Επίδραση των υπεριωδών ακτινοβολιών-Β και του όζοντος στα μορφολογικά, ανατομικά, φυσιολογικά και ποιοτικά γνωρίσματα του βαμβακιού (Gossypium hirsutum L.)

Abstract

Effects of UV-B radiation on cotton plants The intensity of UV-B radiation ( wave length 280-320nm), that reaches the ground surface, is predicted that will increase in the near future. A study was conducted for the effects of three levels of UV-B radiation was examined on certain morphological, anatomical, physiological και qualitative characteristics of cotton (Gossypium hirsutum L.) cultivars Romanos και Allegria. From the emergence to uprooting, the plants of cotton were grown in closed growth chambers και were exposed to the following levels of UV-B radiation a) 0w/m2 for control plants. b) 0,1365w/m2. It is the medium value of UV-BBE radiation for the city of Volos, with geographic longitude 220 57’ και north latitude 390 22’ , at the month of July. c) 0,2232w/m2. It is the medium value of UV-BBE radiation, when the density of statospheric ozone will be decreased 30% in future, for the city of Volos, at the month of July. The plants were exposed to the above levels of UV-B radiation for eight hours during a day και night, from 8:00 to 16:00 h, while at the same time were illuminated artificially with photosynthetic active radiation. The increase of UV-B radiation levels induced to the plants the following: a) It increased the number of stomata, the epicuticular wax content of leaves, the thickness of all histological components of fully expanded leaves (superior cuticle, superior epidermis, palisade parenchyma, spongy parenchyma, inferior epidermis και inferior cuticle), the total thickness of leaves, the palisade layers of leaves, the short fiber index και the reflectance of cotton fibers.b)It increased or decreased the number of epidermal cells και the stomatal conductance. c) It did not have a significant effect on the stomatal length, on the number of non glandular hairs και on the maximum staminal column length. d) It decreased the stomatal width, the chlorophyll content, the net photosynthetic rate, the plant height, the internode length of the main stem, the bract length και area, the petal length και area, the anther number, the pollen grain germination, the leaf area, the dry leaf weight, the boll number, the total length of branches, the dry weight of main stem-branches- bracts- carpophylls, the dry root weight, the quantitative characteristics of cotton (raw cotton weight, seed weight, lint weight, yield και the ratio of lint weight to seed weight), the fiber strength, the maturity index και the spinning consistancy index. e) Visible necrotic symptoms were not observed, during the effects of UV-B radiation on cotton pants. Effects of tropospheric ozone on cotton plants The cultivars Romanos και Allegria of cotton (Gossypium hirsutum L.), were exposed to two levels of ozone, CF (on control plants) και 100ppb for investigating the effects of ozone concentration of 100ppb, on certain morphological, anatomical, physiological και qualitative characteristics of cotton. Plant exposure to previous levels of ozone, began eight days after emergence of plants και interrupted one day before removing of leaves, for calculating leaf area. The plants were exposed to two levels of ozone, in closed fumigated chambers, for seven continuous hours per day during of their illumination with artificial visible light. The concentration of 100ppb of ozone, induced to the plants in relation to the control plants, the following: a) It increased the number of stomata, the number of epidermal cells και the yellowness of cotton fibers.b) It did not have a significant effect to the stomatal length και width, to the number of non glandular hairs of leaf areas between the main veins και to the epicuticular wax content. c) It reduced the number of non glandular hairs of main veins of leaf surface, the plant height, the chlorophyll content, the net photosynthetic rate, the stomatal conductance, the bract length και area, the internode length of main stem, the petal length και area, the maximum length of staminal tube, the anther number, the pollen grain germination, the leaf area, the leaf dry weight, the boll number, the total weight of raw cotton, the total length of branches, the dry weight of main stem-branches- bracts-carpophylls, the root dry weight, the thickness of histological components of fully expanded leaves (superior cuticle, superior epidermis, palisade parenchyma, spongy parenchyma, inferior epidermis και inferior cuticle), the total leaf thickness, the quantitative characteristics of cotton (raw cotton weight, seed weight, lint weight, yield και the ratio of lint weight to seed weight) the fiber strength. d) Visible symptoms from the effects of ozone on plants, were white necrotic patches on interveinal areas of leaves.

1.1. Επίδραση της uv-b ακτινοβολίας στα φυτά του βαμβακιού. Η ένταση της υπεριώδους ακτινοβολίας -Β (μήκους κύματος 280-320nm) που φθάνει στην επιφάνεια της γης προβλέπεται ότι θα αυξηθεί στο εγγύς μέλλον. Για αυτόν τον λόγο μελετήθηκε η επίδραση τριών επιπέδων UV-B ακτινοβολίας σε ορισμένα μορφολογικά ανατομικά φυσιολογικά και ποιοτικά γνωρίσματα των ποικιλιών του βαμβακιού (Gossypium hirsutum L.) Romanos και Allegria. Από τη βλάστηση μέχρι την εκρίζωσή τους (στάδιο συγκομιδής) τα φυτά του βαμβακιού βρίσκονταν μέσα σε κλειστούς θαλάμους και εκτίθονταν σε τρία επίπεδα της UV-B ακτινοβολίας α) 0w/m2, στα φυτά μάρτυρες, β) 0,1365w/m2, η οποία είναι η μέση τιμή της UV-BΒΕ ακτινοβολίας για την πόλη του Βόλου με γεωγραφικό μήκος 22ο 57’ και βόρειο, γεωγραφικό πλάτος 39ο 22’ κατά το μήνα Ιούλιο και γ) 0,2232 w/m2 που προβλέπεται ότι θα είναι η μέση τιμή της UV-BΒΕ ακτινοβολίας για την πόλη του Βόλου κατά τον μήνα Ιούλιο όταν στο μέλλον θα μειωθεί κατά 30% η πυκνότητα του στρατοσφαιρικού όζοντος. Τα φυτά εκτίθονταν στα παραπάνω επίπεδα της UV-B ακτινοβολίας για οκτώ ώρες το 24ωρο από τις 8:00 έως τις 16:00 ενώ παράλληλα φωτίζονταν τεχνητά με φωτοσυνθετικά ενεργή ακτινοβολία. Η αύξηση των επιπέδων της UV-B ακτινοβολίας προκάλεσε στα φυτά τα παρακάτω: α) Ορατά νεκρωτικά συμπτώματα δεν παρατηρήθηκαν κατά την επίδραση της UV-B ακτινοβολίας στα φυτά του βαμβακιού. β)Αύξησε τον αριθμό των στομάτων, το περιεχόμενο σε κηρούς της εφυμενίδας των φύλλων, το πάχος όλων των ιστολογικών στοιχείων των πλήρως αναπτυγμένων φύλλων (ανώτερης εφυμενίδας, ανώτερης επιδερμίδας, δρυφακτοειδούς παρεγχύματος, σπογγώδους παρεγχύματος, κατώτερης επιδερμίδας και κατώτερης εφυμενίδας), το συνολικό πάχος των φύλλων, τις σειρές των δρυφακτοειδών κυττάρων των φύλλων, το ποσοστό των κοντών ινών και τη λευκότητα των ινών του βαμβακιού. γ) Αύξησε συνήθως τον αριθμό των επιδερμικών κυττάρων και τη στοματική αγωγιμότητα. δ) Δεν είχε σημαντική επίδραση στο μήκος των καταφρακτικών κυττάρων των στομάτων, στον αριθμό των μη αδενωδών τριχών και στο μήκος της σωληνοειδούς κατασκευής των στημόνων. ε) Μείωσε το πλάτος των καταφρακτικών κυττάρων των στομάτων, το περιεχόμενο σε χλωροφύλλη, τον καθαρό ρυθμό φωτοσύνθεσης, το ύψος των φυτών, το μήκος των μεσογονάτιων διαστημάτων του κυρίως βλαστού, το μήκος και το εμβαδό των βρακτείων, το μήκος και το εμβαδό των πετάλων, τον αριθμό των ανθήρων, τη βλαστικότητα των γυρεοκόκκων, το εμβαδό των φύλλων, το ξηρό βάρος των φύλλων, τον αριθμό των καρυδιών, το συνολικό μήκος των κλάδων, το ξηρό βάρος του κυρίως βλαστού - κλάδων - βρακτείων - καρποφύλλων, το ξηρό βάρος των ριζών, τα ποσοτικά χαρακτηριστικά του βαμβακιού (βάρος του σύσπορου, βάρος των σπερμάτων, βάρος των ινών, απόδοση και τον λόγο του βάρους των ινών προς το βάρος των σπερμάτων), την αντοχή των ινών, το ποσοστό των ώριμων ινών και τον δείκτη σταθερότητας της κλωσιμότητας. 1.2. Επίδραση του τροποσφαιρικού όζοντος στα φυτά του βαμβακιού Οι ποικιλίες του βαμβακιού (Gossypium, hirsutum L.) Romanos & Allegria εκτέθηκαν σε δύο επίπεδα όζοντος CF (στα φυτά μάρτυρες) και 100ppb, για να μελετηθεί η επίδραση της συγκέντρωσης του όζοντος, σε ορισμένα μορφολογικά, ανατομικά, φυσιολογικά και ποιοτικά γνωρίσματα του βαμβακιού. Το παραπάνω σύμβολο CF σημαίνει αέρας φιλτραρισμένος από ενεργό άνθρακα, σχεδόν απαλλαγμένος από αέριους ρύπους. Η έκθεση των φυτών στα επίπεδα του όζοντος, άρχισε οκτώ ημέρες μετά τη βλάστηση των σπερμάτων και διακόπηκε, δηλ. 157 ημέρες συνολικά, μία ημέρα προτού αφαιρεθούν τα φύλλα, για να υπολογιστεί το εμβαδό τους. Στον πρώτο θάλαμο υπήρχαν τα φυτά μάρτυρες που δέχονταν φιλτραρισμένο αέρα (απαλλαγμένο από αέριους ρύπους μεταξύ των οποίων και το όζον). Στο δεύτερον θάλαμο τα φυτά δέχονταν 100 ppb όζοντος, επί επτά συνεχείς ώρες το 24ωρο, κατά τη διάρκεια του φωτισμού τους με τεχνητό ορατό φως. Η συγκέντρωση των 100ppb όζοντος, προκάλεσε στα φυτά σε σχέση με τα φυτά του μάρτυρα, τα παρακάτω: α) Τα ορατά συμπρώματα από την επίδραση του όζοντος ήταν λευκές νεκρωτικές κηλίδες στις μεσονεύριες περιοχές των φύλλων β)Αύξησε τον αριθμό των στομάτων, τον αριθμό των επιδερμικών κυττάρων και την κιτρινίλα των ινών του βαμβακιού. γ) Δεν είχε σημαντική επίδραση στο μήκος και στο πλάτος των καταφρακτικών κυττάρων των στομάτων, στον αριθμό των μη αδενωδών τριχών των περιοχών μεταξύ των κύριων νευρώσεων της επιφάνειας των φύλλων και στο περιεχόμενο σε κηρούς της εφυμενίδας των φύλλων. δ) Μείωσε τον αριθμό των μη αδενωδών τριχών των κύριων νευρώσεων της επιφάνειας των φύλλων, το ύψος των φυτών, το περιεχόμενο σε χλωροφύλλη, τον καθαρό ρυθμό φωτοσύνθεσης, ...