Μελέτη της τοξικότητας βορίου στην ελιά

Abstract

The present study consists of four experiments, and the aim of this research was to study the influence of high Β concentration in nutrient solution on plant growth, chemical composition, photosynthesis, leaf water potential and polyamines level, in olive. Moreover, it was studied the influence of Ν form, as well as that of grafting, on the absorption and distribution of Β and of other elements, within plants. The plants belong to different cultivars, widespread in our country. The nutrient solution was modified Hoagland (50%), with Β concentrations that varied between 0,27 and 20 mg L⁻¹. Generally, plant growth was negatively affected by Β concentration increase, in nutrient solution. In the 1st experiment, the cultivars Megaritiki, Chondrolia Chalkidikis, Amfissis and Kalamon were studied. The chemical analysis refers to only the superterrestrial part of the plants. The Β in plants was increased linearly by the increase of Β concentration in nutrient solution. The Β level in the control and 0,5 mg Β L⁻¹ did not differ significantly, at the end of the experiment. The increase in Β concentration in the nutrient solution, reduced the plant Ν concentration. The stem Κ was reduced in treatment 10 mg Β L⁻¹ at the end of the experiment. The stem Ca and Zn at the end of the experiment were reduced, the Β in the nutrient solution being increased, in all cultivars. At the end of the experiment, the leaf Mg of Chondrolia Chalkidikis and Amfissis was greater in all Β treatments than that of the control. The dry weight %, Ρ and Fe had not been affected by the Β concentration in the nutrient solution. At the end of the experiment, as the Β concentration in the nutrient solution being increased, the plant Mn was reduced. The rate of photosynthesis was reduced by the end of the experiment in cultivars Megaritiki, Chondrolia Chalkidikis and Kalamon. On the contrary, the transpiration rate, the stomatal conductivity and the internal CO2 concentration were increased in treatment 5 mg Β L⁻¹, at the end of the experiment. In the 2nd experiment the cultivars Megaritiki, Chondrolia Chalkidikis, Koroneiki and Kalamon were studied. There were three Β treatments: 0,27, 5 and 10 mg Β L⁻¹ and three Ν treatments: nitrate, ammonium and a combination of the two Ν forms. There was no effect of the Ν form on Β concentration in plants, in treatments with 0,27 mg Β L⁻¹. Nevertheless, at very high Β levels, the NH4-N kept leaf Β concentration low. The final leaf and root Β concentration has not been affected by the form of applied N. The leaf Ρ and Ca was reduced in treatment 10 mg Β L⁻¹, at the end of the experiment. A decline in Ρ concentration because of the high Β in the nutrient solution was observed also for treatments with NH4-N, in roots of all cultivars. For control plants, the NH4-N increased leaf and root P, in Koroneiki and Kalamon. By increasing Β in nutrient solution, a decline in leaf K, for all Ν forms was recorded. The stem Κ was reduced by the increase in Β concentration in nutrient solution for the combination NO3/NH4-N. At the end of the experiment, the NH4-N presented the highest Fe concentrations for control, in roots of Megaritiki, Chondrolia Chalkidikis and Kalamon. The increase in Β concentration in nutrient solution, caused a decline in apical leaf Β concentration for treatments with NH4-N, and this was observed in treatments with NO3/NH4-N for Megaritiki, Chondrolia Chalkidikis and Koroneiki, too. Applying nitrate Ν instead of other Ν forms, prevented leaf water stress, despite of the increase of Β concentration in nutrient solution. In the 3rd experiment, new, own-rooted olive trees, cv. Megaritiki, Chondrolia Chalkidikis, Amfissis, Kalamon, Koroneiki, Agiou Orous and wild olive, as well as grafted plants (the combinations Chondrolia x Chondrolia, Megaritiki x Chondrolia, Megaritiki x Megaritiki, Amfissis x Megaritiki, Chondrolia x Megaritiki, Amfissis x Amfissis and Chondrolia x Amfissis), were irrigated with nutrient solution that contained 10 mg Β L⁻¹. In the combinations Megaritiki x Megaritiki and Megaritiki x Chondrolia, the leaf Β concentration was higher than that of own-rooted Megaritiki. The own-rooted cultivars contained higher Β percentage in roots, than as rootstocks, with a scion of another cultivar. Chondrolia Chalkidikis as a rootstock, reduced stem Β of Megaritiki. Amfissis and Megaritiki as rootstock reduced stem Κ of Amfissis. It was concluded that, grafting of Chondrolia Chalkidikis or Amfissis on Megaritiki reduces stem Ca concentration. On the contrary, grafting of Chondrolia Chalkidikis on Amfissis, increases leaf Ca concentration. When cultivars Chondrolia and Amfissis were grafted on Megaritiki, the stem Mg concentration was reduced. Fe and Mn concentration were not affected by the high Β level. When Chondrolia Chalkidikis was grafted on Amfissis, the stem Fe was reduced. Moreover, when Amfissis was grafted on Amfissis, the Fe of old wood was reduced. Grafting increased wood Mn concentration. The minimum stem and wood Β concentration was observed for wild olive, in comparison to the rest cultivars. The 4th experiment lasted 135 days and the cultivars Oblonga, Chondrolia Chalkidikis, Matolia and wild olive were studied. As the Β concentration in nutrient solution increased, the leaf Ν concentration was declined for Oblonga and Chondrolia Chalkidikis, as well as the root Ν concentration in treatment 20 mg Β L⁻¹. Between leaf Β and leaf K, Ca and Fe, there was observed a negative correlation, for all cultivars. Stem Mn concentration of Oblonga, Chondrolia Chalkidikis and wild olive, was reduced. A decline was also observed in leaf chlorophyll, in treatment 20 mg Β L⁻¹. Leaf spermidine concentration of Chondrolia Chalkidikis was not affected by Β level in nutrient solution, but spermidine concentration was reduced.

Η παρούσα εργασία αποτελείται από τέσσερα πειράματα, και είχε ως σκοπό την μελέτη της επίδρασης της υψηλής συγκέντρωσης Β στο θρεπτικό διάλυμα, στην αύξηση, τη χημική σύσταση, τη φωτοσύνθεση, το υδατικό δυναμικό των φύλλων και το επίπεδο πολυαμινών στην ελιά. Επίσης μελετήθηκε η επίδραση της μορφής του χορηγούμενου Ν καθώς και του εμβολιασμού, στην απορρόφηση και κατανομή του Β και άλλων στοιχείων στα φυτά. Χρησιμοποιήθηκαν νεαρά φυτά διαφόρων ποικιλιών που χρησιμοποιούνται στη χώρα μας. Το χορηγούμενο διάλυμα Hoagland 50% τροποποιήθηκε με συγκεντρώσεις Β που κυμαίνονταν από 0,27 έως 20 mg Β L⁻¹. Γενικά, η αύξηση των φυτών επηρεάστηκε αρνητικά από την αύξηση του Β στο θρεπτικό διάλυμα. Στο 1° πείραμα, μελετήθηκαν οι ποικιλίες Μεγαρίτικη, Χονδρολιά Χαλκιδικής, Αμφίσσης και Καλαμών. Στις αναλύσεις περιλαμβάνεται μόνο το υπέργειο τμήμα των φυτών. Το Β των φυτών αυξήθηκε γραμμικά με τη συγκέντρωση Β στο θρεπτικό διάλυμα. Τα επίπεδα Β του μάρτυρα και της περίπτωσης 0,5 mg Β L⁻¹ δε διέφεραν σημαντικά, στο τέλος του πειράματος. Η αύξηση της συγκέντρωσης Β στο θρεπτικό διάλυμα, γενικά μείωσε τη συγκέντρωση Ν. Το Κ των βλαστών μειώθηκε στην περίπτωση 10 mg L⁻¹, στο τέλος του πειράματος. Το Ca και ο Ζη του βλαστού στο τέλος του πειράματος, μειώθηκαν αυξανομένου του Β στο θρεπτικό διάλυμα, σε όλες τις ποικιλίες. Στο τέλος του πειράματος, η συγκέντρωση Mg των φύλλων ήταν αυξημένη σε σχέση με το μάρτυρα, για την Χονδρολιά Χαλκιδικής και την Αμφίσσης. Το ξηρό βάρος %, ο Ρ και ο Fe δεν επηρεάστηκαν σαφώς από την συγκέντρωση του Β στο θρεπτικό διάλυμα. Στο τέλος του πειράματος με την αύξηση του Β στο θρεπτικό διάλυμα, αυξάνεται η συγκέντρωση Μη. Σημαντική μείωση παρουσίασε ο ρυθμός φωτοσύνθεσης στο διάστημα από τις 120 ημέρες από την έναρξη του πειράματος μέχρι το τέλος, στις ποικιλίες Μεγαρίτικη, Χονδρολιά Χαλκιδικής και Καλαμών. Αυξημένος βρέθηκε ο ρυθμός διαπνοής, η αγωγιμότητα των στομάτων και η εσωτερική συγκέντρωση CO2 των φύλλων, στην περίπτωση 5 mg L⁻¹, στο τέλος του πειράματος. Στο 2° πείραμα μελετήθηκαν οι ποικιλίες Μεγαρίτικη, Χονδρολιά Χαλκιδικής, Κορωνέικη και Καλαμών. Χρησιμοποιήθηκαν τρεις δόσεις Β: 0,27, 5 και 10 mg L⁻¹, και τρεις μορφές Ν: νιτρική, αμμωνιακή και συνδυασμός αυτών. Στις περιπτώσεις με 0,27 mg Β L⁻¹, δε βρέθηκε επίδραση της μορφής του Ν, επί της συγκέντρωσης Β στα φυτά. Σε πολύ υψηλά όμως επίπεδα Β, η αμμωνιακή μορφή Ν φάνηκε να συγκρατεί χαμηλά το Β των φύλλων. Η υψηλή συγκέντρωση Β, προκάλεσε σημαντική τάση μείωσης του Ν των φύλλων, στις ποικιλίες Χονδρολιά Χαλκιδικής και Καλαμών. Το τελικό Ν στα φύλλα και στις ρίζες, δεν επηρεάστηκε από τη μορφή του χορηγούμενου Ν. Ο Ρ και το Ca των φύλλων μειώθηκαν στο τέλος του πειράματος, στην περίπτωση των 10 mg Β L⁻¹. Μείωση του Ρ, λόγω υψηλού Β, παρατηρήθηκε και στο ΝΗ4-Ν στις ρίζες όλων των ποικιλιών. Στο μάρτυρα, το ΝΗ4-Ν αύξησε τον Ρ των φύλλων και της ρίζας, στην Κορωνέικη και την Καλαμών. Η αύξηση του Β στο θρεπτικό διάλυμα, μείωσε την τελική συγκέντρωση Κ στα φύλλα σε όλες τις μορφές Ν. Το Κ στους βλαστούς, μειώνεται με την αύξηση του Β στο θρεπτικό διάλυμα στο συνδυασμό ΝΟ3/ΝΗ4-Ν. Στο τέλος του πειράματος, το ΝΗ4-Ν έδωσε τις υψηλότερες τιμές συγκέντρωσης Fe για το μάρτυρα, στις ρίζες των ποικιλιών Μεγαρίτικη, Χονδρολιά Χαλκιδικής, και Καλαμών. Στα φύλλα κορυφής στο τέλος του πειράματος, η αύξηση του Β στο θρεπτικό διάλυμα επιφέρει μείωση στη συγκέντρωση Μη στις περιπτώσεις με ΝΗ4-Ν. Το ίδιο παρατηρείται για το συνδυασμό ΝΟ3/ΝΗ4-Ν στις ποικιλίες Μεγαρίτικη, Χονδρολιά Χαλκιδικής και Κορωνέικη. Τέλος, με χορήγηση ΝΟ3-Ν, σε αντίθεση με τις άλλες μορφές Ν, δεν αυξήθηκε η υδατική καταπόνηση στα φύλλα, παρά την αύξηση του Β στο θρεπτικό διάλυμα. Στο 3° πείραμα, νεαρά φυτά ελιάς των ποικιλιών Μεγαρίτικη, Χονδρολιά Χαλκιδικής, Αμφίσσης, Καλαμών, Κορωνέικη, Αγίου Όρους και Αγριελιές, και εμβολιασμένα (οι συνδυασμοί Χονδρολιά x Χονδρολιά, Μεγαρίτικη x Χονδρολιά, Μεγαρίτικη x Mεγαρίτικη, Αμφίσσης x Μεγαρίτικη, Χονδρολιά x Μεγαρίτικη, Αμφίσσης x Αμφίσσης και Χονδρολιά x Αμφίσσης) αρδεύονταν με διάλυμα που περιείχε 10 mg Β L⁻¹. Στους συνδυασμούς Μεγαρίτικη x Μεγαρίτικη και Μεγαρίτικη x Χονδρολιά, η συγκέντρωση Β των φύλλων βάσης και κορυφής είναι υψηλότερη από εκείνη στην αυτόρριζη Μεγαρίτικη. Οι ποικιλίες ως αυτόρριζες συγκέντρωσαν μεγαλύτερο ποσοστό Β στις ρίζες, από ότι ως υποκείμενα με εμβόλιο μια άλλη ποικιλία. Η Χονδρολιά Χαλκιδικής ως υποκείμενο μείωσε το Κ του βλαστού στην Μεγαρίτικη, όπως και τα υποκείμενα Αμφίσσης και Μεγαρίτικης μείωσαν το Κ στον βλαστό της Αμφίσσης. Διαπιστώθηκε ότι, ο εμβολιασμός της Χονδρολιάς Χαλκιδικής ή της Αμφίσσης επί Μεγαρίτικης μειώνει το Ca στο βλαστό. Αντίθετα, ο εμβολιασμός της Χονδρολιάς επί Αμφίσσης αυξάνει το Ca στα φύλλα. Η Χονδρολιά x Μεγαρίτικη και η Αμφίσσης x Μεγαρίτικη μείωσαν τη συγκέντρωση Mg στο βλαστό. Η συγκέντρωση Fe και Μn δεν επηρεάστηκαν από το υψηλό επίπεδο Β στα φυτά. Η Αμφίσσης μείωσε τη συγκέντρωση Fe τόσο στο βλαστό ως υποκείμενο της Χονδρολιάς Χαλκιδικής, όσο και στο ξύλο, ως εμβόλιο στην ίδια την Αμφίσσης. Ο εμβολιασμός αύξησε τη συγκέντρωση Μn στο ξύλο. Στην Αγριελιά, η συγκέντρωση Β στους βλαστούς και το ξύλο ήταν η χαμηλότερη από τις λοιπές ποικιλίες. Τέλος, στο 4° πείραμα που διήρκησε 135 ημέρες, μελετήθηκε η επίδραση της περίσσειας Β στη χημική σύσταση, αύξηση και ανάπτυξη των ποικιλιών Ομπλόνγκα, Χονδρολιά Χαλκιδικής, Ματολιά και Αγριελιά. Αυξανομένου του Β στο θρεπτικό διάλυμα μειώθηκε το Ν φύλλων στην Ομπλόνγκα και Χονδρολιά Χαλκιδικής, καθώς επίσης και το Ν των ριζών σε όλες τις ποικιλίες για την περίπτωση 20 mg Β L⁻¹. Μεταξύ Β και Κ, Ca και Fe στα φύλλα, η συσχέτιση ήταν αρνητική σε όλες τις ποικιλίες. Το Μη μειώθηκε στους βλαστούς των ποικιλιών Ομπλόνγκα, Χονδρολιά Χαλκιδικής και της Αγριελιάς. Μείωση παρατηρήθηκε και στην χλωροφύλλη τωνφύλλων για την περίπτωση 20 mg Β L⁻¹. Η σπερμιδίνη στα φύλλα της Χονδρολιάς Χαλκιδικής δεν επηρεάστηκε από την περίσσεια Β, ενώ αντίθετα η συγκέντρωση της σπερμίνης μειώθηκε.