Καταλληλότητα ζιζανίων και καλλιεργούμενων ειδών στη φυτοαποκατάσταση όξινων ή αλκαλικών εδαφών επιβαρυμένων με Cu

Abstract

Η ρύπανση των εδαφών από διάφορους ανόργανους ρύπους, όπως τα βαρέα μέταλλα και από διάφορους οργανικούς, όπως τα ζιζανιοκτόνα και τα εντομοκτόνα, αποτελεί έναν από τους σημαντικότερους κινδύνους τόσο για το οικοσύστημα όσο και για τη δημόσια υγεία. Η ραγδαία ανάπτυξη της βιομηχανίας και η ανεξέλεγκτη χρήση φυτοπροστατευτικών προϊόντων κρίνει επιτακτική την ανάγκη ανάπτυξης μεθόδων για την αποκατάσταση των επιβαρυμένων εδαφών, γιατί άλλωστε το οικοσύστημα ως ευαίσθητος μηχανισμός, είναι επιρρεπές σε καταστροφικές μεταβολές από τις ανθρωπογενείς δραστηριότητες. Έτσι, λοιπόν, τα τελευταία χρόνια, οι ερευνητές στρέφουν το ενδιαφέρον τους προς την ανεύρεση φυτικών ειδών με σκοπό την απομάκρυνση των ρύπων από το περιβάλλον και ειδικά των βαρέων μετάλλων όπως As, Cd, Cr, Cu, Ni, Hg, Pb, Se και Zn. Η μέθοδος αυτή, όπως έχει αποδειχθεί, είναι αποτελεσματική και οικονομικά συμφέρουσα, σε σχέση με τις συμβατικές μεθόδους που χρησιμοποιούνταν μέχρι σήμερα. Ένας τέτοιος ρύπος με σοβαρές επιπτώσεις στο περιβάλλον και στους ανθρώπους, είναι ο χαλκός, με τον οποίο ασχολείται η συγκεκριμένη διατριβή. Ο χαλκός χρησιμοποιείται ευρύτατα στη γεωργία, τόσο στην συμβατική όσο και στην βιολογική και την Ολοκληρωμένη Διαχείριση Καλλιεργειών, με διάφορα σκευάσματα για την αντιμετώπιση διαφόρων προβλημάτων. Αν και είναι λοιπόν, πολύ χρήσιμος, ταυτόχρονα είναι και καταστρεπτικός γιατί παραμένει για πολύ καιρό στο έδαφος και πολλές φορές εισάγεται και στην τροφική αλυσίδα. Σκοπός της παρούσας έρευνας ήταν η μελέτη τεσσάρων (4) διαφορετικών φυτικών ειδών (2 ζιζάνια και 2 καλλιεργούμενα είδη) για την αποτελεσματικότητά τους στην αποκατάσταση όξινων και αλκαλικών εδαφών, επιβαρυμένων με χαλκό. Τα πειράματα διεξήχθησαν σε φυτοδοχεία στο θερμοκήπιο. Τα δύο εδάφη που χρησιμοποιήθηκαν είχαν pH 5.5 (όξινο) και 8.3 (αλκαλικό). Ο χαλκός ενσωματώθηκε στο έδαφος σε διάφορες συγκεντρώσεις από 0-300 mg/kg εδάφους. Το πειραματικό σχέδιο ήταν τυχαιοποιημένες πλήρεις ομάδες (Randomized Complete Blocks, RCB), με τρεις επαναλήψεις για κάθε μεταχείριση. Τα φυτά που μελετήθηκαν ήταν ο βρόμος (Bromus spp.), το σιτάρι (Triticum aestivum), το καλαμπόκι (Zea mays) και η αγριοφασουλιά (Ipomoea hederacea). Μετρήθηκαν το χλωρό τους βάρος (υπέργειο και υπόγειο), η χλωροφύλλη στα φύλλα τους (τιμή SPAD) και το ύψος τους. Ο χαλκός ενσωματώθηκε στο έδαφος σε συγκεντρώσεις: > 0 mg/kg εδάφους > 30 mg/kg εδάφους > 60 mg/kg εδάφους > 90 mg/kg εδάφους > 120 mg/kg εδάφους > 220 mg/kg εδάφους > 300 mg/kg εδάφους Από τα τέσσερα αυτά φυτικά είδη, ο βρόμος και το σιτάρι δεν ανέπτυξαν επαρκή βιομάζα. Όσον αφορά στη φυσιολογία τους στο όξινο έδαφος, οι μεταβολές του χλωρού βάρους, ανάλογα με τις συγκεντρώσεις του χαλκού, δείχνουν ότι η κρίσιμη συγκέντρωση χαλκού για την ανάπτυξη του σιταριού ήταν 60-90 mg/kg εδάφους. Ο βρόμος και η αγριοφασουλιά δεν επηρεάστηκαν σημαντικά. Στο καλαμπόκι το βάρος μειωνόταν με την αύξηση της συγκέντρωσης του χαλκού, με τις μεγαλύτερες αρνητικές επιδράσεις να παρατηρούνται στις συγκεντρώσεις χαλκού από 220-300 mg/kg εδάφους. Η χλωροφύλλη δεν επηρεάστηκε από την συγκέντρωση του χαλκού, ενώ μεγάλη μείωση του ύψους παρατηρήθηκε στον βρόμο, στο καλαμπόκι και στην αγριοφασουλιά, στις επεμβάσεις από 220-300 mg/kg εδάφους. Στο αλκαλικό έδαφος, το χλωρό βάρος δεν επηρεάστηκε σημαντικά από την συγκέντρωση του χαλκού. Δεν παρατηρήθηκε, επίσης, σημαντική μεταβολή στην χλωροφύλλη των φυτών και στο ύψος τους. Γενικά, στο έδαφος αυτό (αλκαλικό) τα φυτά φαίνονταν να είχαν καλύτερη ανάπτυξη και αυτό ίσως να οφείλεται, όπως αναλύεται παρακάτω, στο ότι ο χαλκός δεν είναι βιοδιαθέσιμος σε τέτοιου είδους εδάφη. Έτσι, τα φυτά δεν συσσωρεύουν πολύ χαλκό στους ιστούς τους και δεν παθαίνουν πλήξεις από τοξικότητες.