Φυσιολογία-καταλληλότητα ορισμένων ζιζανίων και καλλιεργούμενων ειδών στην φυτοαποκατάσταση όξινων ή αλκαλικών εδαφών επιβαρυμένων με χαλκό

Abstract

Η ρύπανση του περιβάλλοντος αποτελεί ένα από τα σπουδαιότερα ζητήματα που απασχολούν τον σύγχρονο άνθρωπο. Η ρύπανση των εδαφών από διάφορους οργανικούς αλλά και ανόργανους ρύπους αποτελεί έναν από τους σημαντικότερους κινδύνους τόσο για το οικοσύστημα όσο και για τη δημόσια υγεία. Τα εδάφη αποτελούν πηγές αλλά και αποθήκες ρυπογόνων στοιχείων. Τα καλλιεργούμενα αλλά και μη καλλιεργούμενα φυτά (π,χ. ζιζάνια) εφοδιάζονται με ρυπογόνα στοιχεία μέσω του εδάφους με αποτέλεσμα να τίθεται σε άμεσο κίνδυνο η δημόσια υγεία. Η ραγδαία ανάπτυξη ορισμένων βιομηχανιών αλλά και η ανεξέλεγκτη χρήση φυτοπροστατευτικών προϊόντων η οποία ενδέχεται να επιβαρύνει το περιβάλλον, κρίνει επιτακτική την ανάγκη ανάπτυξης μεθόδων για την αποκατάσταση των επιβαρυμένων εδαφών με οργανικούς και ανόργανους ρύπους. Έτσι λοιπόν τις τελευταίες δεκαετίες γίνεται έρευνα σχετικά με την ανεύρεση φυτικών ειδών ικανών να απομακρύνουν τους ρύπους των εδαφών όπως για παράδειγμα βαρέα μέταλλα π.χ Cu, Pb, Hg, Cr, Zn Σκοπός της παρούσας εργασίας ήταν η μελέτη έξι φυτικών ειδών, τριών καλλιεργούμενων (καλαμπόκι, σιτάρι, ελαιοκράμβη) και τριών ζιζανίων (βρόμος, αγριοβαμβακιά και αγριοφασουλιά) ως πιθανοί φυτοαποκαταστάτες εδαφών επιβαρυμένων με χαλκό. Η μελέτη πραγματοποιήθηκε σε δύο τύπους εδαφών: όξινο με pH 5.5 και αλκαλικό με pH 8.3 και σε συγκεντρώσεις χαλκού από 0 έως 300 mg/kg εδάφους. Το πείραμα πραγματοποιήθηκε σε φυτοδοχεία και στον αγρό. Το πειραματικό σχέδιο ήταν τυχαιοποιημένες πλήρεις ομάδες (Randomized Complete Blocks, RCB), με τρεις επαναλήψεις για κάθε μεταχείριση. Οι συγκεντρώσεις Cu που χρησιμοποιήθηκαν για τις επεμβάσεις στα φυτοδοχεία ήταν: 0, 30, 60, 90, 120, 220 και 300 mg/kg εδάφους και για τους δυο τύπους εδαφών. Οι επεμβάσεις στον αγρό περιελάμβαναν συγκεντρώσεις Cu 0, 50, 100, 200 και 300 mg/kg εδάφους. Παρατηρήσεις πάρθηκαν στις 40 ημέρες από τη σπορά και αφορούσαν: •I Χλωρό βάρος υπέργειου μέρους φυτών, • Χλωρό βάρος υπόγειου μέρους φυτών, • Ξηρό βάρος υπέργειου μέρους φυτών, *1 Ξηρό βάρος υπόγειου μέρους φυτών, β Ύψος φυτών, 4» Χλωροφύλλη των φυτών (τιμές SPAD), *1 Συγκέντρωση Cu στο υπέργειο μέρος φυτών, <1 Συγκέντρωση διαθέσιμου Cu στο έδαφος. Από τα έξι είδη που μελετήθηκαν το σιτάρι, ο βρόμος και η ελαιοκράμβη δεν ανάπτυξαν επαρκή βιομάζα και δεν προσδιορίστηκε η συγκέντρωση χαλκού στο υπέργειο τμήμα τους. Έτσι οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν για το καλαμπόκι, την αγριοβαμβακιά και την αγριοφασουλιά. Από τα αποτελέσματα προκύπτει ότι στο όξινο έδαφος στο θερμοκήπιο τα είδη με τη μεγαλύτερη προς τη μικρότερη συγκέντρωση χαλκού (mg/kg εδάφους) στο υπέργειο τμήμα είναι: καλαμπόκι (5.5-48) > αγριοφασουλιά (8-31.5) > αγριοβαμβακιά (9.5-24). Όσο αφορά την αύξηση των υπό μελέτη ειδών στο όξινο έδαφος και υπό συνθήκες θερμοκηπίου οι μεταβολές του χλωρού και ξηρού βάρους, ανάλογα με τη συγκέντρωση του χαλκού στο έδαφος, έδειξαν ότι η κρίσιμη συγκέντρωση για την ανάπτυξη της ελαιοκράμβης ήταν τα 90 mg/kg εδάφους, ενώ για το σιτάρι 60-90 mg/kg εδάφους. Ο βρόμος δεν επηρεάστηκε σημαντικά ενώ παρουσίασε χαμηλή φυτρωτική ικανότητα. Στο καλαμπόκι, την αγριοβαμβακιά και την αγριοφασουλιά 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 φυτρωτική ικανότητα και η χλωροφύλλη δεν επηρεάστηκαν από την επίδραση του χαλκού ενώ μεγάλη μείωση του ύψους παρατηρήθηκε στο βρόμο, στο καλαμπόκι την αγριοβαμβακιά και την αγριοφασουλιά στις επεμβάσεις από 220- 300 mg Cu/kg εδάφους. Στο αλκαλικό έδαφος, επίσης στο θερμοκήπιο, τη μεγαλύτερη ικανότητα απορρόφησης χαλκού (mg/kg εδάφους) από το έδαφος παρουσίασε η αγριοβαμβακιά (6-39.6), ακολούθησε η αγριοφασουλιά (9-22) και μετά το καλαμπόκι (7-21.2). Επίσης, το χλωρό και ξηρό βάρος δεν επηρεάστηκαν σημαντικά από την επίδραση του χαλκού. Δεν παρατηρήθηκε επίσης σημαντική μεταβολή τόσο στη φυτρωτική ικανότητα και στη χλωροφύλλη αλλά και στο ύψος των φυτών Στον αγρό, όπου το έδαφος ήταν αλκαλικό, την μεγαλύτερη ποσότητα χαλκού (mg/kg εδάφους) απορρόφησε το καλαμπόκι (4-27), ακολούθησε η αγριοφασουλιά (5.5-18.5) και τέλος η αγριοβαμβακιά (4-18.5). Επίσης, το χλωρό και ξηρό βάρος δεν επηρεάστηκαν από τις εκάστοτε συγκεντρώσεις του χαλκού στο έδαφος. Να σημειωθεί ότι δεν παρατηρήθηκε η ίδια ομοιομορφία με το αλκαλικό έδαφος που παρατηρήθηκε στο θερμοκήπιο αλλά οι μικρές διαφορές που προέκυψαν οφείλονται στις ασταθείς εδαφοκλιματικές συνθήκες που επικρατούν στον αγρό σε σχέση με το θερμοκήπιο. Η ίδια εικόνα παρατηρήθηκε τόσο στη φυτρωτική ικανότητα και στη χλωροφύλλη αλλά και στο ύψος των φυτών. Από τα αποτελέσματα αυτά φαίνεται ότι τα είδη καλαμπόκι, αγριοβαμβακιά και αγριοφασουλιά έχουν την ικανότητα να προσλαμβάνουν σχετικά υψηλές ποσότητες χαλκού τόσο σε αλκαλικό όσο και σε όξινο έδαφος και χρήζουν περισσότερης μελέτης ως τυχόν φυτοαποκαταστάτες εδαφών επιβαρυμένων με χαλκό.