ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥ ΩΝ ΕΙ ΙΚΕΥΣΗ ΓΕΝΕΤΙΚΗΣ ΒΕΛΤΙΩΣΗΣ, ΑΓΡΟΚΟΜΙΑΣ ΚΑΙ ΖΙΖΑΝΙΟΛΟΓΙΑΣ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΩΝ ΣΠΟΥ ΩΝ ΕΙ ΙΚΕΥΣΗ ΓΕΝΕΤΙΚΗΣ ΒΕΛΤΙΩΣΗΣ, ΑΓΡΟΚΟΜΙΑΣ ΚΑΙ ΖΙΖΑΝΙΟΛΟΓΙΑΣ ΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΗΣ ΒΙΟΛΟΓΙΑΣ ΚΑΙ ΤΗΣ ΑΝΘΕΚΤΙΚΟΤΗΤΑΣ ΕΝΝΕΑ Lolium rigidum ΒΙΟΤΥΠΩΝ ΣΤΑ ΖΙΖΑΝΙΟΚΤΟΝΑ CHLORSULFURON ΚΑΙ TRALKOXYDIM Ανθή Γ. Βασιλείου Γεωπόνος Επιβλέπων καθηγητής Η. Γ. Ελευθεροχωρινός ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΙΑΤΡΙΒΗ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2007

2 ii Στους γονείς µου Γιώργο και Μαρία

3 iii ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Ευχαριστίες Σελίδα 1 Εισαγωγή Ανάπτυξη ανθεκτικότητας Ρυθµός ανάπτυξης ανθεκτικών βιοτύπων 14 2 Πειραµατικές εργασίες ιαχείριση φυτικού υλικού ιερεύνηση ανθεκτικότητας στο chlorsulfuron Υλικά και µέθοδοι Πειράµατα σε φυτοδοχεία Πειράµατα σε τριβλία petri Αποτελέσµατα Συζήτηση ιερεύνηση πολλαπλής ανθεκτικότητας στο tralkoxydim Υλικά και µέθοδοι Πειράµατα σε φυτοδοχεία Πειράµατα σε τριβλία τύπου petri Αποτελέσµατα Συζήτηση ιερεύνηση µηχανισµού ανάπτυξης ανθεκτικότητας στο chlorsulfuron Υλικά και µέθοδοι Αποτελέσµατα Συζήτηση ιερεύνηση βιολογίας των βιοτύπων 46

4 iv Υλικά και µέθοδοι Αποτελέσµατα Συζήτηση 62 3 Συµπεράσµατα 66 4 Περίληψη 68 5 Summary 70 Βιβλιογραφία 72 Παράρτηµα 80

5 v ΕΥΧΑΡΙΣΤΙΕΣ Θερµές ευχαριστίες εκφράζονται στον καθηγητή του Α.Π.Θ. κ. Ηλία Ελευθεροχωρινό για την ανάθεση του θέµατος, την εποπτεία των πειραµάτων, τη βοήθεια του στην ερµηνεία και τεκµηρίωση των αποτελεσµάτων, καθώς επίσης και για την πολύτιµη συµβολή του κατά τη διάρκεια της συγγραφής της εργασίας ως προς το περιεχόµενο, τη δοµή και την τελική παρουσίασή της. Θερµές ευχαριστίες εκφράζονται επίσης στην καθηγήτρια κ. Κ. Καλµπουρτζή και στο λέκτορα κ. Χρήστο όρδα, µέλη της τριµελούς εξεταστικής επιτροπής, για την κριτική ανάγνωση του κειµένου και τις χρήσιµες υποδείξεις τους. Ιδιαίτερες ευχαριστίες εκφράζονται στον κ. Νικόλαο Καλούµενο, υποψήφιο διδάκτορα του Α.Π.Θ. και στη Στέλλα Παπαβασιλείου, µεταπτυχιακή φοιτήτρια της Γεωπονικής Σχολής, για την πολύτιµη βοήθειά τους κατά τη διεξαγωγή των πειραµάτων. Οφείλω ακόµα να ευχαριστήσω όλους τους συναδέλφους και πάνω από όλα τους φίλους που µε βοήθησαν µε οποιοδήποτε τρόπο, καθώς επίσης και τους φοιτητές που εργάστηκαν µε συνέπεια για την εκτέλεση ορισµένων πειραµάτων, τα οποία χρησιµοποιήθηκαν για την εκπλήρωση των υποχρεώσεων της πτυχιακής τους διατριβής.

6 1 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ Οι ζηµιές που προκαλούν τα ζιζάνια στα καλλιεργούµενα φυτά µπορούν να µειωθούν στο ελάχιστο αν αντιµετωπιστούν έγκαιρα και αποτελεσµατικά. Η αντιµετώπιση των ζιζανίων µε χηµικά µέσα (ζιζανιοκτόνα) αποτελεί ένα από τα µεγαλύτερα επιτεύγµατα στη βελτίωση των καλλιεργητικών φροντίδων κατά τη διαδικασία παραγωγής γεωργικών προϊόντων. Η χρήση τους σε γραµµικές και µη γραµµικές καλλιέργειες εξασφαλίζει την έγκαιρη καταπολέµηση των ζιζανίων και την ως εκ τούτου αύξηση της απόδοσης και βελτίωση της ποιότητας των παραγόµενων προϊόντων. Τα περισσότερα από αυτά έχουν ευρύ φάσµα δράσης, εκδηλώνουν τη δράση τους σε σύντοµο χρονικό διάστηµα και είναι χαµηλού κόστους (Ελευθεροχωρινός 2002). Οι πρώτες ουσίες που χρησιµοποιήθηκαν ως ζιζανιοκτόνα ήταν ανόργανες ενώσεις (π.χ. η χρήση θειικού χαλκού το 1896 στη Γαλλία για την καταπολέµηση των ζιζανίων στα χειµερινά σιτηρά), ενώ οι οργανικές ενώσεις άρχισαν να χρησιµοποιούνται ως ζιζανιοκτόνα πολύ αργότερα. Ειδικότερα το 1932 στη Γαλλία, η φαινολική ένωση µε χηµικό όνοµα 2-µέθυλο-4,5- δινιτροφαινόλη, γνωστή και ως DNOC, χρησιµοποιήθηκε για την εκλεκτική καταπολέµησή των ζιζανίων στα χειµερινά σιτηρά. Η ανάπτυξη και η χρησιµοποίηση οργανικών ουσιών ως ζιζανιοκτόνα σε µεγάλη κλίµακα άρχισε µετά το τέλος του δευτέρου παγκοσµίου πολέµου, αλλά γνώρισε τη µεγαλύτερη πρόοδο τα τελευταία 20 χρόνια του 20 ου αιώνα. Σήµερα, υπάρχουν ήδη 266 δραστικές ουσίες ζιζανιοκτόνων, οι περισσότερες από τις οποίες ανήκουν σε 15 οµάδες µε βάση το µηχανισµό δράσης τους (Heap 2006).

7 2 Τα ζιζανιοκτόνα της οµάδας των σουλφονυλουριών κέρδισαν τις προτιµήσεις των αγροτών εδώ και 20 περίπου χρόνια επειδή είναι αποτελεσµατικά εναντίον πολλών πλατύφυλλων αλλά και ορισµένων αγρωστωδών ζιζανίων, αλλά και λόγω της χαµηλής δόσης εφαρµογής, της µεγάλης υπολειµµατικής διάρκειας, της εκλεκτικότητας και της χαµηλής τοξικότητας σε θηλαστικά (Saari κ.α. 1994; Mazur και Falco 1989). Ο βασικός χηµικός τους τύπος αποτελείται από µια αρυλ-οµάδα, τη σουλφονυλουρική γέφυρα και µια ετεροκυκλική αρωµατική οµάδα. Η πρώτη δραστική ουσία της οµάδας ήταν το chlorsulfuron, το οποίο ανακαλύφθηκε το 1977 στα εργαστήρια της Du Pont. Το ζιζανιοκτόνο αυτό ήταν το πρώτο που πήρε έγκριση κυκλοφορίας στις Η.Π.Α. το 1982, ενώ στη χώρα µας εγκρίθηκε το Όλα τα ζιζανιοκτόνα της κατηγορίας αυτής είναι φορές πιο δραστικά (συνιστώµενες δόσεις g δ.ο./στρ) από τα περισσότερα χρησιµοποιούµενα ζιζανιοκτόνα. Παραµένουν στο έδαφος έως και 24 µήνες µετά την εφαρµογή τους και στο εδαφικό διάλυµα συµπεριφέρονται σαν ασθενή οξέα. Αξίζει να τονιστεί ιδιαιτέρως ότι οι σουλφονυλουρίες αποτέλεσαν την πράσινη επανάσταση στο τοµέα της επιστήµης της Ζιζανιολογίας και ως εκ τούτου η πιθανή ανάπτυξη βιοτύπων ζιζανίων µε ανθεκτικότητα στη χρήση τους αποτελεί την Αχίλλειο πτέρνα για την περαιτέρω παραµονή και διάδοσή τους Το ένζυµο οξικογαλακτική συνθετάση (ALS ή AHAS) αποτελεί τη θέση δράσης των σουλφονυλουριών (Chaleff και Mauvais 1984), των ιµιδαζολινόνων (Shaner κ.α. 1984) καθώς επίσης των τριαζολοπυριµιδινών (Gerwick κ.α. 1990) και των πυριµιδινυλθειοβενζοϊκών (Stidham 1991). Το ένζυµο αυτό καταλύει δύο παράλληλες αντιδράσεις κατά τη βιοσυνθετική

8 3 πορεία των αµινοξέων (µε διακλαδισµένη αλυσίδα άνθρακα) βαλίνης, λευκίνης και ισολευκίνης (Durner κ.α. 1990, Stidman 1991, Chipman κ.α. 1998). Ειδικότερα, το ALS καταλύει τη µετατροπή δύο µορίων πυροσταφυλικού οξέος σε 2-ακέτυλο-γαλακτικό οξύ, το οποίο αποτελεί την πρόδροµη ουσία για το σχηµατισµό των αµινοξέων λευκίνη και βαλίνη, και την έκλυση CO 2. Το ίδιο ένζυµο (AHAS) καταλύει και την αντίδραση µεταξύ πυροσταφυλικού οξέος και 2-κετοβουτυρικού οξέος και εκλύεται CO 2 και 2- ακετυλο-υδροξυ-βουτυρικό οξύ, το οποίο αποτελεί την πρόδροµη ένωση για το σχηµατισµό του αµινοξέος ισολευκίνη. Τα τρία αυτά αµινοξέα (βαλίνη, λευκίνη, ισολευκίνη) είναι σηµαντικά για την ανάπτυξη και αύξηση των φυτών γι αυτό και η αναστολή της βιοσύνθεσής τους οδηγεί στην αναστολή της κυτταροδιαίρεσης εντός ολίγων ηµερών από την απορρόφηση των ζιζανιοκτόνων από τα φυτά. Η µη βιοσύνθεσή τους έχει ως συνέπεια την αναστολή της αύξησης των φυτών και την ως εκ τούτου τελική νέκρωσή τους, η οποία επέρχεται 2-4 εβδοµάδες από την εφαρµογή των ζιζανιοκτόνων. Τα ζιζανιοκτόνα που ανήκουν στις οµάδες των αρυλοξυφαινοξυαλκανοϊκών ή των κυκλοεξανδιονών είναι επίσης σηµαντικά στη ζιζανιολογία εξαιτίας της αποτελεσµατικότητάς τους εναντίον ετήσιων και πολυετών αγρωστωδών ζιζανίων αλλά και λόγω της µεγάλης εκλεκτικότητάς τους στις πλατύφυλλες καλλιέργειες. Τα ζιζανιοκτόνα αυτά χρησιµοποιούνται µεταφυτρωτικά για την καταπολέµηση ετήσιων και πολυετών αγρωστωδών ζιζανίων κυρίως σε πλατύφυλλες καλλιέργειες, ενώ ορισµένα από αυτά µε ή χωρίς προσθήκη προστατευτικών ουσιών (safener) χρησιµοποιούνται και σε καλλιέργειες χειµερινών σιτηρών. Τα αρυλοξυφαινοξυαλκανοϊκά ζιζανιοκτόνα αναπτύχθηκαν µετά το 1970.

9 4 Ειδικότερα, το diclofop ήταν το πρώτο ζιζανιοκτόνο που χρησιµοποιήθηκε για πρώτη φορά το 1975 ως αγρωστωδοκτόνο στα χειµερινά σιτηρά, ενώ το 1980 χρησιµοποιήθηκε το fluazifop σε πλατύφυλλες καλλιέργειες. Τα αρυλοξυφαινοξυαλκανοϊκά οξέα συµπεριφέρονται ως ασθενή οξέα. Από τις κυκλοεξανδιόνες, η πρώτη δραστική ουσία ήταν το alloxydim που χρησιµοποιήθηκε το 1976 αλλά χωρίς επιτυχία. Τα τελευταία χρόνια αναπτύχθηκαν τα ζιζανιοκτόνα tralkoxydim, και clefoxydim που εφαρµόζονται επιτυχώς σε αγρωστώδεις καλλιέργειες και τα clethodim και cycloxydim που χρησιµοποιούνται επίσης επιτυχώς σε πλατύφυλλες καλλιέργειες. Οι κυκλοεξανδιόνες ανήκουν στις µη ιονιζόµενες χηµικές οµάδες. Ο µηχανισµός δράσης των ζιζανιοκτόνων που ανήκουν στις οµάδες των αρυλοξυφαινοξυαλκανοϊκών και των κυκλοεξανδιονών σχετίζεται µε την αναστολή της δράσης του ενζύµου καρβοξυλάση του ακέτυλο-συνενζύµου Α (ACCase), το οποίο αποτελεί το ένζυµο κλειδί στη βιοσύνθεση των ανώτερων λιπαρών οξέων (Secor και Cseke, 1988; Colby κ.ά., 1989). Ειδικότερα, το ένζυµο ACCase καταλύει τη συµπύκνωση του ακετυλο-coa µε το CO 2 και παράγεται το µηλόνυλο-coa, ουσία πρόδροµη για τη βιοσύνθεση των λιπαρών οξέων µε άτοµα C. Το ACCase είναι ένα σύνθετο ένζυµο µε τρεις ενεργές περιοχές, δηλαδή την περιοχή του καρβοξυ-µεταφορέα της βιοτίνης, την ATP-εξαρτώµενη καρβοξυλάση της βιοτίνης και την καρβοξυτρανσφεράση (Harwood, 1988). Το ένζυµο αυτό αρχικώς καρβοξυλιώνεται παρουσία του CO 2 και ATP. Έπειτα, το καρβοξυλιωµένο ένζυµο µεταφέρει την καρβοξυλική οµάδα στο ακέτυλο-coa για να σχηµατιστεί το µηλόνυλο-coa. Το ένζυµο αυτό απαντάται και δρα κυρίως στους χλωροπλάστες όπου η δράση του αυξάνει παρουσία φωτός. Όπως

10 5 προαναφέρθηκε αποτελεί τη θέση δράσης των ζιζανιοκτόνων που ανήκουν στα αρυλοξυφαινοξυαλκανοϊκά οξέα (-fops) (Burton κ.ά., 1987) και στις κυκλοεξανδιόνες (-dims) (Rendina και Felts, 1988). Η αναστολή της δράσης του ενζύµου ACCase οδηγεί στην αναστολή της βιοσύνθεσης των λιπαρών οξέων, η οποία οδηγεί στην αναστολή της αύξησης των φυτών και τελικώς στη νέκρωσή τους που επέρχεται εντός 2-3 εβδοµάδων από την εφαρµογή τους. Η αναστολή της αύξησης των φυτών συνοδεύεται συχνά από αυξηµένη σύνθεση ανθοκυανών, χλώρωση και νέκρωση µεριστωµατικών ιστών και φύλλων. Το ένζυµο αυτό (ACCase) έχει την προκαρυωτική µορφή του (πολλαπλή υποµονάδα που κωδικοποιείται από 3 γονίδια) στα πλαστίδια των δικότυλων φυτών (πλατύφυλλα), η οποία είναι ανθεκτική στη δράση των προαναφερθέντων ζιζανιοκτόνων. Αντίθετα, στα πλαστίδια των µονοκότυλων φυτών (αγρωστώδη), υπάρχει η ευκαρυωτική µορφή της ACCase (µία πρωτεΐνη µε 3 λειτουργικά µέρη), η οποία είναι ευαίσθητη στη δράση αυτών των ζιζανιοκτόνων. Αξίζει να αναφερθεί ότι τα µονοκότυλα δεν φέρουν την προκαρυωτική µορφή του ενζύµου λόγω απουσίας του accd γονιδίου στο γένωµα του χλωροπλάστη.

11 6 1.1 Ανάπτυξη ανθεκτικότητας Η µη αποτελεσµατική αντιµετώπιση των ζιζανίων µετά από εφαρµογή ζιζανιοκτόνων συχνά οφείλεται στις µη ευνοϊκές καιρικές συνθήκες, στο µη ευαίσθητο στάδιο ανάπτυξης του φυτού ή/και στη µη ορθή εφαρµογή του ζιζανιοκτόνου. Όταν οι προαναφερθέντες παράγοντες δεν σχετίζονται µε τη µη αποτελεσµατική αντιµετώπιση ενός ευαίσθητου ζιζανίου, τότε η ανάπτυξη βιοτύπων µε ανθεκτικότητα στο ζιζανιοκτόνο µπορεί να είναι η πιθανότερη εξήγηση του φαινοµένου αυτού. Ο όρος ανθεκτικότητα (resistance) αναφέρεται στην κληρονοµική ιδιότητα µερικών βιοτύπων ενός ζιζανίου να επιβιώνουν µετά την εφαρµογή, ακόµα και µεγαλύτερης από τη συνιστώµενης δόσης, κάποιου ζιζανιοκτόνου στο οποίο ο αρχικός πληθυσµός του ήταν ευαίσθητος (LeBaron 1987). Υπενθυµίζεται ότι η ανθεκτικότητα προϋπάρχει στον πληθυσµό και επιλέγεται από τα ζιζανιοκτόνα. Η πρώτη αναφορά ανάπτυξης ανθεκτικών βιοτύπων ζιζανίων στα ζιζανιοκτόνα έγινε το 1968 στις Η.Π.Α., όπου ένας βιότυπος του ζιζανίου µαρτιάκος (Senecio vulgaris) παρουσίασε µειωµένη ευαισθησία στα µέχρι τότε αποτελεσµατικά ζιζανιοκτόνα simazine και atrazine (Shaner, 1997). Από τότε µεγάλος αριθµός ζιζανίων βρέθηκαν να έχουν αναπτύξει ανθεκτικότητα σε ευρύ φάσµα οµάδων ζιζανιοκτόνων. Συγκεκριµένα, µέχρι το 2006 διαπιστώθηκε η ανάπτυξη ανθεκτικότητας σε 182 είδη ζιζανίων (µεγάλος αριθµός βιοτύπων), από τα οποία 113 είδη ανέπτυξαν ανθεκτικούς βιοτύπους στις Η.Π.Α., 44 στον Καναδά και 47 στην Αυστραλία (Heap, 2006). Η ανάπτυξη της ανθεκτικότητας στην Ελλάδα έχει διαπιστωθεί σε 5 είδη ζιζανίων (Heap, 2006). Συγκεκριµένα, τα είδη Amaranthus retroflexus και

12 7 Chenopodium album ανέπτυξαν βιοτύπους ανθεκτικούς σε ζιζανιοκτόνααναστολείς του φωτοσυστήµατος II (Eleftherohorinos κ.ά., 2000), το Echinochloa crus-galli ανέπτυξε δύο βιοτύπους ανθεκτικούς στα αµίδια φυλλώµατος (Giannopolitis και Vassiliou, 1989; Vasilakoglou κ.ά., 2000), το Lolium rigidum ανέπτυξε βιότυπο ανθεκτικό σε ζιζανιοκτόνα αναστολείς του ACCase (Kotoula-Syka κ.ά., 2000) και το Papaver rhoeas ανέπτυξε βιότυπο ανθεκτικό σε ζιζανιοκτόνα-αναστολείς της ALS (Κωτούλα, 1997). Η ανάπτυξη ανθεκτικότητας στις σουλφονυλουρίες διαπιστώθηκε το 1987 στη Βόρεια Αµερική όπου ανθεκτικοί βιότυποι των ζιζανίων Lactuca serriola L. και Kochia scoparia [L.] Schrad παρατηρήθηκαν 4 ή 5 χρόνια από τη χρήση των σουλφονυλουριών (Mallory-Smith κ.ά., 1990; Primiani κ.ά., 1990). Το 1992 οι ανθεκτικοί βιότυποι στις σουλφονυλουρίες αυξήθηκαν στους έξι (Holt 1992), ενώ στο τέλος της δεκαετίας του 90 οι ανθεκτικοί βιότυποι σε ζιζανιοκτόνα-αναστολείς της ALS ξεπέρασαν τους βιοτύπους µε ανθεκτικότητα στα ζιζανιοκτόνα των τριαζινών. Αξίζει να αναφερθεί ότι µέχρι τον Οκτώβριο του είδη αγρωστωδών και πλατύφυλλων ζιζανίων παγκοσµίως ανέπτυξαν ανθεκτικούς βιοτύπους σε ζιζανιοκτόνα αναστολείς του ενζύµου ALS, ενώ 65 µόνο είδη ζιζανίων ανέπτυξαν ανθεκτικούς βιοτύπους στα ζιζανιοκτόνα των τριαζινών (Heap, 2006). Η πρώτη αναφορά ανθεκτικότητας σε ζιζανιοκτόνα της οµάδας των αρυλοξυφαινοξυαλκανοϊκών (αναστολείς του ενζύµου ACCase) έγινε το 1982 στο Ηνωµένο Βασίλειο, όπου ένα βιότυπος Alopecurus myosuroides ανέπτυξε ανθεκτικότητα στο ζιζανιοκτόνο diclofop-methyl. Μέχρι το 2006 έχουν διαπιστωθεί 35 ανθεκτικά είδη (112 βιότυποι-πληθυσµοί) αγρωστωδών ζιζανίων παγκοσµίως σε ζιζανιοκτόνα-αναστολείς του

13 8 ενζύµου ACCase (Heap, 2006). Ειδικότερα στη χώρα µας, το 1997 διαπιστώθηκε η ανάπτυξη ανθεκτικού βιοτύπου Lolium rigidum στο diclofopmethyl σε µία περιοχή µε καλλιέργεια χειµερινών σιτηρών (Kotoula-Syka κ.ά., 2000). Ορισµένοι βιότυποι ζιζανίων µπορεί να είναι ταυτόχρονα ανθεκτικοί σε περισσότερα ζιζανιοκτόνα που ανήκουν σε οµάδες µε διαφορετικές θέσεις δράσης (πολλαπλή ανθεκτικότητα, multiple resistance) (Shaner, 1997; Tardif, 1997). Η ανάπτυξη βιοτύπων Lolium rigidum µε πολλαπλή ανθεκτικότητα σε ζιζανιοκτόνα-αναστολείς των ενζύµων ALS και ACCase διαπιστώθηκε για πρώτη φορά στη Βόρεια και στη υτική Αυστραλία. Τα επόµενα δύο χρόνια στην Αυστραλία αναπτύχθηκάν άλλοι δύο Lolium rigidum βιότυποι µε πολλαπλή ανθεκτικότητα σε αναστολείς των ενζύµων ALS και ACCase. Μέχρι το 2006 έχουν αναπτυχθεί 15 βιότυποι σε 8 είδη ζιζανίων (5 βιότυποι του Lolium rigidum) µε πολλαπλή ανθεκτικότητα σε ζιζανιοκτόνααναστολείς των ενζύµων ALS και ACCase (Heap, 2006). Η ανάπτυξη της ανθεκτικότητας των ζιζανίων στα ζιζανιοκτόνα οφείλεται σε φυσιολογικούς µηχανισµούς (µείωση του ρυθµού απορρόφησης του ζιζανιοκτόνου, µείωση του ρυθµού µετακίνησης του ζιζανιοκτόνου, αδρανοποίηση, τροποποίηση στην ενδοκυτταρική κατανοµή) ή/και σε βιοχηµικούς µηχανισµούς (παρουσία ενζύµων που µεταβολίζουν τα ζιζανιοκτόνα, υπερπαραγωγή ενζύµων που αποτελούν θέσεις δράσης των ζιζανιοκτόνων, τροποποίηση της θέσης δράσης) (Ελευθεροχωρινός, 2002). Η τροποποίηση της θέσης δράσης των ζιζανιοκτόνων προκαλείται από αντικατάσταση αµινοξέων (αλλαγή της σειράς των αµινοξέων) της πρωτεΐνης ή του ενζύµου-θέση δράσης µε αποτέλεσµα την αδυναµία σύνδεσης

14 9 (σχηµατισµό δεσµών) τους µε τα ζιζανιοκτόνα και την ως εκ τούτου µη αναστολή της δράσης του ενζύµου ή των φυσιολογικών λειτουργιών (Dekker και Duke, 1995; Powles κ.ά., 1997). Αξίζει να αναφερθεί ότι το µεγαλύτερο ποσοστό ανθεκτικών ζιζανίων στα ζιζανιοκτόνα οφείλουν την ανθεκτικότητά τους κυρίως στην τροποποίηση της θέσης δράσης των ζιζανιοκτόνων και δευτερευόντως σε άλλους µηχανισµούς (Devine, 1993; Gasquez, 1997; Gronwald, 1997; Saari και Maxwell, 1997; Smeda και Vaughn, 1997). Η ανάπτυξη ανθεκτικών βιοτύπων σε ζιζανιοκτόνα που αναστέλλουν το ένζυµο οξικογαλακτική συνθετάση οφείλεται κυρίως στην τροποποίηση της θέσης δράσης (ALS) και δευτερευόντως στην παρουσία ενζύµων µεταβολισµού των ζιζανιοκτόνων. Συγκεκριµένα, οι σηµειακές γονιδιακές µεταλλάξεις (αµινοξέα) που τροποποιούν τη δοµή του ενζύµου είναι η αιτία για τη µικρότερη ευαισθησία (µεγαλύτερη ανθεκτικότητα) του ενζύµου µετά την εφαρµογή ζιζανιοκτόνων που αναστέλλουν τη δράση του (Saari κ.ά., 1994; Devine και Eberlein, 1997). Οι περισσότερες σηµειακές µεταλλάξεις του ενζύµου έγιναν στο αµινοξύ προλίνη (Pro 197 ) όπου προσδίδουν υψηλό ποσοστό ανθεκτικότητας στις σουλφονυλουρίες. Έως σήµερα, έχουν σηµειωθεί 27 µεταλλάξεις του ενζύµου στο αµινοξύ προλίνη (Pro 197 ) σε 15 είδη ζιζανίων που έχουν αναπτύξει ανθεκτικότητα στις σουλφονυλουρίες (Heap, 2006). Η αντικατάσταση του αµινοξέος Pro 197 από το αµινοξύ θρεονίνη (Thr) απέδωσε ανθεκτικότητα σε δύο Lactuca serriola βιοτύπους στις σουλφονυλουρίες στη Βόρεια Αυστραλία, χωρίς να µειώσει την ενζυµική δράση του ALS (Preston, 2005). Το αµινοξύ προλίνη 197 αντικαταστάθηκε και από τα αµινοξέα ιστιδίνη, λευκίνη, αργινίνη, ισολευκίνη, γλουταµίνη και σερίνη, προσδίδοντας υψηλή ανθεκτικότητα σε βιοτύπους στις σουλφονυλουρίες

15 10 (Devine, 2000). Αντικατάσταση της αλανίνης 205 από ασπαρτικό οξύ και της τρυπτοφάνης 574 από λευκίνη, επίσης προσδίδουν υψηλή ανθεκτικότητα στις σουλφονυλουρίες (Devine, 2000). Οι κυριότεροι µηχανισµοί µεταβολισµού των σουλφονυλουριών εντός των ανθεκτικών φυτών είναι η υδροξυλίωση (µε την καταλυτική δράση των ισοενζύµων των µονοοξυγενασών του κυτοχρώµατος Ρ 450 ), ο σχηµατισµός συµπλόκων µε γλυκόζη (µε την καταλυτική δράση του ενζύµου τρανσφεράση της γλυκόζης) ή ο σχηµατισµός συµπλόκων µε γλουταθειόνη (µε την καταλυτική δράση του ενζύµου γλουταθειόνη-s-τρανσφεράση) (Malcom κ.ά., 1993). Η ανθεκτικότητα των φυτών συχνά δεν οφείλεται µόνο στην ύπαρξη των µεταβολικών διεργασιών αλλά κυρίως στην αυξηµένη δράση των ενζύµων µεταβολισµού (ταχύς ρυθµός µεταβολισµού) των ζιζανιοκτόνων. Για παράδειγµα, η ανθεκτικότητα του καλαµποκιού (Zea mays) στο rimsulfuron οφείλεται στην ικανότητα των ενζύµων του καλαµποκιού να µεταβολίζουν το rimsulfuron ταχέως (ηµιδιάρκεια ζωής µικρότερης της 1 ώρας), ενώ τα ευαίσθητα Sorghum halepense, Amaranthus retroflexus και Digitaria sanguinalis µεταβολίζουν το rimsulfuron µε βραδύ ρυθµό (ηµιδιάρκεια ζωής 38, 48 και 27 ώρες, αντίστοιχα) (Koeppe κ.ά., 1999). Ο µεταβολισµός του flupyrsulfuron-methyl κατά 50% στο ανθεκτικό σιτάρι και στα ζιζάνια Avena fatua και Phalaris minor λαµβάνει χώρα εντός 2 ωρών, ενώ στο ευαίσθητο Alopecurus myosuroides έχει ηµιδιάρκεια ζωής 20 ώρες (Koeppe κ.ά., 1997). Τέλος, το chlorsulfuron σε βλαστούς και ρίζες ανθεκτικού Lolium rigidum βιοτύπου είχε ηµιδιάρκεια ζωής 1 και 3 ώρες, αντίστοιχα, σε αντίθεση µε τις 4

16 11 και 13 ώρες, αντίστοιχα, σε ευαίσθητο Lolium rigidum βιότυπο (Cotterman και Saari, 1992). Η ανάπτυξη ανθεκτικών βιοτύπων ζιζανίων στις σουλφονυλουρίες λόγω µεταβολισµού που οφείλεται στη δράση των µονοοξυγενασών του κυτοχρώµατος P 450 µελετήθηκε εκτενέστερα. Σηµαντική στον τοµέα αυτό ήταν η διαπίστωση του Kreuz (1992) ότι η εφαρµογή του οργανοφωσφορικού εντοµοκτόνου malathion ανέστειλε τη δράση των µονοοξυγενασών του κυτοχρώµατος P 450 στο καλαµπόκι (Zea mays) µε αποτέλεσµα την εκδήλωση τοξικότητας στο ζιζανιοκτόνο primisulfuron. ύο χρόνια αργότερα ο Christopher κ.ά. (1994) ανέφερε ότι η εφαρµογή του εντοµοκτόνου malathion και σε ανθεκτικό Lolium rigidum βιότυπο στο ζιζανιοκτόνο chlorsulfuron, λόγω µεταβολισµού µε καταλυτική δράση των µονοοξυγενασών του κυτοχρώµατος P 450 και όχι τροποποίησης της θέσης δράσης, προκάλεσε µείωση στην ανάπτυξη και τελικώς νέκρωση του ανθεκτικού βιοτύπου. Η ανάπτυξη ανθεκτικών βιοτύπων σε ζιζανιοκτόνα που αναστέλλουν το ένζυµο καρβοξυλάση του ακετυλο-συνενζύµου Α (ACCase) οφείλεται κυρίως στην τροποποίηση της θέσης δράσης (ACCase) και δευτερευόντως στο µεταβολισµό του ζιζανιοκτόνου. Για παράδειγµα, οι Leach κ.ά. (1995) βρήκαν ότι η ανθεκτικότητα ενός Eleusine indica βιοτύπου σε ζιζανιοκτόνα-αναστολείς του ενζύµου ACCase οφειλόταν σε τροποποίηση-µετάλλαξη της θέσης δράσης. Επίσης, κάποια είδη του γένους Festuca ήταν ανθεκτικά στα ζιζανιοκτόνα αυτά (από την αρχή της χρήσης τους) λόγω µη ευαίσθητης µορφής του ενζύµου ACCase (Stoltenberg κ.ά., 1989; Catanzaro κ.ά., 1993). Τέλος, ένας Setaria viridis βιότυπος στον Καναδά (Marles κ.ά., 1993) και ένας Setaria faberi βιότυπος (Shukla κ.ά., 1997) ήταν ανθεκτικοί στις

17 12 κυκλοεξανδιόνες λόγω ανθεκτικού ACCase. Βέβαια, ορισµένα αγρωστώδη είδη ζιζανίων αλλά και είδη σιτηρών παρουσιάζουν ανθεκτικότητα στα ζιζανιοκτόνα της οµάδας αυτής λόγω της ικανότητας τους να τα µεταβολίζουν (Devine και Shimabukuro, 1994). Από τους 34 ανθεκτικούς βιοτύπους ζιζανίων σε ζιζανιοκτόνα που θέση δράσης έχουν το ένζυµο ACCase, οι περισσότεροι έχουν τροποποιήσει το ένζυµο-στόχο. Ο µεταβολισµός των ζιζανιοκτόνων-αναστολέων της ACCase (ιδιαίτερα των κυκλοεξανδιονών) στα ανθεκτικά φυτά συµπεριλαµβάνει αρχικά οξείδωση και ακολούθως σχηµατισµό συµπλόκων. Βέβαια, σε ορισµένες περιπτώσεις η ανάπτυξη ανθεκτικότητας σε κυκλοεξανδιόνες οφείλεται, εκτός από το ανθεκτικό ACCase, και σε αυξηµένη δράση των ενζύµων µεταβολισµού τους. υστυχώς, η έρευνα στον τοµέα αυτό αναφέρει ότι ο µεταβολισµός του tralkoxydim σε ανθεκτικούς βιοτύπους ζιζανίων περιλαµβάνει άγνωστους µεταβολίτες. Το είδος ανθεκτικότητας (απλή, σταυροανθεκτικότητα, πολλαπλή ανθεκτικότητα) και ο ρυθµός ανάπτυξής της επηρεάζεται από παράγοντες του ζιζανίου και του ζιζανιοκτόνου (Ελευθεροχωρινός, 2000; Κωτούλα-Συκά 1996). Ειδικότερα, οι παράγοντες του ζιζανίου που επηρεάζουν την ανάπτυξη ανθεκτικότητας είναι ο αριθµός των αλληλόµορφων γονιδίων που την ελέγχουν, η συχνότητα των αλληλόµορφων γονιδίων ανθεκτικότητας στο φυσικό πληθυσµό, ο τρόπος κληρονόµησης των γονιδίων, ο τρόπος επικονίασης των ζιζανίων, η ικανότητα των ζιζανίων σε παραγωγή οργάνων αναπαραγωγής και η προσαρµοστικότητα των ανθεκτικών έναντι των ευαίσθητων βιοτύπων των ζιζανίων (Gasquez, 1997). Οι παράγοντες που συσχετίζονται µε το ζιζανιοκτόνο για την ανάπτυξη ανθεκτικών βιοτύπων

18 13 είναι η δόση εφαρµογής του (ένταση της πίεσης επιλογής), η συχνότητα εφαρµογής του (διάρκεια της πίεσης επιλογής), η υπολειµµατική του διάρκεια (διάρκεια της πίεσης επιλογής) και ο µηχανισµός δράσης του. Ο τρόπος επικονίασης και η ικανότητα παραγωγής ενός ζιζανίου σε όργανα παραγωγής είναι οι σηµαντικότεροι από τους παράγοντες που προαναφέρθηκαν και καθορίζουν σε µεγάλο βαθµό το είδος της ανθεκτικότητας, αλλά κυρίως την ταχύτητα ανάπτυξής της. Τα διεθνή δεδοµένα δείχνουν ότι τα αυτογονιµοποιούµενα είδη έχουν µικρότερη πιθανότητα και βραδύτερο ρυθµό ανάπτυξης σταυροανθεκτικότητας ή πολλαπλής ανθεκτικότητας από ό,τι τα σταυρογονιµοποιούµενα είδη. Τα ζιζάνια Lolium spp., Chenopodium spp., Amaranthus spp. και Kochia scoparia, τα οποία ανέπτυξαν σε σύντοµο χρονικό διάστηµα ανθεκτικότητα, ανήκουν στα σταυρογονιµοποιούµενα φυτά και επιπρόσθετα χαρακτηρίζονται από µεγάλη ικανότητα παραγωγής σε όργανα αναπαραγωγής (Gressel, 1997; Tardif κ.ά., 1997). Ειδικότερα το Lolium spp. έχει αναπτύξει έως σήµερα (2006) επτά βιοτύπους µε πολλαπλή ανθεκτικότητα σε όλο τον κόσµο σε ζιζανιοκτόνα που ανήκουν στις οµάδες των αρυλοξυφαινοξυαλκανοϊκών, κυκλοεξανδιονών, σουλφονυλουριών, ιµιδαζολινονών, δινιτροανιλινών, τριαζινών, παράγωγων ουρίας, χλωροακεταµιδίων, καρβαµιδικών και τριαζινονών (Heap, 2006).

19 Ρυθµός ανάπτυξης ανθεκτικών βιοτύπων Η ανάπτυξη ανθεκτικών βιοτύπων σε οµάδες ζιζανιοκτόνων µπορεί να οδηγήσει στη διαφοροποίηση του ρυθµού ανάπτυξής τους σε σύγκριση µε τους ευαίσθητους βιοτύπους. Η γνώση του ρυθµού ανάπτυξης των ανθεκτικών έναντι των ευαίσθητων βιοτύπων συχνά αποτελεί ισχυρό εργαλείο για το είδος των καλλιεργητικών τεχνικών που θα εφαρµοστούν για την αντιµετώπισή τους. Οι περισσότεροι από τους ανθεκτικούς βιότυπους των ζιζανίων έχουν µειωµένη ικανότητα παραγωγής οργάνων αναπαραγωγής, µειωµένη ανταγωνιστική ικανότητα, µικρότερη βιοµάζα, ύψος και φυλλική επιφάνεια σε σύγκριση µε τους ευαίσθητους βιοτύπους (Gressel και Segel, 1982). Βέβαια, αν και τα χαρακτηριστικά αυτά συσχετίζονται µεταξύ τους (Watkinson και White, 1985), το µέγεθος της διαφοράς τους εξαρτάται από την οµάδα των ζιζανιοκτόνων όπου αναπτύχθηκε η ανθεκτικότητα αλλά και από το είδος του ζιζανίου (Watkinson και White, 1985). Για παράδειγµα, οι ανθεκτικοί στις τριαζίνες βιότυποι του Senecio vulgaris (Holt, 1988), Chenopodium album (Eliot και Peirson, 1983), του Datura stramonium (Williams και Jordan, 1994) και του Amaranthus rudis (Anderson, 1996) έδειξαν ότι ήταν λιγότερο ανταγωνιστικοί και παρήγαγαν µικρότερη βιοµάζα σε σύγκριση µε τους αντίστοιχους ευαίσθητους βιότυπους. Αντίθετα, το ύψος, η βιοµάζα και η ικανότητα παραγωγής σε σπόρο των ανθεκτικών βιοτύπων ζιζανίων σε ζιζανιοκτόνα των κυκλοεξανδιονών, δινιτροανιλινών και σουλφονυλουριών δε διέφεραν από εκείνα των ευαίσθητων βιοτύπων (Harris, 1995; Holt και Thill, 1994; Park, 2004; Wiederholt και Stoltenberg, 1996). Τα περισσότερα δεδοµένα του ρυθµού ανάπτυξης των ανθεκτικών και

20 15 ευαίσθητων βιοτύπων σε ζιζανιοκτόνα του ALS δείχνουν να µη διαφέρουν σηµαντικά (Saari, 1994). Ειδικότερα, οι βιότυποι του Lactuca serriola ανθεκτικοί σε σουλφονυλουρίες βρέθηκαν ότι είχαν παρόµοιο ρυθµό ανάπτυξης σε σύγκριση µε εκείνον των ευαίσθητων βιότυπων (Christoffoleti, 1997). Επίσης, ο Alcoler-Ruthling (1992) αναφέρει ότι δεν υπήρχε διαφορά στην ανταγωνιστική ικανότητα και σε χαρακτηριστικά ανάπτυξης µεταξύ ανθεκτικών και ευαίσθητων Lactuca serriola βιοτύπων σε σουλφονυλουρίες. Τέλος, ο Thompson (1994) βρήκε παρόµοια χαρακτηριστικά ανάπτυξης µεταξύ ανθεκτικών και ευαίσθητων Kochia scoparia βιοτύπων στις σουλφονυλουρίες. Αντίθετα, ο Alcoler-Ruthling (1992) αναφέρει ότι ο ευαίσθητος στις σουλφονυλουρίες Lactuca serriola βιότυπος παρήγαγε 31% περισσότερο υπέργειο ξηρό βάρος και συσσώρευσε 52% περισσότερη βιοµάζα από ό,τι ο ανθεκτικός βιότυπος. Η ήρα (Lolium rigidum) είναι ένα από τα πιο κοινά ετήσια χειµερινά αγρωστώδη ζιζάνια που απαντάται σε καλλιεργούµενες και ακαλλιέργητες εκτάσεις όλης της χώρας. Τα διεθνή δεδοµένα δείχνουν ότι ανθεκτικοί Lolium rigidum βιότυποι στις σουλφονυλουρίες έχουν ήδη παρατηρηθεί στην Αυστραλία, ενώ ανθεκτικοί βιότυποί του στις κυκλοεξανδιόνες έχουν αναφερθεί στην Αυστραλία, στη Σαουδική Αραβία, στη Βόρεια Αφρική και στη Χιλή (Heap 2006). Οι ανθεκτικοί βιότυποι που αναπτύχθηκαν στην Αυστραλία παρουσιάζουν πολλαπλή ανθεκτικότητα όχι µόνο µεταξύ αυτών των δύο χηµικών οµάδων, αλλά και σε άλλες επτά οµάδες ζιζανιοκτόνων. Βέβαια, όπως προαναφέρθηκε, ένα βιότυπος rigidum rigidum ανέπτυξε ήδη ανθεκτικότητα σε ζιζανιοκτόνα και στη χώρα µας.

21 16 Σκοπός της εργασίας Η έναρξη της εργασίας αυτής έγινε µετά από έκφραση παραπόνων ορισµένων παραγωγών της Βόρειας Ελλάδος για µη αποτελεσµατική αντιµετώπιση της ήρας (Lolium rigidum) σε καλλιέργειες χειµερινών σιτηρών µετά από εφαρµογή chlorsulfuron (σουλφονυλουρία) ή/και tralkoxydim (κυκλοεξανδιόνη). Αξίζει να αναφερθεί ότι τo chlorsulfuron είχε χρησιµοποιηθεί χωρίς προβλήµατα για συνεχή έτη στις περιοχές αυτές. Η µη ύπαρξη δεδοµένων για πιθανή ανθεκτικότητα αυτού του ζιζανίου στις περιοχές αυτές αλλά και η εξεύρεση ζιζανιοκτόνων για την αποτελεσµατική αντιµετώπισή του οδήγησαν στη διεξαγωγή αυτής της εργασίας όπου 1) µελετήθηκε εάν η µη επιτυχής αντιµετώπιση της ήρας οφείλεται σε ανάπτυξη ανθεκτικών βιοτύπων, 2) προσδιορίστηκε η ένταση της ανθεκτικότητας (σχέση ευαισθησίας ανθεκτικού/ευαίσθητου βιοτύπου στα ζιζανιοκτόνα), 3) διερευνήθηκε ο µηχανισµός ανθεκτικότητας των βιοτύπων στις σουλφονυλουρίες (µειωµένη ευαισθησία του ενζύµου-θέσης δράσης ή/και µεταβολισµός του ζιζανιοκτόνου) και η πιθανότητα ανάπτυξης πολλαπλής ανθεκτικότητας και, 4) µελετήθηκαν ορισµένα βιολογικά και µορφολογικά χαρακτηριστικά των ανθεκτικών και ευαίσθητων βιοτύπων σε συνθήκες απουσίας ανταγωνισµού.

22 17 2. ΠΕΙΡΑΜΑΤΙΚΕΣ ΕΡΓΑΣΙΕΣ 2.1 ιαχείριση φυτικού υλικού Την άνοιξη του 2003 έγινε επιτόπια επίσκεψη σε περιοχές µε καλλιεργούµενα σιτηρά όπου είχαν αναφερθεί αποτυχίες αντιµετώπισης της ήρας (Lolium rigidum) µε τα ζιζανιοκτόνα chlorsulfuron ή tralkoxydim. Αξίζει να αναφερθεί ότι οι καλλιέργειες των σιτηρών της περιοχής Ζαγκλιβέρι και Καλαµωτό είχαν δεχτεί µόνο προφυτρωτική εφαρµογή chlorsulfuron για 15 περίπου έτη, ενώ οι καλλιέργειες των σιτηρών της περιοχής Φιλαδέλφι είχαν δεχτεί προφυτρωτική εφαρµογή chlorsulfuron για 10 περίπου έτη, αλλά κατά τα τελευταία τρία έτη είχαν δεχτεί προφυτρωτική εφαρµογή chlorsulfuron και µεταφυτρωτική εφαρµογή µε tralkoxydim (Πίνακας 2.1). Οι άλλοι αγροί είχαν δεχτεί διάφορα ζιζανιοκτόνα για την αντιµετώπιση του ζιζανίου. Πίνακας 2.1 Προέλευση αξιολογηθέντων βιοτύπων ήρας. Περιοχή προέλευσης α/α Τοποθεσία Θεσσαλονίκη ΑΠΘ Αγρόκτηµα ΑΠΘ (ευαίσθητος) Θ1 Ζαγκλιβέρι 02 Θ2 Ζαγκλιβέρι 03 Θ3 Καλαµωτό 01 Θ4 Φιλαδέλφι 01 Θ5 Φιλαδέλφι 04 Θ6 Άσσηρος Σέρρες Σ1 Ξηροπόταµος Σ2 Ροδολίβος 02 Η επιτόπια επίσκεψη αποσκοπούσε στον εντοπισµό αγρών µε φυτά ήρας (βιότυπος) που είχαν επιζήσει ακόµη και µετά από εφαρµογή διπλάσιων

23 18 από τις συνιστώµενες δόσεις των παραπάνω ζιζανιοκτόνων. Τον Ιούνιο του ιδίου έτους (2003) και πριν τη συγκοµιδή των σιτηρών, σπόροι από φυτά των προαναφερθέντων βιοτύπων Lolium rigidum συλλέχθηκαν από οκτώ αγρούς σκληρού σιταριού (Triticum durum) της Βόρειας Ελλάδος (Πίνακας 2.1). Σπόρος ευαίσθητου βιοτύπου ήρας (µάρτυρας) συλλέχθηκε από περιοχές του Αγροκτήµατος του Αριστοτελείου Πανεπιστηµίου Θεσσαλονίκης, όπου δεν είχε γίνει εφαρµογή ζιζανιοκτόνων-αναστολέων των ενζύµων ALS και/ή ACCase. Οι σπόροι όλων των βιοτύπων τοποθετήθηκαν σε χάρτινες σακούλες και αποθηκεύτηκαν σε συνθήκες δωµατίου µέχρι να χρησιµοποιηθούν στις διάφορες πειραµατικές εργασίες.

24 ιερεύνηση ανθεκτικότητας στο chlorsulfuron Υλικά και µέθοδοι Πείραµα φυτοδοχείων Πραγµατοποιήθηκαν δύο παρόµοια πειράµατα στο Αγρόκτηµα του Πανεπιστηµίου για τη διερεύνηση εννέα βιοτύπων ήρας ως προς την πιθανότητα ανάπτυξης ανθεκτικότητας στο ζιζανιοκτόνο chlorsulfuron. Τα δύο πειράµατα έγιναν σε φυτοδοχεία διαστάσεων 11x17x16 cm που γεµίστηκαν µε µίγµα έδαφος:άµµος 2:1. Σε κάθε φυτοδοχείο τοποθετήθηκαν 20 σπόροι ήρας στην επιφάνεια του εδαφικού µίγµατος και ακολούθως καλύφθηκαν µε το ίδιο µίγµα ύψους 1 cm. Όλα τα φυτοδοχεία τοποθετήθηκαν σε υπαίθριο χώρο του Αγροκτήµατος για το πρώτο πείραµα, ενώ για το δεύτερο πείραµα εντός του θερµοκηπίου του Αγροκτήµατος. Η σπορά των δύο πειραµάτων έγινε στις 28/9/04 και στις 29/11/04, ενώ στις 30/9/04 και 29/11/04 έγινε η προφυτρωτική εφαρµογή δύο επεµβάσεων του chlorsulfuron (1.5 και 6.0 g δ.ο./στρ) και µίας επέµβασης µε prosulfocarb (320 g δ.ο./στρ). Και στα δύο πειράµατα χρησιµοποιήθηκε αψέκαστος µάρτυρας. Η κάθε επέµβαση είχε τρεις επαναλήψεις. Η εφαρµογή των ζιζανιοκτόνων έγινε µε φορητό ψεκαστήρα ακρίβειας ΑΖΟ ( ράµπα µήκους 2,4 m των 6 (8002) µπεκ) και πίεση 250 kpa. Ο όγκος του ψεκαστικού υγρού ήταν 30 lt/στρ. Τα φυτοδοχεία αρδεύονταν όποτε ήταν αναγκαίο, ενώ κάθε εβδοµάδα γινόταν διαφυλλική εφαρµογή λιπάσµατος [Bayfolan (11-8-6)]. Επτά εβδοµάδες από την εφαρµογή των επεµβάσεων (20/11/04 και 17/01/05, αντίστοιχα, για τα δύο πειράµατα), έγινε µακροσκοπική αξιολόγηση της αποτελεσµατικότητας των επεµβάσεων (µείωση ανάπτυξης των φυτών σε σύγκριση µε τον αψέκαστο

25 20 µάρτυρα) και προσδιορισµός του χλωρού βάρους των φυτών που επιβίωσαν (% του αψέκαστου µάρτυρα). Χρησιµοποιήθηκε το τελείως τυχαιοποιηµένο 9 x 4 παραγοντικό σχέδιο (9 βιότυποι ήρας x 4 επεµβάσεις ζιζανιοκτόνων). Ο κάθε συνδυασµένος παράγοντας (βιότυπος x επεµβάσεις) είχε 3 επαναλήψεις. Η ανάλυση της παραλλακτικότητας (ANOVA) έγινε χωριστά για κάθε πείραµα, λόγω των διαφορετικών συνθηκών ανάπτυξης των φυτών. Για την ανάλυση των δεδοµένων χρησιµοποιήθηκε το στατιστικό πρόγραµµα MSTAT Πείραµα τριβλίων petri Πραγµατοποιήθηκαν δύο παρόµοια πειράµατα (1/12/04 και 17/03/05) στο εργαστήριο Γεωργίας του Αγροκτήµατος του Πανεπιστηµίου για τη διερεύνηση εννέα βιοτύπων ήρας ως προς την πιθανότητα ανάπτυξης ανθεκτικότητας στο ζιζανιοκτόνο chlorsulfuron. Είκοσι σπόροι από κάθε βιότυπο τοποθετήθηκαν σε τριβλία petri όπου είχε τοποθετηθεί διπλή στρώση διηθητικού χαρτιού. Στη συνέχεια έγινε προσθήκη 5 ml αιωρήµατος του ζιζανιοκτόνου σε κάθε τριβλίο από κάθε επέµβαση (0.0, 0.1, 10, 100, και 1000 mg chlorsulfuron/lt). Ακολούθως όλα τα τριβλία τοποθετήθηκαν σε θάλαµο ανάπτυξης φυτών ( C) για δέκα ηµέρες. Μετά το πέρας αυτού του διαστήµατος έγινε µέτρηση του µήκους των ριζών των φυτρωµένων σπόρων σε κάθε τριβλίο και εκφράστηκε ως % ανάπτυξη σε σύγκριση µε το µάρτυρα (0.0 mg chlorsulfuron/lt). Χρησιµοποιήθηκε το τελείως τυχαιοποιηµένο 9 x 4 παραγοντικό σχέδιο (9 πληθυσµοί ήρας x 4 επεµβάσεις ζιζανιοκτόνου). Ο κάθε συνδυασµένος παράγοντας (βιότυπος x επεµβάσεις) είχε 4 επαναλήψεις. Επειδή η συνδυασµένη ανάλυση της παραλλακτικότητας (ANOVA) των δύο

26 21 πειραµάτων έδειξε ότι υπήρχε αλληλεπίδραση µεταξύ των επεµβάσεων και του χρόνου διεξαγωγής των πειραµάτων, αποφασίστηκε να χρησιµοποιηθούν οι µέσοι όροι των επεµβάσεων κάθε πειράµατος για την εξεύρεση της γραµµής συµµεταβολής, η οποία περιγράφει καλύτερα (υψηλότερος συντελεστής συσχέτισης, r) τη σχέση µεταξύ µήκους ρίζας και συγκέντρωσης ζιζανιοκτόνου. Επειδή η σύγκριση των δύο γραµµών συµµεταβολής κάθε βιοτύπου έδειξε ότι η κοινή γραµµή περιέγραφε καλύτερα τη σχέση παρά οι δύο γραµµές (ήταν παράλληλες) αποφασίστηκε να χρησιµοποιηθούν οι µέσοι όροι των επεµβάσεων των δύο πειραµάτων. Τα δεδοµένα πριν τη χρήση τους για την εξεύρεση της γραµµής συµµεταβολής µετατράπηκαν σε λογάριθµο [log(x+1), όπου x= δόση ζιζανιοκτόνου και log(y+1), όπου y= µήκος ρίζας % του µήκους ρίζας του µάρτυρα]. Στη συνέχεια µε τη βοήθεια των εξισώσεων συµµεταβολής υπολογίστηκε η τιµή GI 50 (συγκέντρωση ζιζανιοκτόνου που απαιτείται για να µειώσει κατά 50% το µήκος ρίζας της ήρας) για κάθε βιότυπο και ακολούθως ο συντελεστής ανθεκτικότητας ως το πηλίκο µεταξύ της GI 50 τιµής κάθε βιοτύπου προς την GI 50 τιµή του πληθυσµού Αγρόκτηµα (ευαίσθητος). Η ανάλυση των δεδοµένων έγινε µε τη βοήθεια του στατιστικού προγράµµατος MSTAT, ενώ η εξεύρεση της γραµµής συµµεταβολής µε το EXCEL Αποτελέσµατα Η ανάλυση των δεδοµένων του χλωρού βάρους έδειξε σηµαντική αλληλεπίδραση µεταξύ βιοτύπων και επεµβάσεων. Ειδικότερα, η συνιστώµενη δόση του chlorsulfuron (1.5 g δ.ο./στρ) δεν επηρέασε το χλωρό βάρος των βιοτύπων Ζαγκλιβέρι 2, Ζαγκλιβέρι 3 και Καλαµωτό 1 (µείωση κατά 3, 15,

27 22 4% για το πρώτο πείραµα και 0, 0 και 3% για το δεύτερο πείραµα, αντίστοιχα, σε σύγκριση µε τον αψέκαστο µάρτυρα) (Σχήµα 2.1). Αντίθετα, η ίδια δόση µείωσε το χλωρό βάρος του Φιλαδέλφι 4 και στα δύο πειράµατα, κατά 55 και 68%, αντίστοιχα, σε σχέση µε τον αψέκαστο µάρτυρα. Το χλωρό βάρος των περισσότερων φυτών των βιοτύπων Αγρόκτηµα, Ξηροπόταµος, Φιλαδέλφι 1, Ροδολίβος 2 και Άσσηρος µειώθηκε σηµαντικά από την εφαρµογή της συνιστώµενης δόσης του chlorsulfuron (1.5 g δ.ο./στρ) κατά 92, 76, 85, 87 και 81% για το πρώτο πείραµα και κατά 100, 98, 90, 96 και 98% για το δεύτερο, αντίστοιχα, σε σύγκριση µε το χλωρό βάρος του αψέκαστου µάρτυρα (Σχήµα 2.1). Η εφαρµογή της τετραπλάσιας από τη συνιστώµενη δόσης του chlorsulfuron (6.0 g δ.ο./στρ) µείωσε το χλωρό βάρος των βιοτύπων Ζαγκλιβέρι 2, Ζαγκλιβέρι 3 και Καλαµωτό 1 κατά 0, 16, 12% για το πρώτο πείραµα και κατά 19, 12 και 55% για το δεύτερο πείραµα, αντίστοιχα, σε σύγκριση µε τον αψέκαστο µάρτυρα. Όλοι οι υπόλοιποι βιότυποι παρουσίασαν µείωση στο χλωρό βάρος που κυµάνθηκε από 81 έως 100% σε σύγκριση µε το χλωρό βάρος του αψέκαστου µάρτυρα, και για τα δύο πειράµατα (Σχήµα 2.1). Η εφαρµογή του prosulfocarb (320 g δ.ο./στρ) µείωσε κατά 100% το χλωρό βάρος των φυτών όλων των βιοτύπων (Σχήµα 2.1).

28 23 Σχήµα 2.1.: Μείωση χλωρού βάρους εννέα Lolium rigidum βιοτύπων στις 7 εβδοµάδες από την προφυτρωτική εφαρµογή των επεµβάσεων. Η ανάλυση των δεδοµένων της µακροσκοπικής αξιολόγησης έδειξε παρόµοια αποτελέσµατα µε εκείνα του χλωρού βάρους και για τα δύο πειράµατα (Σχήµα 2.2). Ειδικότερα, η συνιστώµενη δόση του chlorsulfuron (1.5 g δ.ο./στρ) δεν επηρέασε την ανάπτυξη των βιοτύπων Ζαγκλιβέρι 2, Ζαγκλιβέρι 3 και Καλαµωτό 1 (µείωση κατά 3, 3, 0% για το πρώτο πείραµα και 0, 0 και 0% για το δεύτερο πείραµα, αντίστοιχα, σε σύγκριση µε τον αψέκαστο µάρτυρα) (Σχήµα 2.2). Αντίθετα, η ίδια δόση µείωσε την ανάπτυξη των φυτών του βιοτύπου Φιλαδέλφι 4 και στα δύο πειράµατα, κατά 53 και 70%, αντίστοιχα, σε σχέση µε τον αψέκαστο µάρτυρα. Η ανάπτυξη των περισσότερων φυτών των βιοτύπων Αγρόκτηµα, Ξηροπόταµος, Φιλαδέλφι 1, Ροδολίβος 2 και Άσσηρος µειώθηκε από την εφαρµογή της

29 24 συνιστώµενης δόσης του chlorsulfuron (1.5 g δ.ο./στρ) κατά 97, 94, 80, 98 και 98% για το πρώτο πείραµα και κατά 100, 100, 80, 98 και 100% για το δεύτερο, αντίστοιχα, σε σύγκριση µε τον αψέκαστο µάρτυρα (Σχήµα 2.2). Η εφαρµογή της τετραπλάσιας από τη συνιστώµενη δόσης του chlorsulfuron (6.0 g δ.ο./στρ) δεν επηρέασε την ανάπτυξη των βιοτύπων Ζαγκλιβέρι 2, Ζαγκλιβέρι 3 και Καλαµωτό 1 (µείωση κατά 6, 1, 0% για το πρώτο πείραµα και 22, 13 και 58% για το δεύτερο πείραµα, αντίστοιχα, σε σύγκριση µε τον αψέκαστο µάρτυρα). Όλοι οι υπόλοιποι βιότυποι παρουσίασαν µείωση στην ανάπτυξη που κυµάνθηκε από 88 έως 100% σε σύγκριση µε τα φυτά του αψέκαστου µάρτυρα, και για τα δύο πειράµατα (Σχήµα 2.2). Σχήµα 2.2.: Αποτελεσµατικότητα (µείωση ανάπτυξης των φυτών) διαφόρων προφυτρωτικών επεµβάσεων ζιζανιοκτόνων εναντίον εννέα Lolium rigidum βιοτύπων (7 εβδοµάδες από εφαρµογή).

30 25 Η εφαρµογή του prosulfocarb (320 g δ.ο./στρ) είχε 100% αποτελεσµατικότητα εναντίον όλων των βιοτύπων (Σχήµα 2.2). Η ανάλυση των δεδοµένων του µήκους ρίζας των σποροφύτων που αναπτύχθηκαν σε τριβλία Petri έδειξε ότι το µήκος της ρίζας όλων των βιοτύπων µειώθηκε µε την αύξηση της συγκέντρωσης του ζιζανιοκτόνου, αλλά η µικρότερη µείωση παρατηρήθηκε στους βιοτύπους Ζαγκλιβέρι 2, Ζαγκλιβέρι 3 και Καλαµωτό 1 (Σχήµα 2.3). Σχήµα 2.3. Επίδραση του chlorsulfuron στο µήκος ρίζας (% του µάρτυρα) των φυτών εννέα Lolium rigidum βιοτύπων (πειράµατα µε τριβλία Petri).

31 26 Η προσπάθεια εξεύρεσης της καλύτερης γραµµής συµµεταβολής µεταξύ του µήκους της ρίζας (% του µάρτυρα) και της συγκέντρωσης του ζιζανιοκτόνου (στο νερό) έδειξε ότι η δευτεροβάθµιος εξίσωση y = a + bx + cx 2 περιγράφει καλύτερα τη σχέση αυτή, αλλά µετά από λογαριθµική µετατροπή των δεδοµένων [y = log (µήκος ρίζας % του µάρτυρα +1) και x = log (συγκέντρωση ζιζανιοκτόνου +1)] (Πίνακας 2.2). Η υπολογισθείσα από την εξίσωση συµµεταβολής GI 50 τιµή (mg ζιζανιοκτόνου/lt για µείωση του µήκους της ρίζας κατά 50%) για τους βιότυπους Ζαγκλιβέρι 2, Ζαγκλιβέρι 3, Καλαµωτό 1 και Φιλαδέλφι 4 ήταν 14.1, 7.6, 1.1 και 0.5, ενώ για τον βιότυπο Αγρόκτηµα 0.4 mg/lt. Οι βιότυποι Φιλαδέλφι 1, Ροδολίβος 2, Άσσηρος και Ξηροπόταµος έδειξαν µικρότερη GΙ 50 τιµή από εκείνη του Αγροκτήµατος (0.2, 0.2, 0.3, 0.2 mg/lt, αντίστοιχα) (Πίνακας 2.2). Πίνακας 2.2: Εξισώσεις συµµεταβολής, συντελεστές προσδιορισµού (r 2 ), GΙ 50 τιµές και τιµές συντελεστού ανθεκτικότητας (GI 50 R/GI 50 S) µε βάση το µήκος ρίζας των βιοτύπων σε σχέση µε τη συγκέντρωση του chlorsulfuron. Πληθυσµός Εξίσωση συµµεταβολής Συντελεστής Συντελεστής Τιµή GI προσδιορισµού (r 2 50 ) ανθεκτικότητας Αγρόκτηµα Y= x x Ζαγκλιβέρι 2 Y= x x Ζαγκλιβέρι 3 Y= x x Καλαµωτό 1 Y= x+0.123x Ξηροπόταµος Y= x x Φιλαδέλφι 1 Y= x x Φιλαδέλφι 4 Y= x x Ροδολίβος 2 Y= x x Άσσηρος Y= x x Ο λόγος GI 50 κάθε βιοτύπου/gi 50 βιοτύπου Αγρόκτηµα (ευαίσθητος), γνωστός και ως συντελεστής ανθεκτικότητας, έδειξε ότι είχε την υψηλότερη

32 27 τιµή (32.1, 17.4 και 2.5, αντίστοιχα) στους βιότυπους Ζαγκλιβέρι 2, Ζαγκλιβέρι 3 και Καλαµωτό 1, ενώ για τον βιότυπο Φιλαδέλφι 4 έδειξε οριακά υψηλότερη τιµή (1.15) από εκείνη του ευαίσθητου βιότυπου (Αγρόκτηµα). Αντίθετα, η τιµή αυτή στους υπόλοιπους βιότυπους ήταν µικρότερη από εκείνη του ευαίσθητου βιότυπου (Πίνακας 2.2) Συζήτηση Η απουσία σηµαντικής µείωσης στην ανάπτυξη των φυτών (µακροσκοπική αξιολόγηση και χλωρό βάρος) από την εφαρµογή της τετραπλάσιας από τη συνιστώµενη δόση του chlorsulfuron των βιοτύπων Ζαγκλιβέρι 2, Ζαγκλιβέρι 3 και Καλαµωτό 1 και στα δύο πειράµατα δείχνει ότι οι βιότυποι αυτοί ανέπτυξαν ήδη ανθεκτικότητα στο chlorsulfuron. Επίσης, η µη εµπορικώς αποδεκτή µείωση στην ανάπτυξη των φυτών (µακροσκοπική αξιολόγηση και χλωρό βάρος) του βιοτύπου Φιλαδέλφι 4 από την εφαρµογή της συνιστώµενης δόσης του chlorsulfuron δείχνει πιθανώς αναπτυσσόµενη ανθεκτικότητα ή ελαφρώς µεγαλύτερη αρχική φυσική αντοχή. Τέλος, η σηµαντική µείωση της ανάπτυξης των φυτών των υπολοίπων βιοτύπων από την εφαρµογή του chlorsulfuron δείχνει ότι δεν υπάρχει πρόβληµα ανθεκτικότητας µε τους βιοτύπους αυτούς. Τα αποτελέσµατα αυτά συµφωνούν µε εκείνα των Kotoula-Syka κ.ά. (2000), οι οποίοι βρήκαν ότι το υπέργειο χλωρό βάρος ενός βιοτύπου Lolium rigidum από τη Β. Ελλάδα µειώθηκε κατά 60% µετά από εφαρµογή του chlorsulfuron στη δόση των 1.0 g δ.ο./στρ. Οι Carrera κ.ά. (1999) βρήκαν επίσης ότι το χλωρό βάρος ενός Lolium rigidum βιοτύπου µειώθηκε κατά 68% µετά από την εφαρµογή 4.0 g δ.ο./στρ του chlorsulfuron. Τέλος, οι Saari κ.ά.

33 28 (1990) αναφέρουν ότι το χλωρό και ξηρό βάρος κάποιων ανθεκτικών στο chlorsulfuron Kochia scoparia βιοτύπων ήταν 2 έως 350 φορές µεγαλύτερα σε σύγκριση µε εκείνα των ευαίσθητων βιότυπων. Οι µεγαλύτερες GΙ 50 τιµές (δεδοµένα πειραµάτων µε τριβλία Petri) των βιοτύπων Ζαγκλιβέρι 2, Ζαγκλιβέρι 3 και Καλαµωτό 1 αλλά και οι µεγαλύτερες GI 50 κάθε βιοτύπου/gi 50 βιοτύπου Αγρόκτηµα τιµές (συντελεστής ανθεκτικότητας) δείχνουν ότι οι βιότυποι αυτοί ανέπτυξαν ήδη ανθεκτικότητα στο ζιζανιοκτόνο chlorsulfuron, πράγµα που επιβεβαιώνει τα προαναφερθέντα αποτελέσµατα των πειραµάτων µε φυτοδοχεία. Η GΙ 50 τιµή του βιοτύπου Φιλαδέλφι 4 και ο λόγος GI 50 του βιοτύπου/gi 50 βιοτύπου Αγρόκτηµα κατατάσσουν τον βιότυπο αυτό ως βιότυπο µε αναπτυσσόµενη ανθεκτικότητα, ενώ οι GΙ 50 τιµές των υπολοίπων βιοτύπων δείχνουν ότι οι βιότυποι αυτοί είναι ευαίσθητοι στο chlorsulfuron. Τα αποτελέσµατα αυτά συµφωνούν µε εκείνα των Tal κ.ά. (2000), οι οποίοι, σε πειράµατα µε τριβλία Petri, βρήκαν ότι κάποιοι βιότυποι Lolium rigidum, Phalaris minor και Alopecurus myosuroides είχαν συντελεστή ανθεκτικότητας 9.3, 3.5 και 3.0, αντίστοιχα, σε ζιζανιοκτόνα αναστολείς του ενζύµου ACCase. Παρόµοιοι συντελεστές ανθεκτικότητας βρέθηκαν και για τα ζιζάνια Setaria viridis, Sorghum halepense, Avena fatua, Alopecurus myosuroides και Lolium rigidum σε δινιτροανιλίνες (Beckie, 1990) και σε ζιζανιοκτόνα αναστολείς του ενζύµου ACCase (Smeda, 1995; Murray, 1996; Letouze, 1999). Η συνεχής εφαρµογή κατά τελευταία έτη του chlorsulfuron (κατά δήλωση των αγροτών παραγωγών) στους αγρούς όπου συλλέχτηκαν οι σπόροι των βιοτύπων Ζαγκλιβέρι 2, Ζαγκλιβέρι 3 και Καλαµωτό 1 θα

34 29 πρέπει να είναι το αίτιο που προκάλεσε την ανάπτυξη των ανθεκτικών βιοτύπων. Αυτό ήταν αναµενόµενο ως αποτέλεσµα της συνεχούς χρήσης ενός ζιζανιοκτόνου µε µεγάλη υπολειµµατική διάρκεια (ένταση και διάρκεια επιλογής) σε συνδυασµό και µε τον προαναφερθέντα απλό µηχανισµό δράσης τους (ένα γονίδιο υπεύθυνο έκφρασης του ενζύµου ALS ή AHAS) (Saari et al., 1994; Preston and Mallory-Smith, 2001; Preston, 2004; Heap, 2006). Η πιθανώς αναπτυσσόµενη ανθεκτικότητα στο βιότυπο Φιλαδέλφι 4 σε συνδυασµό µε την ήδη αναπτυχθείσα ανθεκτικότητα στους προαναφερθέντες βιοτύπους επιβάλλει τη λήψη µέτρων για αποφυγή ανάπτυξης ανθεκτικότητας στους ήδη ευαίσθητους βιοτύπους Ξηροπόταµος, Φιλαδέλφι 1, Ροδολίβος 2, Άσσηρος και Αγρόκτηµα (Ελευθεροχωρινός, 2002). Η µεγάλη ευαισθησία όλων των βιοτύπων της ήρας, ακόµη και των ανθεκτικών στο chlorsulfuron, στο προφυτρωτικό ζιζανιοκτόνο prosulfocarb (320 g δ.ο./στρ) καθιστά το ζιζανιοκτόνο αυτό ως ένα από τα πιο αποτελεσµατικά εναλλακτικά µέσα αποτελεσµατικής χηµικής αντιµετώπισης της ήρας στα χειµερινά σιτηρά της Βόρειας Ελλάδος, όπου η χρήση του chlorsulfuron δεν αποτελεί πλέον ικανοποιητικό τρόπο αντιµετώπισης.

35 ιερεύνηση πολλαπλής ανθεκτικότητας στο tralkoxydim Υλικά και µέθοδοι Πείραµα φυτοδοχείων Πραγµατοποιήθηκαν δύο παρόµοια πειράµατα στο Αγρόκτηµα του Πανεπιστηµίου για τη διερεύνηση εννέα βιοτύπων της ήρας ως προς την πιθανότητα ανάπτυξης πολλαπλής ανθεκτικότητας και στο ζιζανιοκτόνο tralkoxydim. Τα δύο πειράµατα έγιναν σε φυτοδοχεία διαστάσεων 11x17x16 cm που γεµίστηκαν µε µίγµα έδαφος:άµµος 2:1. Σε κάθε φυτοδοχείο τοποθετήθηκαν 20 σπόροι ζιζανίου στην επιφάνεια του εδάφους και σκεπάστηκαν µε το ίδιο µίγµα σε βάθος 1 cm. Τα φυτοδοχεία του πρώτου πειράµατος τοποθετήθηκαν σε υπαίθριο χώρο του Αγροκτήµατος (φυσικές κλιµατολογικές χειµερινές συνθήκες), ενώ τα φυτοδοχεία του δευτέρου πειράµατος εντός του θερµοκηπίου του Αγροκτήµατος. Η σπορά των δύο πειραµάτων έγινε στις 28/09/04 και στις 29/11/04, ενώ η µεταφυτρωτική εφαρµογή (φυτά µε 4-6 φύλλα, έναρξη του αδελφώµατος) των δύο επεµβάσεων του tralkoxydim (η συνιστώµενη των 32.5 και η τετραπλάσια των 130 g δ.ο/στρ) έγινε στις 25/10/04 και 20/12/04. Και στα δύο πειράµατα χρησιµοποιήθηκε αψέκαστος µάρτυρας. Η κάθε επέµβαση είχε τρεις επαναλήψεις. Η εφαρµογή των ζιζανιοκτόνων έγινε µε φορητό ψεκαστήρα ακριβείας ΑΖΟ [ ράµπα µήκους 2,4 m των 6 (8002) µπεκ] και πίεση 250 kpa. Ο όγκος του ψεκαστικού υγρού ήταν 30 lt/στρ. Τα φυτοδοχεία αρδεύονταν όποτε ήταν αναγκαίο, ενώ κάθε εβδοµάδα γινόταν διαφυλλική εφαρµογή λιπάσµατος [Bayfolan (11-8-6)]. Τέσσερις εβδοµάδες από την εφαρµογή των επεµβάσεων (20/11/04 και 17/01/05, αντίστοιχα, για τα δύο πειράµατα), έγινε µακροσκοπική αξιολόγηση της αποτελεσµατικότητας των επεµβάσεων

36 31 (µείωση ανάπτυξης των φυτών σε σύγκριση µε τον αψέκαστο µάρτυρα) και προσδιορισµός του χλωρού βάρους των φυτών που επιβίωσαν (% του αψέκαστου µάρτυρα). Χρησιµοποιήθηκε το τελείως τυχαιοποιηµένο 9 x 3 παραγοντικό σχέδιο (9 βιότυποι ήρας x 3 επεµβάσεις ζιζανιοκτόνου). Ο κάθε συνδυασµένος παράγοντας (βιότυπος x επεµβάσεις) είχε 3 επαναλήψεις. Η ανάλυση της παραλλακτικότητας (ANOVA) έγινε χωριστά για κάθε πείραµα, λόγω των διαφορετικών συνθηκών ανάπτυξης των φυτών. Για την ανάλυση των δεδοµένων χρησιµοποιήθηκε το στατιστικό πρόγραµµα MSTAT Πείραµα τριβλίων Petri Πραγµατοποιήθηκαν δύο παρόµοια πειράµατα (14/09/05 και 15/10/05) στο εργαστήριο Γεωργίας του Αγροκτήµατος του Πανεπιστηµίου για τη διερεύνηση τεσσάρων βιοτύπων ήρας (Αγρόκτηµα Πανεπιστηµίου, Ζαγκλιβέρι 02, Ζαγκλιβέρι 03 και Ροδολίβος 02) ως προς την πιθανότητα ανάπτυξης ανθεκτικότητας στο ζιζανιοκτόνο tralkoxydim. Είκοσι σπόροι από κάθε βιότυπο τοποθετήθηκαν σε τριβλία petri όπου είχε τοποθετηθεί διπλή στρώση διηθητικού χαρτιού. Στη συνέχεια έγινε προσθήκη 5 ml αιωρήµατος από κάθε συγκέντρωση του ζιζανιοκτόνου (0.01, 0.05, 0.1, 0.5, 1, 5, και 10 mg tralkoxydim/lt) σε κάθε τριβλίο. Ακολούθως, όλα τα τριβλία τοποθετήθηκαν σε θάλαµο ανάπτυξης φυτών ( C) για δέκα ηµέρες. Μετά το πέρας αυτού του διαστήµατος έγινε µέτρηση του µήκους των βλαστών των φυτρωµένων σπόρων σε κάθε τριβλίο και εκφράστηκε ως % ανάπτυξη σε σύγκριση µε το µάρτυρα (0.0 mg tralkoxydim/lt). Χρησιµοποιήθηκε το τελείως τυχαιοποιηµένο 4 x 8 παραγοντικό σχέδιο (4 πληθυσµοί ήρας x 8 επεµβάσεις ζιζανιοκτόνου). Ο κάθε συνδυασµένος

37 32 παράγοντας (βιότυπος x επεµβάσεις) είχε 4 επαναλήψεις. Η συνδυασµένη ανάλυση της παραλλακτικότητας (ANOVA) των δύο πειραµάτων έδειξε ότι δεν υπήρχε αλληλεπίδραση µεταξύ των επεµβάσεων και του χρόνου διεξαγωγής των πειραµάτων, γι αυτό αποφασίστηκε να χρησιµοποιηθούν οι µέσοι όροι των επεµβάσεων κάθε πειράµατος για την εξεύρεση της γραµµής συµµεταβολής, η οποία περιγράφει καλύτερα (υψηλότερος συντελεστής συσχέτισης, r) τη σχέση µεταξύ µήκους βλαστού και συγκέντρωσης ζιζανιοκτόνου. Τα δεδοµένα πριν τη χρήση τους για την εξεύρεση της γραµµής συµµεταβολής µετατράπηκαν σε λογάριθµο [log(x+1), όπου x= συγκέντρωση του ζιζανιοκτόνου και log(y+1), όπου y=µήκος βλαστού % του µήκους βλαστού του µάρτυρα]. Στη συνέχεια, µε τη βοήθεια της εξίσωσης συµµεταβολής υπολογίστηκε η τιµή GΙ 50 (συγκέντρωση ζιζανιοκτόνου που απαιτείται για να µειώσει κατά 50% το µήκος βλαστού της ήρας). Ο συντελεστής ανθεκτικότητας υπολογίσθηκε από το πηλίκο µεταξύ της GΙ 50 τιµής του κάθε βιοτύπου προς την GΙ 50 τιµή του βιοτύπου Αγρόκτηµα (ευαίσθητος). Η ανάλυση των δεδοµένων έγινε µε τη βοήθεια του στατιστικού προγράµµατος MSTAT, ενώ η εξεύρεση της γραµµής συµµεταβολής µε το EXCEL Αποτελέσµατα Η ανάλυση των δεδοµένων του χλωρού βάρους έδειξε σηµαντική αλληλεπίδραση µεταξύ βιοτύπων και επεµβάσεων. Ειδικότερα, η συνιστώµενη δόση του tralkoxydim (32.5 g δ.ο./στρ) δεν επηρέασε το χλωρό βάρος του βιοτύπου Ζαγκλιβέρι 2 (µείωση κατά 3% για το πρώτο πείραµα και 0% για το δεύτερο πείραµα, αντίστοιχα, σε σύγκριση µε τον αψέκαστο µάρτυρα) (Σχήµα

38 33 2.4), αλλά µείωσε το χλωρό βάρος των βιοτύπων Ζαγκλιβέρι 3 και Φιλαδέλφι 4 και στα δύο πειράµατα, κατά 45 και 50%, 59 και 39%, αντίστοιχα. Τέλος, ή ίδια δόση του tralkoxydim (32.5 g δ.ο./στρ) µείωσε το χλωρό βάρος των φυτών των βιοτύπων Αγρόκτηµα, Καλαµωτό 1, Ξηροπόταµος, Φιλαδέλφι 1, Ροδολίβος 2 και Άσσηρος κατά 91, 88, 90, 78, 87 και 69% στο πρώτο πείραµα και κατά 98, 100, 91, 93, 93 και 100% στο δεύτερο, αντίστοιχα, σε σύγκριση µε το χλωρό βάρος των φυτών του αψέκαστου µάρτυρα (Σχήµα 2.4). Η εφαρµογή της τετραπλάσιας από τη συνιστώµενη δόσης του tralkoxydim (130 g δ.ο./στρ) µείωσε το χλωρό βάρος του βιοτύπου Ζαγκλιβέρι 2 κατά 32% στο πρώτο πείραµα και κατά 38% στο δεύτερο, αντίστοιχα, σε σύγκριση µε το χλωρό βάρος του αψέκαστου µάρτυρα. Η ίδια δόση προκάλεσε µείωση στο χλωρό βάρος των βιοτύπων Ζαγκλιβέρι 3 και Φιλαδέλφι 4 και στα δύο πειράµατα, κατά 75 και 76%, 96 και 95%, αντίστοιχα. Αντίθετα, η ίδια δόση µείωσε το χλωρό βάρος των υπόλοιπων βιοτύπων κατά % σε σύγκριση µε το χλωρό βάρος του αψέκαστου µάρτυρα και στα δύο πειράµατα (Σχήµα 2.4).

39 34 Σχήµα 2.4: Μείωση χλωρού βάρους των εννέα Lolium rigidum βιοτύπων στις 4 εβδοµάδες από τη µεταφυτρωτική εφαρµογή των επεµβάσεων. Η ανάλυση των δεδοµένων της µακροσκοπικής αξιολόγησης έδειξε παρόµοια αποτελέσµατα µε εκείνα του χλωρού βάρους και για τα δύο πειράµατα (Σχήµα 2.5). Ειδικότερα, η συνιστώµενη δόση του tralkoxydim (32.5 g δ.ο./στρ) µείωσε την ανάπτυξη του βιοτύπου Ζαγκλιβέρι 2 κατά 8% στο πρώτο πείραµα και κατά 10% στο δεύτερο πείραµα, αντίστοιχα, σε σύγκριση µε τον αψέκαστο µάρτυρα) (Σχήµα 2.5). Η ίδια δόση προκάλεσε µεγαλύτερη µείωση στην ανάπτυξη των φυτών των βιοτύπων Ζαγκλιβέρι 3 και Φιλαδέλφι 4, η οποία κυµάνθηκε από 40 µέχρι 50%, 58 µέχρι 37%, στα δύο πειράµατα, αντίστοιχα, σε σχέση µε τον αψέκαστο µάρτυρα. Αντίθετα, η ίδια δόση µείωσε την ανάπτυξη των φυτών των βιοτύπων Αγρόκτηµα, Καλαµωτό 1, Ξηροπόταµος, Φιλαδέλφι 1, Ροδολίβος 2 και Άσσηρος κατά

40 35 96, 96, 95, 67, 95 και 98% στο πρώτο πείραµα και κατά 100, 98, 98, 95, 98 και 100% στο δεύτερο πείραµα, αντίστοιχα, σε σύγκριση µε τον αψέκαστο µάρτυρα (Σχήµα 2.5). Η εφαρµογή της τετραπλάσιας από τη συνιστώµενη δόσης του tralkoxydim (130 g δ.ο./στρ) µείωσε την ανάπτυξη των φυτών του βιοτύπου Ζαγκλιβέρι 2 κατά 35% στο πρώτο πείραµα και κατά 43% στο δεύτερο πείραµα, αντίστοιχα, σε σύγκριση µε τον αψέκαστο µάρτυρα. Αντίθετα, η ίδια δόση προκάλεσε µείωση στην ανάπτυξη των φυτών των υπόλοιπων βιοτύπων που κυµάνθηκε από 87 έως 100% σε σύγκριση µε τα φυτά του αψέκαστου µάρτυρα και των δύο πειραµάτων (Σχήµα 2.5). Σχήµα 2.5: Αποτελεσµατικότητα (µείωση ανάπτυξης των φυτών) του tralkoxydim εναντίον εννέα Lolium rigidum βιοτύπων στις 4 εβδοµάδες από τη µεταφυτρωτική εφαρµογή των επεµβάσεων.

41 36 Η ανάλυση των δεδοµένων του µήκους βλαστού των σπορόφυτων που αναπτύχθηκαν σε τριβλία Petri έδειξε ότι το µήκος του βλαστού όλων των βιοτύπων µειώθηκε µε την αύξηση της συγκέντρωσης του ζιζανιοκτόνου, αλλά η µικρότερη µείωση παρατηρήθηκε στους βιοτύπους Ζαγκλιβέρι 2 και Ζαγκλιβέρι 3 (Σχήµα 2.6). Η ανάλυση των δεδοµένων του µήκους βλαστού σε τριβλία petri για την εξεύρεση της καλύτερης γραµµής συµµεταβολής µεταξύ του µήκους της ρίζας (% του µάρτυρα) και της συγκέντρωσης του ζιζανιοκτόνου (στο νερό) έδειξε ότι η δευτεροβάθµιος εξίσωση y = a + bx + cx 2 περιγράφει καλύτερα τη σχέση αυτή, αλλά µετά από µετατροπή των δεδοµένων [y = log (µήκος βλαστού % του µάρτυρα +1) και x = log (δόση ζιζανιοκτόνου + 1)] (Σχήµα 2.6). Η υπολογισθείσα από την εξίσωση συµµεταβολής GI 50 τιµή (mg ζιζανιοκτόνου/lt για µείωση του µήκους βλαστού κατά 50%) για τους πληθυσµούς Ζαγκλιβέρι 2, Ζαγκλιβέρι 3, ήταν 1.10 και 0.41 mg/lt, ενώ για τους πληθυσµούς Αγρόκτηµα και Ροδολίβος και 0.05 mg/lt, αντίστοιχα.

42 37 Σχήµα 2.6: Επίδραση της συγκέντρωσης του tralkoxydim στο µήκος βλαστού (% του µάρτυρα) των σποροφύτων τεσσάρων βιοτύπων ήρας (πειράµατα µε τριβλία Petri). Ο λόγος GI 50 κάθε βιοτύπου/gi 50 βιοτύπου Αγρόκτηµα (ευαίσθητος), γνωστός και ως συντελεστής ανθεκτικότητας, έδειξε ότι είχε την υψηλότερη τιµή (18.1 και 6.7) στους πληθυσµούς Ζαγκλιβέρι 2, Ζαγκλιβέρι 3, αντίστοιχα, ενώ για τον πληθυσµό Ροδολίβος 2 έδειξε µικρότερη τιµή (0.74) από εκείνη του ευαίσθητου πληθυσµού (Αγρόκτηµα) (Πίνακας 2.3).

43 38 Πίνακας 2.3: Εξισώσεις συµµεταβολής, συντελεστές προσδιορισµού (r 2 ), GΙ 50 τιµές και τιµές συντελεστού ανθεκτικότητας (GI 50 R/GI 50 S) µε βάση το µήκος βλαστού των βιοτύπων σε σχέση µε τη συγκέντρωση του tralkoxydim. Συντελεστής Πληθυσµός Εξίσωση συµµεταβολής προσδιορισµού (r 2 ) Τιµή Συντελεστής GΙ 50 ανθεκτικότητας Αγρόκτηµα Y= x x Ζαγκλιβέρι 2 Y= x x Ζαγκλιβέρι 3 Y= x x Ροδολίβος 2 Y= x+4.834x Συζήτηση Η µη σηµαντική µείωση στην ανάπτυξη των φυτών (µακροσκοπική αξιολόγηση και χλωρό βάρος) από την εφαρµογή της τετραπλάσιας από τη συνιστώµενη δόση του tralkoxydim του βιοτύπου Ζαγκλιβέρι 2 και στα δύο πειράµατα δείχνει ότι ο βιότυπος αυτός ανέπτυξε, εκτός από την προαναφερθείσα ανθεκτικότητα στο chlorsulfuron, και πολλαπλή ανθεκτικότητα στο tralkoxydim. Επίσης, η µη εµπορικώς αποδεκτή µείωση στην ανάπτυξη των φυτών των βιοτύπων Ζαγκλιβέρι 3 και Φιλαδέλφι 4 από την εφαρµογή της συνιστώµενης δόσης του tralkoxydim δείχνει, εκτός από την προαναφερθείσα ανθεκτικότητα στο chlorsulfuron, πολλαπλή ανθεκτικότητα ή αναπτυσσόµενη πολλαπλή ανθεκτικότητα στο tralkoxydim. Τέλος, η σηµαντική µείωση της ανάπτυξης των φυτών των υπολοίπων βιοτύπων από την εφαρµογή του tralkoxydim δείχνουν ότι δεν υπάρχει πρόβληµα ανθεκτικότητας στους βιότυπους αυτούς. Οι µεγαλύτερες GΙ 50 τιµές (δεδοµένα πειραµάτων µε τριβλία Petri) των βιοτύπων Ζαγκλιβέρι 2 και Ζαγκλιβέρι 3 αλλά και οι µεγαλύτερες GI 50 κάθε

44 39 βιοτύπου/gi 50 βιοτύπου Αγρόκτηµα τιµές (συντελεστής ανθεκτικότητας) δείχνουν ότι οι βιότυποι αυτοί ανέπτυξαν ήδη πολλαπλή ανθεκτικότητα στο chlorsulfuron και στο tralkoxydim, πράγµα που επιβεβαιώνει τα προαναφερθέντα αποτελέσµατα των πειραµάτων µε φυτοδοχεία. Οι GΙ 50 τιµές των υπολοίπων δύο βιοτύπων δείχνουν ότι οι βιότυποι αυτοί είναι ευαίσθητοι στο tralkoxydim. Παρόµοια αποτελέσµατα (µε µετρήσεις µήκους βλαστών και/ή ριζών) ανθεκτικότητας βιοτύπων αγρωστωδών ζιζανίων σε ζιζανιοκτόνα αναστολείς του ενζύµου ACCase αναφέρονται και από άλλους ερευνητές για Sorghum halepense (Smeda 1995), Avena fatua (Murray 1996), Alopecurus myosuroides και Lolium rigidum (Letouze 1999). Η τριετής µεταφυτρωτική εφαρµογή του tralkoxydim σε συνδυασµό µε την προφυτρωτική εφαρµογή του chlorsulfuron στους σιταγρούς της περιοχής Φιλαδέλφι, αλλά κυρίως η µη εφαρµογή του tralkoxydim στην περιοχή Ζαγκλιβέρι δεν δικαιολογεί τη δηµιουργία βιοτύπων µε πολλαπλή ανθεκτικότητα στις περιοχές αυτές ως αποτέλεσµα της πίεσης επιλογής του ζιζανιοκτόνου tralkoxydim. Τα αποτελέσµατα αυτά συµφωνούν µε εκείνα των Tardif κ.ά. (1997), Burnet κ.ά. (1999) και Heap (2006) οι οποίοι αναφέρουν ότι ένας βιότυπος του ζιζανίου Lolium rigidum από την Αυστραλία έχει ήδη αναπτύξει πολλαπλή ανθεκτικότητα σε ζιζανιοκτόνα που έχουν τέσσερις µηχανισµούς δράσης (PS II-φαινυλουρίες-τριαζίνες, ALS-σουλφονυλουρίεςιµιδαζολινόνες, ACCase-κυκλοεξανδιόνες- αρυλοξυφαινοξυαλκανοϊκά, VLCFA-χλωροακεταµίδια). Το ενδιαφέρον µε την εργασία αυτή είναι ότι ο βιότυπος αυτός προήλθε από έναν αγρό όπου είχαν εφαρµοστεί τα ζιζανιοκτόνα diuron (παράγωγο ουρίας), chlorsulfuron (σουλφονυλουρίες),

45 40 atrazine (τριαζίνες), paraquat (διπυριδύλια) και diclofop methyl (αρυλοξυφαινοξυαλκανοϊκά) για 17, 6, 5, 3 και 2 χρόνια, αντίστοιχα. Τα δεδοµένα αυτά δείχνουν ότι ορισµένοι ανθεκτικοί στο chlorsulfuron βιότυποι ζιζανίων Lolium rigidum (όπως και στην παρούσα εργασία) µπορούν να αναπτύξουν µη αναµενόµενη σταυροανθεκτικότητα σε ζιζανιοκτόνα που χρησιµοποιήθηκαν για δύο µόνο χρόνια (diclofop methyl, έχει τον ίδιο µηχανισµό δράσης µε το tralkoxydim) ή ακόµη σε ζιζανιοκτόνα που δεν είχαν χρησιµοποιηθεί προηγουµένως (χλωροακεταµίδια). Αυτό, σύµφωνα µε τις ίδιες πηγές, µπορεί να γίνει αν οι µηχανισµοί ανθεκτικότητας αυτών των βιοτύπων (π.χ. ALS-chlorsulfuron, ACCase-tralkoxydim) επιλεγούν από την πίεση επιλογής άλλων ζιζανιοκτόνων ή αν τα γονίδια έκφρασης αυτών των µηχανισµών ανθεκτικότητας είναι συνδεδεµένα µε το επιλεχθέν γονίδιο έκφρασης του µηχανισµού ανθεκτικότητας του βιοτύπου σε άλλα ζιζανιοκτόνα.

46 ιερεύνηση µηχανισµού ανθεκτικότητας στο chlorsulfuron Υλικά και µέθοδοι Πραγµατοποιήθηκαν δύο παρόµοια πειράµατα στο αγρόκτηµα του Πανεπιστηµίου για τη διερεύνηση πέντε βιοτύπων της ήρας (4 ανθεκτικοί και ένας ευαίσθητος) ως προς τον µηχανισµό ανθεκτικότητας στο ζιζανιοκτόνο chlorsulfuron. Τα δύο πειράµατα έγιναν σε φυτοδοχεία διαστάσεων 11x17x16 cm που γεµίστηκαν µε µίγµα έδαφος:άµµος 2:1. Σε κάθε φυτοδοχείο τοποθετήθηκαν 20 σπόροι ήρας στην επιφάνεια του εδαφικού µίγµατος και ακολούθως καλύφθηκαν µε το ίδιο µίγµα ύψους 1 cm. Όλες τα φυτοδοχεία τοποθετήθηκαν εντός του θερµοκηπίου του Αγροκτήµατος για το πρώτο πείραµα, ενώ για το δεύτερο πείραµα σε υπαίθριο χώρο του Αγροκτήµατος. Η σπορά των δύο πειραµάτων έγινε στις 29/11/04 και στις 7/4/05, ενώ η προφυτρωτική εφαρµογή µίας επέµβασης του chlorsulfuron (1.5 g δ.ο/στρ) και µίας συνδυασµένης επέµβασης chlorsulfuron (1.5 g δ.ο./στρ) και οργανοφωσφορικού εντοµοκτόνου terbufos (300 g/στρ) έγινε στις 29/11/04 και 7/4/05. Και στα δύο πειράµατα χρησιµοποιήθηκε αψέκαστος µάρτυρας. Η κάθε επέµβαση είχε τρεις επαναλήψεις. Η εφαρµογή των ζιζανιοκτόνων έγινε µε φορητό ψεκαστήρα ακρίβειας ΑΖΟ ( ράµπα µήκους 2,4 m των 6 (8002) µπεκ) και πίεση 250 kpa. Ο όγκος του ψεκαστικού υγρού ήταν 30 lt/στρ. Οι γλάστρες αρδεύονταν όποτε ήταν αναγκαίο, ενώ κάθε εβδοµάδα γινόταν διαφυλλική εφαρµογή λιπάσµατος [Bayfolan (11-8-6)]. Επτά και δέκα εβδοµάδες από την εφαρµογή των επεµβάσεων (17/1/05 και 16/6/05, αντίστοιχα, για τα δύο πειράµατα), έγινε µακροσκοπική αξιολόγηση της αποτελεσµατικότητας των επεµβάσεων (µείωση ανάπτυξης των φυτών σε

47 42 σύγκριση µε τον αψέκαστο µάρτυρα) και προσδιορισµός του χλωρού βάρους των φυτών που επιβίωσαν (% του αψέκαστου µάρτυρα). Χρησιµοποιήθηκε το τελείως τυχαιοποιηµένο 5 x 3 παραγοντικό σχέδιο (5 πληθυσµοί ήρας x 3 επεµβάσεις ζιζανιοκτόνου). Ο κάθε συνδυασµένος παράγοντας (βιότυπος x επεµβάσεις) είχε 3 επαναλήψεις. Η ανάλυση της παραλλακτικότητας (ANOVA) έγινε χωριστά για κάθε πείραµα, λόγω των διαφορετικών συνθηκών ανάπτυξης των φυτών. Για την ανάλυση των δεδοµένων χρησιµοποιήθηκε το στατιστικό πρόγραµµα MSTAT Αποτελέσµατα Η ανάλυση των δεδοµένων του χλωρού βάρους έδειξε σηµαντική αλληλεπίδραση µεταξύ βιοτύπων και επεµβάσεων. Ειδικότερα, η συνιστώµενη δόση του chlorsulfuron (1.5 g δ.ο./στρ) µείωσε το χλωρό βάρος των βιοτύπων Ζαγκλιβέρι 2, Ζαγκλιβέρι 3 και Καλαµωτό 1 κατά 0, 0 και 3% στο πρώτο πείραµα και κατά 0, 0 και 0% στο δεύτερο πείραµα, αντίστοιχα, σε σύγκριση µε τον αψέκαστο µάρτυρα. Επίσης, η συνδυασµένη επέµβαση της συνιστώµενης δόσης του chlorsulfuron και του εντοµοκτόνου terbufos µείωσε το χλωρό βάρος των παραπάνω βιότυπων κατά 5, 0, 3% στο πρώτο πείραµα και κατά 0, 4 και 10% στο δεύτερο πείραµα, αντίστοιχα, σε σύγκριση µε τον αψέκαστο µάρτυρα (Σχήµα 2.7). Αντίθετα, η συνιστώµενη δόση του chlorsulfuron µείωσε το χλωρό βάρος του πληθυσµού Φιλαδέλφι 4 κατά 68% και 57% για τα δύο πειράµατα, αντίστοιχα, σε σύγκριση µε τον αψέκαστο µάρτυρα, ενώ η συνδυασµένη επέµβαση της συνιστώµενης δόσης του chlorsulfuron και του εντοµοκτόνου terbufos προκάλεσε 100% µείωση στο χλωρό βάρος των φυτών του βιοτύπου αυτού (Σχήµα 2.7).

48 43 Σχήµα 2.7: Μείωση χλωρού βάρους πέντε Lolium rigidum βιοτύπων στις 7 και 10 εβδοµάδες από την εφαρµογή των επεµβάσεων. Η ανάλυση των δεδοµένων της µακροσκοπικής αξιολόγησης έδειξε παρόµοια αποτελέσµατα µε εκείνα του χλωρού βάρους και για τα δύο πειράµατα (Σχήµα 2.8). Ειδικότερα, η συνιστώµενη δόση του chlorsulfuron µείωσε την ανάπτυξη των βιοτύπων Ζαγκλιβέρι 2, Ζαγκλιβέρι 3 και Καλαµωτό 1 κατά 0, 0 και 0% στο πρώτο πείραµα και κατά 0, 2 και 2% στο δεύτερο πείραµα, αντίστοιχα, σε σύγκριση µε τον αψέκαστο µάρτυρα (Σχήµα 2.8). Επίσης, η συνδυασµένη επέµβαση της συνιστώµενης δόσης του chlorsulfuron και του εντοµοκτόνου terbufos µείωσε την ανάπτυξη των παραπάνω βιότυπων κατά 0, 0 και 3% στο πρώτο πείραµα και κατά 0, 0 και 13% στο δεύτερο πείραµα, αντίστοιχα, σε σύγκριση µε τον αψέκαστο µάρτυρα

49 44 (Σχήµα 2.8). Αντίθετα, η συνιστώµενη δόση του chlorsulfuron µείωσε την ανάπτυξη του πληθυσµού Φιλαδέλφι 4 κατά 70 και 63% στα δύο πειράµατα, αντίστοιχα, σε σύγκριση µε τον αψέκαστο µάρτυρα, ενώ η συνδυασµένη επέµβαση της συνιστώµενης δόσης του chlorsulfuron και του εντοµοκτόνου terbufos µείωσε την ανάπτυξη των φυτών κατά 100% (Σχήµα 2.8). Σχήµα 2.8: Αποτελεσµατικότητα (µείωση ανάπτυξης των φυτών) διαφόρων επεµβάσεων του chlorsulfuron εναντίο πέντε Lolium rigidum βιοτύπων (7 και 10 εβδοµάδες από εφαρµογή των επεµβάσεων) Συζήτηση Η µεγαλύτερη µείωση στην ανάπτυξη των φυτών του βιοτύπου Φιλαδέλφι 4 από τη συνδυασµένη εφαρµογή του chlorsulfuron µε το οργανοφωσφορικό εντοµοκτόνο terbufos σε σύγκριση µε εκείνη του chlorsulfuron θα πρέπει να οφείλεται στο terbufos, το οποίο µειώνει τη δράση

50 45 των ενζύµων µονοοξυγενασών του κυτοχρώµατος P 450 που καταλύουν αντιδράσεις µεταβολισµού των ζιζανιοκτόνων της οµάδας των σουλφονυλουριών (π.χ. chlorsulfuron) µε αποτέλεσµα την αύξηση της ευαισθησίας των φυτών στο ζιζανιοκτόνο (Ελευθεροχωρινός, 2002). Αυτό σηµαίνει ότι η αναπτυσσόµενη ανθεκτικότητα αυτού του βιοτύπου οφείλεται και στην ικανότητα των φυτών να µεταβολίζουν το chlorsulfuron. Αντίθετα, η µη διαφοροποίηση της ανάπτυξης των φυτών των βιοτύπων Ζαγκλιβέρι 2, Ζαγκλιβέρι 3 και Καλαµωτό 1 στη συνδυασµένη εφαρµογή του chlorsulfuron µε το οργανοφωσφορικό εντοµοκτόνο terbufos και στα δύο πειράµατα δείχνει ότι η ανθεκτικότητα αυτών των βιοτύπων δεν οφείλεται στην ικανότητα των φυτών να µεταβολίζουν το chlorsulfuron, αλλά πιθανώς σε ανθεκτικό ένζυµο ALS. Πίνακας 2.4: Μηχανισµός ανθεκτικότητας τεσσάρων ανθεκτικών βιοτύπων της ήρας στο chlorsulfuron. Πληθυσµός Χαρακτηρισµός Μηχανισµός ανθεκτικότητας Αγρόκτηµα Ευαίσθητος _ Ζαγκλιβέρι 2 Ανθεκτικός Τροποποίηση θέσης δράσης Ζαγκλιβέρι 3 Ανθεκτικός Τροποποίηση θέσης δράσης Καλαµωτό 1 Ανθεκτικός Τροποποίηση θέσης δράσης Φιλαδέλφι 4 Ηµιανθεκτικός Μεταβολισµός Μονοοξυγενάσες P 450 Τα παραπάνω συµφωνούν µε τα αποτελέσµατα των Christopher κ.ά. (1994), οι οποίοι βρήκαν ότι η συνδυασµένη εφαρµογή chlorsulfuron και malathion µείωσε την ικανότητα µεταβολισµού του ζιζανιοκτόνου από ανθεκτικό στο chlorsulfuron Lolium rigidum βιότυπο µε αποτέλεσµα την αύξηση της ευαισθησίας του.

51 ιερεύνηση βιολογίας και µορφολογίας εννέα βιοτύπων Υλικά και µέθοδοι Πραγµατοποιήθηκε ένα πείραµα αγρού στο Αγρόκτηµα του Πανεπιστηµίου για τη διερεύνηση βιολογικών και µορφολογικών χαρακτηριστικών εννέα βιοτύπων ήρας. Αρχικά, τα φυτά αναπτύχθηκαν σε φυτοδοχεία διαστάσεων 6 x 7 x 7 cm, τα οποία γεµίστηκαν µε µίγµα εδάφους:άµµου 2:1, τοποθετήθηκαν 5 σπόροι κάθε βιοτύπου στην επιφάνεια του εδάφους κάθε φυτοδοχείου και ακολούθως καλύφθηκαν µε το ίδιο µίγµα ύψους 1 cm. Όλες τα φυτοδοχεία τοποθετήθηκαν σε υπαίθριο χώρο του Αγροκτήµατος, όπου αρδεύονταν και γινόταν διαφυλλική εφαρµογή λιπάσµατος [Bayfolan (11-8-6)] όποτε ήταν αναγκαίο. Η σπορά έγινε στις 5/12/04 και αµέσως µετά τη σπορά έγινε προφυτρωτική εφαρµογή της συνιστώµενης δόσης του chlorsulfuron στα φυτοδοχεία των ανθεκτικών βιοτύπων (νέκρωση τυχόν ευαίσθητων φυτών). Στις τέσσερις εβδοµάδες από τη σπορά έγινε αραίωµα των φυτών (δύο φυτά/φυτοδοχείο) και µία εβδοµάδα αργότερα έγινε η µεταφύτευσή τους στον αγρό (όπου τα τελευταία χρόνια δεν είχε γίνει εφαρµογή ζιζανιοκτόνου). Τα φυτά κατά την µεταφύτευσή τους ήταν στο στάδιο 2-3 φύλλων και δεν είχε αρχίσει το αδέλφωµα. Η µεταφύτευση έγινε κατά όρχους (θέσεις) εξαγώνων, οι οποίοι απείχαν µεταξύ τους 60 cm. Σε κάθε όρχο µεταφυτεύτηκαν τα δύο φυτά του κάθε φυτοδοχείου, ενώ σε κάθε επανάληψη του βιοτύπου υπήρχαν 25 όρχοι. Το πειραµατικό σχέδιο που χρησιµοποιήθηκε ήταν οι πλήρεις οµάδες σε τυχαία διάταξη µε τέσσερις επαναλήψεις (οµάδες). Η απόσταση µεταξύ των οµάδων ήταν 2 m. Τα φυτά αναπτύχθηκαν σε συνθήκες απουσίας ανταγωνισµού µε άλλα ζιζάνια, αφού κάθε εβδοµάδα τα ζιζάνια αποµακρύνονταν µε τσάπισµα ή βοτάνισµα.

52 47 Η αξιολόγηση περιλάµβανε επτά δειγµατοληψίες. Η πρώτη δειγµατοληψία έγινε οκτώ εβδοµάδες από τη µεταφύτευση (ΕΑΜ) και η τελευταία στις 19 εβδοµάδες. Η κάθε δειγµατοληψία περιλάµβανε συγκοµιδή (κοπή υπέργειου τµήµατος) έξι φυτών από τρεις τυχαίως επιλεγέντες όρχους από κάθε επανάληψη κάθε βιοτύπου. Ακολούθως, σε κάθε δείγµα-φυτό γίνονταν µετρήσεις χλωρού βάρους, αριθµού αδελφιών, αριθµού ταξιανθιών και ύψους (7, 6, 5 και 7 δειγµατοληψίες, αντίστοιχα). Η ανάλυση των δεδοµένων έγινε µε βάση το 9 x (7, 6, 5 ή 7) split plot σχέδιο, όπου οι εννέα βιότυποι ήταν τα κύρια τεµάχια (main plots) και οι δειγµατοληψίες τα υποτεµάχια (sub plot). Για την ανάλυση των δεδοµένων όλων των µετρήσεων χρησιµοποιήθηκε ο µέσος όρος των έξι φυτών για κάθε βιότυπο. Τα δεδοµένα επίσης χρησιµοποιήθηκαν για την εξεύρεση της γραµµής συµµεταβολής µεταξύ των διαφόρων παραµέτρων και χρόνου, αλλά πριν από τη χρήση τους µετατράπηκαν σε λογάριθµο [log(y), όπου y=χλωρό βάρος, αριθµός αδελφιών, ύψος φυτών, διάµετρος ροζέτας, αριθµός ταξιανθιών+10]. Η ανάλυση των δεδοµένων έγινε µε τη βοήθεια του στατιστικού προγράµµατος MSTAT, ενώ η εξεύρεση της καµπύλης συµµεταβολής µε το SPSS. Η τελευταία δειγµατοληψία (19 ΕΑΜ) περιλάµβανε και επιπρόσθετη συγκοµιδή τεσσάρων φυτών (δύο όρχοι) από κάθε επανάληψη/βιότυπο, όπου έγιναν µετρήσεις του µήκους της ταξιανθίας, του αριθµού των σταχυδίων και του αριθµού των σπόρων ανά σταχύδιο. Η µέτρηση του µήκους της ταξιανθίας και του αριθµού των σταχυδίων/ταξιανθία έγινε σε 10 τυχαίως επιλεγείσες ταξιανθίες από κάθε επανάληψη/βιότυπο, ενώ η µέτρηση του αριθµού των σπόρων/σταχύδιο έγινε σε 10 τυχαίως επιλεγέντα σταχύδια από κάθε

53 48 επανάληψη/βιότυπο. Για την ανάλυση των δεδοµένων χρησιµοποιήθηκε το πειραµατικό σχέδιο των πλήρως τυχαιοποιηµένων οµάδων. Για όλες τις µετρήσεις, στην ανάλυση και παρουσίαση των δεδοµένων, χρησιµοποιήθηκε ο µέσος όρος των ταξιανθιών/φυτό, σταχυδίων/ταξιανθία και σπόρων/σταχύδιο, αντίστοιχα, για κάθε βιότυπο. Η ανάλυση των δεδοµένων έγινε µε τη βοήθεια του στατιστικού προγράµµατος MSTAT. Στις 19 ΕΑΜ, τέσσερα φυτά (από δύο όρχους) από κάθε επανάληψη/βιότυπο συγκοµίστηκαν και στη συνέχεια έγινε αλωνισµός των ταξιανθιών τους (τρίψιµο µε τα χέρια) και συλλογή των σπόρων (µετά από επιµελή αποµάκρυνση των ξένων υλών). Οι σπόροι, αφού ζυγίστηκαν, τοποθετήθηκαν σε χάρτινες σακούλες και αποθηκεύτηκαν στη συνέχεια σε χώρο του Εργαστηρίου του Αγροκτήµατος (συνθήκες δωµατίου) προκειµένου να χρησιµοποιηθούν περαιτέρω για προσδιορισµό της φυτρωτικής τους ικανότητας. Για την ανάλυση των δεδοµένων του βάρους των σπόρων/φυτό χρησιµοποιήθηκε το πειραµατικό σχέδιο των πλήρως τυχαιοποιηµένων οµάδων. Η ανάλυση των δεδοµένων έγινε µε τη βοήθεια του στατιστικού προγράµµατος MSTAT. Τέλος, οι βιότυποι κατατάχθηκαν µε βάση το γενικό µέσο όρο, όπως αυτός υπολογίστηκε από την επιµέρους σειρά κατάταξής τους ανά χαρακτηριστικό (τιµή τελευταίας δειγµατοληψίας). Η φυτρωτική ικανότητα των συγκοµισθέντων σπόρων προσδιορίστηκε µε πείραµα µε τριβλία Petri. Ειδικότερα, 20 σπόροι από κάθε επανάληψη/βιοτύπου τοποθετήθηκαν σε τριβλία όπου προηγουµένως είχε τοποθετηθεί διπλή στρώση διηθητικού χαρτιού. Στη συνέχεια, έγινε προσθήκη 5 ml πόσιµου νερού σε κάθε τριβλίο και ακολούθως όλα τα τριβλία τοποθετήθηκαν σε θάλαµο ανάπτυξης φυτών ( C) για δύο εβδοµάδες.

54 49 Για κάθε επανάληψη/βιότυπο χρησιµοποιήθηκαν 2 τριβλία. Μετά το πέρας αυτού του διαστήµατος έγινε µέτρηση του αριθµού των φυτρωµένων σπόρων σε κάθε τριβλίο και εκφράστηκε ως % φυτρωτική ικανότητα. Το πείραµα της µέτρησης της φυτρωτικής ικανότητας έγινε ένα, δύο και τρεις µήνες από τη συγκοµιδή του σπόρου. Η ανάλυση των δεδοµένων έγινε µε βάση το 9 x 3 split plot σχέδιο, όπου οι εννέα βιότυποι ήταν τα κύρια τεµάχια (main plots) και οι τρεις χρόνοι µέτρησης της φυτρωτικής ικανότητας τα υποτεµάχια (sub plot). Για την ανάλυση των δεδοµένων χρησιµοποιήθηκε ο µέσος όρος των έξι φυτών, δηλαδή ο µέσος όρος της % φυτρωτικής ικανότητας των δύο τριβλίων/επανάληψη/βιότυπο Αποτελέσµατα Η ανάλυση των δεδοµένων του χλωρού βάρους ανά φυτό έδειξε ότι το χλωρό βάρος όλων των βιοτύπων αυξήθηκε µε το χρόνο. Οι βιότυποι Αγρόκτηµα και Ζαγκλιβέρι 2 εµφάνισαν το µέγιστο χλωρό βάρος στις 16 ΕΑΜ, ενώ οι υπόλοιποι πληθυσµοί το εµφάνισαν στις 19 ΕΑΜ. Οι βιότυποι Αγρόκτηµα και Ζαγκλιβέρι 2 στην τελευταία δειγµατοληψία είχαν το µικρότερο χλωρό βάρος. Ο πληθυσµός Ξηροπόταµος εµφάνισε τελικά το µεγαλύτερο χλωρό βάρος (Σχήµα 2.9). Η προσπάθεια εξεύρεσης της καλύτερης γραµµής συµµεταβολής µεταξύ χλωρού βάρους ανά φυτό και χρόνου από τη µεταφύτευση έδειξε ότι η εκθετική εξίσωση (y = a x b ) περιγράφει καλύτερα τη σχέση αυτή, αλλά µετά από λογαριθµική µετατροπή των δεδοµένων [y = log (χλωρό βάρος ανά φυτό)] (Πίνακας 2.5). Ο ρυθµός αύξησης (τιµή b) του χλωρού βάρους για τους

55 50 πληθυσµού Ζαγκλιβέρι 2 (ανθεκτικός), Φιλαδέλφι 1 (ευαίσθητος) και Ξηροπόταµος (ευαίσθητος) ήταν 2.31, 2.22 και 2.16, ενώ για τον πληθυσµό Αγρόκτηµα 1.65 (Πίνακας 2.5). Οι τιµές b των υπολοίπων βιοτύπων κυµάνθηκαν από 1.79 µέχρι Ειδικότερα, η φθίνουσα σειρά των διαφόρων βιοτύπων µε βάση την τιµή b είναι Ζαγκλιβέρι 2 > Φιλαδέλφι 1 > Ξηροπόταµος > Άσσηρος > Ροδολίβος 2 > Ζαγκλιβέρι 3 > Φιλαδέλφι 4 > Καλαµωτό 1 > Αγρόκτηµα (Πίνακας 2.5). Σχήµα 2.9:Ρυθµός αύξησης του χλωρού βάρους των εννέα βιοτύπων ήρας.

56 51 Πίνακας 2.5: Συντελεστές προσδιορισµού (r 2 ), τιµές a και b των εξισώσεων συµµεταβολής µεταξύ χλωρού βάρους (g) ανά φυτό (y) και χρόνου από τη µεταφύτευση (x). Πληθυσµός Συντελεστής προσδιορισµού (r 2 ) a b Αγρόκτηµα Ζαγκλιβέρι Ζαγκλιβέρι Καλαµωτό Ξηροπόταµος Φιλαδέλφι Φιλαδέλφι Ροδολίβος Άσσηρος Η ανάλυση των δεδοµένων του αριθµού των αδελφιών ανά φυτό έδειξε ότι το χαρακτηριστικό αυτό όλων των βιοτύπων αυξήθηκε, όπως αναµενόταν, µε το χρόνο. Όλοι οι βιότυποι εµφάνισαν το µέγιστο αριθµό των αδελφιών στις 16 ΕΑΜ. Ο βιότυπος Αγρόκτηµα εµφάνισε στο τέλος το µικρότερο αριθµό αδελφιών, ενώ οι βιότυποι Ξηροπόταµος και Φιλαδέλφι 4 είχαν τελικά το µέγιστο αριθµό αδελφιών ανά φυτό (Σχήµα 2.10). Η προσπάθεια εξεύρεσης της καλύτερης γραµµής συµµεταβολής µεταξύ του αριθµού αδελφιών ανά φυτό και του χρόνου από τη µεταφύτευση έδειξε ότι η εκθετική εξίσωση (y = a x b ) περιγράφει καλύτερα τη σχέση αυτή, αλλά µετά από λογαριθµική µετατροπή των δεδοµένων [y = log (αδέλφια ανά φυτό)] (Πίνακας 2.6). Ο µεγαλύτερος ρυθµός αύξησης (τιµή b) του αριθµού αδελφιών ήταν για το βιότυπο Φιλαδέλφι 1 (ευαίσθητος) (0.95), ενώ η τιµή αυτή για το βιότυπο Αγρόκτηµα και Καλαµωτό 1 (ανθεκτικός) ήταν 0.75

57 52 (Πίνακας 2.6). Οι τιµές b των υπολοίπων βιοτύπων κυµάνθηκαν από 0.77 µέχρι Ειδικότερα, η φθίνουσα σειρά των διαφόρων βιοτύπων µε βάση την τιµή b είναι Φιλαδέλφι 1 > Ζαγκλιβέρι 3 > Φιλαδέλφι 4 > Άσσηρος > Ζαγκλιβέρι 2 > Ξηροπόταµος > Ροδολίβος 2 > Καλαµωτό 1 > Αγρόκτηµα (Πίνακας 2.6). Σχήµα 2.10: Ρυθµός αύξησης του αριθµού των αδελφιών των εννέα βιοτύπων ήρας.

58 53 Πίνακας 2.6: Συντελεστές προσδιορισµού (r 2 ), τιµές a και b των εξισώσεων συµµεταβολής µεταξύ του αριθµού αδελφιών ανά φυτό (y) και χρόνου από τη µεταφύτευση (x). Πληθυσµός Συντελεστής προσδιορισµού (r 2 ) a b Αγρόκτηµα Ζαγκλιβέρι Ζαγκλιβέρι Καλαµωτό Ξηροπόταµος Φιλαδέλφι Φιλαδέλφι Ροδολίβος Άσσηρος Ο αριθµός των ταξιανθιών όλων των βιοτύπων αυξήθηκε, όπως αναµενόταν, µε το χρόνο. Όλοι οι βιότυποι εµφάνισαν το µέγιστο αριθµό ταξιανθιών στις 19 ΕΑΜ. Ο πληθυσµός Αγρόκτηµα είχε στην τελευταία δειγµατοληψία το µικρότερο αριθµό ταξιανθιών, ενώ οι βιότυποι Ξηροπόταµος και Φιλαδέλφι 4 εµφάνισαν τελικά το µέγιστο αριθµό ταξιανθιών ανά φυτό (Σχήµα 2.10). Η προσπάθεια εξεύρεσης της καλύτερης γραµµής συµµεταβολής µεταξύ του αριθµού ταξιανθιών ανά φυτό και του χρόνου από τη µεταφύτευση έδειξε ότι η εκθετική εξίσωση (y = a x b ) περιγράφει καλύτερα τη σχέση αυτή, αλλά µετά από λογαριθµική µετατροπή των δεδοµένων [y = log (ταξιανθίες ανά φυτό+10)] (Πίνακας 2.7). Ο µεγαλύτερος ρυθµός αύξησης (τιµή b) του αριθµού ταξιανθιών ήταν για το βιότυπο Φιλαδέλφι 1 (ευαίσθητος) (1.92), ενώ η τιµή αυτή για το βιότυπο Αγρόκτηµα ήταν 1.54 (Πίνακας 2.7). Οι τιµές b των υπολοίπων βιοτύπων κυµάνθηκαν από 1.71 µέχρι 1.89.

59 54 Σχήµα 2.11:Ρυθµός αύξησης του αριθµού των ταξιανθιών των εννέα βιοτύπων της ήρας.

60 55 Πίνακας 2.7: Συντελεστές προσδιορισµού (r 2 ), τιµές a και b των εξισώσεων συµµεταβολής µεταξύ του αριθµού ταξιανθιών ανά φυτό (y) και χρόνου από τη µεταφύτευση (x). Πληθυσµός Συντελεστής προσδιορισµού (r 2 ) a b Αγρόκτηµα Ζαγκλιβέρι Ζαγκλιβέρι Καλαµωτό Ξηροπόταµος Φιλαδέλφι Φιλαδέλφι Ροδολίβος Άσσηρος Όλοι οι βιότυποι αύξησαν το ύψος τους µε το χρόνο. Ο βιότυπος Αγρόκτηµα εµφάνισε το µέγιστο ύψος στις 16 ΕΑΜ, ενώ όλοι οι υπόλοιποι βιότυποι στις 19 ΕΑΜ. Οι βιότυποι Ζαγκλιβέρι 2, Ξηροπόταµος και Ροδολίβος 2 στην τελευταία δειγµατοληψία είχαν το µικρότερο ύψος, ενώ οι βιότυποι Ζαγκλιβέρι 3, Καλαµωτό 1, Φιλαδέλφι 1, Φιλαδέλφι 4 και Άσσηρος εµφάνισαν στο τέλος το µέγιστο ύψος (Σχήµα 2.12). Η προσπάθεια εξεύρεσης της καλύτερης γραµµής συµµεταβολής µεταξύ του ύψους και του χρόνου από τη µεταφύτευση έδειξε ότι η εκθετική εξίσωση (y = a x b ) περιγράφει καλύτερα τη σχέση αυτή, αλλά µετά από λογαριθµική µετατροπή των δεδοµένων [y = log (ύψος)]. Ο µεγαλύτερος ρυθµός αύξησης (τιµή b) του ύψους ήταν για το βιότυπο Άσσηρος (0.87), ενώ η τιµή αυτή για το βιότυπο Αγρόκτηµα ήταν 0.75 (Πίνακας 2.8). Οι τιµές b των υπολοίπων βιοτύπων κυµάνθηκαν από 0.74 µέχρι 0.86.

61 Σχήµα 2.12:Ρυθµός αύξησης του ύψους των εννέα βιοτύπων της ήρας. 56

62 57 Πίνακας 2.8: Συντελεστές προσδιορισµού (r 2 ), τιµές a και b των εξισώσεων συµµεταβολής µεταξύ του ύψους ανά φυτό (cm) (y) και χρόνου από τη µεταφύτευση (x). Πληθυσµός Συντελεστής προσδιορισµού (r 2 ) a b Αγρόκτηµα Ζαγκλιβέρι Ζαγκλιβέρι Καλαµωτό Ξηροπόταµος Φιλαδέλφι Φιλαδέλφι Ροδολίβος Άσσηρος Όλοι οι βιότυποι αύξησαν τη διάµετρο της ροζέτας τους µε το χρόνο και εµφάνισαν το µέγιστο πλάτος στις 19 ΕΑΜ. Βέβαια, η ανάλυση των δεδοµένων έδειξε ότι δεν υπήρχαν στατιστικώς σηµαντικές διαφορές µεταξύ των βιοτύπων ως προς το ρυθµό αύξησης αυτού του χαρακτηριστικού µε το χρόνο (Σχήµα 2.13).

63 58 Σχήµα 2.13: Ρυθµός αύξησης της διαµέτρου της ροζέτας των εννέα βιοτύπων της ήρας. Η ανάλυση των δεδοµένων του µήκους της ταξιανθίας και του αριθµού των σπόρων ανά σταχύδιο έδειξε ότι δεν υπήρχαν στατιστικώς σηµαντικές διαφορές µεταξύ των βιοτύπων (Σχήµα 2.14). Αντίθετα, η ανάλυση των δεδοµένων του αριθµού των σταχυδίων ανά ταξιανθία έδειξε ότι ο βιότυπος Αγρόκτηµα εµφάνισε το µικρότερο αριθµό σταχυδίων (14.1) ανά ταξιανθία. Οι βιότυποι Ζαγκλιβέρι 2 (ανθεκτικός) και Φιλαδέλφι 4 (αναπτυσσόµενη ανθεκτικότητα) εµφάνισαν τα περισσότερα σταχύδια (18.4 και 18.3, αντίστοιχα). Επίσης, οι βιότυποι Ζαγκλιβέρι 3 (ανθεκτικός) και Καλαµωτό 1

64 59 (ανθεκτικός) εµφάνισαν περισσότερα σταχύδια ανά ταξιανθία σε σύγκριση µε τους ευαίσθητους (16.8 και 17.2, αντίστοιχα), χωρίς όµως να διαφέρουν σηµαντικά µεταξύ τους. Οι υπόλοιποι βιότυποι (ευαίσθητοι) εµφάνισαν 16.6, 16.7, 16 και 15.7 σταχύδια ανά ταξιανθία, αντίστοιχα (Σχήµα 2.14). Η ανάλυση των δεδοµένων του βάρους των σπόρων ανά φυτό έδειξε ότι οι βιότυποι Ζαγκλιβέρι 2 (ανθεκτικός), Ζαγκλιβέρι 3 (ανθεκτικός) και Φιλαδέλφι 4 (αναπτυσσόµενη ανθεκτικότητα) είχαν το µεγαλύτερο βάρος σπόρου ανά φυτό (5.3, 6.0 και 5.9, αντίστοιχα). Ο βιότυπος Καλαµωτό 1 (ανθεκτικός) εµφάνισε το µικρότερο βάρος σπόρου ανά φυτό (3.1), ενώ οι υπόλοιποι βιότυποι (ευαίσθητοι) εµφάνισαν 3.3, 3.3, 4.4, 4.1 και 4.3 βάρος σπόρου ανά φυτό, αντίστοιχα (Σχήµα 2.14).

65 60 Σχήµα 2.14: Μήκος ταξιανθίας, αριθµός σταχυδίων ανά ταξιανθία, αριθµός σπόρων ανά σταχύδιο και βάρος σπόρου ανά φυτό στις 19 εβδοµάδες από τη µεταφύτευση. Όλοι οι βιότυποι αύξησαν τη φυτρωτική ικανότητα των σπόρων τους µε την πάροδο του χρόνου. Οι βιότυποι Ζαγκλιβέρι 2 (ανθεκτικός) και Άσσηρος (ευαίσθητος) εµφάνισαν τη µέγιστη φυτρωτική ικανότητα στους δύο µήνες από τη συγκοµιδή, ενώ οι υπόλοιποι βιότυποι εµφάνισαν τη µέγιστη φυτρωτική τους ικανότητα ένα µήνα αργότερα (Σχήµα 2.15). Ο βιότυπος Ξηροπόταµος