Αξιολόγηση της επίδρασης διαφορετικών επιπέδων αζωτούχου λίπανσης στην καλλιέργεια της ρίγανης (Origanum x intercedens) ως προς τα μορφολογικά, αποδοτικά και χημειοτυπικά χαρακτηριστικά των αιθέριων ελαίων. Παρακολούθηση της φυτείας με χρήση Γεωγραφικών και Πληροφοριακών Συστημάτων

Abstract

Οι εδαφοκλιματικές συνθήκες που επικρατούν στην Ελλάδα ευνοούν την καλλιέργεια των Φαρμακευτικών και Αρωματικών Φυτών (ΦΑΦ). Μία από τις κυριότερες οικογένειες των ΦΑΦ είναι η οικογένεια Lamiaceae, η οποία αντιπροσωπεύεται από περίπου 3000 φυτικά είδη με σημαντικότερα αυτά του γένους Origanum από το οποίο προέρχονται τα πιο γνωστά φυτά ρίγανης. Σκοπός της παρούσας μελέτης είναι η αξιολόγηση της επίδρασης τεσσάρων διαφορετικών επιπέδων αζωτούχου λίπανσης στην καλλιέργεια της ρίγανης Origanum x intercedens ως προς τα χαρακτηριστικά ανάπτυξής της, τα αποδοτικά και ποιοτικά χαρακτηριστικά, καθώς και η παρακολούθηση της φυτείας με χρήση μεθόδων τηλεπισκόπησης. Χρησιμοποιήθηκε πιστοποιημένο φυτικό υλικό από την Ικαρία, το οποίο πολλαπλασιάστηκε με αγενή πολλαπλασιασμό. Η εγκατάσταση της φυτείας έγινε στο αγρόκτημα του Γεωπονικού Πανεπιστημίου Αθηνών στα Σπάτα. Εφαρμόστηκαν τέσσερεις επεμβάσεις λίπανσης σύμφωνα με το σχέδιο των Τυχαιοποιημένων Πλήρων Ομάδων με τρεις επαναλήψεις. Μετρήθηκε το ύψος των φυτών και η επιφάνεια κάλυψής τους από την εγκατάσταση έως τη συγκομιδή. Η συγκομιδή των φυτών έγινε στο στάδιο της πλήρους άνθισης. Ακολούθησαν μορφολογικές μετρήσεις που αφορούσαν στο βλαστό, τα φύλλα και την ταξιανθία. Το φυτικό υλικό μετά τη συγκομιδή αποξηράνθηκε με φυσικό τρόπο. Με τη μέθοδο της υδροαπόσταξης και με τη χρήση της συσκευής Clevenger έγινε η παραλαβή των αιθέριων ελαίων. Για τον έλεγχο της ποιότητας των αιθέριων ελαίων που παρελήφθησαν χρησιμοποιήθηκε η μέθοδος της αέριας χρωματογραφίας μάζας (GC–MS). Πραγματοποιήθηκε παρακολούθηση της φυτείας με UAV (Unmanned Aerial Vehicle) εξοπλισμένο με πολυφασματικό αισθητήρα Parrot Sequoia με τέσσερα κανάλια (Green, Red, Red-edge, Near Infra-Red) και δημιουργία ορθομωσαϊκών στο πρόγραμμα Pix4d mapper. Με βάση αυτά τα κανάλια έγινε εξαγωγή του δείκτη βλάστησης NDVI (Normalized Difference Vegetation Index). Τα δεδομένα εισήχθησαν σε περιβάλλον GIS για δημιουργία χαρτών και για περαιτέρω επεξεργασία. Σύμφωνα με τις μετρήσεις, δεν παρουσιάστηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές στο ύψος του φυτού και στην επιφάνεια κάλυψης των φυτών σε καμία από τις τέσσερεις διαφορετικές επεμβάσεις λίπανσης. Αξίζει να σημειωθεί ότι ο μεγαλύτερος αριθμός απλών ταξιανθιών ανά σύνθετη ταξιανθία παρατηρήθηκε στον μάρτυρα με στατιστικά σημαντικές διαφορές. Κατά το στάδιο της πλήρους άνθισης, υψηλότερη περιεκτικότητα σε αιθέριο έλαιο εμφάνισαν τα φυτά που δέχθηκαν 8 μονάδες αζωτούχου λιπάσματος με 6,38% και ακολούθησαν εκείνα που δέχθηκαν 4 μονάδες λιπάσματος με 6,17%. Μικρότερη περιεκτικότητα σε αιθέριο έλαιο παρατηρήθηκε στα φυτά που δέχθηκαν 12 μονάδες αζωτούχου λιπάσματος με στατιστικά σημαντική διαφορά από τις υπόλοιπες επεμβάσεις. Όσον αφορά στα ποιοτικά χαρακτηριστικά, υψηλότερη περιεκτικότητα σε καρβακρόλη εμφάνισαν τα αιθέρια έλαια των φυτών που δέχθηκαν 0, 4 και 8 μονάδες αζωτούχου λιπάσματος. Ισχυρά θετική συσχέτιση παρατηρήθηκε μεταξύ του νωπού και ξηρού βάρους φυτών και της επιφάνειας κάλυψης με τον δείκτη NDVI. Αρνητική συσχέτιση παρατηρήθηκε μεταξύ του NDVI και του αριθμού φύλλων ανά βλαστό. O δείκτης βλάστησης NDVI αποδείχθηκε αξιόπιστος δείκτης για την παρακολούθηση της φυτείας ΦΑΦ αντικατοπτρίζοντας την ευρωστία των φυτών και παράλληλα απεικόνισε την αρνητική σχέση των διαφορετικών χαρακτηριστικών ανάπτυξης της καλλιέργειας. Συμπερασματικά, λοιπόν, διαπιστώνεται ότι το υβρίδιο Origanum x intercedens αποτελεί ένα πολλά υποσχόμενο είδος για την βιομηχανία των Φαρμακευτικών και Αρωματικών φυτών με υψηλές αποδόσεις σε βιομάζα, αιθέριο έλαιο και υψηλή συγκέντρωση καρβακρόλης, σημαντικής ουσίας για τη φαρμακοβιομηχανία.

Soil and climatic conditions in Greece favor the cultivation of Medicinal and Aromatic Plants (MAPs). Lamiaceae is one of the main MAP families, which is represented by approximately 3,000 plant species. The most prominent of these are the genus Origanum, from which the most famous oregano plants are derived. The purpose of this study is to evaluate the effect of four different levels of nitrogen fertilization on the cultivation of Origanum x intercedens in terms of its growth characteristics, quantitative and qualitative characteristics, as well as monitoring of plantation using remote sensing methods. Certified plant material from Ikaria was used, which was multiplied by vegetative propagation. The plantation was installed on the farm of the Agricultural University of Athens in Spata. Four fertilization treatments were applied according to the Randomized Complete Block design with three replications. The height of the plants and their canopy from installation to harvest were measured. The plants were harvested at full blooming stage. Moreover, morphological characteristics for shoot, leaf and inflorescence were measured. The post-harvest plant material was naturally dried. Hydro-distillation and the Clevenger device were used for taking the essential oils. The method was used to check the quality of the essential oils that were obtained was Gas Chromatography – Mass Spectrometry (GC – MS). In addition, the plantation was monitored using UAV (Unmanned Aerial Vehicle) equipped with a multi-spectral sensor Parrot Sequoia with four channels (Green, Red, Red-edge, Near Infra-Red) and orthomosaic in Pix4d mapper were created. From these channels, the NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) was extracted. Data was imported into a GIS environment for mapping and further editing. According to the measurements, there were no statistically significant differences in plant height and canopy in any of the four different fertilization treatments. It is worth noting that the largest number of simple inflorescences per complex inflorescence was observed in the control group with statistically significant differences. During the full blooming stage, plants with 8 nitrogen fertilization units had the highest essential oil content (6.38%), followed by those that received 4 units (6.17%). The lowest essential oil content was observed in plants receiving 12 units of nitrogen fertilizer, with statistically significant difference from the other treatments. In terms of quality characteristics, higher carvacrol content was found in the essential oils of plants receiving 0, 4 and 8 units of nitrogen fertilization. Strong positive correlation was observed between NDVI and fresh and dry plant weight, as well as between NDVI and canopy. Negative correlation was observed between NDVI and the number of leaves per shoot. NDVI proved to be a reliable indicator for monitoring the MAPs’ plantation reflecting robustness of plants and reflected the negative relationship of different growth characteristics of the crop. In conclusion, it is found that the Origanum x intercedens is a promising species for the pharmaceutical and aromatic plants industry with high yield in biomass, essential oil and high concentration of carvacrol, an important substance for the pharmaceutical industry.