Αξιολόγηση της βιοδραστικότητας υδρολυμάτων ρίγανης και φασκόμηλου στα ζιζάνια Lolium rigidum, Solanum elaeagnifolium και στους βιοδείκτες Avena spp, Lemna minor

Abstract

Η παρούσα μελέτη αποτελεί μέρος ενός ευρύτερου συνόλου ερευνών που διεξάγονται εδώ και πολλά έτη στο Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών και ειδικότερα στο εργαστήριο της Γεωργίας που αφορούν στην αξιολόγηση της βιοδραστικότητας υδρολυμάτων Αρωματικών και Φαρμακευτικών Φυτών (ΑΦΦ). Τα ΑΦΦ αποτελούν ιδανική επιλογή καλλιέργειας για την αξιοποίηση της ελληνικής υπαίθρου αφού πολλά είναι ενδημικά είδη της χώρας μας και προσαρμόζονται ιδανικά στις ελληνικές συνθήκες. Δυστυχώς, δεν υπάρχουν πολλά εγκεκριμένα φάρμακα για την καταπολέμηση των ζιζανίων στις καλλιέργειες των ΑΦΦ και κατά τα πρώτα χρόνια εγκατάστασης της καλλιέργειας, ο έλεγχος των ζιζανίων είναι απαραίτητος. Το πρόβλημα αυτό ενισχύεται από τις αυξανόμενες περιπτώσεις ανθεκτικότητας των ζιζανίων στη χημική καταπολέμηση. Στα πλαίσια αυτά, βιώσιμη λύση αποτελεί η αξιοποίηση του αλληλοπαθητικού δυναμικού πολλών ΑΦΦ που μπορεί εν δυνάμει να αναστείλει την βλάστηση σπόρων ζιζανίων και να παρεμποδίσει την επιμήκυνση του ριζιδίου. Έτσι, προτείνεται η ανάπτυξη φυτικών ζιζανιοκτόνων από αιθέρια έλαια και υδατικά εκχυλίσματα (υδρολύματα) ΑΦΦ που μπορούν να συνδυαστούν σε προγράμματα ολοκληρωμένης διαχείρισης ζιζανίων ή ακόμη και στη Βιολογική Γεωργία και να δώσει λύση στα προβλήματα ανθεκτικότητας των ζιζανίων. Σκοπός της παρούσας εργασίας είναι η αξιολόγηση της βιοδραστικότητας δύο υδρολυμάτων: της ελληνικής ρίγανης Origanum vulgare L. subsp. hirtum και της φασκομηλιάς Salvia fruticosa Mill, σε δύο βιοδείκτες Lemna minor (κ. νεροφακή) και Avena sativa (κ. βρώμη) αλλά και σε δύο ζιζάνια Solanum elaeagnifolium (κ. γερμανός) και Lolium rigidum (κ. λόλιο). Αξιολογήθηκε η επίδραση που είχε το κάθε υδρόλυμα στην εκβλάστηση σπόρων, την επιμήκυνση του ριζιδίου και του βλαστιδίου στις περιπτώσεις των σπόρων βρώμης και ήρας, αλλά και στους κονδύλους του γερμανού. Στη περίπτωση της λέμνας αξιολογήθηκε ο βαθμός αποχρωματισμού της χλωροφύλλης αλλά και η επίδραση του υδρολύματος στις μετρήσεις νωπού- ξηρού βάρους του φυτικού δείγματος της λέμνας. Πραγματοποιήθηκαν in-vitro δοκιμές για Avena sativa, Solanum elaeagnifolium και Lolium rigidum σε τριβλύα petri και ως μέσο ανάπτυξης χρησιμοποιήθηκε διηθητικό χαρτί, ενώ για τη Lemna minor χρησιμοποιήθηκαν γυάλινα φιαλίδια. Αξιολογήθηκαν 7 διαδοχικές αραιώσεις υδρολυμάτων με σειρά μειούμενης συγκέντρωσης υδρολύματος (x, x/2, x/4, x/8, x/16, x/32, x/64) σε σχέση με το μάρτυρα που ήταν απεσταγμένο νερό. Με το πέρας των 7 ημερών, αξιολογήθηκε το ποσοστό παρεμπόδισης εκβλάστησης σπόρων βρώμης και ήρας και κονδύλων γερμανού, ενώ με το πέρας των 14 ημερών αξιολογήθηκε η παρεμπόδιση επιμήκυνσης βλαστιδίου και ριζιδίου. Αντίστοιχα στην περίπτωση της λέμνας, το φυτικό δείγμα αφέθηκε στα γυάλινα φιαλίδια μέχρι την επίτευξη του αποχρωματισμού της χλωροφύλλης στην συγκέντρωση x και ύστερα ελήφθησαν οι τελικές ζυγίσεις βάρους του συνόλου των δειγμάτων. Τα αποτελέσματα έδειξαν παρεμπόδιση βλαστικότητας και για τα δύο υδρολύματα η οποία ακολουθούσε μειούμενη πορεία ανάλογη με τη μείωση της συγκέντρωσης του υδρολύματος στην κάθε διαδοχική αραίωση. Ισχυρότερη παρεμπόδιση παρουσίασε το υδρόλυμα της φασκομηλιάς συγκριτικά με της ελληνικής ρίγανης, καθώς στην περίπτωση της μικρότερης συγκέντρωσης (x/64) του υδρολύματος Origanum vulgare L. subsp. hirtum, φάνηκε να επηρεάζει θετικά την βλαστικότητα των σπόρων. Παρόμοια αποτελέσματα παρατηρήθηκαν και όσον αφορά τους μέσους όρους μήκους ριζιδίου και βλαστιδίου. Συμπερασματικά, από τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης φαίνεται ότι τα υδρολύματα των ΑΦΦ ασκούν παρεμποδιστική δράση στη βλαστικότητα σπόρων ζιζανίων αλλά και στην επιμήκυνση του βλαστιδίου και του ριζιδίου και θα μπορούσε ανά περίπτωση να χρησιμοποιηθεί υδρόλυμα ελληνικής ρίγανης ή φασκομηλιάς σε τέτοια συγκέντρωση EC50, ώστε να επιτευχθεί έλεγχος των ζιζανίων στον αγρό.

The present study is part of a wider set of research conducted for many years at the Agricultural University of Athens and particularly at the Laboratory of Agriculture concerning the evaluation of the bioactivity of Aromatic and Medicinal Plant (MAP) hydrosols. MAPs are an ideal crop choice for the exploitation of the Greek countryside since many of them are endemic species of our country and are ideally adapted to Greek conditions. Unfortunately, there are not many approved drugs for weed control in MAP crops and during the first years of crop establishment, weed control is essential. This problem is compounded by increasing cases of weed resistance to chemical control. In this context, a viable solution is to exploit the allelopathic potential of many MAPs that can potentially inhibit weed seed germination and prevent root elongation. Thus, it is proposed to develop herbal herbicides from essential oils and aqueous extracts (hydrosols) of MAPs that can be combined in integrated weed management programs or even in Organic Agriculture and provide a solution to weed resistance problems. The aim of the present work is to evaluate the bioactivity of two hydrosols: the Greek oregano Origanum vulgare sub. hirtum and the sage Salvia fruticosa Mill, on two biomarkers Lemna minor and Avena spp. and on two weeds Solanum elaeagnifolium and Lolium rigidum. The effect of each hydrolysis on seed germination, root and shoot elongation in the cases of oat and lolium seeds, and on the tubers of germanium was evaluated. In the case of lemma, the degree of chlorophyll discoloration and the effect of the hydrosol on the fresh-dry weight measurements of the lemma plant sample were evaluated. In-vitro tests were carried out for Avena spp., Solanum elaeagnifolium and Lolium rigidum in petri dishes and filter paper was used as growth medium, while for Lemna minor glass vials were used. Seven consecutive dilutions of hydrosol were evaluated in order of decreasing hydrosol concentration (x, x/2, x/4, x/8, x/16, x/32, x/64) compared to the control which was distilled water. At the end of 7 days, the rate of inhibition of oat and lolium seed and solanum’s tuber was evaluated, and at the end of 14 days, the inhibition of shoot and root elongation was evaluated. Similarly in the case of lemma, the plant sample was left in the glass vials until chlorophyll discoloration at x concentration was achieved and then the final weight weights of all the samples were taken. The results showed germination inhibition for both hydrosols which followed a decreasing trend proportional to the decrease in hydrosol concentration in each successive dilution. The sage hydrosol showed a stronger inhibition compared to the Greek oregano hydrosol, as in the case of the lower concentration (x/64) of Origanum vulgare L. subsp. hirtum hydrosol, it seemed to have a positive effect on seed germination. Similar results were observed for the mean root and shoot lengths. In conclusion, from the results of the present study, it appears that the hydrosol of MAPs exert an inhibitory effect on weed seed germination and on shoot and root elongation and, where appropriate, a hydrosol of Greek oregano or sage could be used at such a concentration to achieve weed control in the field.