Επίδραση της διαθεσιμότητας του νερού στα χαρακτηριστικά καλλιεργούμενων και τοπικών ποικιλιών βασιλικού (Ocimum basilicum L.).

Abstract

The ongoing reduction of water resources has attracted the researchers interest to evolving develope strategies to reduce irrigation. At the same time, the cultivation of basil (Ocimum basilicum L.), due to the multiple products that provides, could significantly increase the area that is cultivated if there is a proper management of the irrigation water. A three-year field study (2015 to 2018) was conducted to determine the effect of the different irrigation levels on the morphological, agronomical, physiological and quality characteristics of the basil varieties. This study was performed using different experiments in which cultivated varieties were used and also local landraces of basil. The local landraces were studied in comparison with the Sweet variety. An attempt was made to determine the effect of the different of irrigation levels on the produced product. Irrigation was performed using the deficit irrigation technique by providing different amounts of water (d40, d70 and d100) in each treatment, determined as a percentage of the net irrigation water needs (IRn). Measurements and sampling were performed at the beginning of flowering, at full flowering and at the stage after the completion of flowering. At the end of each growing season, the harvested seeds were germinated in petri dishes with solutions of different concentrations of polyethylene glycol (PEG-8000). The effect of the different irrigation levels on seed germination was determined and also on the existence of epigenetic mechanism that can be passed on the next generation. The germination characteristics of the seeds were studied in relation to the different irrigation treatments in the mother plants and in relation to the different concentration of PEG, in order to determine if there is an epigenetic effect of water stress that can be transferred to the next generation. By reducing the availability of water, reducing the water potential of the leaf as well as increasing the temperature of the leaf and the inherent efficiency of water use can be used to evaluate basil varieties which are tolerant to water stress. Also, by reducing the availability of water (in mother plants) the increase of germination of the produced seed can be used as an indicator of possible epigenetic mechanisms as well as by reducing the availability of water in the germinating seed the reduction of seed vigor (ratio of shoot/root length) can be used as an indicator of water stress.

Η συνεχής μείωση της διαθεσιμότητας των υδατικών πόρων έχει στρέψει το ενδιαφέρον των ερευνητών, οι οποίοι ασχολούνται με την αγροτική παραγωγή, σε στρατηγικές μείωσης των αρδεύσεων. Ταυτόχρονα, η καλλιέργεια του βασιλικού (Ocimum basilicum L.), λόγω των προϊόντων πολλαπλού ενδιαφέροντος και χρησιμότητας που παρέχει, μπορεί να αυξήσει σημαντικά την έκταση που καταλαμβάνει, αν οι τεχνικές μείωσης του νερού άρδευσης δώσουν απάντηση στις ιδιαίτερες αρδευτικές ανάγκες της. Μια μελέτη τριών ετών (2015-2018) πραγματοποιήθηκε στον αγρό, για τον προσδιορισμό της επίδρασης της διαθεσιμότητας του νερού άρδευσης στα μορφολογικά, αγροκομικά, φυσιολογικά και ποιοτικά χαρακτηριστικά των εξεταζόμενων ποικιλιών βασιλικού. Η παρούσα μελέτη πραγματοποιήθηκε σε διαφορετικά πειράματα τόσο μεταξύ καλλιεργούμενων ποικιλιών όσο και μεταξύ τοπικών ποικιλιών βασιλικού. Οι τοπικές ποικιλίες μελετήθηκαν συγκρινόμενες με την καλλιεργούμενη ποικιλία “Sweet”. Επιχειρήθηκε να προσδιοριστεί η επίδρασης της κλιμακούμενης διαθεσιμότητας νερού άρδευσης στο παραγόμενο προϊόν και η εξεύρεση δεικτών υδατικής καταπόνησης. Οι αρδεύσεις έγιναν χρησιμοποιώντας την τεχνική της ελλειμματικής άρδευσης, παρέχοντας διαφορετικές ποσότητες νερού (d40, d70 και d100), προσδιοριζόμενες ως ποσοστό των καθαρών αναγκών της καλλιέργειας σε νερό άρδευσης (IRn). Οι μετρήσεις και οι δειγματοληψίες πραγματοποιήθηκαν στα στάδια έναρξης της άνθησης, της πλήρους άνθησης και μετά την ολοκλήρωση της άνθησης. Μετά το τέλος κάθε καλλιεργητικής περιόδου ο συγκομισμένος σπόρος υποβάλλονταν σε προβλάστηση, σε τρυβλία, με διαλύματα διαφορετικών συγκεντρώσεων πολυαιθυλενογλυκόλης (PEG-8000). Επιχειρήθηκε να προσδιοριστεί η επίδρασης της κλιμακούμενης διαθεσιμότητας νερού άρδευσης στα χαρακτηριστικά βλάστησης των σπόρων και αναζητήθηκε η πιθανή ύπαρξη επιγενετικών μηχανισμών που μεταβιβάστηκαν στην επόμενη γενιά μέσω του σπόρου. Τα χαρακτηριστικά βλάστησης των σπόρων μελετήθηκαν σε σχέση με την προηγηθείσα κλιμακούμενη διαθεσιμότητα νερού άρδευσης στα μητρικά φυτά και σε σχέση με την κλιμακούμενη συγκέντρωση του διαλύματος βλάστησης, ώστε να προσδιοριστούν δείκτες εντοπισμού επιγενετικών μηχανισμών και δείκτες υδατικής καταπόνησης στους σπόρους κατά τη βλάστησή τους. Από τα αποτελέσματα προκύπτει ότι το υδατικό δυναμικό του φύλλου, καθώς και η αύξηση της θερμοκρασίας του φύλλου και της εγγενούς αποτελεσματικότητας χρησιμοποίησης του νερού μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως δείκτες για την αξιολόγηση ποικιλιών βασιλικού ανθεκτικών στην έλλειψη του νερού. Επίσης, με τη μείωση της διαθεσιμότητα του νερού, στα μητρικά φυτά, η αύξηση της βλαστικότητας του παραγόμενου σπόρου μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως δείκτης εντοπισμού πιθανών επιγενετικών μηχανισμών, καθώς επίσης και με τη μείωση της διαθεσιμότητα του νερού στον βλαστάνοντα σπόρο, η μείωση του σθένους του (λόγος μήκους βλαστιδίου/ριζιδίου) μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως δείκτης υδατικής καταπόνησής του.