Διερεύνηση της δυνατότητας χρήσης νέων βιοδιεγερτών σε θερμοκηπιακή καλλιέργεια τομάτας για τη μείωση των επιπτώσεων της συνδυασμένης καταπόνησης που προκαλεί η ανεπάρκεια θρεπτικών στοιχείων (N, P) και νερού

Abstract

Η καλλιέργεια της τομάτας σε υδροπονικά συστήματα καταναλώνει υπερβολικές ποσότητες νερού και θρεπτικών στοιχείων, τα οποία εισέρχονται μέσα από το θρεπτικό διάλυμα και η απορροή τους είναι επιβλαβής για το περιβάλλον ειδικά όταν το σύστημα υδροπονίας είναι ανοικτού τύπου. Μια πολλά υποσχόμενη λύση για την μείωση της χρήσης νερού και λιπασμάτων είναι η εφαρμογή βιοδιεγερτών οι οποίοι ενεργοποιούν μηχανισμούς των φυτών που αυξάνουν την αποδοτικότητα χρήσης του νερού και των θρεπτικών. Στην παρούσα μεταπτυχιακή μελέτη μελετήθηκαν 3 διαφορετικά σκευάσματα βιοδιεγερτών σε υδροπονική καλλιέργεια τομάτας η οποία αναπτυσσόταν υπό ιδανικές συνθήκες και υπό συνθήκες συνδυασμένης καταπόνησης έλλειψης νερού και θρεπτικών στοιχειών. Τα 3 σκευάσματα που επιλέχτηκαν ήταν ένα με υδρολυμένες πρωτεΐνες (Edypro), ένα με στριγγολακτόνες (Strigolab) και ένα με εκχυλίσματα φυκών (Maxicrop). Οι μετρήσεις που πραγματοποιήθηκαν αφορούσαν την μελέτη των θρεπτικών στοιχείων στην ριζόσφαιρα, την ανάπτυξη και παραγωγή των φυτών και την ποιότητα των καρπών. Τα αποτελέσματα της μελέτης έδειξαν πως η συνδυασμένη καταπόνηση επηρεάζει σημαντικά την ανάπτυξη και παραγωγή των φυτών, αφού μείωσε τόσο την βιομάζα και την φωτοσύνθεση τους, όσο και την τελική παραγωγή σε καρπούς. Η εφαρμογή των βιοδιεγερτών δεν κατάφερε να αντιμετωπίσει την επίδραση της συνδυασμένης καταπόνησης νερού και θρεπτικών στοιχείων. Πιο συγκεκριμένα, η εφαρμογή του βιοδιεγέρτη Edypro μείωσε την παραγωγή των καρπών, ενώ η εφαρμογή του βιοδιεγέρτη Maxicrop δεν επηρέασε σημαντικά τις περισσότερες παραμέτρους ανάπτυξης και παραγωγής των φυτών. Αντίθετα, η εφαρμογή του βιοδιεγέρτη Strigolab αύξησε την φυλλική επιφάνεια των φυτών στο ενδιάμεσο της καλλιέργειας και την πρώιμη παραγωγή των καρπών. Ωστόσο, κατά το τέλος της καλλιέργειας, ούτε ο βιοδιεγέρτης Strigolab φαίνεται να επηρέασε σημαντικά την τελική παραγωγή. Η χρήση των βιοδιεγερτών δεν έχει μελετηθεί εκτενώς για καλλιέργεια σε υδροπονικά συστήματα και θα πρέπει να πραγματοποιηθούν περισσότερες μελέτες για να εξακριβωθεί ποια σκευάσματα μπορούν να συνεισφέρουν στην μείωση των εισροών νερού και θρεπτικών στοιχείων στις υδροπονικές καλλιέργειες με ταυτόχρονη διατήρηση της υψηλής παραγωγής

Hydroponically grown tomato consumes high amounts of water and nutrients, which are added through the nutrient solution and, consequently, resulting to environmental pollution due to the drainage solution at open systems. A promising solution to reduce the water and fertilizers is the application of biostimulants which can activate mechanisms in plants that increase water and nutrient use efficiency. At the present study, 3 different biostimulants were tested at hydroponically grown tomato, cultivated under combined water and nutrient stress. The 3 selected biostimulants were: one with protein hydrolysates (Edypro), one with strigolactones (Strigolab) and one with seaweed extracts (Maxicrop). Obtained measurements focused on nutrient solution in plants rhizosphere, plant growth, fruit production and fruit quality characteristics. Combined water and nutrients stress resulted in significantly decreased plant growth and yield, since plants had lower photosynthetic rate, biomass and total fruit production. The application of biostimulants was not able to sustain high yield under combined water and nutrient stress. More specifically, the application of Edypro biostimulant showed decreased fruit production. Application of Maxicrop biostimulant did not have any significant effect at most of growth parameters studied. On the contrary, the application of Strigolab biostimulant increased early leaf area development of plants and early fruit yield. However, total yield was not significantly affected by the application of Strigolab biostimulant. Application of biostimulants is not extensively studied at hydroponic cultivation systems and more studies are needed to ascertain which biostimulant products are able to contribute to the reduction of water and nutrient consumption, by concomitantly sustaining high fruit yields.