Συμπεριφορά των εσπεριδοειδών στο μαγγάνιο

Abstract

Seven experiments were carried out in order to study the effect of manganese (Mn) on various physiological, anatomical and agronomical parameters of citrus plants. The concentrations of Mn and proline in shoots and roots as well as the total Mn uptake per plant were correlated positively with Mn concentration in the growth medium. However, when shoot tips of C. maxima (shaddock) were growing in vitro, the correlation coefficient between the Mn concentration in the growth medium and the number of roots that were formed per explant was negative. Contrary to the intermediate Mn treatments, Mn deficiency resulted in: a) a decrease of the electron transport rate (ETR) in photosystem II (PSII), b) an increase of the plants’ sensitivity to the photoinhibition of their photosynthesis, c) a diminution of the actual photochemical quantum of PSII (ΦPSII), d) a reduction of the leaf chlorophyll concentration, e) a decrease of the chloroplast size as well as their number per cell area, f) swelling of the thylakoid membranes (mild deficiency) or structural damages in the peripheral membrane of the chloroplasts as well as their thylakoids (severe deficiency), g) a decreased plant growth, h) a decreased tree productivity and i) poor coloration of fruits. In contrast to the intermediate Mn treatments, under Mn toxicity it was found that the leaf lamina thickness, the size of the chloroplasts, the relative volume of starch grains per chloroplast and the number of chloroplasts per cell area were increased. Under excess of Mn, it was further recorded: a) a greater diminution of the leaf chlorophyll concentrations, b) a lower increase of the plants’ sensitivity to the photoinhibition of their photosynthesis and c) a greater reduction of plants’ growth, than under Mn deficiency. Between two soils with similar Mn concentrations, the leaf Mn concentrations of ‘Encore’ mandarin trees were much lower in the soil with higher water infiltration rate. The rootstocks C. aurantium and C. volkameriana did not differ with each other concerning the leaf Mn concentrations of the ‘Washington navel’ orange trees. The manganese sulfate (MnSO4 H2O) was more effective than MnEDTA as regards the improvement of the leaf Mn concentrations of the ‘Washington navel’ orange trees, when both were foliarly applied through spray solutions which contained 400-1200 mg Mn l-1. Furthermore, when the leaf Mn concentrations, before the spray application, were ?14 mg Kg-1, only one foliar treatment with manganese sulfate (800 mg Mn l-1) at January was sufficient for one year. In other cases (leaf manganese concentration ?13 mg Mn Kg-1), a repetition of the spray is necessary at July or August.

Σκοπός αυτής της διατριβής ήταν να μελετηθεί η συμπεριφορά των εσπεριδοειδών στο μαγγάνιο (Mn). Συνολικά πραγματοποιήθηκαν επτά πειράματα, στα οποία διερευνήθηκε η επίδραση του Mn σε πλήθος φυσιολογικών, ανατομικών και αγρονομικών παραμέτρων των φυτών. Η συγκέντρωση του Mn στο θρεπτικό μέσο συσχετίστηκε θετικά με τη συγκέντρωση του Mn και της προλίνης στη ρίζα και στο βλαστό των φυτών και τη συνολική απορρόφηση του Mn από τα φυτά. Αντίθετα, αρνητική ήταν επίδραση του Mn στον αριθμό των ριζών που εκπτύχθηκαν, υπό in vitro συνθήκες, ανά βλαστική κορυφή φράπας. Παρακάτω αναφέρονται όσα παρατηρήθηκαν υπό συνθήκες έλλειψης και τοξικότητας Mn, συγκριτικά με τις ενδιάμεσες καταστάσεις θρέψης των φυτών σε Mn. Υπό συνθήκες έλλειψης Mn, παρατηρήθηκαν τα εξής: α) μείωση της ταχύτητας ροής των e- στο PSII της φωτοσύνθεσης, β) αύξηση της ευαισθησίας των φυτών στη φωτοαναστολή της φωτοσύνθεσης, γ) μείωση της πραγματικής φωτοχημικής απόδοσης του PSII της φωτοσύνθεσης, δ) μείωση της χλωροφύλλης των φύλλων, ε) μείωση όχι μόνο του μεγέθους, αλλά και του αριθμού των χλωροπλαστών ανά μονάδα κυτταρικής επιφάνειας, στ) διόγκωση των θυλακοειδών (ελαφρά έλλειψη Mn) ή δομικές ζημιές στα θυλακοειδή και την περιφερειακή μεμβράνη των χλωροπλαστών και εμφάνιση πλαστοσφαιριδίων (έντονη έλλειψη Mn), ε) μειωμένη φυτική αύξηση, ζ) μείωση της παραγωγικότητας των δένδρων και η) μειωμένη ανάπτυξη χρώματος στο φλοιό των καρπών. Υπό συνθήκες τοξικότητας Mn, παρατηρήθηκε αύξηση του πάχους των φύλλων, του μεγέθους των χλωροπλαστών, του ποσοστού των αμυλόκοκκων ανά χλωροπλάστη και του αριθμού των χλωροπλαστών ανά μονάδα κυτταρικής επιφάνειας. Επίσης, παρατηρήθηκαν και τα εξής: α) μεγαλύτερη μείωση της συγκέντρωσης της χλωροφύλλης των φύλλων, β) μικρότερη αύξηση της ευαισθησίας των φυτών στη φωτοαναστολή της φωτοσύνθεσης και γ) μεγαλύτερη μείωση της φυτικής αύξησης, από ότι σε συνθήκες τροφοπενίας Mn. Μεταξύ δύο εδαφών που είχαν την ίδια περιεκτικότητα Mn, οι συγκεντρώσεις του Mn στα φύλλα της μανταρινιάς ‘Encore’ ήταν πολύ χαμηλότερες στο έδαφος με τη μεγαλύτερη διηθητικότητα. Τα υποκείμενα C. volkameriana και C. aurantium δε διαφοροποιήθηκαν ως προς την επίδρασή τους στις συγκεντρώσεις του Mn στα φύλλα της πορτοκαλιάς ‘Washington navel’. Το MnSO4 Η20 ήταν πιο αποτελεσματικό έναντι του MnEDTA, ως προς τη βελτίωση των συγκεντρώσεων του Mn στα φύλλα της πορτοκαλιάς ‘Washington navel’, όταν και τα δύο εφαρμόστηκαν διαφυλλικά και στις ίδιες συγκεντρώσεις. Αυτό παρατηρήθηκε ιδιαίτερα όταν το ψεκαστικό διάλυμα περιείχε 400-1200 mg Mn l-1. Μάλιστα, όταν η συγκέντρωση του Mn στα φύλλα ήταν ?14 mg Kg-1, πριν τη διαφυλλική επέμβαση, τότε μια και μόνο επέμβαση με MnSO4 H2O (800 mg Mn l-1), κατά το μήνα Φεβρουάριο, αποδείχθηκε επαρκής για χρονικό διάστημα ενός έτους. Σε αντίθετη περίπτωση (?13 mg Mn Kg-1), απαιτείται επανάληψη του ψεκασμού κατά το μήνα Ιούλιο ή Αύγουστο.