Αξιολόγηση τοπικών ποικιλιών τομάτας και πιπεριάς ως προς την ανοχή τους στην αλατότητα σε συνθήκες υδροπονικής καλλιέργειας και των δυνατοτήτων μετριασμού της αλατούχου καταπόνησης στην τομάτα μέσω εφαρμογής βιοδιεγερτών
Authors: Ντάναση Θεοδώρα 
Published: September 2024

Η αλατότητα είναι ένας σημαντικός παράγοντας καταπόνησης που θέτει σε κίνδυνο την παραγωγή κηπευτικών σε ημίξηρα κλίματα όπως αυτό της Μεσογείου. Η συσσώρευση αλάτων στο έδαφος μπορεί να αποδοθεί στην περιορισμένη διαθεσιμότητα νερού, η οποία μπορεί να επιδεινωθεί από τις αλλαγές στα επίπεδα βροχοπτώσεων και την αύξηση της θερμοκρασίας. Αυτοί οι παράγοντες μπορούν να μεταβάλουν τα επίπεδα υγρασίας του εδάφους και τους ρυθμούς εξάτμισης, οδηγώντας τελικά σε αύξηση της αλατότητας του εδάφους. Ταυτόχρονα, ο βαθμός στον οποίο η απόδοση των καλλιεργειών επηρεάζεται από την καταπόνηση λόγω αλατότητας εξαρτάται από την ποικιλία. Σε αντίθεση με τα υβρίδια τομάτας, οι παραδοσιακές ποικιλίες συχνά παρουσιάζουν μεγαλύτερη γενετική ποικιλομορφία και ανθεκτικότητα στις περιβαλλοντικές καταπονήσεις, αποτελώντας πολύτιμους πόρους για τα προγράμματα βελτίωσης της ανοχής στις αβιοτικές καταπονήσεις. Ως εκ τούτου, διερευνήθηκαν οι επιδράσεις της αλατότητας στην ανάπτυξη, την παραγωγή και τη θρεπτική κατάσταση 16 μεσογειακών ποικιλιών τομάτας όλων των τύπων μεγέθους καρπού που είχαν προεπιλεχθεεί ως ανθεκτικές στην αλατότητα σε προηγούμενες έρευνες. Για να προκληθεί η αλατούχος καταπόνηση, τα φυτά αναπτύχθηκαν υδροπονικά και αρδεύτηκαν με θρεπτικό διάλυμα που περιείχε NaCl σε συγκέντρωση που μπορούσε να διατηρήσει το επίπεδο NaCl στη ριζόσφαιρα στα 30 mM, ενώ τα φυτά-μάρτυρες αρδεύτηκαν με θρεπτικό διάλυμα που περιείχε 0,5 mM NaCl. Διάφορες παράμετροι ανάπτυξης των φυτών, συμπεριλαμβανομένου του ποσοστού ξηρής ουσίας και της απόδοσης καρπών (μετρούμενη με τον αριθμό και το βάρος των καρπών ανά φυτό), αξιολογήθηκαν για να εκτιμηθεί η επίδραση της αυξημένης αλατότητας στην ανάπτυξη και παραγωγικότητα των διαφόρων ποικιλιών τομάτας. Επιπλέον, αξιολογήθηκε η θρεπτική κατάσταση των φυτών με τον προσδιορισμό των συγκεντρώσεων των μακρο- και ιχνοστοιχείων στα φύλλα, τις ρίζες και τους καρπούς των φυτών. Τα βασικά αποτελέσματα αυτής της διδακτορικής διατριβής έδειξαν ότι οι μικρόκαρπες ποικιλίες τομάτας (cherry-type) παρουσίασαν την υψηλότερη ανοχή στην αλατόούχο καταπόνηση, καθώς οι ποικιλίες «Cherry-INRAE (1)», «Cherry-INRAE (3)» και «Cherry-INRAE (4)» δεν παρουσίασαν μείωση της παραγωγής όταν εκτέθηκαν σην καταπόνηση αυτή. Ωστόσο, οι μεγαλύτερες παραδοσιακές ποικιλίες, όπως η «de Ramellet», παρουσιάζουν επίσης μηχανισμούς που προσδίδουν ανοχή στην αλατότητα, καθώς η παραγωγή τους δεν επηρεάστηκε σημαντικά υπό συνθήκες καταπόνησης. Οι ποικιλίες για τις οποίες διαπιστώθηκε η ύπαρξη ανοχής ή ανθεκτικότητας στην αυξημένη αλατότητα θα μπορούσαν ενδεχομένως να χρησιμοποιηθούν σε προγράμματα βελτιώσης για την ανάπτυξη νέων ποικιλιών και υβριδίων που είναι καλύτερα προσαρμοσμένα σε περιβάλλοντα που επηρεάζονται από τη συγκεκριμένη καταπόνηση. Τέλος η χρήση ποικιλιών τομάτας που είναι προσαρμοσμένες στην καταπόνηση αλατότητας αποτελεί σημαντική στρατηγική για την προώθηση της βιωσιμότητας της γεωργίας, ιδίως σε ημίξηρες περιοχές όπου η αλατότητα αποτελεί σημαντική πρόκληση.Η πιπεριά (Capsicum annuum L.) είναι ένα φυτικό είδος ιδιαίτερα ευαίσθητο στην αλατότητα, με αποτέλεσμα τη μείωση της παραγωγής κατά περίπου 7,6 % για κάθε μονάδα αύξησης της EC πέραν των 2,8 dS m-1 στο περιβάλλον της ρίζας. Ωστόσο, ορισμένες παραδοσιακές ποικιλίες παρουσιάζουν υψηλή προσαρμοστικότητα σε δυσμενείς περιβαλλοντικές συνθήκες, χωρίς να μειώνουν την απόδοση. Για το σκοπό αυτό διερευνήθηκαν οι επιδράσεις της καταπόνησης από την αλατότητα στην παραγωγή, τη θρέψη και την ποιότητα των καρπών τεσσάρων ποικιλιών πιπεριάς: JO 109, (Capsicum annuum var. grossum), JO 204 (Capsicum annuum var. grossum), JO 207 (Capsicum annuum var. grossum) και «Φλωρίνης». Τα φυτά της ποικιλίας «Yolo Wonder» από τη Καλιφόρνια και το εμπορικό υβρίδιο F1 «Sammy RZ» χρησιμοποιήθηκαν ως μάρτυρες. Τα μισά από τα φυτά αρδεύτηκαν με θρεπτικό διάλυμα που περιείχε NaCl σε συγκέντρωση που μπορούσε να διατηρήσει το επίπεδο NaCl στη ριζόσφαιρα στα 30 mM (φυτά που υποβλήθηκαν σε καταπόνηση), ενώ τα υπόλοιπα φυτά αρδεύτηκαν με ένα θρεπτικό διάλυμα που περιείχε 0,5 mM NaCl (μάρτυρας). Καταγράφηκαν η παραγωγή και τα ποιοτικά χαρακτηριστικά της απόδοσης, όπως συνεκτικότητα, τιτλοδοτούμενη οξύτητα (TA), περιεκτικότητα σε ολικά διαλυτά στερεά (TSSC), ύψος και διάμετρος καρπού. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι παραδοσιακές ποικιλίες ήταν πιο ανθεκτικές στην αλατότητα από τις εμπορικές ποικιλίες «Yolo Wonder» και «Sammy RZ». Επιπλέον, η έκθεση των φυτών πιπεριάς σε αυξημένη αλατότητα είχε ως αποτέλεσμα την αύξηση της ποιότητας των καρπών, η οποία συσχετίστηκε με την αύξηση των TSSC και της ΤA. Ανθρωπογενείς δραστηριότητες όπως η ακατάλληλη χρήση του αρδευτικού νερού που χαρακτηρίζεται από υψηλή περιεκτικότητα σε NaCl, σε συνδυασμό με λανθασμένες αγρονομικές πρακτικές, όπως η ανεπαρκής στράγγιση και η μη ορθολογική λίπανση, δρουν συνεργιστικά στην περαιτέρω αύξηση της έντασης της καταπόνησης. Για να μετριαστεί ο αντίκτυπος αυτής της καταπόνησης χωρίς να διακυβεύεται η απόδοση και η ποιότητα, είναι απαραίτητη η εφαρμογή βιώσιμων αγρονομικών πρακτικών, ικανές να βελτιώσουν την παραγωγικότητα των καλλιεργειών και να ενισχύσουν την ανθεκτικότητα σε δυσμενείς περιβαλλοντικές συνθήκες. Μεταξύ αυτών των πρακτικών, τα εκχυλίσματα φυκιών (SWE) και οι μικροβιακοί βιοδιεγέρτες (PGRBs) αναδεικνύονται ως σημαντικές κατηγορίες φυτικών βιοδιεγερτών ικανών να προάγουν την παραγωγή φυτικής βιομάζας, να αυξήσουν την αποδοτικότητα χρήσης θρεπτικών ουσιών και να ενισχύσουν την ανοχή των φυτών σε διάφορες αβιοτικές καταπονήσεις. Ο σκοπός του τρίτου πειράματος της παρούσας διδακτορική διατριβής ήταν η μελέτη της δυνατότητας μετριασμού της αλατούχου καταπόνησης στην ανάπτυξη, την απόδοση, την ποιότητα του προϊόντος και τη θρεπτική κατάσταση δύο ελληνικών παραδοσιακών ποικιλιών τομάτας («Τοματάκι Σαντορίνης» και «Θεσσαλονίκη») μέσω της εφαρμογής δυο βιοδιεγερτών: α) ενός εκχυλίσματος φυκιών Ascophyllum nodosum (εμπορικό σκεύασμα Algastar) και ενός μείγματος μικροβιακών στελεχών (εμπορικό σκεύασμα Nitrostim). Στα φυτά εφαρμόστηκε διαφυλλικός ψεκασμός με τα σκευάσματα «Algastar» ή «Nitrostim» και αρδεύτηκαν με δύο θρεπτικά διαλύματα: 0,5 mM (χρησιμοποιήθηκε ως μάρτυρας) και 30 mM NaCl στη ριζόσφαιρα. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι και οι δύο βιοδιεγέρτες βελτίωσαν την ανάπτυξη των φυτών και την εμπορεύσιμη παραγωγή. Ωστόσο, η αποδοτικότητα εφαρμογής των σκευασμάτων επηρεάστηκε σημαντικά από την αλληλεπίδραση των βιοδιεγερτών με τις υπό μελέτη παραδοσιακές ποικιλίες. Ειδικότερα, ο διαφορετικός τρόπος δράσης των δύο βιοδιεγερτών επηρέασε διαφορετικά την ανοχή των διαφορετικών ποικιλιών στην αυξημένη αλατότητα, καθώς το «Τοματάκι Σαντορίνης» επωφελήθηκε μόνο από την εφαρμογή με SWE, ενώ η «Θεσσαλονίκη» παρουσίασε σημαντική αύξηση στον αριθμό των καρπών και στο μέσο βάρος των καρπών από την εφαρμογή και τον δυο βιοδιεγερτών. Συμπερασματικά, η καταπόνηση που προκαλείται από την αλατότητα μπορεί να αμβλυνθεί με την αύξηση της ανοχής της τομάτας μέσω της εφαρμογής βιοδιεγερτών, ενός βιώσιμου και καινοτόμου εργαλείου για τη βελτίωση της παραγωγικότητας της τομάτας.