Επίδραση μερικών βαρέων μετάλλων, ιχνοστοιχείων και της αλατότητας στην ανόργανη θρέψη της ροδιάς

Abstract

Five experiments have been carried out in order to assess the behavior of pomegranate plants (Punica granatum L.) in inorganic nutrition of nickel (Ni), chromium (Cr3+ and Cr6+) and salinity conditions. In the first experiment, the response of three varieties of pomegranate ('Wonderful', 'Acco' and 'Ermioni' in increasing concentrations of 0-200 μM Ni was studied with young pomegranate plants. The results showed that the genetic variation played a crucial role in behavior of the three varieties, with the largest amount of nickel accumulated at concentrations of 100 and 200 μM and the highest concentration was found in ‘Ermioni’. In the field experiment, the cultivars 'Wonderful' and 'Acco' of pomegranate plants were tested and were sprayed with nickel concentrations of 0-100μM and 100μM Ni + 100μM B. Nickel sprays were effective in controlling cracking, as well as Ca and Mg concentrations in pomegranate peels. The relationship between the % cracking and Ni concentration in the solution was linear and negative. Leaves had the lowest Ni concentration compared to pomegranate peels and seeds. Our data indicates that improving Ni nutrition of pomegranate can potentially reduce crop loss by cracking. In the experiment with Cr3+, the Cr concentration was found to be higher in the roots than in leaves, and 'Acco' had the highest value. The Ca concentration in leaves showed variance in three cultivars and cv 'Ermioni' had the highest concentrations of Ca, K and Mg in the roots at higher Cr3+ concentration. ‘Ermioni’ had the highest concentrations of phenolics, flavonoids and FRAP value and hese factors were affected by the cultivars and Cr concentration. Chlorophyll concentration, carotenoids, carbohydrates and porphyrins had influenced by cultivars and chromium concentration. In the experiment with Cr6+, the results showed that addition of Cr6+ increased Cr concentration in pomegranate leaves and roots. The total amount of Cr was 11-16 times greater in roots than in leaves. ‘Ermioni’ had higher chlorophyll concentration. Concerning porphyrin concentration ‘Wonderful’ was the most negatively affected cultivar. Total phenols, flavonoids and FRAP values increased due to Cr6+ treatment. ‘Ermioni’ accumulates less Cr in leaves and has greater chlorophyll, phenol and flavonoid concentration, FRAP value and fewer toxicity symptoms. Therefore, ‘Ermioni’ could be considered as a more tolerant cv to Cr6+ toxicity. In the last experiment, three pomegranate (‘Wonderful’, ‘Grenada’ and ‘Ermioni’) were assessed in salinity stress. Pomegranate plants were irrigated with Hoagland’s nutrient solution, which modified with 0, 25, 50 and 75 mM of NaCl, KCl and Κ2SO4 salts. The highest concentrations of phenolics, flavonoids and FRAP values found in ‘Ermioni’. In addition, decrease of chlorophyll concentration observed in all cultivars. Our results indicated that ‘Grenada’ was the most sensitive cultivar is salt stress and all selected cultivars were more susceptible to KCl and Κ2SO4.

Έχουν διεξαχθεί πέντε πειράματα για να μελετηθεί η συμπεριφορά του φυτού της ροδιάς (Punica granatum L.), σε διαφορετικές συνθήκες όπως με εφαρμογές του νικελίου (Ni) (ριζοπότισμα και διαφυλλικά), χρωμίου (Cr) δύο μορφών του τρισθενούς και εξασθενούς (Cr3+ και Cr6+) και της αλατότητας. Στο πρώτο πείραμα, μελετήθηκε η αντίδραση τριών ποικιλιών ροδιάς (‘Wonderful’, ‘Acco’ και ‘Ερμιόνη’ με συγκεντρώσεις 0-200 μΜ Ni που έγινε με ριζοπότισμα σε νεαρά φυτά ροδιάς. Από τα αποτελέσματα προέκυψε πως η γενετική παραλλακτικότητα έπαιξε σημαντικό ρόλο στη συμπεριφορά των τριών ποικιλιών στο νικέλιο. Στα φύλλα συσσωρεύτηκε η μεγαλύτερη ποσότητα νικελίου στις συγκεντρώσεις 100 και 200 μΜ Ni και τη μεγαλύτερη συγκέντρωση την είχε η ποικιλία ‘Ερμιόνη’. Στο πείραμα υπαίθρου (οπορώνας) έγιναν διαφυλλικοί ψεκασμοί με συγκεντρώσεις νικελίου 0-100μΜ και 100μΜ Ni+100μΜ Β στις ποικιλίες ‘Wonderful’ και ‘Acco’. Οι ψεκασμοί νικελίου ήταν αποτελεσματικοί στον έλεγχο της σχισίματος των καρπών καθώς και στις συγκεντρώσεις Ca και Mg στους φλοιούς των καρπών. Η σχέση μεταξύ του % σχισίματος και της συγκέντρωσης Νί στο διάλυμα ήταν γραμμική και αρνητικήΤα φύλλα είχαν τη μικρότερη συγκέντρωση Ni σε σύγκριση με τους καρπούς και τα σπέρματα. Τα δεδομένα μας υποδεικνύουν ότι η βελτίωση στη θρέψη της ροδιάς με νικέλιο μπορεί να μειώσει τις απώλειες της καλλιέργειας λόγω σχισίματος. Στο πείραμα Cr3+ , η συγκέντρωση Cr βρέθηκε στις ρίζες να είναι υψηλότερη συγκριτικά με τα φύλλα και η ‘Acco’ είχε τη μεγαλύτερη τιμή. Η συγκέντρωση Ca στα φύλλα παρουσίασε διαφορές στις τρεις ποικιλίες με την ‘Ερμιόνη’ να έχει τις υψηλότερες συγκεντρώσεις Ca, K και Mg στις ρίζες, στις υψηλότερες συγκεντρώσεις Cr3+. Η ‘Ερμιόνη’ είχε τις υψηλότερες συγκεντρώσεις σε ολικές φαινόλες, φλαβονοειδή και αντιοξειδωτική και οι παράγοντες αυτοί επηρεάζονται σημαντικά από την ποικιλία και τη συγκέντρωση χρωμίου. Επίσης οι συγκεντρώσεις χλωροφύλλης, καροτενοειδών, υδατανθράκων και πορφυρινών επηρεάστηκαν από την αλληλεπίδραση της ποικιλίας με τις διαφορετικές συγκεντρώσεις Cr3+. Στο δεύτερο πείραμα με χρώμιο, τα αποτελέσματα έδειξαν πως το Cr6+ προκάλεσε την αύξηση της συγκέντρωσης Cr στις ρίζες και στα φύλλα. Επίσης, η συνολική ποσότητα Cr στις ρίζες ήταν 11-16 φορές περισσότερη συγκριτικά με τα φύλλα. Η ‘Ερμιόνη’ είχε σημαντικά μεγαλύτερη συγκέντρωση χλωροφύλλης. Όσο αυξανόταν η συγκέντρωση Cr6+ στο διάλυμα, τόσο αυξάνονταν και οι συγκεντρώσεις των ολικών φαινολών, φλαβονοειδών και τιμών FRAP. Η ‘Ερμιόνη’ συσσώρευσε λιγότερο Cr στα φύλλα συγκριτικά και είχε μεγαλύτερη συγκέντρωση χλωροφύλλης, ολικών φαινολών, φλαβονοειδών και τιμών FRAP. Έτσι η ποικιλία αυτή θα μπορούσε να θεωρηθεί ως η πιο ανθεκτική στο Cr6+ ποικιλία. Στο τελευταίο πείραμα αξιολογήθηκε η αντίδραση τριών ποικιλιών ροδιάς (‘Wonderful’, ‘Grenada’ και ‘Ερμιόνη’) σε συνθήκες αλατότητας. Κατά τη διάρκεια του πειράματος αρδεύονταν με θρεπτικό διάλυμα Hoagland, το οποίο τροποποιήθηκε με πέντε συγκεντρώσεις 0, 25, 50 και 75 mM τριών αλάτων (NaCl, KCl και K2SO4). Η ‘Ερμιόνη’ είχε τις υψηλότερες συγκεντρώσεις ολικών φαινολών, φλαβονοειδών και αντιοξειδωτικής ικανότητας στην επίδραση και των τριών αλάτων. Επιπλέον, μείωση της χλωροφύλλης παρατηρήθηκε και στις τρεις ποικιλίες. Από τα αποτελέσματα προέκυψε πως η ‘Grenada’ ήταν η πιο ευαίσθητη ποικιλία στα άλατα και πως οι ποικιλίες ροδιάς που επιλέχθηκαν στο πείραμα ήταν πιο ευάλωτες στα άλατα KCl και Κ2SO4.