ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΤΗΣ ΑΛΑΤΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΤΟΥ ΕΜΒΟΛΙΑΣΜΟΥ ΣΕ ΔΙΑΦΟΡΑ ΥΠΟΚΕΙΜΕΝΑ ΣΤΗΝ ΑΝΑΠΤΥΞΗ, ΤΗΝ ΠΑΡΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΤΗΝ ΑΠΟΡΡΟΦΗΣΗ ΘΡΕΠΤΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΣΕ ΦΥΤΑ ΠΕΠΟΝΙΑΣ Γ. Βλάχου, Σ. Α. Πετρόπουλος, Χ. Ολύμπιος και Χ. Πάσσαμ Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, Τμήμα Επιστήμης Φυτικής Παραγωγής, Εργαστήριο Κηπευτικών Καλλιεργειών, Ιερά Οδός 75, 11855, Αθήνα, Ελλάδα Περίληψη Σε φυτά πεπονιάς που καλλιεργήθηκαν σε γυάλινο θερμοκήπιο σε κλειστό υδροπονικό σύστημα (Nutrient Film Technique), μελετήθηκε η επίδραση της αυξημένης συγκέντρωσης αλάτων στο θρεπτικό διάλυμα και της εφαρμογής του εμβολιασμού σε διάφορα υποκείμενα στην ανάπτυξη και την παραγωγή των φυτών, καθώς και στην απορρόφηση των θρεπτικών στοιχείων από το φυτό. Χρησιμοποιήθηκαν φυτά του υβριδίου (Cucumis melo L.) τα οποία: α) εμβολιάστηκαν σε δύο εμπορικά υποκείμενα ( Mammouth F1, TZ-148 ) και στον εαυτό τους ( ) με την μέθοδο της προσεγγίσεως και β) καλλιεργήθηκαν ως αυτόρριζα, ενώ εφαρμόστηκαν τρία επίπεδα αλατότητας (2, 4 και 6 ) με την χρήση NaCl. Από τα αποτελέσματα της μελέτης προκύπτει ότι η αυξημένη αλατότητα και ο εμβολιασμός σε διάφορα υποκείμενα έχει ως αποτέλεσμα τη μείωση του μήκους των κύριων βλαστών και της συνολικής επιφάνειας των φυλλών καθώς και του συνολικού αριθμού των φύλλων για τους συνδυασμούς Mammouth και. Το νωπό βάρος των κεντρικών και πλευρικών στελεχών μειώθηκε με την αύξηση της αλατότητας. Το μέσο βάρος των καρπών μειώθηκε με την αύξηση της αλατότητας, κυρίως για τους συνδυασμούς και TZ-148. Όσον αφορά την απορρόφηση των θρεπτικών στοιχείων, παρατηρήθηκε κυρίως αύξηση στην απορρόφηση του Na με την αύξηση της αλατότητας σε όλα τα εξεταζόμενα φυτικά μέρη (κύριοι και πλευρικοί βλαστοί και καρποί). Ως τελικό συμπέρασμα προκύπτει ότι τόσο η αύξηση της αλατότητας όσο ο συνδυασμός εμβολίου υποκειμένου, επηρεάζουν την ανάπτυξη, την παραγωγή και τα ποιοτικά χαρακτηριστικά των καρπών, με τον συνδυασμό Mammouth να εμφανίζει τα καλύτερα χαρακτηριστικά, κυρίως ως προς την συνολική παραγωγή των καρπών. Λέξεις Κλειδιά: Cucumis melo, Nutrient Film Technique, απορρόφηση Na Εισαγωγή Περισσότερα από 800 εκατ. εκτάρια καλλιεργήσιμης γης σε όλο τον πλανήτη έχουν προβλήματα υψηλής αλατότητας, αντιπροσωπεύοντας περισσότερο από το 6% της συνολικής έκτασης της γης (FAO, 2009). Η υψηλή συγκέντρωση αλάτων στο περιβάλλον της ρίζας αυξάνει το ωσμωτικό δυναμικό και ως εκ τούτου μειώνει την διαθεσιμότητα του νερού στα φυτά προκαλώντας ωσμωτικό στρες (Barbour κ.ά., 1998). Το φυτό της πεπονιάς θεωρείται μέτρια ανθεκτικό στην αλατότητα, ωστόσο αύξηση της αλατότητας πάνω από κάποια επίπεδα, ανάλογα και με τον τύπο του εδάφους, το είδος του άλατος που βρίσκεται σε υψηλή συγκέντρωση, το στάδιο ανάπτυξης και την ποικιλία του φυτού, έχει ως αποτέλεσμα την μείωση της παραγωγής (Colla κ.ά., 2006). Η υψηλή αλατότητα προκαλεί μείωση της φυλλικής επιφάνειας και του αριθμού των φύλλων, καθώς και σχηματισμό λιγότερων πλευρικών και κοντύτερων κεντρικών βλαστών, οδηγώντας
τελικά σε μείωση της παραγωγής λόγω της μειωμένης φωτοσυνθετικής επιφάνειας (Franco κ.ά., 1993). Επιπλέον, σημαντικές επιδράσεις υπάρχουν στην απορρόφηση των θρεπτικών στοιχείων από το φυτό, όπου σημαντικό ρόλο μπορεί να παίξει ο συνδυασμός εμβολίουυποκειμένου (Colla κ.ά., 2010). Σε ορισμένες περιπτώσεις η αυξημένη συγκέντρωση αλάτων μπορεί να οδηγήσει σε βελτίωση της ποιότητας των παραγόμενων καρπών τομάτας, ωστόσο η μείωση της συνολικής παραγωγής είναι αρκετά σημαντική μειώνοντας τα όποια οφέλη (Mizrahi, 1982). Ο σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η μελέτη του εμβολιασμού της πεπονιάς σε διάφορα υποκείμενα και της αυξημένης συγκέντρωσης αλάτων στο θρεπτικό, διάλυμα στην ανάπτυξη και την παραγωγή των φυτών, καθώς και στην απορρόφηση των θρεπτικών στοιχείων από το φυτό. Επιπλέον έγινε η αξιολόγηση διαφόρων συνδυασμών εμβολίουυποκειμένου προκειμένου να προταθεί ο καταλληλότερος για καλλιέργεια, με βάση τις συνθήκες του πειράματος. Υλικά και Μέθοδοι Το πείραμα πραγματοποιήθηκε σε θερμαινόμενο θερμοκήπιο, στο Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών. Σπόροι του υβριδίου ( ) και δυο εμπορικών υποκειμένων ( Mammoth F1, TZ-148 ) τοποθετήθηκαν σε κιβώτια σποράς που περιείχαν βερμικουλίτη (27/03 και 01/04 αντίστοιχα) και ακολούθως τοποθετήθηκαν σε θαλάμους προβλάστησης (θ=29 C) για 48h. Είκοσι πέντε ημέρες μετά (26/04) ακολούθησε ο εμβολιασμός του υβριδίου στα δυο υποκείμενα και ο αυτοεμβολιασμός, ενώ χρησιμοποιήθηκαν και αυτόρριζα φυτά ως μάρτυρας (συνολικά τέσσερις επεμβάσεις). Η μεταφύτευση των φυταρίων έγινε 8 μέρες μετά τον εμβολιασμό (04/05), σε 6 κανάλια μήκους 5,5 μ., ύψους 0,08 εκ. και πλάτους 40 εκ., όπου έγινε η καλλιέργειά τους σε κλειστό υδροπονικό σύστημα. Στα φυτά εφαρμόστηκαν τρία επίπεδα αλατότητας [2,0 (), 4,0 και 6,0 ] με την προσθήκη κατάλληλων ποσοτήτων NaCl. Το ph του διαλύματος ρυθμίστηκε στο 5,5. Τα φυτά διαμορφώθηκαν σε μονοστέλεχο σύστημα με πλευρικούς καρποφόρους βλαστούς πάνω από τα 50 εκ., ενώ κατά την διάρκεια της καλλιέργειας γίνονταν κάθε τρεις ημέρες μετρήσεις του ύψους, του αριθμού των φύλλων και του νωπού και ξηρού βάρους των συγκομιζομένων καρπών. Στο τέλος της καλλιέργειας μετρήθηκε το μήκος των κύριων βλαστών, η φυλλική επιφάνεια, το νωπό και ξηρό βάρος των βλαστών και των φύλλων, η περιεκτικότητα των καρπών σε σάκχαρα, καθώς και η απορρόφηση των στοιχείων Na, K, Ca, Mg, Zn, Mn και Cl. Στο πείραμα εφαρμόστηκε το σχέδιο των τυχαιοποιημένων πλήρων ομάδων με 2 επαναλήψεις (12 φυτά ανά κανάλι και 72 φυτά στο σύνολο). Η στατιστική επεξεργασία των αποτελεσμάτων έγινε με το πρόγραμμα Statgraphics 5.1.Plus. Η ανάλυση των δεδομένων έγινε με την μέθοδο της ανάλυσης διασποράς (ANOVA), ενώ η σύγκριση των μέσων έγινε με βάση το κριτήριο του Duncan (p=0,05). Αποτελέσματα-Συζήτηση Από τα αποτελέσματα της μελέτης προκύπτει ότι η αύξηση της αλατότητας στο θρεπτικό διάλυμα, καθώς και ο εμβολιασμός σε διάφορα υποκείμενα έχουν ως αποτέλεσμα την μείωση του μήκους των κύριων βλαστών των φυτών στις 32 ημέρες μετά την μεταφύτευσή τους, ενώ παρατηρήθηκε επίσης μια μείωση του αριθμού των φύλλων για τον συνδυασμό Mammouth και (Πίνακας 1). Παρόμοια
αποτελέσματα έχουν αναφερθεί από τους Franco κ.ά. (1993) σχετικά με την μείωση του ύψους λόγω αυξημένης αλατότητας. Πίνακας 1. Επίδραση της αλατότητας και του συνδυασμού εμβολίου-υποκειμένου και αυτόρριζων φυτών στο μήκος των κύριων βλαστών και τον αριθμό των φύλλων σε φυτά πεπονιάς 32 ημέρες μετά την μεταφύτευση. Επίπεδο αλατότητας Συνδυασμός εμβολίουυποκειμένου Mammouth TZ-148 (Αυτόρριζα) Μήκος κύριων βλαστών (εκ.) (2,0 ) 4,0 6,0 (2,0 ) Αριθμός φύλλων 4,0 6,0 344.0 (a) 37.83 37.83 37.83 325.0 280.0 (b) 345.0 (a) 37.33 37.33 37.33 322.0 a() 299.0 350.0 39.83 39.83 39.83 326.0 295.0 (c) 326.0 b(a) 37.00 37.00 37.00 297.0 b(b) 273.0 b(c) *Τα διαφορετικά γράμματα υποδηλώνουν στατιστικώς σημαντικές διαφορές μεταξύ των μέσων της ίδιας στήλης και της ίδιας γραμμής, με βάση το κριτήριο του Duncan (p=0,05). Η αύξηση της αλατότητας είχε ως αποτέλεσμα την μείωση του νωπού βάρους των κύριων και των πλευρικών βλαστών και των φύλλων τους, ενώ το ξηρό βάρος των βλαστών και των φύλλων αυξήθηκε κυρίως στα αυτόρριζα φυτά (τα στοιχεία δεν παρουσιάζονται). Όσον αφορά την μέση και την συνολική φυλλική επιφάνεια, υπήρξε στατιστικώς σημαντική επίδραση της αυξημένης αλατότητας η οποία προκάλεσε την μείωση τους ανεξαρτήτως συνδυασμού εμβολίου-υποκειμένου (Πίνακας 2). Η μείωση της φωτοσυνθετικής επιφάνειας σε φυτά πεπονιάς εξαιτίας της αυξημένης αλατότητας έχει επίσης αναφερθεί από τους Franco κ.ά. (1993) και Mizrahi (1982). Πίνακας 2. Επίδραση της αλατότητας και του συνδυασμού εμβολίου-υποκειμένου και αυτόρριζων φυτών στο μέσο βάρος καρπών ανά φυτό και την συνολική επιφάνεια των φύλλων φυτών πεπονιάς. Επίπεδο αλατότητας Μέσο βάρος καρπών (γρ.) Συνολική φυλλική επιφάνεια (εκ 2.) Συνδυασμός εμβολίουυποκειμένου Mammouth TZ-148 (Αυτόρριζα) (2,0 ) 1859,9 2236,8 1821,6 b() 1896,6 4,0 2055,8 b 2615,2 2200,9 b(a) 1590,4 c 6,0 1767,0 1512,0 c(c) 1606,6 bc(b) 1982,6 a (2,0 ) 1447,7 c(a) 1666,3 bc(a) 1748.44 b(a) 2108.91 4,0 1407.21 1338.81 1262.36 1562.93 6,0 1133.75 c(b) 1320.57 b(b) 1275.02 b(b) 1496.82
*Τα διαφορετικά γράμματα υποδηλώνουν στατιστικώς σημαντικές διαφορές μεταξύ των μέσων της ίδιας στήλης και της ίδιας γραμμής, με βάση το κριτήριο του Duncan (p=0,05). Το μέσο βάρος των καρπών μειώθηκε με την αύξηση της αλατότητας, κυρίως για τους συνδυασμούς και TZ-148, ενώ ο συνδυασμός Mammouth ήταν ο μόνος που δεν παρουσίασε στατιστικώς σημαντκές διαφορές σε σχέση με τα αυτόρριζα φυτά (Πίνακας 2). Παρόμοια συμπεράσματα αναφέρονται από τους Colla κ.ά. (2006) και Huang κ.ά. (2009a,b), όσον αφορά την μείωση της παραγωγής, όπου τονίζεται η σπουδαιότητα του συνδυασμού εμβολίου-υποκειμένου. Επίσης, δεν παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές στις διαστάσεις των καρπών και την περιεκτικότητα των καρπών σε νερό και σάκχαρα (τα στοιχεία δεν παρουσιάζονται). Η απορρόφηση των θρεπτικών στοιχείων επηρεάστηκε επίσης, όπου αυξανομένης της αλατότητας παρατηρήθηκε αύξηση της στην απορρόφηση των ιόντων Na (τα στοιχεία δεν παρουσιάζονται). Για τα υπόλοιπα θρεπτικά στοιχεία (Κ, Ca, Mg, Zn, Fe) παρατηρήθηκαν αυξομειώσεις ανάλογα με τον συνδυασμό εμβολίου-υποκειμένου και το επίπεδο της αλατότητας. Παρατηρήθηκε επίσης μείωση των ιόντων Cl στους καρπούς, ιδιαίτερα για τους συνδυασμούς Mammouth και, ενώ στους ίδιους συνδυασμούς παρατηρήθηκε αύξηση των ιόντων Mn στους πλευρικούς βλαστούς. Η επίδραση της αυξημένης αλατότητας στην απορρόφηση και διαθεσιμότητα των θρεπτικών στοιχείων από το φυτό έχει επίσης αναφερθεί σε άλλες μελέτες (Hasegawa κ.ά., 2000, Barbour κ.ά., 1998). Ως τελικό συμπέρασμα προκύπτει ο εμβολιασμός σε διάφορα υποκείμενα σε συνδυασμό με την αύξηση της αλατότητας επηρεάζουν την ανάπτυξη, την παραγωγή και τα ποιοτικά χαρακτηριστικά των καρπών. Βρέθηκε ότι σημαντικό ρόλο έχει ο συνδυασμός εμβολίου υποκειμένου, με αυτόν του Mammouth να εμφανίζει τα καλύτερα χαρακτηριστικά, κυρίως ως προς την συνολική παραγωγή των καρπών. Βιβλιογραφία Barbour, M.G., Burk, J.H., Pitts, W.D., Gillian, F.S. and Schwartz, M.N. 1998. Terrestrial Plant Ecology. Publisher Benjamin/Cummings, Menlo Park, California. pp: 46-58. Colla, G., Rouphael, Y., Cardarelli, M., Massa, D., Salerno, A. and Rea, E. 2006. Yield, fruit quality and mineral composition of grafted melon plants grown under saline conditions. J. Hortic. Sci. Biotechnol. 81: 146-152. Colla, G., Suarez, C.M.C., Cardarelli, M. and Rouphael, Y. 2010. Improving nitrogen use eficiency in melon by grafting. HortScience 4: 559-565. FAO, 2009. FAO land and plant nutrition management service. http://www.fao.org/ag/agl/agll/spush/. Franco, J.A., Esteban, C. and Rodriguez, C. 1993. Effects of salinity on various growth stages of muskmelon cv. Revigal. J. Hort. Sci. 68: 899-904. Huang, Y., Zhu, J., Zhen, A., Chen, L. and Bie, Z.L. 2009a. Organic and inorganic solutes accumulation in the leaves and roots of grafted and ungrafted cucumber plants in response to NaCl stress. J. Food Agric. Environ. 7: 703 708. Huang, Y., Tang, R., Cao, Q.L. and Bie, Z.L. 2009b. Improving the fruit yield and quality of cucumber by grafting onto the salt tolerant rootstock under NaCl stress. Sci. Hortic. 122: 26 31. Mizrahi, Y. 1982. Effect of salinity on tomato fruit ripening. Plant Physiol. 17: 966-970.
THE EFFECT OF SALINITY AND GRAFTING ON TO VARIOUS ROOTSTOCKS ON THE GROWTH, YIELD AND MINERAL NUTRIATES UPTAKE OF MELON PLANTS G. Vlachou, S. A. Petropoulos, C. Olympios and H. Passam Loratory of Vegetle Production, Agricultural University of Athens, Iera Odos 75-77, Votanikos 11855, Athens. Abstract The effect of high salinity of nutrient solution and grafting on growth, yield and mineral nutrients uptake of melon plants grown in a closed hydroponic system was examined. Plants of hybrid (Cucumis melo L.) were grafted on two commercial rootstocks and on to themselves ( Mammouth F1, TZ-148 and ) with the approach technique, whereas three salinity levels were applied (2.0, 4.0 and 6.0 ) by adding NaCl in the nutrient solution. The results of our study showed that increasing salinity and grafting resulted in plant height and total leaf area reduction, as well as in total leaf number for scion x rootstock combinations Mammouth and. Fresh weight of main and lateral shoots was reduced by increasing salinity. Mean fruit weight was also reduced by increasing salinity, but only for scion x rootstock combinations and TZ-148. Regarding mineral nutrients uptake, an increase of Na uptake was observed for all the examined plant parts (main and lateral shoots and fruit). In conclusion, both salinity and grafting affect growth, yield and quality features of fruit, whereas scion x rootstock combination is of major importance, with Mammouth combination having a higher total fruit yield than the other combinations.