4 Ο ΓΥΜΝΑΣΙΟ ΧΑΡΙΛΑΟΥ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ Σχολικό Έτος 2015-16 Τάξη Γ1 Μάθημα: Τεχνολογία «Ο ρόλος των ανόργανων θρεπτικών στοιχείων στην αύξηση και ανάπτυξη των φυτών» Πειραματική εργασία Αλσιμπάνι-Λαγοπόδης Νεζάρ-Λάμπρος Γκενγκολλάρι Στέλιος Ευστρατίου Νίκος Υπεύθυνη καθηγήτρια: Κολυνδρινού Ευδοξία ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ, ΑΠΡΙΛΙΟΣ 2016 0
Ευχαριστίες Ευχαριστούμε την καθηγήτριά μας κυρία Κολυνδρινού Ευδοξία που μας έδωσε την ευκαιρία και το ερέθισμα να ασχοληθούμε με μία πειραματική εργασία. Ευχαριστούμε επίσης όσους βοήθησαν στην εκτέλεσή της: το Διευθυντή του εργαστηρίου Φυτοπαθολογίας του Τμήματος Γεωπονίας του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, κ. Νικόλαο Κατή, Καθηγητή Φυτοπαθολογίας, που επέτρεψε τη φιλοξενία μας στο εργαστήριο, την κυρία Μαγδαληνή Κουκουρίκου-Πετρίδου, Καθηγήτρια Βιολογίας Οπωροκηπευτικών για την παραχώρηση των χημικών αντιδραστηρίων και των σκευών εκτέλεσης του πειράματος και την κυρία Αναστασία Λαγοπόδη, Καθηγήτρια Φυτοπαθολογίας για την επίβλεψη κατά την εκτέλεση των σταδίων του πειράματος και την καταγραφή των αποτελεσμάτων. Η εργασία μας αφιερώνεται στο Γυμνάσιο και τους καθηγητές μας που φέτος αποχαιρετούμε, ως ελάχιστη ευγνωμοσύνη σε όσα μας πρόσφεραν τα τρία τελευταία χρόνια της μαθητικής μας ζωής. Αλσιμπάνι-Λαγοπόδης Νεζάρ-Λάμπρος Γκενγκολλάρι Στέλιος Ευστρατίου Νίκος 1
Περιεχόμενα Σελ Εισαγωγή 3 Σκοπός της εργασίας 4 Πειραματική Υπόθεση 4 Υλικά και μέθοδοι 4 Αποτελέσματα και Συζήτηση 7 Ανακεφαλαίωση-Χρησιμότητα του πειράματος 11 Παράρτημα Εικόνων 12 Βιβλιογραφία 38 2
Ο ΡΟΛΟΣ ΤΩΝ ΑΝΟΡΓΑΝΩΝ ΘΡΕΠΤΙΚΩΝ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΣΤΗΝ ΑΥΞΗΣΗ ΚΑΙ ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΤΩΝ ΦΥΤΩΝ 1. Εισαγωγή Γνωρίζουμε ότι η έλλειψη τροφής είναι επιζήμια για την υγεία και κρίσιμη για την επιβίωση κάθε οργανισμού. Τα αυτότροφα φυτά απαιτούν, για να αυξηθούν και να αναπτυχθούν φυσιολογικά, εκτός από τον άνθρακα (C), το υδρογόνο (H) και το οξυγόνο (O), τα οποία προσλαμβάνουν από τον ατμοσφαιρικό αέρα και το νερό, 13 άλλα ανόργανα στοιχεία που προσλαμβάνουν με τις ρίζες τους από το έδαφος. Από τα στοιχεία αυτά ορισμένα ονομάζονται μακροστοιχεία γιατί απαιτούνται σε μεγάλες ποσότητες, ενώ κάποια άλλα ονομάζονται ιχνοστοιχεία γιατί απαιτούνται σε πολύ μικρές ποσότητες. Στα μακροστοιχεία ανήκουν τα άζωτο (N), φώσφορος (P), κάλιο (K), ασβέστιο (Ca), μαγνήσιο (Mg) και θείο (S). Στα ιχνοστοιχεία συγκαταλέγονται τα σίδηρος (Fe), ψευδάργυρος (Zn), μαγγάνιο (Mn), βόριο (B), χαλκός (Cu), μολυβδαίνιο (Mo), χλώριο (Cl), ενώ ορισμένα φυτά έχουν ανάγκη και από νάτριο (Na), κοβάλτιο (Co), ιώδιο (I), αργίλιο (Al), πυρίτιο (Si). Το γεγονός ότι τα ιχνοστοιχεία απαιτούνται σε πολύ μικρές ποσότητες στο θρεπτικό διάλυμα, δεν σημαίνει ότι είναι λιγότερο σημαντικά. H έλλειψή τους προκαλεί σοβαρότατες δυσλειτουργίες στη φυσιολογία των φυτών και έχει δυσμενείς επιδράσεις στην ανάπτυξή τους. Μία μέθοδος για να διαπιστώσουμε τη σημασία που έχει ένα θρεπτικό στοιχείο για την αύξηση και ανάπτυξη του φυτού είναι να μελετήσουμε τις συνέπειες που έχει η έλλειψή του σε αυτές. Η έλλειψη του κάθε στοιχείου προκαλεί χαρακτηριστικά, για το στοιχείο αυτό, συμπτώματα στο φυτό (τροφοπενία). Με την μέθοδο αυτή είναι δυνατόν να καθοριστεί ο ρόλος του κάθε στοιχείου καθώς και η φυσιολογική διεργασία στην οποία το στοιχείο παίρνει μέρος. 3
2. Σκοπός της εργασίας Πολλές φορές παρατηρείται στα φυτά μια μη φυσιολογική εμφάνιση πχ. κιτρινίσματα και νεκρώσεις στα φύλλα, χωρίς αυτή να συνοδεύεται από την παρουσία φυτοπαθογόνων μικροοργανισμών. Σκοπός αυτού του πειράματος που θα περιγραφεί είναι παρακάτω είναι η εξοικείωση με τα συμπτώματα έλλειψης ανόργανων στοιχείων και η αναγνώριση διαφορετικών τροφοπενιών. Ταυτόχρονα θα γίνει και μία γνωριμία με την τεχνική της υδροπονικής καλλιέργειας 3. Πειραματική υπόθεση Γνωρίζουμε ότι οι ελλείψεις των θρεπτικών στοιχείων ασκούν σημαντική επίδραση στην ανάπτυξη των φυτών. Από το πείραμα αναμένουμε να παρατηρηθούν στα φυτά που αναπτύσσονται με ελλείψεις θρεπτικών στοιχείων, σημαντικές διαφορές σε διάφορα ποσοτικά και ποιοτικά χαρακτηριστικά, σε σύγκριση με τα φυτά-μάρτυρες που δέχονται πλήρες θρεπτικό διάλυμα. Τέτοια χαρακτηριστικά είναι κυρίως το μήκος του βλαστού (ποσοτικό χαρακτηριστικό) που αναμένεται να είναι μικρότερο, ο αριθμός των φύλλων (ποσοτικό χαρακτηριστικό) και το χρώμα των φύλλων (ποιοτικό χαρακτηριστικό) που αναμένεται να διαφέρει ως προς τους τόνους του πράσινου. Άλλες δυσμενείς επιδράσεις που αναμένονται είναι παραμορφώσεις και νεκρώσεις που και αυτές αφορούν σε ποιοτικά χαρακτηριστικά της ανάπτυξης του φυτού. 4. Υλικά και μέθοδοι Για το πείραμα επιλέχτηκε το φυτό της τομάτας γιατί από τη βιβλιογραφία είναι γνωστό ότι εκδηλώνει με χαρακτηριστικό και σαφή τρόπο τις διάφορες τροφοπενίες, στις πρώτες εβδομάδες ανάπτυξής της. Σπόροι τομάτας σπάρθηκαν σε μικρά φυτοδοχεία που περιείχαν τύρφη του εμπορίου και τα φυτάρια αναπτύχθηκαν σε αυτήν μέχρι να εμφανίσουν δύο πραγματικά φύλλα. 4
Επειδή τα φυτά επρόκειτο να αναπτυχθούν σε βάζα του 1 λίτρου, οι ποσότητες κάθε θρεπτικού στοιχείου που αναλογούν σε τέτοιο μικρό όγκο δεν θα ήταν δυνατό να μετρηθούν με ακρίβεια. Για το λόγο αυτό, παρασκευάστηκαν πυκνά διαλύματα θρεπτικών στοιχείων με προσθήκη ανόργανων χημικών ενώσεων που περιέχουν τα στοιχεία. Τα πυκνά διαλύματα έγιναν σε απεσταγμένο νερό, σύμφωνα με τον παρακάτω πίνακα 1. Ο σίδηρος αν και ανήκει στα ιχνοστοιχεία εξετάστηκε χωριστά γιατί η έλλειψή του είναι πολύ συχνή στα εδάφη σε σχέση με τα υπόλοιπα. Πίνακας 1. Ανόργανες ενώσεις και ποσότητές τους που χρησιμοποιήθηκαν για την παρασκευή πυκνών διαλυμάτων θρεπτικών στοιχείων Χημική ένωση Ποσότητα Όγκος πυκνού διαλύματος (ml) Ca(NO3)2 x4h2o 23,6 gr 100 KNO3 10,1 gr 100 MgSO4 x7h2o 12,32 gr 50 KH2PO4 2,72 gr 20 FeEDTA 1,44 gr 30 Ιχνοστοιχεία 50 H3BO3 143,0 mg MnCl2 x4h2o 90,5 mg ZnCl2 5,5 mg CuCl2 x2h2o 2,5 mg Na2MoO4 x2h2o 1,25 mg NaNO3 4,25 gr 50 Na2SO4 1,42 gr 10 NaH2PO4 xh2o 1,38 gr 10 CaCl2 x2h2o 7,35 gr 50 KCl 1,49 gr 20 5
Την ημέρα της μεταφοράς των φυτών σε συνθήκες έλλειψης θρεπτικών στοιχείων παρασκευάστηκαν τα παρακάτω θρεπτικά διαλύματα. 1. Πλήρες θρεπτικό διάλυμα (μάρτυρας) 2. Ν ( χωρίς Άζωτο) 3. Κ (χωρίς Κάλιο) 4. Π (χωρίς Φώσφορο) 5. Ca (χωρίς Ασβέστιο) 6. Mg (χωρίς Μαγνήσιο) 7. Fe (χωρίς Σίδηρο) 8. Ιχνοστοιχεία (χωρίς Ιχνοστοιχεία) Η παρασκευή των θρεπτικών διαλυμάτων έγινε με προσθήκη ορισμένης ποσότητας (σε ml) από πυκνά διαλύματα, σε τέτοιο συνδυασμό ώστε από το κάθε θρεπτικό διάλυμα να λείπει ένα θρεπτικό στοιχείο, σύμφωνα με τον παρακάτω πίνακα 2. Πίνακας 2. Ποσότητες (σε ml) από πυκνά διαλύματα θρεπτικών στοιχείων που χρησιμοποιήθηκαν για την παρασκευή θρεπτικών διαλυμάτων Θρεπτικό διάλυμα Πυκνό Πλήρες -Ν -Κ -P -Ca -Mg -Fe -Ιχνοστοιχεία διάλυμα Ca(NO3)2 5-5 5-5 5 5 KNO3 5 - - 5 5 5 5 5 MgSO4 2 2 2 2 2-2 2 KH2PO4 1 1 - - 1 1 1 1 FeEDTA 1 1 1 1 1 1-1 Ιχνοστοιχεία 1 1 1 1 1 1 1 - NaNO3 - - 5-9 - - - Na2SO4 - - - - - 2 - - NaH2PO4 - - 1 - - - - - CaCL2-5 - - - - - - KCL - 5-1 - - - - 6
Μετά την προσθήκη των απαραίτητων ποσοτήτων πυκνών διαλυμάτων στα βάζα το περιεχόμενο συμπληρώθηκε με απεσταγμένο νερό. Είναι σημαντικό να χρησιμοποιείται απεσταγμένο νερό στο πείραμα αυτό δεδομένου ότι το νερό της βρύσης περιέχει αρκετά θρεπτικά στοιχεία και κυρίως μαγνήσιο. Νεαρά φυτά τομάτας (Lycopersicon esculentum) ποικιλίας Belladona, ηλικίας 15 ημερών, τοποθετήθηκαν σε γυάλινα βάζα (δύο φυτά/βάζο) που το καθένα περιείχε 1 λίτρο ενός από θρεπτικά διαλύματα. Τα φυτά περάστηκαν μέσα σε τρύπες που υπήρχαν στα πλαστικά πώματα των βάζων και συγκρατήθηκαν στη θέση τους με λίγο βαμβάκι. Κατόπιν τα πώματα τοποθετήθηκαν στα βάζα, με τέτοιο τρόπο που οι ρίζες των μικρών φυταρίων να είναι βυθισμένες στο θρεπτικό διάλυμα. Με τον τρόπο αυτό η θρέψη των φυτών έγινε υπό συνθήκες υδροπονικής καλλιέργειας. Κάθε εβδομάδα και για περίοδο 4 εβδομάδων γίνονταν παρατηρήσεις και σημειωνόταν το είδος των συμπτωμάτων των τροφοπενιών καθώς και o χρόνος εμφάνισης τους. Εκτός από την αντίδραση των φυτών στην έλλειψη των διαφόρων στοιχείων γινόταν σύγκριση με τα φυτά του μάρτυρα δηλαδή του πλήρους θρεπτικού διαλύματος. Στο τέλος του πειράματος, μετρήθηκε το μήκος του βλαστού και ο αριθμός των φύλλων των φυτών, ως ποσοτικά χαρακτηριστικά αύξησης και ανάπτυξής και μεταχρωματισμοί στα φύλλα και θέση εμφάνισης αυτών, ως ποιοτικά χαρακτηριστικά ανάπτυξης. Επίσης φωτογραφήθηκαν τα συμπτώματα των διαφόρων ελλείψεων για την καλύτερη παρουσίαση των αποτελεσμάτων του πειράματος. 5. Αποτελέσματα και συζήτηση Την πρώτη εβδομάδα ανάπτυξης των φυτών δεν παρατηρήθηκαν συμπτώματα τροφοπενιών. Αυτό οφείλεται στο ότι τα φυτάρια κατά τη μεταφύτευσή τους είχαν αποθέματα θρεπτικών στοιχείων από την αρχική ανάπτυξή τους στην τύρφη. Το πρώτο στοιχείο στην έλλειψη του οποίου παρατηρήθηκαν συμπτώματα ήταν το ασβέστιο, όπου από τη δεύτερη εβδομάδα ανάπτυξης των φυτών 7
άρχισαν να παρατηρούνται νεκρώσεις του ακραίου μεριστώματος, δηλαδή της κορυφής αύξησης του φυτού. Το ασβέστιο παίζει σημαντικό ρόλο στη δομή και περατότητα των κυτταρικών μεμβρανών. Είναι απαραίτητο για την αύξηση και τη διαίρεση των κυττάρων και η έλλειψη του έχει σαν αποτέλεσμα την αποτυχία σχηματισμού επάκριων οφθαλμών των βλαστών και των ακρόρριζων των ριζών. Σε ανεπτυγμένα φυτά σε περίπτωση τροφοπενίας παρατηρείται έλλειψη στα νέα φύλλα και κυρίως στους καρπούς. Την τρίτη εβδομάδα ανάπτυξης όλα τα φυτά με ελλειπή θρεπτικά στοιχεία παρουσίαζαν μικρότερο ύψος εκτός από εκείνα με έλλειψη φωσφόρου. Επίσης παρατηρήθηκαν τα πρώτα χαρακτηριστικά συμπτώματα τροφοπενιών αζώτου, καλίου, μαγνησίου, σιδήρου και φωσφόρου. Η έλλειψη αζώτου εμφανίστηκε ως ανοιχτότερο πράσινο χρώμα στα κάτω φύλλα, ενώ η έλλειψη μαγνησίου και σιδήρου με ανοιχτότερο πράσινο χρώμα στα πάνω φύλλα. Η έλλειψη καλίου έγινε αντιληπτή με κιτρίνισμα και έναρξη νέκρωσης στις άκρες των φύλλων. Τέλος, η έλλειψη φωσφόρου είχε ως αποτέλεσμα έναν αδιόρατο ερυθρωπό μεταχρωματισμό στο βλαστό του φυτού. Το άζωτο είναι το στοιχείο που απαιτείται σε μεγάλες ποσότητες από τα φυτά. Αφομοιώνεται στους φυτικούς ιστούς κυρίως σε μορφή πρωτεΐνης, αμινοξέος ή νουκλεϊκού οξέος. Υπάρχει επίσης στο μόριο της χλωροφύλλης. Η επαρκής θρέψη των φυτών με άζωτο συμβάλλει στην υψηλή φωτοσυνθετική δραστηριότητα και στην ανάπτυξη των φυτών τα οποία παρουσιάζουν έντονο σκούρο πράσινο χρώμα. Η έλλειψη αζώτου προκαλεί κιτρίνισμα του ελάσματος ιδιαίτερα των παλαιότερων φύλλων διότι είναι ευκίνητο στοιχείο. Το κάλιο βρίσκεται μεμονωμένο σαν κατιόν στο εδαφικό θρεπτικό διάλυμα, μετέχει σε λειτουργίες που σχετίζονται με τις αντλίες πρωτονίων των κυτταρικών μεμβρανών. Το μαγνήσιο αποτελεί βασικό συστατικό του μορίου της χλωροφύλλης, η οποία περιέχει το 15-20% του συνόλου του μαγνησίου του φυτού. Αποτελεί επίσης βασικό συστατικό των ριβοσωμάτων και παίζει ρόλο στο μηχανισμό σύνθεσης των πρωτεϊνών. Τα συμπτώματα της έλλειψής του συχνά 8
εμφανίζονται πρώτα στα ανώτερα φύλλα. Η έλλειψη μαγνησίου εμφανίζεται υπό μορφή πράσινης σφήνας στο φύλλο και χλώρωσης στο έλασμα ή χλωρώσεων μεταξύ των νευρών. φύλλα. Ας αναφερθεί ότι το θείο το οποίο χορηγείται σε συνδυασμό με το μαγνήσιο απαιτείται για τη σύνθεση απαραίτητων αμινοξέων που το περιέχουν στο μόριο τους, όπως είναι η κυστεΐνη και η μεθειονίνη. Ο σίδηρος μετέχει στη σύνθεση της χλωροφύλλης και όταν υπάρχει έλλειψη σιδήρου, η παραγωγή της μειώνεται με αποτέλεσμα την εμφάνιση χαρακτηριστικής χλώρωσης. Τα συμπτώματα της χλώρωσης του σιδήρου εμφανίζονται σε πρώτα στάδια με κιτρίνισμα του ελάσματος μεταξύ των νευρών, ενώ τα νεύρα παραμένουν πράσινα. Τα συμπτώματα της τροφοπενίας του εμφανίζονται στα νεότερα φύλλα, αλλά και στα επάκρια μεριστώματα, με αποτέλεσμα να μειώνεται η ανάπτυξη. Ο σημαντικός ρόλος του φωσφόρου στα φυτά είναι στην αποθήκευση και μεταφορά ενέργειας. Επάρκεια θρέψης των φυτών με φώσφορο είναι σημαντική για τον σχηματισμό των αναπαραγωγικών οργάνων του. Ο φώσφορος συμβάλλει στην αύξηση της ανάπτυξης του ριζικού συστήματος συμμετέχοντας έτσι στην καλύτερη απορρόφηση των άλλων θρεπτικών στοιχείων. Τροφοπενία φωσφόρου εμφανίζεται πρώτα στα παλαιότερα φύλλα τα οποία είναι σκληρά με καστανωπό χρώμα και στους βλαστούς που επίσης σκουραίνουν. Την τέταρτη εβδομάδα ανάπτυξης τα συμπτώματα της έλλειψης όλων των παραπάνω στοιχείων ήταν έντονα. Η έλλειψη αζώτου εμφανίστηκε ως χλώρωση (κιτρίνισμα) στα κάτω φύλλα, ενώ η έλλειψη μαγνησίου με χλώρωση στα πάνω φύλλα και του σιδήρου με μεσονεύρια χλώρωση στα πάνω φύλλα. Η έλλειψη καλίου έγινε αντιληπτή με νέκρωση που ξεκινούσε από τις άκρες των φύλλων και επεκτεινόταν σε όλο το έλασμα.. Στην περίπτωση του φωσφόρου παρατηρήθηκε μείωση στο ύψος του φυτού. Η έλλειψη φωσφόρου προκάλεσε ξεκάθαρο κοκκίνισμα του βλαστού και των μίσχων των φύλλων. Στην περίπτωση των ιχνοστοιχείων, εκτός από το χαμηλότερο ύψος των φυτών που ήταν εμφανές από την τρίτη εβδομάδα ανάπτυξης έγιναν ξεκάθαρα και τα 9
συμπτώματα της έλλειψής τους που είχε ως αποτέλεσμα την έντονη καχεξία και παραμόρφωση των ανώτερων φύλλων. Σχετικά με το ρόλο των ιχνοστοιχείων, η έλλειψη του βορίου από το φυτό μπορεί να περιγραφεί ως μια ακανόνιστη ανάπτυξη. Τα νεαρά φύλλα είναι παραμορφωμένα και ζαρωμένα. Το μαγγάνιο είναι απαραίτητο στις διεργασίες της φωτοσύνθεσης. Τα πρώτα συμπτώματα έλλειψής του εμφανίζονται στα νεότερα φύλλα, σαν χλώρωση μεταξύ των νευρών. Σχεδόν το 90% του θείου των φυτών βρίσκεται σε αυτά τα αμινοξέα. Παίζει ρόλο στη σύνθεση των φυτών. Η τροφοπενία του θείου προκαλεί καθυστέρηση στην ανάπτυξη των φυτών. Το 70% του χαλκού βρίσκεται στους χλωροπλάστες και αποτελεί συστατικό της πρωτεΐνης τους. Περιέχεται σε διάφορα ένζυμα που καταλύουν αντιδράσεις. Τα συμπτώματα εμφανίζονται αρχικά στα νεότερα φύλλα. Ο ψευδάργυρος συμμετέχει σε πολλές ενζυμικές διεργασίες. Η έλλειψη ψευδαργύρου προκαλεί μείωση των μεσογονατίων διαστημάτων και του μεγέθους των φύλλων. Άλλα συμπτώματα από την έλλειψη ψευδαργύρου είναι η παρουσία πράσινων, κίτρινων ή άσπρων κηλίδων μεταξύ των νεύρων των φύλλων. Το μολυβδαίνιο είναι απαραίτητο συστατικό των ενζύμων. Τέλος, ο βασικός ρόλος του χλωρίου είναι η ρύθμιση της ωσμωτικής πίεσης των κυττάρων. Τα χαρακτηριστικά συμπτώματα της έλλειψης του χλωρίου είναι η εικόνα μάρανσης που εμφανίζει το φυτό και η εμφάνιση χλώρωσης στα νεότερα Τα ποσοτικά και τα ποιοτικά χαρακτηριστικά όπως καταγράφηκαν στο τέλος της τέταρτης εβδομάδας παρατίθενται στον παρακάτω πίνακα 3. Όπως φαίνεται στον πίνακα ο αριθμός των φύλλων επηρεάστηκε σε όλες τις επεμβάσεις εκτός από την έλλειψη μαγνησίου. Παρατηρήθηκε όμως ότι τα φύλλα τόσο στην έλλειψη μαγνησίου όσο και στις υπόλοιπες επεμβάσεις ελλείψεων είχαν μικρότερο μέγεθος. Το χαρακτηριστικό αυτό δεν ποσοτικοποιήθηκε γιατί χρειαζόταν ειδική συσκευή μέτρησης της φυλλικής επιφάνειας. Οι εικόνες με στιγμιότυπα από τα διάφορα στάδια εκτέλεσης του πειράματος και με τα συμπτώματα των τροφοπενιών παρατίθενται σε παράρτημα στο τέλος της εργασίας. 10
Πίνακας 3. Επίδραση τροφοπενιών σε χαρακτηριστικά αύξησης και ανάπτυξης φυτών τομάτας ύστερα από 4 εβδομάδες θρέψης τους σε υδροπονικές συνθήκες Ποσοτικά Ποιοτικά χαρακτηριστικά χαρακτηριστικά Θρεπτικό Μήκος Αριθμός Χαρακτηριστικά φύλλων και διάλυμα βλαστού (cm) φύλλων βλαστού Πλήρες 35 7 Υγιές, ζωηρό πράσινο χρώμα -Ν 15.5 4 Κιτρίνισμα κάτω φύλλων -Fe 15.5 4 Μεσονεύριο κιτρίνισμα άνω φύλλων -Mg 13.5 7 Κιτρίνισμα άνω φύλλων -P 19.5 5 Κοκκίνισμα βλαστού και μίσχων -Ca 10 2 Έντονη καχεξία φυτού και νέκρωση ακραίου μεριστώματος -Κ 13.5 5 Νέκρωση άκρων των φύλλων -Ιχνοστοιχεία 13,5 4 Καχεξία και παραμόρφωση ανώτερων φύλλων 1. Ανακεφαλαίωση-Χρησιμότητα Το πείραμα αυτό θα βοηθήσει στην κατανόηση του ρόλου κάθε θρεπτικού στοιχείου στην ανάπτυξη των φυτών. Βασιζόμενοι σε τέτοια στοιχεία οι καλλιεργητές θα είναι σε θέση να φροντίζουν για την σωστή λίπανση των καλλιεργειών τους και οι καταναλωτές να απολαμβάνουν φυσικά προϊόντα καλής ποιότητας. Επίσης τα οικόσιτα ζώα θα τρέφονται με τροφή υψηλής ποιότητας. Τέλος, ένα επιπλέον θετικό στοιχείο θα είναι η επίτευξη μεγαλύτερου οικονομικού οφέλους για τους παραγωγούς. 11
ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ ΕΙΚΟΝΩΝ Εικ. 1. Ίδρυμα υποδοχής: Τμήμα Γεωπονίας ΑΠΘ Εικ. 2. Χώρος εκτέλεσης του πειράματος: Εργαστήριο Φυτοπαθολογίας 12
Εικ. 3. Συγκέντρωση χημικών ενώσεων που περιέχουν τα θρεπτικά στοιχεία Εικ. 4. Λήψη απεσταγμένου νερού από την αποστακτική συσκευή και μέτρηση ακριβούς ποσότητας με ογκομετρικό κύλινδρο 13
Εικ. 5. Τοποθέτηση νερού σε κωνική φιάλη Erlenmeyer και αναγραφή της χημικής ένωσης που θα διαλυθεί σε αυτό Εικ. 6. Ζύγισμα απαιτούμενης ποσότητας χημικής ένωσης σε ζυγό ακριβείας 14
Εικ. 7. Διάλυση χημικής ένωσης με ανάδευση σε μαγνητικό αναδευτήρα Εικ. 8. Συγκέντρωση όλων των πυκνών διαλυμάτων 15
Εικ. 9. Τύλιγμα βάζων με μαύρη σακούλα και τοποθέτηση των απαιτούμενων ποσοτήτων από τα διαλύματα στο καθένα. Οι όγκοι λαμβάνονται με σιφώνιο ακριβείας. 16
Εικ. 10. Λήψη φυταρίων τομάτας και ξέπλυμα ριζών τους με απεσταγμένο νερό Εικ. 11. Τοποθέτηση των φυταρίων τομάτας στα βάζα με τα θρεπτικά διαλύματα 17
Εικ. 12. Παρατήρηση φυτών μετά από 1 εβδομάδα όπου δεν υπάρχουν εμφανείς διαφορές στην αύξηση και την ανάπτυξη (αριστερά προς τα δεξιά: -Ρ, -Κ, -ιχνοστοιχεία, πλήρες θρεπτικό διάλυμα) Εικ. 13. Παρατήρηση φυτών μετά από 1 εβδομάδα όπου δεν υπάρχουν εμφανείς διαφορές στην αύξηση και την ανάπτυξη (αριστερά προς τα δεξιά: -Mg, -Fe, -N, πλήρες θρεπτικό διάλυμα) 18
Εικ. 14. Νέκρωση ακραίου μεριστώματος στο διάλυμα με έλλειψη ασβεστίου (-Ca), ορατό από τη 2 η εβδομάδα ανάπτυξης των φυτών 19
Εικ. 15. Καθυστερημένη ανάπτυξη φυτών και χλώρωση ανώτερων φύλλων στο διάλυμα με έλλειψη σιδήρου (-Fe), σε σύγκριση με το πλήρες θρεπτικό διάλυμα, την 3 η εβδομάδα ανάπτυξης Εικ. 16. Καθυστερημένη ανάπτυξη φυτών και χλώρωση κατώτερων φύλλων στο διάλυμα με έλλειψη αζώτου (-Ν), σε σύγκριση με το πλήρες θρεπτικό διάλυμα, την 3 η εβδομάδα ανάπτυξης 20
Εικ. 17. Καθυστερημένη ανάπτυξη φυτών και νέκρωση κορυφής φύλλων στο διάλυμα με έλλειψη καλίου (-Κ), σε σύγκριση με το πλήρες θρεπτικό διάλυμα την 3 η εβδομάδα ανάπτυξης Εικ. 18. Καθυστερημένη ανάπτυξη φυτών και κοκκίνισμα βλαστού στο διάλυμα με έλλειψη φωσφόρου (-Ρ), σε σύγκριση με το πλήρες θρεπτικό διάλυμα, την 3 η εβδομάδα ανάπτυξης 21
Εικ. 19. Καθυστερημένη ανάπτυξη φυτών και χλώρωση ανώτερων φύλλων στο διάλυμα με έλλειψη μαγνησίου (-Mg), σε σύγκριση με το πλήρες θρεπτικό διάλυμα την 3 η εβδομάδα ανάπτυξης Εικ. 20. Έντονη καθυστέρηση ανάπτυξης φυτών στο διάλυμα με έλλειψη ασβεστίου (-Ca), σε σύγκριση με το πλήρες θρεπτικό διάλυμα την 3 η εβδομάδα ανάπτυξης 22
Εικ. 21. Καθυστερημένη ανάπτυξη φυτών και παραμόρφωση φύλλων στο διάλυμα με έλλειψη ιχνοστοιχείων, σε σύγκριση με το πλήρες θρεπτικό διάλυμα την 3 η εβδομάδα ανάπτυξης 23
Εικ. 22. Διακοπή ανάπτυξης φυτών στο διάλυμα με έλλειψη ασβεστίου (-Ca), σε σύγκριση με το πλήρες θρεπτικό διάλυμα την 4 η εβδομάδα ανάπτυξης 24
Εικ. 23. Έντονη καθυστέρηση ανάπτυξης φυτών στο διάλυμα με έλλειψη μαγνησίου (-Mg) και χλώρωση ανώτερων φύλλων, σε σύγκριση με το πλήρες θρεπτικό διάλυμα την 4 η εβδομάδα ανάπτυξης 25
Εικ. 24. Έντονη καθυστέρηση ανάπτυξης φυτών στο διάλυμα με έλλειψη αζώτου (-Ν) και χλώρωση κατώτερων φύλλων, σε σύγκριση με το πλήρες θρεπτικό διάλυμα την 4 η εβδομάδα ανάπτυξης 26
Εικ. 25. Έντονη καθυστέρηση ανάπτυξης φυτών στο διάλυμα με έλλειψη σιδήρου (-Fe) και χλώρωση ανώτερων φύλλων, σε σύγκριση με το πλήρες θρεπτικό διάλυμα την 4 η εβδομάδα ανάπτυξης 27
Εικ. 26. Έντονη καθυστέρηση ανάπτυξης φυτών στο διάλυμα με έλλειψη καλίου (-Κ) και νέκρωση φύλλων, σε σύγκριση με το πλήρες θρεπτικό διάλυμα την 4 η εβδομάδα ανάπτυξης 28
Εικ. 27. Έντονη καθυστέρηση ανάπτυξης φυτών και παραμόρφωση φύλλων στο διάλυμα με έλλειψη ιχνοστοιχείων, σε σύγκριση με το πλήρες θρεπτικό διάλυμα την 4 η εβδομάδα ανάπτυξης 29
Εικ. 28. Έντονη καθυστέρηση ανάπτυξης φυτών στο διάλυμα με έλλειψη φωσφόρου (-Ρ), σε σύγκριση με το πλήρες θρεπτικό διάλυμα την 4 η εβδομάδα ανάπτυξης 30
Εικ. 29. Συμπτώματα τροφοπενίας Mg σε τομάτα με χλώρωση στα ανώτερα φύλλα 31
Εικ. 30. Συμπτώματα τροφοπενίας Ν σε τομάτα με χλώρωση στα κατώτερα φύλλα 32
Εικ. 31. Συμπτώματα τροφοπενίας Fe σε τομάτα με μεσονεύρια χλώρωση στα ανώτερα φύλλα 33
Εικ. 32. Συμπτώματα τροφοπενίας Κ σε τομάτα με νέκρωση που ξεκινάει στις άκρες των φύλλων που επεκτείνεται σε όλο το έλασμα 34
Εικ. 33. Συμπτώματα τροφοπενίας ιχνοστοιχείων σε τομάτα με έντονη παραμόρφωση και καχεξία στα ανώτερα φύλλα 35
Εικ. 34. Συμπτώματα τροφοπενίας Ρ σε τομάτα με κοκκίνισμα των μίσχων των φύλλων 36
Εικ. 35. Συμπτώματα τροφοπενίας Ρ σε τομάτα με κοκκίνισμα του βλαστού 37
ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ Δανιηλίδου Ελένη. 2010. Πειραματική καλλιέργεια φυτών με στόχο εφαρμογές για την προστασία του περιβάλλοντος. Μεταπτυχιακή διατριβή, Τμήμα Βιολογίας, Πανεπιστήμιο Πατρών. Λιάσης Ε. 2014. Εμβολιασμός φασολιού με αζωτοβακτήρια σε υδροπονική καλλιέργεια και επίδρασή του στη συμβιωτική δέσμευση του ατμοσφαιρικού αζώτου και στην αζωτούχο θρέψη των φυτών. Μεταπτυχιακή διατριβή, Τμήμα Φυτικής Παραγωγής, Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών. Πορλίγγης Ι. 1975. Βιολογία Οπωροκηπευτικών. Πανεπιστημιακές Σημειώσεις. Υπηρεσία Δημοσιευμάτων, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης. Σιήμης Α. 2007. Εποχιακή διακύμανση του βιοδιαθέσιμου φωσφόρου (BioP) σε καλλιέργεια αμπελιού με δύο συστήματα καλλιέργειας (συμβατικό-οργανικό). Μεταπτυχιακή διατριβή, Τμήμα Γεωπονίας Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης. Χατζηστάθης Θ. 2008. Διερεύνηση του ρόλου του Mn στη θρέψη της ελιάς. Διδακτορική Διατριβή, Τμήμα Γεωπονίας Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης. Χουλιαράς Ν. 2005. Η λίπανση στη βιολογική γεωργία. Σημειώσεις. Τμήμα Φυτικής Παραγωγής, ΤΕΙ Λάρισας. 38