Διερεύνηση μορφολογικών-φυσιολογικών χαρακτηριστικών φυτών χλοοτάπητα σε καταπόνηση
Authors: Νικολοπούλου Αιμιλία-Ελένη 
Published: August 2021

Οι Χώροι Υγειονομικής Ταφής Απορριμμάτων (ΧΥΤΑ) και οι Χώροι Διάθεσης Απορριμμάτων (ΧΔΑ), είναι υποβαθμισμένες περιοχές που συχνά βρίσκονται πολύ κοντά στα όρια του αστικού ιστού και η αποκατάστασή τους αποτελεί φλέγον θέμα, στα πλαίσια της προστασίας του περιβάλλοντος και της βελτίωσης της ποιότητας ζωής. Αν και έχουν αναπτυχθεί τεχνικές απομόνωσης της μάζας των αποσυντιθέμενων απορριμμάτων, η αδυναμία πλήρους απομόνωσης του καλλιεργήσιμου εδάφους που παρατηρείται συχνά έχει ως συνέπεια τη διαφυγή του βιοαερίου προς τα ανώτερα εδαφικά στρώματα, με αποτέλεσμα οι συγκεντρώσεις του CO₂ να είναι πολύ αυξημένες ενώ η συγκέντρωση του Ο₂ είναι πολύ χαμηλή, δημιουργώντας προβλήματα στην εγκατάσταση των φυτικών ειδών, όπως οι χλοοτάπητες. Όμως η διεθνής βιβλιογραφία είναι ελλιπής σε ότι αφορά την αντίδραση των φυτικών ειδών του χλοοτάπητα στις υψηλές συγκεντρώσεις CO₂ σε συνδυασμό με μειωμένες συγκεντρώσεις του O₂ στο εδαφικό υπόστρωμα, τόσο κατά την εγκατάσταση με σπορά όσο και κατά την εγκατάσταση αγενώς, οπότε και πραγματοποιήθηκε η παρούσα μελέτη. Στο πρώτο μέρος της παρούσας διατριβής εξετάστηκε η αντίδραση σπερμάτων εμπορικών ποικιλιών τεσσάρων ψυχρόφιλων ειδών -Lolium perenne “Applaud”, Festuca arundinacea “Tomahawk” Poa pratensis “Huntsville” και Agrostis stolonifera “Penncross”- και δύο θερμόφιλων ειδών (Cynodon dactylon “Arizona Common”, Cynodon dactylon “Princess 77” και Pennisetum clandestinum “AZI”), στη μεταβολή της σύστασης των αερίων στο περιβάλλον βλάστησης. Σε αυτές σε κλειστό σύστημα σωλήνων γινόταν έγχυση μιγμάτων αερίων συγκεντρώσεων 40% CO₂, 20, 10 και 2,5% O₂, ενώ σπέρματα που βλάσταναν σε ατμοσφαιρικό αέρα χρησιμοποιήθηκαν ως μάρτυρας. Από τα αποτελέσματα διαπιστώθηκε ότι η βλαστική αντίδραση των σπερμάτων τόσο των ψυχρόφιλων όσο και των θερμόφιλων ειδών που δοκιμάστηκαν σε συνθήκες αυξημένης συγκέντρωσης CO₂ διέφερε ανάλογα με το φυτικό είδος. Στα σπέρματα των ψυχρόφιλων ειδών η παρουσία υψηλής συγκέντρωσης CO₂ ήταν παρεμποδιστική. Η παρουσία υψηλού CO₂ στο περιβάλλον βλάστησης των σπερμάτων είχε μικρή επίδραση στη βλαστικότητα των ειδών L. perenne και F. arundinacea όταν η συγκέντρωση του O₂ ήταν 20% και 10%, ενώ η βλαστικότητα των σπερμάτων στα δύο ευαίσθητα είδη Ρ. pratensis και A. stolonifera ήταν χαμηλότερη από 10% και 20% αντίστοιχα ακόμα και όταν η συγκέντρωση του O₂ ήταν σχεδόν ατμοσφαιρική (20%). Χαρακτηριστικό ήταν ότι η πολύ χαμηλή (υποξική) συγκέντρωση O₂ (2,5%) είχε ως αποτέλεσμα την πλήρη ή σχεδόν πλήρη ανάσχεση της βλαστικότητας των σπερμάτων όλων των ψυχρόφιλων ειδών. Στα θερμόφιλα είδη η παρουσία υψηλής συγκέντρωσης CO₂, είχε αντιφατικά αποτελέσματα. Θετική επίδραση είχε η παρουσία υψηλής συγκέντρωσης CO₂ σε συνδυασμό με όλες τις συγκεντρώσεις O₂ στη βλάστηση σπερμάτων και των δύο ποικιλιών του είδους C. dactylon, προωθώντας τη βλάστησή τους σε σύγκριση με το μάρτυρα που βλάστανε στον ατμοσφαιρικό αέρα. Αντίθετα η μεταβολή της σύστασης των αερίων είχε ως αποτέλεσμα τη μείωση της βλαστικότητας των σπερμάτων του είδους P. clandestinumi, κατά 80% όταν η συγκέντρωση του O₂ ήταν 2,5%. Σε ότι αφορά τη σειρά ανθεκτικότητας τα σπέρματα των ειδών χλοοτάπητα τα οποία δοκιμάστηκαν στην παρούσα διατριβή θα μπορούσαν να καταταγούν, σε ότι αφορά την υψηλή συγκέντρωση CO₂ με την ακόλουθη σειρά: C. dactylon > L. Perenne > F. Arundinacea > P. clandestinum > A. stolonifera > P. pratensis. H προσπάθεια προώθησης της βλάστησης με την επώαση των σπερμάτων σε ΚΝΟ₃, είχε ως αποτέλεσμα για τα ψυχρόφιλα είδη τη μείωση της βλαστικότητας των σπερμάτων των δύο πιο ανθεκτικών ειδών L. perenne και F. arundinacea στις συγκεντρώσεις Ο₂, 20 και 10%. Αντίθετα η παρουσία των ΝΟ₃⁻ αύξησε τη βλαστικότητα σπερμάτων των δύο ευαίσθητων ειδών -Ρ. pratensis και A. Stolonifera στην παρουσία του CO₂ και μάλιστα σπέρματα του είδους A. stolonifera που βρέθηκαν σε υποξικές συνθήκες (Ο₂ 2,5%) βλάστησαν σε ποσοστό 40-45%. Στα δύο θερμόφιλα είδη η επώαση με ΚΝΟ₃ επέδρασε θετικά μόνο στη βλάστηση σπερμάτων που η δράση του υψηλού CO₂ ήταν θετική, δηλαδή στα σπέρματα των ποικιλιών του είδους C. dactylon. Η προμεταχείριση με GA₃ είχε ως αποτέλεσμα την αύξηση της βλαστικότητας σπερμάτων των ειδών L. perenne και F. arundinacea όταν η υψηλή συγκέντρωση CO₂ συνδυάστηκε με συγκέντρωση O₂ 2,5%. Αυξημένη βλαστικότητα στην υψηλή συγκέντρωση CO₂ ανεξάρτητα με τη συγκέντρωση του O₂ είχαν σπέρματα του είδους A. stolonifera που μεταχειρίστηκαν με GA₃. Οι ποικιλίες του είδους C. dactylon που προμεταχειρίστηκαν με GA₃ παρουσίασαν αύξηση του ποσοστού βλαστικότητας των σπερμάτων στον ατμοσφαιρικό αέρα, ενώ καμιά επίδραση δεν είχε η προμεταχείριση στη βλάστηση σπερμάτων του είδους P. clandestinum. Στο δεύτερο μέρος της διατριβής μελετήθηκε η επίδραση της μεταβολής της σύστασης των αερίων της ριζόσφαιρας - με τη χρήση μιγμάτων αερίων ίδιας συγκέντρωσης με αυτής του πρώτου μέρους της μελέτης - στην εγκατάσταση και ανάπτυξη φυτών του είδους C. dactylon, με τη χρήση αγενούς πολλαπλασιαστικού υλικού, δηλαδή τμημάτων στολώνων. Η εγκατάσταση και ανάπτυξη πραγματοποιήθηκε σε ειδικά κατασκευασμένους μικροθάλαμους και το υπέργειο τμήμα απομονώθηκε και βρισκόταν σε ευνοϊκές για ανάπτυξη συνθήκες. Τα αποτελέσματα του δεύτερου μέρους της διατριβής έδειξαν ότι, η μεταβολή της αέριας φάσης της ριζόσφαιρας επηρέασε την ανάπτυξη του υπέργειου τμήματος των φυτών, αυξάνοντας τη όταν παρουσία υψηλής συγκέντρωσης CO₂ η συγκέντρωση του O₂ ήταν 20%, ενώ μείωση καταγράφηκε με τη μείωση της συγκέντρωσης του O₂. Μείωση παρατηρήθηκε στο ξηρό βάρος του ριζικού συστήματος των φυτών παρουσία υψηλής συγκέντρωσης CO₂, η οποία ήταν εντονότερη όταν η συγκέντρωση του O₂ ήταν σχεδόν ατμοσφαιρική (20%). Οι υποξικές συνθήκες προκάλεσαν αύξηση της γλυκόζης και της φρουκτόζης στο ριζικό σύστημα των φυτών που δέχθηκαν την επίδραση υψηλής συγκέντρωσης CO₂ σε συνδυασμό με τη χαμηλότερη συγκέντρωση του O₂ 2,5%. Φυτά που δέχθηκαν την επίδραση του υψηλού CO₂ σε συνδυασμό με τις δύο χαμηλότερες συγκεντρώσεις O₂, 10% και 2,5%, παρουσίασαν ανατομικές μεταβολές -μεταβολή του μεγέθους των στοματίων, του σχετικού μεγέθους των κυττάρων συστροφής, εμφάνιση αερεγχυματικών κοιλοτήτων στους κολεούς των φύλλων- οι οποίοι θα μπορούσαν να αποτελέσουν χαρακτηριστικά ανοχής ή αντοχής στην εφαρμοζόμενη καταπόνηση και να συντελέσουν στον εγκλιματισμό του είδους υπό αυτές τις συνθήκες.