Επίδραση της εφαρμογής μικροσταγονιδίων διαλύματος υψηλής αλατότητας στη φωτοσυνθετική δραστηριότητα φυτών Nerium oleander και Salvia officinalis

Abstract

Στην παρούσα μελέτη διερευνήθηκε η επίδραση της εφαρμογής ψεκασμού με μικροσταγονίδια διαλύματος υψηλής αλατότητας στην ανάπτυξη και τη φωτοσυνθετική δραστηριότητα των φυτών Nerium oleander και Salvia officinalis σε υπαίθριες συνθήκες καλλιέργειας. Το πείραμα διεξήχθη στο Εργαστήριο Ανθοκομίας και Αρχιτεκτονικής Τοπίου και διήρκησε 6 μήνες. Έρριζα μοσχεύματα των φυτών Nerium oleander και Salvia officinalis μεταφυτεύτηκαν το Μάιο του 2012, σε γλάστρες 4 l, σε υπόστρωμα τύρφη/περλίτη (1:1 v/v). Τα φυτά δέχθηκαν εφαρμογές ψεκασμού με μικροσταγονίδια δύο διαλυμάτων υψηλής αλατότητας διαφορετικής σύνθεσης, Α: 410 mM NaCl και Β: 410 mM NaCl+420 μM H3BO3. Κάθε διάλυμα εφαρμόστηκε σε δύο συχνότητες, μία και δύο φορές την εβδομάδα, ενώ η σύγκριση έγινε με μάρτυρες (χωρίς ψεκασμό με απιονισμένο H2O) και μάρτυρες που δέχθηκαν ψεκασμό με απιονισμένο H2O. Οι συγκεντρώσεις τόσο του NaCl όσο και του H3BO3 ήταν αυτές του θαλασσινού νερού. Για κάθε διάλυμα και συχνότητα εφαρμογής έγιναν πέντε επαναλήψεις. Κατά τη διάρκεια του πειράματος, η ανάπτυξη των φυτών Nerium oleander και Salvia officinalis αξιολογήθηκε μετρώντας το ύψος, το δείκτη φυλλικής επιφάνειας (LAI), το πάχος των φύλλων (LT), τη σχετική περιεκτικότητα σε νερό (RWC), τις φωτοχημικές παραμέτρους του φωτοσυστήματος II (ΦPSII, ETR, qN, qP, NPQ ΦPSIIo) και τις παραμέτρους ανταλλαγής αερίων (A, gs και E). Όλες οι φωτοσυνθετικές παράμετροι μετρήθηκαν με τη διεξαγωγή καμπυλών απόκρισης στο φως. Επίσης, προσδιορίστηκε η συγκέντρωση των χλωροφυλλών (Chl(a+b)) των φύλλων που μετρήθηκαν. Στο τέλος του πειράματος, συσχετίστηκαν όλες οι παράμετροι. Στόχοι της μελέτης ήταν: α) η αξιολόγηση της επίδρασης της αλατότητας στα βιομετρικά χαρακτηριστικά ανάπτυξης καθώς και τις φυσιολογικές παραμέτρους των φυτών β) η διερεύνηση της δυνατότητας εγκατάστασης και της ανάπτυξης των φυτών Nerium oleander και Salvia officinalis σε παραθαλάσσιες περιοχές γ) η αξιολόγηση της επίδρασης του H3BO3, το οποίο, παρότι βρίσκεται στο θαλασσινό νερό σε υψηλή συγκέντρωση, σχεδόν ποτέ δεν συμπεριλαμβάνεται στα τεχνητά διαλύματα τα οποία προσομοιώνουν το θαλασσινό νερό σε πειράματα επίδρασης αλατότητας. Και τα δύο είδη που μελετήθηκαν εμφάνισαν διαφορετική συμπεριφορά στις διάφορες επεμβάσεις. Ειδικότερα για τα φυτά Nerium oleander, τα διαλύματα αλατότητας δεν επέδρασαν στην ανάπτυξη των φυτών κατά τη δυσμενή περίοδο (μέσα καλοκαιριού) και τα φυτά ανταπεξήλθαν πολύ καλά από την καταπόνηση που δέχθηκαν. Οι φωτοσυνθετικές παράμετροι βρέθηκαν σε πλήρη συμφωνία με τη μακροσκοπική εικόνα των φυτών και τις παραμέτρους ανάπτυξης, δίνοντας υψηλές τιμές της φωτοχημικής απόδοσης του φωτοσυστήματος II (ΦPSII), του ρυθμού μεταφοράς των ηλεκτρονίων (ETR) και της θεμελιώδους φωτοχημικής ικανότητας του PSII (ΦPSIIo) σε όλες τις μεταχειρήσεις. Συνεπώς, το Nerium oleander συμπεριφέρεται ως φυτό με ανθεκτικότητα στον παράγοντα της αλατότητας, και ως εκ τούτου κατάλληλο για φυτεύσεις σε παραθαλάσσια μέρη. Ως προς το είδος Salvia officinalis, τα αποτελέσματα ήταν διαφορετικά. Το διάλυμα NaCl (A) είχε αρνητική επίδραση στην ανάπτυξη των φυτών. Ως προς τα βιομετρικά χαρακτηριστικά των φυτών, η εφαρμογή ψεκασμών με διάλυμα NaCl σε συχνότητα 2φ./εβδ. έδωσε τις χαμηλότερες τιμές ύψους των φυτών στο τέλος του πειράματος (μετρήσεις Σεπτεμβρίου) και χαμηλές τιμές των βασικών φυσιολογικών παραμέτρων (χαμηλή φωτοσυνθετική ταχύτητα, ΦPSII, ETR). Επίσης, κατά τη δυσμενή περίοδο του καλοκαιριού, η καταπόνηση των φυτών στις μεταχειρίσεις με συχνότητα εφαρμογής 2φ./εβδ. ήταν ιδιαίτερα μεγάλη (συστροφές φύλλων, περιφερειακή ξήρανση, σημειακά εγκαύματα, φυλλόπτωση). Ωστόσο, στο τέλος της δυσμενούς περιόδου και σε όλα τα φυτά, παρατηρήθηκε ότι το είδος Salvia officinalis ανακάμπτει από την καταπόνηση του καλοκαιριού. Η προσθήκη H3BO3 στο διάλυμα του NaCl είχε ως αποτέλεσμα την άμβλυνση της καταπόνησης από αλατότητα και στις δύο συχνότητες εφαρμογής. Η άμβλυνση αυτή ήταν μεγαλύτερη στην αρχή του πειράματος (μετρήσεις Ιουνίου). Συμπεραίνεται λοιπόν ότι το Salvia officinalis είναι ευαίσθητο φυτό στον παράγοντα της αλατότητας και συνεπώς καθίσταται ακατάλληλο για φυτεύσεις σε παραθαλάσσιες περιοχές.

This study examined the effect of salt spray in the growth and photosynthetic activity of plants Nerium oleander and Salvia officinalis in outdoor growing conditions. The experiment took place in the Laboratory of Floriculture and Architecture of Landscape and lasted 6 months. Rooted cuttings of Nerium oleander and Salvia officinalis were planted on May 2012, in plastic pots 4 l, containing growth substrate peat/perlite (1:1 v/v). The plants were sprayed with two aqueous solutions of high salinity of different composition, A: 410 mM NaCl and B: 410 mM NaCl+420 μM H3BO3. Each solution was applied in two frequencies, once and twice per week, while the comparison was done with control plants (without deionized H2O spray) and control plants which were sprayed with deionized H2O. The concentrations both NaCl and H3BO3 were that of seawater. Five repetitions (pots) were performed for each solution and application frequency. During the experiment, the growth of plants Nerium oleander and Salvia officinalis was evaluated by measuring the growth in height, the leaf area index (LAI), the leaf thickness (LT), the relative water content (RWC), the parameters of PSII photochemistry (ΦPSII, ETR, qN, qP, NPQ, YIELD=ΦPSIIo) and the gas-exchange parameters (A, gs και E). All photosynthetic parameters were measured by means of light-response curves. Also, the concentration of chlorophylls of the measured leaves was determined. In the end of experiment, all parameters were correlated. The objects of the study were: a) the evaluation of the effect of salinity in biometric characteristics of growth and physiological parameters of plants b) the investigation of the possibility of installation and growth of the plants Nerium oleander and Salvia officinalis in coastal areas c) the evaluation of the effect of boric acid (H3BO3), which although there is in seawater at high levels, almost never included in artificial solutions which simulate seawater in salinity effect experiments. Both species that were studied performed different behavior to the various treatments. More specifically for Nerium oleander the solutions simulating the composition of sea aerosol did not effect in the growth of plants during the unfavorable period (in summertime), coped satisfactorily with the stress that they were exposed. The photosynthetical parameters were found in complete agreement with the macroscopic performance of plants and the growth parameters, giving high values of ΦPSII, ETR and YIELD, for all applications. Consequently, the Nerium oleander performed as tolerant plant to the salinity factor, thus making the plant suitable for plantings in coastal areas. As to the Salvia officinalis, the results were different. The solution containing NaCl (A) had negative effect in the growth of plants. To the biometric characteristics of plants, the NaCl spray with application frequency 2t./w. gave the lowest values in height for plants in the end of the experiment (September measurements) and low values of basic physiological parameters (low photosynthetic activity, ΦPSII, ETR). Moreover, during the unfavorable period of summertime, the stress of the plants to the treatments with application frequency 2t./w. was particularly strong (expressed with leaves kinks, regional drying, point burns, defoliation). However, in the end of unfavorable period and in all plants, it was observed that the Salvia officinalis recovers from the stress of summertime. Adding H3BO3 in the NaCl solution resulted the mitigating of salinity stress for both application frequencies. This mitigating was bigger in the beginning of the experiment (June measurements). Concluded then, that Salvia officinalis is susceptible plant to the salinity factor and consequently becomes unsuitable for plantings in coastal areas.