Επίδραση του καλίου σε παραμέτρους φυτικής αύξησης, φωτοσυνθετικής δραστηριότητας και ανόργανης θρέψης δενδρυλλίων λεμονιάς της ποικιλίας "Αδαμοπούλου", εμβολιασμένης στα υποκείμενα Νεραντζιά και Βολκαμεριάνα

Abstract

Σκοπός της παρούσας μεταπτυχιακής εργασίας ήταν η μελέτη της απόκρισης φυτών λεμονιάς υπό συνθήκες διαφορετικής θρέψης καλίου, διερευνώντας πλήθος παραμέτρων. Πιο συγκεκριμένα, εμβολιασμένα φυτά λεμονιάς της ποικιλίας "Αδαμοπούλου" σε υποκείμενα Νεραντζιά ή Βολκαμεριάνα αναπτύχθηκαν υπό συνθήκες θερμοκηπίου για 211 μέρες. Το πείραμα πραγματοποιήθηκε σε γλάστρες χωρητικότητας 5 L που περιείχαν αδρανές υπόστρωμα άμμου:περλίτη (1:2) και ποτίζονταν με υδροπονικά διαλύματα που διέφεραν ως προς την συγκέντρωση του καλίου (0, 0,75, 1,5, 3 και 6 mM Κ). Προς το τέλος του πειράματος (ημέρα 211), πραγματοποιήθηκαν μετρήσεις διαφόρων φωτοσυνθετικών παραμέτρων (ρυθμός φωτοσύνθεσης, στοματική αγωγιμότητα, ρυθμός διαπνοής, εσωτερική συγκέντρωση CO2) στα φύλλα. Επιπλέον, ελήφθησαν δείγματα φύλλων στα οποία μετρήθηκαν οι συγκεντρώσεις των χλωροφυλλών και των καροτενοειδών. Στη συνέχεια, τα φυτά τεμαχίστηκαν σε φύλλα, βλαστό ποικιλίας, βλαστό υποκειμένου και ρίζα. Τα επιμέρους φυτικά τμήματα αποξηράθηκαν (ξηρό βάρος) και έπειτα ζυγίστηκαν. Στην ξηρή ουσία αυτών προσδιορίστηκαν οι συγκεντρώσεις των στοιχείων Ν, P, K, Ca, Mg, Mn, Zn, Fe και Cu, η συνολική πρόσληψή τους ανά φυτό, καθώς και η % κατανομή τους στους επιμέρους ιστούς. Από τη στατιστική ανάλυση των δεδομένων προέκυψε ότι η φυτική αύξηση των περισσότερων επί μέρους φυτικών τμημάτων δεν επηρεάστηκε σημαντικά από το Κ. Σε υψηλές συγκεντρώσεις Κ, όμως, τα φυτά που ήταν εμβολιασμένα σε Βολκαμεριάνα παρουσίασαν μειωμένο ξηρό βάρος ρίζας. Επίσης, με την αύξηση του Κ στο διάλυμα θρέψης των φυτών, ανεξαρτήτως υποκειμένου, παρατηρήθηκε σταδιακή αύξηση της συγκέντρωσης του Κ στα επιμέρους φυτικά τμήματα και της συνολικής πρόσληψής του από τα φυτά. Η αυξημένη συγκέντρωση του Κ στο θρεπτικό διάλυμα συσχετίστηκε αρνητικά και με το Ν και τον Cu στον βλαστό ποικιλίας και στη ρίζα και των δύο υποκειμένων. Η επίδραση του Κ στο Ν της ρίζας ήταν σημαντική μόνο για τα φυτά εμβολιασμένα σε Νεραντζιά. Επιπλέον, υπήρξε μείωση της πρόσληψης του Ν, Cu και Fe για τα φυτά με υποκείμενο τη Βολκαμεριάνα. Ως προς τις συγκεντρώσεις του Ρ, του Mg και του Zn παρατηρήθηκε ότι με την αύξηση του Κ στο θρεπτικό διάλυμα, η μείωσή τους ήταν αισθητή σε όλους του ιστούς, εκτός της ρίζας για τον Ρ και του βλαστού υποκειμένου για τον Ζn. Επιπλέον, σημειώθηκε μικρότερη πρόσληψη των στοιχείων αυτών ανά φυτό. Παράλληλα, το ασβέστιο ήταν εκείνο το στοιχείο που επηρεάστηκε περισσότερο παρουσία υψηλού Κ σημειώνοντας έντονη μείωση της συγκέντρωσής του στους ιστούς του εμβολίου σε φυτά με υποκείμενο τη Νεραντζιά και σε όλα τα φυτικά τμήματα εκτός της ρίζας σε εκείνα με υποκείμενο τη Βολκαμεριάνα. Κατά την αύξηση της συγκέντρωσης Κ τα φύλλα παρουσίασαν μικρότερη συγκέντρωση Mn, εν αντιθέσει με τον βλαστό ποικιλίας και υποκειμένου όπου καταγράφηκε αύξηση. Επίσης, σημειώθηκε μείωση της πρόσληψης του Mn και η % κατανομή του εντός του φυτού αυξήθηκε στους βλαστούς εμβολίου και υποκειμένου αλλά μειώθηκε στα φύλλα. Όσον αφορά τη συγκέντρωση των χλωροφυλλών (α, β), αυτή δεν επηρεάστηκε σημαντικά υπό συνθήκες έλλειψης καλίου. Η μοναδική μείωση παρατηρήθηκε στα καροτενοειδή των φύλλων σε φυτά με υποκείμενο τη Νεράντζια, συμπεραίνοντας ότι πιθανότατα ορισμένοι αντιοξειδωτικοί παράγοντες δούλεψαν καλύτερα στα φυτά με υποκείμενο τη Βολκαμεριάνα. Επιπλέον, διαπιστώθηκε ότι η μείωση της φωτοσυνθετικής ικανότητας των φύλλων της λεμονιάς υπό συνθήκες έλλειψης Κ οφειλόταν κυρίως σε στοματικούς παράγοντες (μείωση στοματικής αγωγιμότητας) χωρίς να μπορεί να αποκλειστεί το ενδεχόμενο να επηρεάστηκε και από μη στοματικούς παράγοντες. Συγκρίνοντας μεταξύ τους τα υποκείμενα, υπό συνθήκες τροφοπενίας Κ και στα δύο υποκείμενα παρατηρήθηκε αυξημένη συγκράτηση του Κ στους ιστούς του υποκειμένου, περιορίζοντας την κίνηση του προς την ποικιλία. Αντιθέτως, σε συνθήκες τοξικότητας Κ βρέθηκε ότι η πρόσληψη όλων των στοιχείων που εξετάστηκαν επηρεάστηκε γραμμικά από το Κ και μάλιστα περισσότερο αρνητικά στο υποκείμενο Βολκαμεριάνα.

The purpose of this master thesis experiment was the study of lemon trees reaction under different levels of potassium nutrition in a hydroponic experiment, by investigating many different parameters. More specifically, ‘lemon trees of Adamopoulou’ variety that were grafted on the Sour Orange and Volkameriana rootstock, were cultivated under greenhouse conditions for 211 days. The plants were individually planted in (5L) pots containing inert substrate of sand:pearlite (1:2, v/v) and were irrigated with nutrient solutions of different concentrations of potassium (0, 0.75, 1.5, 3, 6 mM K). In the end of the experiment (day 211), various photosynthetic parameters were studied (photosynthetic rate, stomatal conductance, transpiration rate, CO2 concentration) in the leaves of the trees. Samples of the leaves were also used for the measurement of the chlorophyll and carotene content and the carbohydrate concentration. Then, the lemon trees were cut up in leaves, variety shoots, rootstock’s stem, and root. These parts were individually drained and weighted (dry weight). Then, the concentrations of N, P, Ca, Mg, Mn, Zn, Fe and Cu were determined as well as the total uptake for each nutrient and their % distribution in the individual tissues. The statistical analysis of the results showed that the plant growth for most of the individual plant tissue was not affected much by K. However, at high concentrations of K, plants grafted on Volkameriana showed reduced dry root weight. Also, with the increase of K in plant nutrition solution, regardless of the subject, there was a gradual increase in the concentration of K in the individual plant tissue and its total uptake by the plants. These decreased during the excessive accumulation of the element in the plants. The high concentration of K was negatively correlated with both N and Cu in the variety shoot of both rootstocks and the roots. The effect of N on the root was significant only for plants grafted on sour orange rootstock. In addition, there was a reduction in the intake of N, Cu and Fe for plants on Volkameriana rootstock. Regarding the concentration of P, Mg and Zn, it was observed that with the increase of K in the nutrient solution, their decrease was visible in all tissues, except for the root regarding P and the rootstock stem regarding Zn. In addition, there was a lower uptake of these elements per plant. Calcium was the element that was more affected than the others in the presence of high K, decreasing its concentration for the graft tissues in plants with sour orange rootstock and for all plant parts except the root in those grafted in Volkameriana. As the K concentration in nutrient solution increased, the leaves had a lower Mn concentration, in contrast to the variety and rootstock stem, where an increase was recorded. There was also a decrease in Mn uptake and in the % distribution in plants increased in variety and rootstock stem but decreased in leaves. Regarding the concentration of chlorophyll (a, b), it was not significantly affected under potassium deficiency. The only decrease was observed in leaves΄ carotenoids for the sour orange rootstock, concluding that some antioxidants probably worked better in plants grafted in Volkameriana rootstock. Furthermore, it was found that the decrease in photosynthetic capacity of lemon leaves under K deficiency conditions was mainly due to oral factors (reduction of oral conduction) without ruling out the possibility that it was also influenced by non-oral factors. Comparing the two using rootstocks under conditions of K deficiency, the results showed an increased retention of K in the rootstocks' tissues in both subjects. On the contrary, under conditions of K toxicity, it was found that the uptake of all the elements examined was linearly affected by K and more negatively in the subject Volkameriana.