Οικοφυσιολογική προσέγγιση της ανθεκτικότητας στη ξηρασία δέκα εγχώριων πληθυσμών μαλακού σιταριού Triticum aestivum L. Em Thell
Authors: Παπασταύρου Ανδρέας 
Published: August 2021

Αντικείμενο της παρούσας εργασίας ήταν η αξιολόγηση 10 βιότυπων μαλακού σιταριού (Triticum a estivum ssp.aestivum (L) Thell.) τόσο για τη συμπεριφορά τους σε συνθήκες ξηρασίας, (από πλευράς παραγωγικότητας όσο και για τον προσδιορισμό των μηχανισμών αντοχής στην ξηρασία που αναπτύσσουν. Οι βιότυποι (Τζούλιο 138, Χάσικο Κρήτης, Γκρινιάς Ζακύνθου, Γκρινιάς 148, Αθέρας Κέρκυρας 137, 184 και 186, Ζουλίτσα Αρκαδίας, Σκυλόπετρα Πτολεμαϊδας 182 και Ασπρόσταρο Χανίων) δοκιμάσθηκαν σε δύο καλλιεργητικές περιόδους (2003-04 και 2004-05) σε ισάριθμα πειράματα αγρού που διεξήχθησαν στο Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών. Εφαρμόσθηκαν τέσσερεις μεταχειρίσεις άρδευσης (ΕΚ1, ΕΚ2, ΕΚ3 και ΕΚ4, από την υγρότερη στη ξηρότερη) με τη μέθοδο της κλιμακούμενης απόστασης από την πηγή νερού (σταλάκτες συστήματος στάγδην άρδευσης) και τα πειραματικά τεμάχια προστατεύτηκαν από τη βροχή με υπόστεγα από διαφανές πλαστικό στερεωμένο σε μεταλλικά πλαίσια. Κατά τη διάρκεια των καλλιεργητικών περιόδων λαμβάνονταν τακτικά μετρήσεις της υδατικής κατάστασης των φυτών (υδατικό δυναμικό των φύλλων, ωσμωτικό δυναμικό σε πλήρη και μηδενική σπαργή, συντελεστής ελαστικότητας κυτταρικών τοιχωμάτων, αντίσταση στοματίων, διαφορά θερμοκρασίας φύλλου-αέρα, συστροφή φύλλων) και της γήρανσης των φύλλων. Επιπλέον, λαμβάνονταν μετρήσεις κατά την ωρίμαση της συνολικής επιφάνειας των ριζών σε βάθη 0-12,5 εκ. και 12,5-25 εκ., των αποδόσεων σε καρπό και βιομάζα και των συνιστωσών της απόδοσης σε καρπό. Για την εκτίμηση του βαθμού προσαρμοστικότητας στην ξηρασία του οποιοδήποτε χαρακτηριστικού των βιότυπων χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος παλινδρόμησης με τον δείκτη υδατικού δυναμικού (WPI) που προτάθηκε από τους Karamanos and Papatheohari (1999). Παράλληλα, μελετήθηκαν και οι προαναφερθείσες μορφολογικές και οικοφυσιολογικές παράμετροι που σχετίζονται με την αντοχή στη ξηρασία, με σκοπό να ερμηνευθεί ο βαθμός εξάρτησης των αποδόσεων από την έλλειψη νερού. Κρίνοντας από τις τιμές των συντελεστών παλινδρόμησης, οι παλινδρομήσεις τόσο της απόδοσης σε βιομάζα όσο και της απόδοσης σε καρπό με τον WPI αποκάλυψαν διαφορές μεταξύ των βιότυπων ως προς την ευαισθησία τους στην υδατική καταπόνηση, ενώ υπήρχε και μια επίδραση των καλλιεργητικών περιόδων. Κατά κανόνα, οι βιότυποι χαμηλής παραγωγικότητας παρουσίαζαν χαμηλότερη ευαισθησία στη ξηρασία, ενώ υψηλής παραγωγικότητας παρουσίαζαν ενδιάμεση ευαισθησία. Ο αριθμός καρπών ανά στάχυ ήταν η συνιστώσα που επηρεάσθηκε από την ξηρασία στις περισσότερες περιπτώσεις, ενώ σε μικρότερο βαθμό επηρεάστηκαν το μέσο βάρος καρπών και ο αριθμός των γόνιμων αδελφιών ανά φυτό. Παρατηρήθηκε όμως μια σχετική ευαισθησία των συστατικών αυτών της απόδοσης αναφορικά με την επίδραση τους στις μεταβολές της απόδοσης λόγω υδατικής καταπόνησης. Ο βαθμός της υδατικής καταπόνησης που υπέστησαν οι βιότυποι, εκπεφρασμένος ως δείκτης υδατικού δυναμικού, διέφερε μεταξύ των βιότυπων αλλά και μεταξύ των καλλιεργητικών περιόδων. Επίσης, παρατηρήθηκε σημαντική διαφοροποίηση μεταξύ των βιότυπων ως προς τα χαρακτηριστικά που σχετίζονται με αντοχή στη ξηρασία. Ο βαθμός ωσμωρύθμισης διέφερε μεταξύ των βιότυπων οι οποίοι ταξινομήθηκαν ως περισσότερο (Χάσικο Κρήτης, Τζούλιο 138) και λιγότερο έντονα ωσμωρυθμιζόμενοι (Ζουλίτσα Αρκαδίας, Σκυλόπετρα Πτολεμαΐδας 182). Εντούτοις, δεν παρατηρήθηκαν στην παρούσα εργασία οι συστηματικές συσχετίσεις της ωσμωρύθμισης με υψηλότερες αποδόσεις, πιο εκτεταμένο ριζικό σύστημα, μεταβολές στη συμπεριφορά των στοματίων και στο τύλιγμα των φύλλων που έχουν αναφερθεί από άλλους ερευνητές. Η πυκνότητα της ριζικής επιφάνειας στο βάθος 0-25 εκ. ήταν στις περισσότερες περιπτώσεις το χαρακτηριστικό που συσχετίστηκε πιο στενά με την προσαρμοστικότητα στη ξηρασία: κατά κανόνα οι πιο ευαίσθητοι στη ξηρασία βιότυποι παρουσίαζαν μικρότερη πυκνότητα ριζών και αντιστρόφως. Η πυκνότητα ριζών στο επιφανειακό στρώμα εδάφους (0-12,5 εκ.) μειωνόταν συστηματικά με αυξάνουσα υδατική καταπόνηση, ενώ αυξανόταν αντίστοιχα στο αμέσως βαθύτερο εδαφικό στρώμα (12,5-25 εκ.). Οι βιότυποι ταξινομήθηκαν σε τέσσερεις ομάδες ανάλογα με την ευαισθησία τους στη ρύθμιση των κινήσεων των στοματίων τους. Έτσι, προσδιορίστηκαν περισσότερο (Αθέρας Κέρκυρας 137, Τζούλιο 138) και λιγότερο «ευαίσθητοι» βιότυποι (Ασπρόσταρο Χανίων Σκυλόπετρα Πτολεμαΐδας 182) με ενδιάμεσες διαβαθμίσεις. Κριτήρια ταξινόμησης ήταν ο βαθμός των ημερήσιων διακυμάνσεων της στοματικής αντίστασης, η διαφοροποίηση ως προς τη στοματική αντίσταση μεταξύ των μεταχειρίσεων, καθώς και η τάση για προσωρινό κλείσιμο των στοματίων κατά τις μεσημβρινές ώρες. Παρατηρήθηκαν υψηλά σημαντικές αρνητικές συσχετίσεις μεταξύ του χρονικού ολοκληρώματος της αντίστασης των στοματίων και του WPI, ενδεικτικές της ισχυρής εξάρτησης της αντίστασης από την υδατική καταπόνηση των φυτών. Επιπλέον, παρατηρήθηκε μια προσαρμοστική συμπεριφορά μέσω της μετατόπισης της γραμμής παλινδρόμησης κατά τη ξηρότερη περίοδο, η οποία μείωνε την αντίσταση των στοματίων και διατηρούσε την φωτοσυνθετική δραστηριότητα σε υψηλότερους βαθμούς υδατικής καταπόνησης. Διαπιστώθηκαν επίσης σαφείς διαφορές των βιότυπων ως προς την ικανότητα συστροφής των φύλλων τους, οι οποίες όμως δεν σχετίζονταν κατά συστηματικό τρόπο με την προσαρμοστική ικανότητα των αποδόσεων των βιότυπων. Παρομοίως, δεν παρατηρήθηκαν σαφείς σχέσεις μεταξύ της διαφοράς θερμοκρασία φύλλου-αέρα με τον βαθμό ευαισθησίας των αποδόσεων στην έλλειψη νερού, παρά το γεγονός ότι παρατηρήθηκαν σημαντικές συσχετίσεις μεταξύ της διαφοράς θερμοκρασία φύλλου-αέρα και της αντίστασης των στοματίων για τους περισσότερους βιότυπους. Όσον αφορά το ρυθμό γήρανσης των φύλλων, ήταν φανερή η διαφοροποίηση μεταξύ των βιότυπων αλλά και μεταξύ των μεταχειρίσεων άρδευσης. Πάντως, δεν επιβεβαιώθηκε σταθερή σχέση του φαινομένου με την πρωιμότητα ή οψιμότητα των βιότυπων. Οποιαδήποτε συμπεράσματα για τη συμπεριφορά των βιότυπων στη ξηρασία, ως προς την απόδοση, πρέπει να συνοδεύονται από πλειάδα παρατηρήσεων που σχετίζονται με αυξημένη απορρόφηση νερού από το έδαφος, με έλεγχο των απωλειών νερού και με τη διατήρηση σπαργής των ιστών. Όλα αυτά τα χαρακτηριστικά είναι απαραίτητο να εξετάζονται συνολικά διότι είναι σαφές ότι υπάρχει αλληλεπίδραση τους, η οποία εκφράζεται με ιδιαίτερο τρόπο για κάθε βιότυπο ξεχωριστά.