Επίδραση της θερμοκρασίας και της υδατικής καταπόνησης στον ρυθμό φυτρώματος τριών ποικιλιών βαμβακιού (Gossypium hirsutum L.)

Abstract

Το πείραμα πραγματοποιήθηκε στο Εργαστήριο Γεωργίας του Γεωπονικού Πανεπιστημίου Αθηνών. Σκοπός του πειράματος ήταν καταρχήν η συγκριτική μελέτη της βλαστικότητας του βαμβακιού (Gossypium hirsutum L.) υπό συνθήκες υδατικής καταπόνησης με ωσμωτικά μέσα (PEG) και η καταγραφή δεδομένων, τόσο των πορειών του φυτρώματος, όσο και των τελικών ποσοστών βλάστησης. Το πείραμα επαναλήφθηκε με επιπλέον επέμβαση την προμεταχείριση της υδροβελτίωσης που δέχτηκαν οι σπόροι των τριών ποικιλιών, η οποία περιλαμβάνει την μερική ενυδάτωση των σπόρων. Μέσω αυτής επιταχύνεται η βλάστηση και βελτιώνεται η ομοιομορφία του φυτρώματος. Παράλληλα καταγράφηκαν εκ νέου τα δεδομένα βλάστησης. Οι επεμβάσεις του πειράματος αφορούσαν: α. Τρεις εμπορικές ποικιλίες βαμβακιού (Lider, Campo, Fantom), β. Πέντε θερμοκρασίες βλάστησης (12, 15, 18, 22, 25οC), γ. Πέντε επίπεδα ωσμωτικής καταπόνησης (-0.2, -0.4, -0.6, -0.8, -1.0 MPa) και τον μάρτυρα (νερό). Για να γίνει η πρόβλεψη του θερμικού και του υδατικού χρόνου που απαιτούνται για τη βλάστηση των σπόρων, χρησιμοποιήθηκε το θερμικό και το υδατικό μοντέλο. Οι μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν στα πλαίσια του πειράματος ήταν τα ποσοστά βλάστησης των ποικιλιών, πριν και μετά την εφαρμογή προμεταχείρισης, καθώς και η περιεχόμενη υγρασία των σπόρων σε διάφορες χρονικές φάσεις της ενυδάτωσής τους. Με βάση τις παραπάνω μετρήσεις προσδιορίστηκαν οι πορείες βλάστησης των ποικιλιών, ο χρόνος βλάστησης των κλασμάτων 10%, 50% και 90%, ο ρυθμός απορρόφησης υγρασίας των σπόρων και η πρόβλεψη της οριακής θερμοκρασίας και του ελάχιστου υδατικού δυναμικού που απαιτείται για τη βλάστηση του κλάσματος 50% του πληθυσμού των βλαστημένων σπόρων. Από τα αποτελέσματα προέκυψε ότι η υδατική προμεταχείριση βελτίωσε τα τελικά ποσοστά βλάστησης των σπόρων σε συνθήκες υδατικής καταπόνησης και προήγαγε τη βλάστηση σε ορισμένα από τα χαμηλά υδατικά δυναμικά. Επιπλέον, αύξησε το ρυθμό απορρόφησης υγρασίας κυρίως σε δυσμενείς συνθήκες (χαμηλή θερμοκρασία και χαμηλό υδατικό δυναμικό). Ο απαιτούμενος χρόνος προς βλάστηση των διαφορετικών κλασμάτων μειώθηκε μετά την εφαρμογή προμεταχείρισης. Τα δύο μοντέλα προέβλεψαν σε ικανοποιητικό βαθμό το θερμικό και τον υδατικό χρόνο. Από τις τρεις ποικιλίες εκείνη που ανταποκρίθηκε καλύτερα στην εφαρμογή της προμεταχείρισης ήταν Campo. Ειδικότερα, η ποικιλία Lider βλάστησε καλύτερα από τις άλλες μόνο στο μάρτυρα, στους 12οC. Στις περισσότερες θερμοκρασίες, καθώς και στις περισσότερες συγκεντρώσεις των ωσμωτικών διαλυμάτων τη μεγαλύτερη βλαστικότητα παρουσίασε η ποικιλία Campo, τόσο πριν, όσο και μετά την εφαρμογή προμεταχείρισης. Η ποικιλία Fantom στις δύο μεγαλύτερες θερμοκρασίες παρουσίασε παραπλήσια συμπεριφορά με την ποικιλία Campo. Όσον αφορά στην απορρόφηση νερού η ποικιλία Campo κατέγραψε τη μεγαλύτερη τελική περιεχόμενη υγρασία σε σχέση με τις άλλες δύο. Η ποικιλία Fantom ωστόσο βλάστησε με μικρότερα ποσοστά υγρασίας. Μετά την προμεταχείριση και στο σημείο αναφοράς των τριών ωρών, οι ποικιλίες Campo και Fantom συμπλήρωσαν το 75% της τελικής περιεχόμενης υγρασίας, ειδικά στο μάρτυρα. Στα περισσότερα ΩΔ ο θερμικός χρόνος μειώθηκε σημαντικά και στις τρεις ποικιλίες μετά την εφαρμογή προμεταχείρισης.

The experiment was conducted at the Agronomy Laboratory of the Agricultural University of Athens. The objective of the research was to perform a comparative study of cotton’s germinability (Gossypium hirsutum L.) under water stress conditions through osmotic solutions. The courses of growth as well as the final germination percentages were also recorded. The experiment was repeated with an additional treatment, the pretreatment of hydropriming according to which the seeds of all three varieties were subjected to partial hydration. Through this treatment germination accelerates and uniformity of growth is improved. Meanwhile, a new record of germination data was created. The treatments regarded a) 3 cotton varieties (Lider, Campo, Fantom), b) five germination temperatures (12, 15, 18, 22, 25oC), c) five water potential ranges (-0.2, -0.4, -0.6, -0.8, -1.0 MPa) and the control (pure water). To determine the thermal and hydrothermal time needed for germination of the seeds, germination time courses were analysed according to the thermal and hydrothermal model. The measurements performed within the experiment included the germination percentages of the varieties, before and after the application of the pretreatment, as well as the moisture contained in the seeds in various phases of their hydration. Based on the above measurements the germination courses of the varieties, germination time of 10%, 50% and 90% fractions, the seeds’ moisture absorption rate were determined. Moreover the base temperature as well as the minimum water potential needed in germination of 50% of the germinated seeds was predicted successfully. From the results it evident that hydropriming not only improved the final germination percentages of the seeds under water stress conditions but also promoted germination in low potential ranges. Moreover, it increased the rate in which moisture was absorbed especially under unfavorable conditions (low temperature, low water supply). The time needed for germination of the various fractions was reduced after the application of pretreatment. Campo variety responded best to the application of the pretreatment. More specifically, the Lider variety germinated better than the others only in regard to the control, at 12oC. Campo showed the highest germination among most temperatures as well as among the most concentrations of osmotic solutions both before and after the application of the pretreatment. Fantom exhibited similar behavior to Campo for the two highest temperatures. In regard to water absorption Campo recorded the highest final moisture content in comparison to the other two. However, Fantom germinated with lower percentages of moisture absorption. After the pretreatment and at the three-hour measurement, Campo and Fantom reached 75% of the final moisture content, especially in the control. In the most osmotic potentials, after the application of the pretreatment, thermal time was reduced significantly in all three varieties.