40mg/l), Eth5 (Ethanol 5%) και Eth6 (Ethanol 6%). Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλμα του μέσου όρου (4 επαναλήψεις). 144

152 C Alar5 Alar10 Alar15 Alar20 GA30 GA40 Eth5 Eth6 20 LWP (-MPa) d 5d 7d Ημέρες συντήρησης Σχήμα 2: Μεταβολές στο υδατικό δυναμικό φύλλου (LWP, -MPa), στα νεαρά φύλλα κόκκινης ποικιλίας τριανταφυλλιάς Eurored κατά τη διάρκεια της συντήρησης στο βάζο για 3, 5 και 7 ημέρες (d) σε κανονικές συνθήκες (20 o C) στα διαφορετικά μέσα συντήρησης, C (Μάρτυρας), Αlar5 (Αlar5 ppm), Αlar10 (Αlar10ppm), Αlar15 (Αlar15ppm), Αlar20 (Αlar20ppm), GA30 (Gibberellin 30mg/l), GA40 (Gibberellin 40mg/l), Eth5 (Ethanol 5%) και Eth6 (Ethanol 6%). Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλμα του μέσου όρου (4 επαναλήψεις). 145

153 C Alar5 Alar10 Alar15 Alar20 GA30 GA40 Eth5 Eth RWC (%) d 5d 7d Ημέρες συντήρησης Σχήμα 3: Μεταβολές στο σχετικό υδατικό περιεχόμενο φύλλου (RWC, %), στα νεαρά φύλλα κόκκινης ποικιλίας τριανταφυλλιάς Eurored κατά τη διάρκεια της συντήρησης στο βάζο για 3, 5 και 7 ημέρες (d) σε κανονικές συνθήκες (20 o C) στα διαφορετικά μέσα συντήρησης, C (Μάρτυρας), Αlar5 (Αlar5 ppm), Αlar10 (Αlar10ppm), Αlar15 (Αlar15ppm), Αlar20 (Αlar20ppm), GA30 (Gibberellin 30mg/l), GA40 (Gibberellin 40mg/l), Eth5 (Ethanol 5%) και Eth6 (Ethanol 6%). Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλμα του μέσου όρου (4 επαναλήψεις). 146

154 C Alar5 Alar10 Alar15 Alar20 GA30 GA40 Eth5 Eth6 Χλωροφύλλη a+b (μg/cm 2 ) d 5d 7d Ημέρες συντήρησης Σχήμα 4. C Alar5 Alar10 Alar15 Alar20 GA30 GA40 Eth5 Eth6 Φθορισμός της Χλωρ. (Fv/Fm) 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 3d 5d 7d Ημέρες συντήρησης Σχήμα 5. Σχήμα 4 και 5: Μεταβολές στη συγκέντρωση της χλωροφύλλης a+b (mg/cm 2 ) και στο φθορισμό της χλωροφύλλης (Fv/Fm), στα νεαρά φύλλα κόκκινης ποικιλίας τριανταφυλλιάς Eurored κατά τη διάρκεια της συντήρησης στο βάζο για 3, 5 και 7 ημέρες (d) σε κανονικές συνθήκες (20 o C) στα διαφορετικά μέσα συντήρησης, C (Μάρτυρας), Αlar5 (Αlar5 ppm), Αlar10 (Αlar10ppm), Αlar15 (Αlar15ppm), Αlar20 (Αlar20ppm), GA30 (Gibberellin 30mg/l), GA40 (Gibberellin 40mg/l), Eth5 (Ethanol 5%) και Eth6 (Ethanol 6%). Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλμα του μέσου όρου (4 επαναλήψεις). 147

155 C Alar5 Alar10 Alar15 Alar20 GA30 GA40 Eth5 Eth6 5 Άμυλο (% ξ.β) d Ημέρες συντήρησης 7d Σχήμα 6 C Alar5 Alar10 Alar15 Alar20 GA30 GA40 Eth5 Eth6 10 Φρουκτόζη (% ξ.β) d Ημέρες συντήρησης 7d Σχήμα 7 148

156 C Alar5 Alar10 Alar15 Alar20 GA30 GA40 Eth5 Eth6 8 Γλυκόζη (% ξ.β) d Ημέρες συντήρησης 7d Σχήμα 8. C Alar5 Alar10 Alar15 Alar20 GA30 GA40 Eth5 Eth6 4 Σακχαρόζη (% ξ.β) 2 0 3d Ημέρες συντήρησης 7d Σχήμα 9. Σχήματα 6, 7, 8 και 9. Μεταβολές στο ποσοστό αμύλου (% ξ.β.), και των σακχάρων φρουκτόζη (% ξ.β.), γλυκόζη (% ξ.β.) και σακχαρόζη (% ξ.β.) στα νεαρά φύλλα κόκκινης ποικιλίας τριανταφυλλιάς Eurored κατά τη διάρκεια της συντήρησης στο βάζο για 3, 5 και 7 ημέρες (d) σε κανονικές συνθήκες (20 o C) στα διαφορετικά μέσα συντήρησης, C (Μάρτυρας), Αlar5 (Αlar 5 ppm), Αlar10 (Αlar 10 ppm), Αlar15 (Αlar 15 ppm), Αlar20 (Αlar 20 ppm), GA30 (Gibberellin 30mg/l), GA40 (Gibberellin 40mg/l), Eth5 (Ethanol 5%) και Eth6 (Ethanol 6%). Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλμα του μέσου όρου (4 επαναλήψεις). 149

157 C Alar5 Alar10 Alar15 Alar20 GA30 GA40 Eth5 Eth6 25 Ολ. Ανθοκυάνες [OD532 (g FW) -1 ] d Ημέρες συντήρησης 7d Σχήμα 10. Μεταβολές στη περιεκτικότητα των ολικών ανθοκυανών στα πέταλα κόκκινης ποικιλίας τριανταφυλλιάς Eurored κατά τη διάρκεια της συντήρησης στο βάζο για 3 και 7 ημέρες (d) σε κανονικές συνθήκες (20 o C) στα διαφορετικά μέσα συντήρησης, C (Μάρτυρας), Αlar5 (Αlar 5 ppm), Αlar10 (Αlar 10 ppm), Αlar15 (Αlar 15 ppm), Αlar20 (Αlar 20 ppm), GA30 (Gibberellin 30mg/l), GA40 (Gibberellin 40mg/l), Eth5 (Ethanol 5%) και Eth6 (Ethanol 6%). Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλμα του μέσου όρου (4 επαναλήψεις). 150

158 C Alar5 Alar10 Alar15 Alar20 GA30 GA40 Eth5 Eth6 50 L-Φωτεινότητα d 5d 7d Ημέρες συντήρησης Σχήμα 11. Μεταβολές στον άξονα του συστήματος CIELAB L (φωτεινότητα) στα πέταλα κόκκινης ποικιλίας τριανταφυλλιάς Eurored κατά τη διάρκεια της συντήρησης στο βάζο για 3, 5 και 7 ημέρες (d) σε κανονικές συνθήκες (20 o C) στα διαφορετικά μέσα συντήρησης, C (Μάρτυρας), Αlar5 (Αlar 5 ppm), Αlar10 (Αlar 10 ppm), Αlar15 (Αlar 15 ppm), Αlar20 (Αlar 20 ppm), GA30 (Gibberellin 30mg/l), GA40 (Gibberellin 40mg/l), Eth5 (Ethanol 5%) και Eth6 (Ethanol 6%). Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλμα του μέσου όρου (4 επαναλήψεις). 151

159 C Alar5 Alar10 Alar15 Alar20 GA30 GA40 Eth5 Eth a* d 5d 7d Ημέρες συντήρησης Σχήμα 12. C Alar5 Alar10 Alar15 Alar20 GA30 GA40 Eth5 Eth6 30 b*-blueing d 5d 7d Ημέρες συντήρησης Σχήμα 13. Σχήματα 12 και 13. Μεταβολές στους άξονες του συστήματος CIELAB a* (πράσινο(-) μέχρι κόκκινο (+)) και b* (μπλε (-) μέχρι κίτρινο (+)) στα πέταλα κόκκινης ποικιλίας τριανταφυλλιάς Eurored κατά τη διάρκεια της συντήρησης στο βάζο για 3, 5 και 7 ημέρες (d) σε κανονικές συνθήκες (20 o C) στα διαφορετικά μέσα συντήρησης, C (Μάρτυρας), Αlar5 (Αlar 5 ppm), Αlar10 (Αlar 10 ppm), Αlar15 (Αlar 15 ppm), Αlar20 (Αlar 20 ppm), GA30 (Gibberellin 30mg/l), GA40 (Gibberellin 40mg/l), Eth5 (Ethanol 5%) και Eth6 (Ethanol 6%). Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλμα του μέσου όρου (4 επαναλήψεις). 152

160 C Alar5 Alar10 Alar15 Alar20 GA30 GA40 Eth5 Eth6 Διάμετρος ανοίγματος άνθους (mm) d Ημέρες συντήρησης 7d Σχήματα 14. Μεταβολές στη διάμετρο ανοίγματος της ανθικής κεφαλής στο άνθος της κόκκινης ποικιλίας τριανταφυλλιάς Eurored κατά τη διάρκεια της συντήρησης στο βάζο για 3 και 7 ημέρες (d) σε κανονικές συνθήκες (20 o C) στα διαφορετικά μέσα συντήρησης, C (Μάρτυρας), Αlar5 (Αlar 5 ppm), Αlar10 (Αlar 10 ppm), Αlar15 (Αlar 15 ppm), Αlar20 (Αlar 20 ppm), GA30 (Gibberellin 30mg/l), GA40 (Gibberellin 40mg/l), Eth5 (Ethanol 5%) και Eth6 (Ethanol 6%). Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλμα του μέσου όρου (4 επαναλήψεις). 153

161 C Alar5 Alar10 Alar15 Alar20 GA30 GA40 Eth5 Eth6 Διάρκεια ζωής στο βάζο(ημέρες) Μεταχειρήσεις Σχήματα 15. Μεταβολές στη διάρκεια ζωής στο βάζο των ανθικών στελεχών της κόκκινης ποικιλίας τριανταφυλλιάς Eurored κατά τη διάρκεια της συντήρησης στο βάζο σε κανονικές συνθήκες (20 o C) στα διαφορετικά μέσα συντήρησης, C (Μάρτυρας), Αlar5 (Αlar 5 ppm), Αlar10 (Αlar 10 ppm), Αlar15 (Αlar 15 ppm), Αlar20 (Αlar 20 ppm), GA30 (Gibberellin 30mg/l), GA40 (Gibberellin 40mg/l), Eth5 (Ethanol 5%) και Eth6 (Ethanol 6%). Οι ράβδοι αντιπροσωπεύουν το τυπικό σφάλμα του μέσου όρου (4 επαναλήψεις). 154

162 ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Acock,B., and Nichols, R., Effects of sucrose on water relations of cut, senescing, carnation flowers. Ann. Bot. 44: Aloni, B., Daie, J., Wyse, R.E., Enhancement of [ 14 Cl sucrose export from source leaves of Vicia faba by gibberellic acid. Plant Physiol 82: Ancos, B., Ibanez, E., Reglero, G. Cano, M.P Frozen storage effects on anthocyanins and volatile compounds of raspberry fruit. J. Agric. Food Chem. 48: Avisar I, and Pesis, E., The control of postharvest decay in table grapes using acetaldehyde vapour. Ann Appl Biol 118: Barrs, H.D., and Weatherley, P.E., A re-examination of the turgidity technique for estimating water deficits in leaves. Aust J. Biol Sci 15: Basra, A.S., Plant Growth Regulators in Agriculture and Horticulture. Their Role and Commercial Uses. The Haworth Press Inc., Binghamton, NY. Blanpied, G.D., Smock, R.M., Kollas, D.A., Effect of daminozide on optimum harvest dates and keeping quality of apples. Proc Amer Soc Hort Sci 90 : Barden, L.E., and Hannan, J.J, Effect of ethylene on carnation keeping life. Amer.Soc.Hort.Sci., 97(6): Berkholst, C.E.M., Cell size in rose petals an indicator for quality of vase life. Acta Hort., 1981: Berkholst, C.E.M., High starch content in Sonia rose corollas at picking may add quality to vase life. Gartenbauwissenwschaft, 54(1): Biran, I., Enoch, H.Z., Zielsin, N., Halevy, A.H., The influence of light intensity, temperature and carbon dioxide concentration on anthocyanin content and blueing on Baccara roses. Scient. Hort., 1: Bleeksma, H.C., and Van doorn, W.G., Emobolism in rose stem as a result of vascular occlusion by bacteria. Postharvest Biol Technol 29: Borochov, A., Halevy, A. H., Tirosh, T., Postharvest treatments of Bougainvillea cut branches. Annu. Rpt. Dept. Orn. Hort. Hebrew Univ. for (Hebrew). P Revohot. 155

163 Brown, R.G.S., Kawaide, H., Yang, Y.Y., Rademacher, W., Kamiya, Y., Daminozide and prohexadione have similar modes of action as inhibitors of the late stages of gibberellin metabolism. Physiol. Plant. 101, Burdett, A.N., The cause of bent-neck incut roses. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 95: Campell, A.D., Huysamer, M., Stoltz, U.H., Greve, C.L., Lbavitsh, J.M., Comparison of ripening process in intact tomato fruit and excised pericarpdiscs. Plant Physiol. 94: De Stigter, H.C.M., Water balance aspects of cut and intact Sonia rose plants, and effects of glucose, 8-HQS and aluminium sulphate. Acta Hort. 113: Dilley, D.R., and Carpenter,W.J., The role of chemical adjuvants and ethylene synthesis on cut flower longevity. Acta Hort. 41: Durkin, D.I., Factors affecting hydration of cut roses. Acta Hort Elfving, D.C., Lougheed E.C., Cline, R.A., Daminozide, root pruning, trunk scoring and trunk ringing effects on fruit ripening and storage behaviour of 'McIntosh' apple. J Amer Soc Hort Sci 116 : Evans, R.Y., and Reid, M.S., Changes in carbohydrates and osmotic potential dyring rhythmic expansion of rose petals. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 113: Figueroa, I., Colinas, M.T., Mejia, J., Ramirez, F., Postharvest physiologal changes in roses of different vase life. Cien. Inv. Agr. 32(3): Ganelevin, R., and Zieslin, N., Contribution of sepals and gibberellin treatments to growth and development of rose (Rosa hybrida) flowers. Plant Growth Regul 37: Goszczynska, D.M., Zieslin, N., Mor, Y., Halevy, A.H., 1990a. Improvement of postharvest keeping quality of Mercedes roses by gibberellin. Plant Growth Regulation 9, Goszczynska, D.M., Pisulewski, T.R., Rudnicki, R.M., 1990b. Postharvest studies with daffodil flowers. Rosliny Ozdobne Ser BIV. In press Halevy, A.H., and Mayak, S., Senescence and postharvest physiology of cut flowers. Part 1. Hortic. Rev. 1: Halevy, A.H., and Mayak, S., Senescence and postharvest physiology of cut flowers.part 2. Hortic Rev 3:

164 Halevy, A.H., and Wittwer, S.H., Prolonging cut flower life by treatment with growth retardants B-nine and CCC. Flor. Rev. 136(3516): Halevy, A.H., and Wittwer, S.H., effect of growth retardants on longevity of vegetables, mushrooms and cut flowers. Proc. Amer. Soc. Hort. Sci.88: Hammond, J.B.W., Changes in amylase activity during rosebud opening. Sci.Hort. 16: Heins, R.D., Inhibition of ethylene synthesis and senescence in carnation by ethanol. J Am Soc Hort Sci 105: Ho, L.C., and Nichols, R., Translocation of % sucrose in relation to changes in carbohydrate content in rose corollas cut at different stages of development. Ann Bot 41: Ho, L.C., and Nichols, R., Translocation of 14 C- sucrose in relation to changes in carbohydrate content in rose corollas cut at different stages of development. Ann Bot 41: Jeffcoat, B., and Cockshull, K.K., Changes in the level of endogenous growth regulators during development of the flowers of Chrysanthemum morifolium. J Exp Bot 23: Itzhaki, H., Borochov, A., Shimon, M., Age related changes in petal membranes from attached and detached roseflower. Plant Physiol 94: Khayat, E., and Zieslin, N., Translocation of 14 C, carbohydrate content and activity of the enzymes of sucrose metabolism in rose petals at different night temperatures. Physiol Plant 76: Kofranek, Α.Μ., and Halevy, Α.Η., Condition for opening cut chrysanthemus flower buds. J.Amer. Soc. Hort. Sci., 97: Kohls, H.C., Rose neck drop. Calif. State Flor. Assoc., 10: 4-5. Kuiper, D., Van Reenen, H.S., Ribot, S.A., Effect of gibberellic acid on sugar transport in to petals of Madelon rose flowers during bud opening. Acta Hort 298: Kumar, N., Srivastava, Ch.G., Dixit, K., Flower bud opening and senescence in roses (Rosa hybrida L.). Plant Growth Regul 55:

165 Lahav, L., and Halevy, A.H., Factors affecting color deformation in DR Verhge and Caral roses. Ann. Rep. Dept. Floric., Hebrew Univ., pp Larsen, F.E., and Frolich, M., The influence of 8-hydroxyquinoline citrate, N-dimethylamino succinamic acid and sucrose on respiration and water flow in Red Sim cut carnations in relation to flower senescence. J.Amer. Soc. Sci. 94: Liu, F.W., Interaction of daminozide, harvest date, and ethylene in CA storage in 'McIntosh' apple quality. J Amer Soc Hort Sci 104 : Mayak, S., Halevy, A.H., Sagie, A., Bar-Yoseph, and Bravdo B., The water balance of cut rose flowers. Physiol. Plant. 31: Marosz, A., and Matysiak, B., Influence of growth retardants on growth and flower bud formation in Rhododendron and azalea. Dendrobiology 54, Marousky, F.J., Vascular blockage, water absorption, stomatal opening and respiration of cut Better times roses treated with 8-hydroxyquinoline citrate and sucrose. J Am Soc Hort Sci 94: Marousky, F.J., and Carlyle, T.C., Post harvest color changes in red rose petals. Proc. Fla. State Hort. Sci., 98: Moran, R., Formulae for determination of chlorophyll pigments extracted with N,N-dimethylformamine. Plant Physiol 69: Navarro, A., Sanchez-Blanco, M.J., Banon, S., Influence of paclobutrazol on water consumption and plant performance of Arbutus unedo seedlings. Sci.Hortic. 111, Nishikawa, F., Iwama, T., Kato, M., Hyodo, H., Ikoma, Y., Yano, M., Effects of sugars on ethylene synthesis and responsiveness in harvested broccoli florets. Postharvest Biol Technol 36: Okeyo, J.A., and Kushad, M.M., Composition of four potato cultivars in relation to cold storage and reconditioning. HortTechnol. 5(3): Olesinski, A.A., Wolt, S., Rudish, J. and Morani, A Effects of leaf age and shading on photosynthesis in potatoes (Solanum tuberosum). Ann. Bot. 64:

166 Patrick, J.W., Hormone directed transport of assimilates. In: IF Wardlaw and JB Passioura, eds. Transport and Transfer Processes in Plants, New York: Academic Press Patrick, J.W., and Mulligan, D.R., Gibberellic-acid-promoted transport of assimilates in stems of Phaseolus vulgaris: Effects on assimilate accumulation by the sink. Ann Bot 63: Paulin, A., Evolution des glucides dans les divers organs dela roses coupee alimentee temporairement avec une solution glycosee. Physiol. Veg., 17: Paulin, A., Influence of exogenous sugars on the evolution of some senescence parameters. Acta Hort., 181: Petridou, M., Voyiatzi, C., Voyiatzis, D., Aspirin, methanol and some antibacterial compounds prolongthe vase life of cut carnations. Adv.Hort.Sci., 13: Petridou, M., Voyiatzi, C., Voyiatzis, D., Methanol, ethanol and other compounds retard leaf senescence and improve the vase life and quality of cut chrysanthemum flowers. Postharvest Biology and Technology 23: Pisulewski, T.R., Goszczynska, D.M., Rudnicki, R.M., The effect of gibberellic acid and ethrel on quality and longevity of cut tulip flowers. Rosliny Ozborne Ser B14. Podd, L.A., and Van Staden, J., The role of ethanol and acetaldehyde in flower senescence and fruit ripening-a review. Plant Growth Regul 26: Παπαδημητρίου, Επίδραση προσυλλεκτικών και μετασυλλεκτικών χειρισμών στη διατηρησιμότητα δρεπτών ανθέων τριανταφυλλιάς των ποικιλιών Sonia και Madelon. Διδακτορική διατριβή. Reid, M.S., and Evans, R.Y., Control of cut flower opening. Acta Horticulturae 181: Rogers, M.N., A historical and critical review of post harvest physiology research on cut flowers. Hort. Sci., 8: Sabehat, A., and Zieslin, N., GA 3 effects on post-harvest alterations in cell membranes of rose (Rosa 9 Hybrida) petals. J. Plant Physiol 144:

167 Scholander, P.F., Hammel, H.T., Bradstreet, E.D. and Hemmingsen, E.A., Sap pressure in vascular plants. Science 148: Steinitz, B., and Cohen, A., Gibberellic acid promotes bud opening on detached flower stalk and statice (Limonium sinuatum L.). HortScience 17: Torre, C.L, and Barritt, B.H., Quantitative evaluation of Rubus fruit anthocyanin pigments. J. Food Sci. 42, No.2. Urban, L., Pyrrha, P., Perez, G., Effect of season on transpiration of Sonia rose leaves grown in rockwool at two different level of electrical conductivity. Agronomy 2: Van Doorn, W.G., Aspiration of air at the cut surface of rose stems and its effect on the uptake of water. J Plant Physiol 137: Van Doorn, W.G., Groenewegen, G., Van de Pol, P.A., Berkholst, C.E.M., Effects of carbohydrate and water status on flower opening of cut Madelon roses. Postharvest Biol-Technol 1:47 57 Van Doorn, W.G., Water relations of cut flowers. Horticultural Reviews 18, Van Doorn, W.G., and Van Meeteren, U., Flower opening and closure: a review. J.Exp. Bot. Vol. 54, No 389 pp Van Doorn, W.G., Is petal senescence is due to sugar starvation. Plant Physiol. 134: Van Meeteren, U., 1978a. Water relations and keeping quality of cut gerbera flowers. I. The cause of stem break. Sci. Hort. 8: Van Meeteren, U., 1978b. Water relations and keeping quality of cut gerbera flowers. II. Water balance of aging flowers. Sci. Hort.9: Van Meeteren, U., 1979a. Water relations and keeping quality of cut gerbera flowers. III: Water content, permeability, and dry weight of petals. Sci. Hort.. 10: Van Meeteren, U., 1979b. Water relations and keeping quality of cut gerbera flowers. IV. Internal water relations of aging petal tissue. Scientia Hort. 11: Van Meeteren, U., and Van Gelder, H., Effect of time since harvest and handling condition on rehydration ability of cut chrysanthemum flowers. Postharvest BiolTechnol 16:

168 Van Meeteren, U., van de Peppel, A.C., van Gelder H., DOCIS: a model to simulate carbohydrate balance and development of inflorescence during vase life. Acta Horticulturae 543, Vinocur, B., Altman, A., Recent advances in engineering plant tolerance to abiotic stress: achievements and limitations. Curr. Opin. Biotechnol. 16, Voyiatzi. C., Petridou, M., Karaiskou, P., Mente, H., The effect of three triazole compounds on the vase life and quality of cut carnations. Proc. Greek Soc. Hort. Sci. 9 (in Greek) Waithaka, K., Dodge, L.L., Reid, M.S., Carbohydrate traffic during opening of gladiolus florets. J.HortSci Biotech 76:20 24 Wu MJ, Zacarias L, Mikal E, Saltveit ME, Reid MS (1992) Alcohol and carnation senescence. Hort Sci 27: Zieslin, N., Biran, I. and Halevy, A.H., The effects of growth regulators on the growth and pigmentation of Baccara rose flowers. Plant and Cell Physiol 15: Zieslin, N., Post harvest control of vase life and senescence of of rose flowers, Acta Horticulturae 261: Zieslin, N., Starkman, F. and Zamski, E., 1989a. Bending of rose peduncles and the activity of phenylalanine ammonia lyase in the peduncle tissue. Plant Physiol Biochem 27: Zieslin, N., Postharvest physiology of rose flowers: A review. Acta Hortic 261:

169 ΓΕΝΙΚΑ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ 1. Κάτω από συνθήκες ήπιας υδατικής καταπόνησης, τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η μείωση στο ρυθμό φωτοσύνθεσης των τριαντάφυλλων δίχως να ακολουθείται από αλλαγή στη συγκέντρωση του CO 2 στους μεσοκυττάριους χώρους μπορεί να αποδοθεί σε συνδυασμό στοματικών και μη στοματικών παραγόντων, κυρίως σε αύξηση της μεσοφυλλικής αντίστασης και μείωση της δυνατότητας καρβοξυλίωσης. Ως συνέπεια η περιορισμένη μεταβολική ενέργεια στους φυτικούς ιστούς περιορίζει την ανάπτυξη. 2. Η πτώση του φθορισμού της χλωροφύλλης σε συνδυασμό με την πτώση της συγκέντρωσης της σε φυτά υπό καθεστώς υδατικής καταπόνησης δείχνει ότι η μείωση της φωτοσύνθεσης είναι πιθανόν να οφείλεται περισσότερο σε βλάβες / δυσλειτουργίες στο φωτοσυνθετικό μηχανισμό παρά σε παράγοντες που επηρεάζουν το κλείσιμο των στομάτων. 3. Από την μελέτη των εποχιακών μεταβολών σε ορισμένες φυσιολογικές παραμέτρους στα φυτά συνεπάγεται ότι : Η ταχύτητα φωτοσύνθεσης ήταν μέγιστη την άνοιξη και ελάχιστη το καλοκαίρι. Η ταχύτητα φωτοσύνθεσης μειώθηκε περισσότερο από ότι η διαπνοή το καλοκαίρι, σε σχέση με τις άλλες εποχές, λόγω της χαμηλής σχετικής υγρασίας, της ενεργού φωτοσυνθετικής ακτινοβολίας και της υψηλής θερμοκρασίας φύλλου. 4. Αντίθετα με τη επίδραση του μειωμένου καθεστώτος άρδευσης στην φωτοσυνθετική δραστηριότητα, τις υδατικές σχέσεις, την ανάπτυξη και την παραγωγή των τριαντάφυλλων, η σύσταση των υποστρωμάτων δεν έδειξε να παίζει σημαντικό ρόλο στις φυσιολογικές και βιοχημικές διεργασίες των φυτών. 5. Η ολική παραγωγή των ανθικών στελεχών μειώθηκε κάτω από συνθήκες υδατικής καταπόνησης όπως και ο αριθμός των εμπορεύσιμων στελεχών τόσο κατά την χειμερινή όσο και την εαρινή παραγωγή. 6. Από την μελέτη των ημερήσιων μεταβολών των φωτοσυνθετικών παραμέτρων συνεπάγεται ότι η δημιουργία ήπιας μακροχρόνιας υδατικής καταπόνησης μπορεί να επηρεάσει τον φωτοσυνθετικό μηχανισμό : 162

170 αυξάνοντας την μεσοφυλλική αντίσταση και επομένως μειώνοντας την δυνατότητα καρβοξυλίωσης, ή μειώνοντας το υδατικό δυναμικό του πρωτοπλάστη μεταβάλλοντας έτσι την ακεραιότητα του φωτοσυνθετικού μηχανισμού τόσο μέσω της φωτοφοσφωρυλίωσης όσο και της μεταφοράς των ηλεκτρονίων. 7. Η αυξημένη συγκέντρωση υδατανθράκων και των ιόντων Καλίου (Κ + ) στα καταπονημένα φυτά δείχνει ότι τα φυτά τριανταφυλλιάς ρυθμίζουν πιθανόν τις υδατικές σχέσεις τους και τις μεταβολικές τους διεργασίες μέσω συσσώρευσης, οργανικών και μη, διαλυτών οι οποίοι χρησιμεύουν ως ωσμωρρυθμιστές που διατηρούν ενεργές τις στοματικές κινήσεις. 8. Η περιεκτικότητα του αμύλου και των σακχάρων στα πέταλα των τριαντάφυλλων ήταν αυξημένη για το υπόστρωμα του περλίτη στο επίπεδο άρδευσης 100%. 9. Η επίδραση του επιβραδυντήρα αύξησης Alar στις συγκεντρώσεις 10 και 15 ppm διατήρησε το υδατικό ισοζύγιο στα στελέχη και τα φύλλα και κατ επέκταση στην ενυδάτωση των ανθέων καλύτερα σε σχέση με τις άλλες μεταχειρίσεις. Επίσης, διατήρησε υψηλή συγκέντρωση υδατανθράκων στα πέταλα και βελτίωσε τη διάρκεια ζωής τους στο ανθοδοχείο διατηρώντας το χρωματισμό του άνθους και αναστέλλοντας το άνοιγμά του, με ταυτόχρονη διατήρηση πράσινου υγιούς φυλλώματος. 163

171 ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΕΝΟΤΗΤΑ Ι : Α. ΠΕΡΙΛΗΨΗ ΤΩΝ ΚΑΙΡΙΚΩΝ ΣΥΝΘΗΚΩΝ ΚΑΤΑ ΤΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΤΗΣ ΠΕΡΙΟΔΟΥ ΠΟΥ ΔΙΕΞΗΧΘΗ Η ΕΡΕΥΝΑ Τα μετεωρολογικά στοιχεία που λήφθηκαν στο περιβάλλον του θερμοκηπίου ήταν, η θερμοκρασία αέρα, η σχετική υγρασία και η φωτοσυνθετικά ενεργός ακτινοβολία. Η ολική ηλιακή ακτινοβολία (διμεταλλικοί ακτινογράφοι, οριζόντια επιφάνεια), η διάρκεια ηλιοφάνειας και η νέφωση δόθηκαν από τη Μετεωρολογική Υπηρεσία Κύπρου στην περιοχή που έλαβε χώρα το πείραμα (Συντεταγμένες Β. Γ. Πλάτος 35º- 09, Α. Γ. Μήκος 33º-24, Υψόμετρο 162μ.). Ολ. Ηλιακή Ακτ. (MJ/m 2 ) Ο.Η.Α Ο.Η.ΑΘερμ. α) Γ Φ Μ Α Μ Ι Ι Α Σ Ο Ν Δ Μήνες Φ.Ε.Α (μmol/m 2 /s 1 ) Φ.Ε.Α Φ.Ε.ΑΘερμ. Φ.Ε.ΑΣκιασ. β) Γ Φ Μ Α Μ Ι Ι Α Σ Ο Ν Δ Μήνες 164

172 ΝΦ Δ.Η γ) Νέφ. (Όγδοα) Γ Φ Μ Α Μ Ι Ι Α Σ Ο Ν Δ Μήνες Διάρ. Ηλ. (ώρες) Θερμοκρασία 0 C Μ.Ελ.Θ Μ.Θ Μ.Μεγ.Θ δ) Γ Φ Μ Α Μ Ι Ι Α Σ Ο Ν Δ Μήνες Σχ. Υγρασία (%) Μ.Ελ.Σ.Υ Μ.Σ.Υ Μ.Μεγ.Σ.Υ ε) Γ Φ Μ Α Μ Ι Ι Α Σ Ο Ν Δ Μήνες Σχήμα 1: Κλιματολογικά δεδομένα κατά την περίοδο που διεξήχθη η ερευνητική εργασία. Επεξηγήσεις για τα στοιχεία στα σχήματα δίνονται παρακάτω: α) Ολική Ηλιακή Ακτινοβολία (Ο.Η.Α) και Ολική Ηλιακή Ακτινοβολία στο περιβάλλον του θερμοκηπίου (Ο.Η.Α Θερμ.). β) Φωτοσυνθετικά Ενεργός Ακτινοβολία (Φ.Ε.Α), Φωτοσυνθετικά Ενεργός Ακτινοβολία στο περιβάλλον του θερμοκηπίου (Φ.Ε.Α Θερμ. ) και Φωτοσυνθετικά Ενεργός Ακτινοβολία κατά την περίοδο σκίασης (Φ.Ε.Α Σκιασ. ). γ) Νέφωση (ΝΦ) το χρόνο 08:00 και Διάρκεια Ηλιοφάνειας (Δ.Η) το χρόνο 08:

173 δ) Μέση Ελάχιστη Θερμοκρασία (Μ.Ελ.Θ), Μέση Θερμοκρασία (Μ.Θ) και Μέση Μέγιστη Θερμοκρασία (Μ.Μεγ.Θ). ε) Μέση Ελάχιστη Σχετική Υγρασία (Μ.Ελ.Σ.Υ), Μέση Σχετική Υγρασία (Μ.Σ.Υ) και Μέση Μέγιστη Σχετική Υγρασία (Μ.Μεγ.Σ.Υ). 166

174 ΕΝΟΤΗΤΑ Ι : Β. ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΕΣ Φωτογραφία 1: Υδροπονική καλλιέργεια τριαντάφυλλων στα 3 υποστρώματα με 2 επίπεδα νερού.. Φωτογραφία 2: Υδροπονική καλλιέργεια τριαντάφυλλων σε υπόστρωμα περλίτη 50% / στεμφύλων 50% 167

175 Φωτογραφία 3: Υπόστρωμα φλούδας αμυγδάλων 50% / φελλός πεύκου 50%. Φωτογραφία 4: Σύστημα άρδευσης / στράγγισης καλλιέργειας τριαντάφυλλων σε υποστρώματα με την τεχνική του λυγίσματος 168

176 Φωτογραφία 5: Λύγισμα των λεπτών βλαστών από τη βάση της τριανταφυλλιάς 169

177 ΕΝΟΤΗΤΑ ΙΙΙ : Ανάλυση μεταβολών φυσιολογικών και βιοχημικών παραμέτρων Πίνακας 1. Επίδραση του επιπέδου άρδευσης και της αυξανόμενης υδατικής καταπόνησης, στη φωτοσύνθεση (Pn, μmol CO 2 m -2 s -1 ), στη συγκέντρωση του μεσοκυττάριου CO 2 (Cint, ppm), στη στοματική αγωγιμότητα (Cs, cm s -1 ), και στη διαπνοή (ET, mmol H 2 O m -2 s -1 ) στο νεότερο πλήρως ανεπτυγμένο πεντάφυλλο της τριανταφυλλιάς Eurored (ΗΤ) στο υπόστρωμα του περλίτη Pn Cint Cs ET Επίδραση άρδευσης 67% 100% Επίδραση καταπόνησης 4.10b 6.35a 283.3b 322.3a 0.15b 0.23a 0.97b 1.47a 0 h 72h καταπόνηση 96h καταπόνηση 7.11a 4.58b 3.99b 268.1b 298.1b 342.3a 0.24a 0.16b 0.17b Άρδευση x καταπόνηση ** n.s. n.s. * 1.67a 1.10b 0.90b 67% 0 h 67% 72h καταπόνηση 67% 96h καταπόνηση 100% 0 h 100% 72h καταπόνηση 100% 96h καταπόνηση 5.26bc 3.41d 3.63d 8.96a 5.75b 4.36b 256.5b 281.8b 311.8b 279.6b 314.4b 372.8a 0.18b 0.12c 0.14c 0.29a 0.21a 0.20b 1.28b 0.81c 0.84c 2.07a 1.39b 0.96c Οι μέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράμματα δεν διαφέρουν σημαντικά (Μέθοδος Duncan, α 0.05, 6 επαναλήψεις) Βαθμός σημαντικότητας *** P= , ** P= 0.001, * P= 0.05 NS= δεν υπάρχει σημαντικότητα (Pearson correlation coefficients) 170

178 Πίνακας 2. Επίδραση του επιπέδου άρδευσης και της αυξανόμενης υδατικής καταπόνησης στο υδατικό δυναμικό του φύλλου (LWP, -MPa), το σχετικό υδατικό περιεχόμενο (RWC, %) και την αποδοτικότητα χρήσης νερού (WUE, μmol CO 2 /mmol H 2 O) στο νεότερο πλήρως ανεπτυγμένο πεντάφυλλο της τριανταφυλλιάς Eurored στο υπόστρωμα του περλίτη Leaf Water Potential Relative Water Content WUE Επίδραση άρδευσης 67% 100% Επίδραση καταπόνησης 1.36a 1.34a 75.30a 75.09a 4.3a 4.4b 0 h 72h καταπόνηση 96h καταπόνηση 1.15a 1.48a 1.42a 79.71a 75.13a 70.74a 4.2a 4.3a 4.5a Άρδευση x καταπόνηση * n.s. n.s 67% 0 h 67% 72h καταπόνηση 67% 96h καταπόνηση 100% 0 h 100% 72h καταπόνηση 100% 96h καταπόνηση 1.24c 1.51a 1.35bc 1.06d 1.47a 1.49ab 79.02a 75.43a 71.45a 80.39a 74.83a 70.38a 4.1a 4.9a 4.4a 4.3a 4.3a 4.5a Οι μέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράμματα δεν διαφέρουν σημαντικά (Μέθοδος Duncan, α 0.05, 6 επαναλήψεις) Βαθμός σημαντικότητας *** P= , ** P= 0.001, * P= 0.05 NS= δεν υπάρχει σημαντικότητα (Pearson correlation coefficients). 171

179 Πίνακας 3. Επίδραση του επιπέδου άρδευσης και της αυξανόμενης υδατικής καταπόνησης στην περιεκτικότητα της χλωροφύλλης a, b, a+b (mg/cm 2 ), ratio a/b και στο φθορισμό της χλωροφύλλης στο νεότερο πλήρως ανεπτυγμένο πεντάφυλλο της τριανταφυλλιάς Eurored στο υπόστρωμα του περλίτη. Επίδραση άρδευσης Chla Chlb Chl(a+b) Chla/ Chlb Fv/Fm 67% 100% Επίδραση καταπόνησης 0.043a 0.043a 0.015a 0.015a 0.058a 0.058a 2.93a 2.83a 0.70b 0.75a 0 h 72h καταπόνηση 96h καταπόνηση 0.047a 0.043a 0.039a 0.015a 0.014a 0.015a 0.055a 0.057a 0.063a 2.06b 3.01a 3.04a Άρδευση x καταπόνηση n.s n.s. n.s. n.s. n.s 0.69b 0.74a 0.74a 67% 0 h 67% 72h καταπόνηση 67% 96h καταπόνηση 100% 0 h 100% 72h καταπόνηση 100% 96h καταπόνηση 0.037a 0.045a 0.046a 0.041a 0.041a 0.046a 0.014a 0.015a 0.015a 0.017a 0.013a 0.016a 0.051a 0.060a 0.063a 0.058a 0.055a 0.062a 2.69ab 2.97ab 3.14a 2.51b 3.04a 2.95ab 0.66c 0.71bc 0.77a 0.72ab 0.73ab 0.74ab Οι μέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράμματα δεν διαφέρουν σημαντικά (Μέθοδος Duncan, α 0.05, 6 επαναλήψεις) Βαθμός σημαντικότητας *** P= , ** P= 0.001, * P= 0.05 NS= δεν υπάρχει σημαντικότητα (Pearson correlation coefficients) 172

180 ΕΝΟΤΗΤΑ IV : A. Ανάλυση μεταβολών φυσιολογικών και βιοχημικών παραμέτρων κατά τη διάρκεια ζωής στο βάζο. Πίνακας 1: Μεταβολές στη αγωγιμότητα των στομάτων των φύλλων (Cs, cm.s -1 ), στο υδατικό δυναμικό των φύλλων (LWP, -MPa), στο σχετικό υδατικό περιεχόμενο (RWC, %) στα νεαρά φύλλα κόκκινης ποικιλίας τριανταφυλλιάς Eurored κατά τη διάρκεια της συντήρησης για 3, 5 και 7 ημέρες (d) στο βάζο σε κανονικές συνθήκες (20 o C) στα διαφορετικά διαλύματα συντήρησης C (Μάρτυρας), Αlar5 (Αlar5 ppm), Αlar10 (Αlar10 ppm), Αlar15 (Αlar 15ppm), Αlar20 (Αlar 20ppm), GA30 (Gibberellin 30mg/l), GA40 (Gibberellin 40mg/l), Eth5 (Ethanol 5%) και Eth6 (Ethanol 6%). Cs LWP RWC Ημέρες 3d 5d 7d 3d 5d 7d 3d 5d 7d Μεταχ/ση C 0,51 0,10 0,04 9,13 11,75 11,61 70,6 77,9 78,0 Alar 5 0,29 0,09 0,06 13,09 12,63 11,62 72,7 74,5 79,1 Alar 10 0,16 0,08 0,06 11,78 11,31 11,06 77,3 78,2 83,8 Alar 15 0,17 0,08 0,06 10,58 10,07 10,04 75,6 78,6 81,5 Alar 20 0,29 0,05 0,06 10,78 11,27 9,20 76,8 79,6 78,0 GA30 0,03 0,04 0,03 9,47 13,58 13,37 77,5 77,9 78,2 GA 40 0,07 0,06 0,04 9,56 13,99 15,11 72,4 71,4 73,1 Eth 5% 0,02 0,03 0,02 12,09 9,15 9,38 72,2 69,0 73,0 Eth 6% 0,02 0,03-18,09 14,17-70,0 20,2 - SE* Columns Rows Table 0,021 0,012 *** 0,87 0,50 *** 3,03 1,75 *** ***=Σημαντική επίδραση σε επίπεδο

181 Πίνακας 2. Μεταβολές στη συγκέντρωση της a, b, τη συνολική συγκέντρωση (a+b) ανά μονάδα επιφανείας (mg/cm 2 ), στη σχέση χλωροφύλλης a/b και στον φθορισμό της χλωροφύλλης (Fv/Fm) στα νεαρά φύλλα κόκκινης ποικιλίας τριανταφυλλιάς Eurored κατά τη διάρκεια της συντήρησης για 3, 5 και 7 ημέρες στο βάζο σε κανονικές συνθήκες (20 o C) στα διαφορετικά μέσα συντήρησης. Ημέρες ChlA (mg/cm 2 ) ChlB (mg/cm 2 ) ChlT (mg/cm 2 ) ChlA / ChlB (n) Fv/Fm 3d 5d 7d 3d 5d 7d 3d 5d 7d 3d 5d 7d 3d 5d 7d Μετ/ση C 0,059 0,048 0,051 0,016 0,014 0,015 0,075 0,062 0,067 3,70 3,69 3,40 0,78 0,78 0,79 Alar 5 0,058 0,049 0,056 0,017 0,016 0,016 0,076 0,066 0,073 3,41 3,41 3,50 0,78 0,82 0,78 Alar 10 0,057 0,052 0,055 0,016 0,016 0,015 0,074 0,068 0,071 3,56 3,56 3,67 0,78 0,79 0,79 Alar 15 0,058 0,053 0,056 0,016 0,015 0,015 0,074 0,068 0,072 3,63 3,63 3,73 0,79 0,79 0,79 Alar 20 0,057 0,050 0,053 0,016 0,014 0,015 0,073 0,064 0,068 3,56 3,56 3,53 0,78 0,79 0,78 GA30 0,049 0,047 0,047 0,013 0,012 0,012 0,062 0,059 0,059 3,00 3,05 3,08 0,79 0,78 0,78 GA 40 0,049 0,044 0,041 0,014 0,014 0,014 0,063 0,057 0,055 3,50 3,50 3,00 0,79 0,78 0,76 Eth 5% 0,048 0,038 0,035 0,014 0,013 0,011 0,062 0,051 0,044 3,42 3,46 3,18 0,78 0,78 0,73 Eth 6% 0,045 0,033-0,013 0,011-0,058 0,045-3,46 3,46-0,77 0,73 - SE* Columns Rows Table 0,0034 0,0020 ** 0,0016 0,0010 0,0044 0,0025 ** 0,175 0,100 *** 0,03 0,016 *** ***= σημαντική επίδραση σε επίπεδο , ** = σημαντική επίδραση σε επίπεδο

182 Πίνακας 3. Μεταβολές στη συγκέντρωση αμύλου (% ξ.β) και των σακχάρων φρουκτόζης (% ξ.β.), γλυκόζης (% ξ.β.) και σακχαρόζης (% ξ.β.) (% ξ.β.), την 3 η και 7 η ημέρα της διάρκειας διατήρησης στο βάζο σε κανονικές συνθήκες στις διαφορετικές μεταχειρίσεις, C (Μάρτυρας), Αlar5 (Αlar5 ppm), Αlar10 (Αlar10ppm), Αlar15 (Αlar 15ppm), Αlar20 (Αlar20ppm), GA30 (Gibberellin 30mg/l), GA40 (Gibberellin 40mg/l), Eth5 (Ethanol 5%) και Eth6 (Ethanol 6%). Άμυλο Φρουκτόζη Γλυκόζη Σακχαρόζη Ημέρες 3d 7d 3d 7d 3d 7d 3d 7d Μεταχ/ση Μάρτυρας Alar5ppm Alar10ppm Alar15ppm Alar20ppm GA 30mg/l GA 40mg/l Etanol 5% Etanol 6% SE* Columns Rows Table *** *** *** *** ***= Σημαντική επίδραση σε επίπεδο

183 Πίνακας 4. Μεταβολές στην ολική περιεκτικότητα ανθοκυανών ανά γρ. ξηρού βάρους στα πέταλα κόκκινης ποικιλίας τριανταφυλλιάς Eurored κατά τη διάρκεια της συντήρησης για 3, 5 και 7 ημέρες στο βάζο σε κανονικές συνθήκες (20 o C), στις διαφορετικά μέσα συντήρησης, C (Μάρτυρας), Αlar5 (Αlar5 ppm), Αlar10 (Αlar10 ppm), Αlar15 (Αlar 15ppm), Αlar20 (Αlar 20ppm), GA30 (Gibberellin 30mg/l), GA40 (Gibberellin 40mg/l), Eth5 (Ethanol 5%) και Eth6 (Ethanol 6%). Ημέρες Ολικές Ανθοκυάνες (units OD 532 (g FW) -1 ) 3 η 7 η Μεταχειρίσεις Μάρτυρας 16,35 15,06 Alar5ppm 16,04 19,44 Alar10ppm 15,28 15,67 Alar15ppm 18,04 20,12 Alar20ppm 16,67 16,34 GA 30mg/l 14,47 14,01 GA 40mg/l 14,10 16,22 Etanol 5% 15,64 18,95 Etanol 6% 13,72 20,17 SE* Columns Rows Table 0,53 0,25 *** ***= Σημαντική επίδραση σε επίπεδο

184 Πίνακας 5: Μεταβολές του χρώματος στις παραμέτρους του συστήματος των αξόνων CIELAB L (+ φωτεινό, -σκοτεινό), a* (το χρώμα από πράσινο (-) μέχρι κόκκινο (+)), b* (το χρώμα από μπλε (-) μέχρι κίτρινο (+)) στα πέταλα της κόκκινης ποικιλίας τριανταφυλλιάς Eurored κατά τη διάρκεια της συντήρησης για 3, 5 και 7 ημέρες στο βάζο σε κανονικές συνθήκες (20 o C), στις διαφορετικές μεταχειρίσεις C (Μάρτυρας), Αlar5 (Αlar5 ppm), Αlar10 (Αlar10ppm), Αlar15 (Αlar15ppm), Αlar20 (Αlar20ppm), GA30 (Gibberellin 30mg/l), GA40 (Gibberellin 40mg/l), Eth5 (Ethanol 5%) και Eth6 (Ethanol 6%). L a* b* Ημέρες 3d 5d 7d 3d 5d 7d 3d 5d 7d Μεταχείριση C Alar Alar Alar Alar GA GA Eth 5% Eth 6% SE* Columns Rows Table 0,65 1,22 0,172*** , *** 0,25 0,43 0,065*** ***= σημαντική επίδραση σε επίπεδο

185 Πίνακας 6. Μεταβολές στη διάμετρο ανοίγματος άνθους (mm) των τριαντάφυλλων ποικιλίας Eurored στα διαφορετικά μέσα συντήρησης κατά την 3 η και 7 η ημέρα συντήρησης στους 20 o C στα διαφορετικά διαλύματα συντήρησης C (Μάρτυρας), Αlar5 (Αlar5 ppm), Αlar10 (Αlar10 ppm), Αlar15 (Αlar 15ppm), Αlar20 (Αlar 20ppm), GA30 (Gibberellin 30mg/l), GA40 (Gibberellin 40mg/l), Eth5 (Ethanol 5%) και Eth6 (Ethanol 6%). Ημέρες Διάμετρος ανοίγματος άνθους (mm) 3 η 7 η Μεταχειρίσεις Μάρτυρας Alar5ppm Alar10ppm Alar15ppm Alar20ppm GA 30mg/l GA 40mg/l Etanol 5% Etanol 6% SE* Columns Rows Table ** **= Σημαντική επίδραση σε επίπεδο

186 Πίνακας 7. Μεταβολές στη διάρκεια ζωής (ημέρες) των τριαντάφυλλων ποικιλίας Eurored στα διαφορετικά μέσα συντήρησης στους 20 o C στα διαφορετικά διαλύματα συντήρησης C (Μάρτυρας), Αlar5 (Αlar 5 ppm), Αlar10 (Αlar10 ppm), Αlar15 (Αlar 15ppm), Αlar20 (Αlar 20ppm), GA30 (Gibberellin 30mg/l), GA40 (Gibberellin 40mg/l), Eth5 (Ethanol 5%) και Eth6 (Ethanol 6%).. Μεταχειρίσεις Μάρτυρας Alar 5ppm Alar10ppm Alar15ppm Alar20ppm GA 30mg/l GA 40mg/l Etanol 5% Etanol 6% Διάρκεια ζωής στο βάζο (ημέρες) 6.58 de 8.86 c b a 6.67 d 6.75 d 6.25 de 6.33 de 5.75 e SE* 0.277*** ***= Σημαντική επίδραση σε επίπεδο Οι μέσοι όροι κάθε στήλης που συνοδεύονται από τα ίδια γράμματα δεν διαφέρουν σημαντικά (Μέθοδος Duncan, α=0.05, 16 επαναλήψεις). 179

187 ΕΝΟΤΗΤΑ 4: Β. ΦΩΤΟΓΡΑΦΙΕΣ Φωτ 1+2. Διαφορές μεταξύ ethanol 5και 6% τη 5 η ημέρα συντήρησης. 6% φύλλωμα ξηραμένο ενώ το 5% υγιές φύλλωμα με φουλ άνοιγμα ανθικής κεφαλής. 180

188 Φωτ.3. Διαφορά ethanol 5% Alar και 15ppm κατά την 5 η ημέρα συντήρησης. Η αιθανόλη μαυρίζει τα πέταλα έχει μεγάλη διάμετρο άνθους και φύλλωμα ισχνό και ξεραμένο. 181

189 Φωτ.4+5. Διαφορά ethanol 5%φύλλωμα ξηραμένο, γιββεριλλίνη 40 mg/lt μαυρισμένα πέταλα Alar 10 ppm πράσινο φύλλωμα και καλό άνθος. 182

190 Φωτ. 6. Διαφορές κατά την 5 η ημέρα συντήρησης μεταξύ γιββεριλλινών και μάρτυρα Πιο μαυρισμένα τα πέταλλα των μεταχειρίσεων της γιββεριλλίνης καθώς και ανπτύσεται κυανός χρωματισμός στην άκρη των πετάλων. Η μεταχείριση γιββεριλλίνη 30mg/l είναι με το φύλλωμα καταβεβλημένο και επίσης πέφτει. Ο μάρτυρας έχει ανοίξει πλήρως και το φύλλωμα είναι καλύτερο. 183

191 Φωτ. 7. Ethanol 6% την 6 η ημέρα με φύλλωμα πλήρως αφυδατωμένο και πέταλα με κυανή απόχρωση. 184

192 Φωτ. 8. Σύμπτωμα κυανής απόχρωσης (blueing) στα άνθη τριανταφυλλιάς ποικιλίας Eurored. Φωτ. 9. Μάρτυρας την 7 η ημέρα με έντονη κυανή απόχρωση 185

193 Φωτ.10. Μεταχειρίσεις Alar 15, 10, 5 ppm την 7 η ημέρα το 5ppm εμφανίζει την αρχή του blueing Φωτ.11. Μάρτυρας και Alar 20ppm ομοιάζουν στο blueing την7η ημέρα 186