Επίδραση ρυπογόνων ή μη ανόργανων κόνεων στη φυσιολογία των οπωροφόρων και στην ποιότητα καρπών

Abstract

The aim of this study was to investigate the effect of kaolin particle film (kaolinPF) and soil or cement dust on peach and olive leaf functions and characteristics andon fruit quality – nutritive value. More specifically, for three years, during thesummer until early autumn, the effects of kaolin PF and soil or cement dust werestudied on: peach and olive leaf physiological parameters, characteristics andantioxidant capacity; microclimatic parameters to canopy, leaf and fruit level; leaf,fresh and processed fruit inorganic elemental composition; on fresh and processedfruit quality; and on olive oil quality.Kaolin PF, soil or cement dust application on peach and olive trees significantlychanged leaves’ optical properties, as PAR and UV reflected from the canopysignificantly increased (mainly in kaolin PF-treated leaves) compared to control. Inaddition, in both species, PAR transmitted through kaolin PF, soil or cement dustparticles and finally available to the leaves significantly decreased compared tocontrol and this reduction was proportional to dust quantity onto the leaf surfaces.Kaolin PF onto leaf and fruit surfaces decreased leaf or fruit temperature compared tocontrol, mostly at midday hours, while soil or cement dust presence on leaves andfruits did not change their temperature compared to control.During the period of peach and olive leaf physiological functions measurementsthe climatic conditions were xerothermic, i.e. high temperature and irradiance levels,relatively high VPD and minor rainfall. For peach trees, which were adequatelyirrigated, leaf physiological functions of all treatments slightly decreased under heatstress and after fruit harvest. In olive trees, water stress in combination with heatstress caused a severe reduction of leaf physiological functions in all treatments,independently of tree fruiting, while leaf characteristics were affected accordingly andleaf antioxidant capacity increased, due to the sclerophylly of olive leaves and theiradaptation to heat and water stress. Peach and olive leaf physiological functionsrecovered when climatic conditions were more favorable.Kaolin PF application on peach and olive trees improved leaf physiologicalfunctions and increased water use efficiency (WUE), i.e. the increased CO2assimilation in kaolin PF-treated leaves was not followed by increased waterconsumption, when stress was high; while under mild stress kaolin PF did not modifyleaf physiological functions compared to control. The increased WUE is important fordeficit irrigated olive trees. Peach and olive leaf characteristics showed differentchanges from kaolin PF applications. In peach trees, only during the third year ofmeasurements, when kaolin PF acted as alleviation factor, peach leaves had betterwater status. On the contrary, kaolin PF-treated olive leaves of fruiting or not treesusually had better water status than control.Opposite to kaolin PF, soil or cement dust accumulation onto the leavesseverely decreased peach and olive leaf gas exchange parameters, probably due tostomata blocking from dust particles, and decreased WUE compared to control.Cement dust created a crust onto the leaves difficult to be removed even after rainevents in autumn, which totally removed soil dust from the leaves. Thus, cement dustaffected more seriously leaf functions. In autumn, for peach trees and mainly for olivetrees, after soil dust removal, leaf physiological functions recovered and especially inolive leaves reached or exceeded control levels. On the contrary, gas exchangeparameters of cement dusted leaves did not recover and kept stressed from thepresence of cement dust until autumn, when most of cement dust was removed fromthe leaves. Soil or cement dust presence onto the leaves changed sclerophylly indexes,showing a better water status than control, even though, almost always had higherspecific leaf weight than control. Furthermore, soil or cement dusted leaves hadslightly higher antioxidant capacity than control leaves, probably due to the stresscaused by dusts. Peach leaf total chlorophyll content expressed per unit surfaceusually decreased in soil or cement dusted leaves compared to control, while in somecases, cement dusted olive leaves had increased total chlorophyll content compared tocontrol due to shading of the leaves.Kaolin PF or soil or cement dust applications onto the peach and olive leavesdid not cause any toxicity, heavy metal accumulation or a serious imbalance ininorganic elements to the leaves but only some significant alterations compared tocontrol. Imbalances to inorganic element content were observed mostly in cementdusted leaves, showing once again the more negative effects of cement dust comparedto soil dust. In olive trees, leaf elemental composition was also affected by the fruitload in all treatments.Peach fruit of the midseason ripening cultivar ‘Royal Glory’ treated with kaolinPF or soil or cement dust were coated with characteristic residues and resulted in lessattractive peach fruit. This is a problem for fresh-market peaches, as it needs specialtreatment to remove residues. Otherwise, kaolin PF, soil or cement dust onto thedeveloping fruit did not significantly affect fruit quality characteristics, did not delayripening and did not negatively affect skin color. Soil or cement dusted fruit hadhigher total phenol content than control. Kaolin PF, soil or cement dust applicationsdid not change fruit inorganic element (including heavy metals) content compared tocontrol.In 2010, olive trees were in ‘off’ year in the alternate bearing cycle and fruitquality characteristics and inorganic element composition were altered compared to2009, in all treatments. Fresh and processed olive fruit quality characteristics were notaffected by kaolin PF and soil or cement dust applications. Olive oil produced bykaolin PF-treated fruit had improved quality characteristics and olive oil produced bysoil or cement dusted fruits was not modified compared to control. There was no cleareffect of kaolin PF, soil or cement dust applications on olive fruit elementalcomposition including heavy metals. Fruit elemental composition was significantlyaltered due to processing with sea salt, in all treatments.

Σκοπός της εργασίας ήταν να μελετηθεί στα δένδρα ροδακινιάς και ελιάς πώςεπηρεάζει η παρουσία του καολίνη και των κόνεων εδάφους ή τσιμέντου τηλειτουργία και τα χαρακτηριστικά των φύλλων και την ποιότητα-θρεπτική αξία τωνκαρπών. Συγκεκριμένα, κατά τους θερινούς μήνες έως τις αρχές του φθινοπώρου γιατρία έτη μελετήθηκε η επίδραση των κόνεων στις φυσιολογικές παραμέτρους, σταχαρακτηριστικά και την αντιοξειδωτική ικανότητα των φύλλων ροδακινιάς και ελιάς,στις μικροκλιματικές παραμέτρους σε επίπεδο κόμης, φύλλου και καρπού, στησυγκέντρωση των ανόργανων συστατικών στα φύλλα, καρπούς και τελικάμεταποιημένα προϊόντα, και στην ποιότητα των νωπών και μεταποιημένων προϊόντωντων δύο δένδρων.Η εφαρμογή καολίνη με τη μορφή του σωματιδιακού φιλμ και των κόνεωνεδάφους ή τσιμέντου στην κόμη των δένδρων ροδακινιάς και ελιάς τροποποίησεσημαντικά τις οπτικές ιδιότητες των φύλλων, καθώς η ανακλώμενη φωτοσυνθετικάενεργός ακτινοβολία (ΦΕΑ) και υπεριώδης ακτινοβολία από την κόμη ήτανσημαντικά αυξημένη σε σχέση με το μάρτυρα και κυρίως στην περίπτωση τουκαολίνη. Επιπλέον στα φύλλα των δένδρων των δύο καλλιεργειών η διαπερνούσα τηνκόνιν και τελικά διαθέσιμη ΦΕΑ στα φύλλα ήταν σημαντικά μειωμένη σε σχέση μετα φύλλα του μάρτυρα και η μείωση ήταν σε αναλογία με την ποσότητα τωνυπολειμμάτων καολίνη ή κόνεων εδάφους ή τσιμέντου στην επιφάνεια των φύλλων.Επιπλέον, η παρουσία καολίνη στα φύλλα και στους καρπούς ροδακινιάς μείωσε τηθερμοκρασία φύλλου και καρπού κυρίως κατά τις πιο θερμές ώρες της ημέρας σεσχέση με το μάρτυρα, ενώ η παρουσία των κόνεων εδάφους ή τσιμέντου στα φύλλακαι στους καρπούς δεν μετέβαλε τη θερμοκρασία τους σε σχέση με το μάρτυρα.Χαρακτηριστικό της περιόδου μέτρησης των φυσιολογικών λειτουργιών τωνφύλλων των δένδρων ροδακινιάς και ελιάς ήταν οι υψηλές θερμοκρασίες, τα υψηλάεπίπεδα ηλιακής ακτινοβολίας, το σχετικά υψηλό έλλειμμα κορεσμού και οιελάχιστες βροχοπτώσεις. Για την καλλιέργεια της ροδακινιάς που τα δένδρα ήτανεπαρκώς αρδευόμενα, οι φυσιολογικές λειτουργίες των φύλλων των δένδρων όλωντων μεταχειρίσεων παρεμποδίστηκαν ελαφρώς κατά τις πιο θερμές περιόδους, ενώσυνήθως παρατηρήθηκε μία χαρακτηριστική μείωση της στοματικής αγωγιμότηταςκαι των ρυθμών φωτοσύνθεσης και διαπνοής μετά τη συγκομιδή των καρπών. Στηνπερίπτωση της ελιάς, η υδατική καταπόνηση των δένδρων, λόγω της ελλειμματικήςάρδευσης, σε συνδυασμό με τη θερμική καταπόνηση τους οδήγησαν σε σοβαρήπαρεμπόδιση των φυσιολογικών λειτουργιών των φύλλων των δένδρων όλων τωνμεταχειρίσεων ανεξάρτητα της καρποφορίας των δένδρων, τα χαρακτηριστικά τωνφύλλων επηρεάστηκαν ανάλογα και η αντιοξειδωτική τους ικανότητα αυξήθηκε σαναποτέλεσμα της σκληροφυλλίας των φύλλων ελιάς και της προσαρμογής τους σεσυνθήκες θερμικής και υδατικής καταπόνησης. Οι φυσιολογικές λειτουργίες τωνφύλλων και των δύο καλλιεργειών ανέκαμψαν, όταν οι κλιματικές συνθήκες έγινανπιο ευνοϊκές.Η εφαρμογή καολίνη στα φύλλα των δένδρων ροδακινιάς και ελιάς βελτίωσετις φυσιολογικές λειτουργίες των φύλλων, όταν η καταπόνηση των δένδρων ήτανυψηλή, ενώ σε χαμηλότερη καταπόνηση δεν τροποποίησε τις φυσιολογικέςλειτουργίες των φύλλων συγκριτικά με το μάρτυρα. Η αυξημένη αφομοίωση CO2 απότα καλυμμένα με καολίνη φύλλα δεν συνοδεύτηκε από αυξημένη κατανάλωση νερούσε σχέση με το μάρτυρα (δηλ. αύξησε την αποτελεσματικότητα χρήσης νερού,ΑΠΧΝ). Αυτό έχει σημαντική αξία και ειδικά για την ελιά που τα δένδρα ήταν σεσυνθήκες ελλειμματικής άρδευσης. Στη ροδακινιά μόνο το τρίτο έτος μετρήσεων, καιόταν ο καολίνης λειτούργησε ως ανακουφιστικός παράγοντας, τα φύλλαπαρουσίασαν μερικώς μόνο βελτιωμένη υδατική κατάσταση. Αντίθετα τα φύλλαελιάς των δένδρων με καρποφορία ή όχι, που εφαρμόστηκε καολίνης, ήταν συνήθωςσε καλύτερη υδατική κατάσταση από τα φύλλα του μάρτυρα.Σε αντίθεση με τον καολίνη, η παρουσία των κόνεων εδάφους και κυρίωςτσιμέντου στα φύλλα των δένδρων και των δύο καλλιεργειών αποτέλεσε σοβαρόανασταλτικό παράγοντα των φυσιολογικών λειτουργιών των φύλλων πιθανόν λόγωτου μερικού κλεισίματος των στοματίων των φύλλων από τα σωματίδια των κόνεωνκαι μείωσε την ΑΠΧΝ σε σχέση με το μάρτυρα. Πιο σοβαρές ήταν οι συνέπειες απότην κόνιν τσιμέντου λόγω της πιο δύσκολης απομάκρυνσής της ακόμη και μετά τιςβροχοπτώσεις του φθινοπώρου, οι οποίες απομάκρυναν σχεδόν ολοκληρωτικά τηνκόνιν εδάφους και λόγω της κρούστας τσιμέντου που σχηματίστηκε στην επιφάνειατων φύλλων. Τόσο στη ροδακινιά και κυρίως στην ελιά, το φθινόπωρο, μετά τηναπομάκρυνση της κόνεως εδάφους, οι φυσιολογικές λειτουργίες των φύλλωνανέκαμψαν και, ειδικά στην ελιά, έφτασαν ή κάποιες φορές ξεπέρασαν τα επίπεδατου μάρτυρα. Αντίθετα τα φύλλα που εφαρμόστηκε κόνις τσιμέντου ποτέ δενμπόρεσαν να επανέλθουν ως προς τις φυσιολογικές τους λειτουργίες και συνέχισαννα καταπονούνται από την παρουσία της κόνεως τσιμέντου έως αργά το φθινόπωρομετά την απομάκρυνση του μεγαλύτερου μέρους της κόνεως τσιμέντου. Η εφαρμογήτων κόνεων εδάφους ή τσιμέντου τροποποίησαν τους δείκτες σκληροφυλλίας τωνφύλλων δείχνοντας μία βελτιωμένη υδατική κατάσταση σε σχέση με τα φύλλα τουμάρτυρα, με σχεδόν πάντα αυξημένο ειδικό βάρος. Επιπλέον η αντιοξειδωτικήικανότητα των φύλλων ροδακινιάς και ελιάς που δέχτηκαν κόνεις εδάφους ήτσιμέντου ήταν ελαφρώς αυξημένη σε σχέση με τα φύλλα του μάρτυρα λόγω τηςκαταπόνησης που προκάλεσαν οι κόνεις στα φύλλα. Η περιεκτικότητα των φύλλωνροδακινιάς σε ολική χλωροφύλλη εκφρασμένη ανά μονάδα επιφάνειας ήταν συνήθωςμειωμένη στα καλυμμένα με κόνεις εδάφους ή τσιμέντου φύλλα σε σχέση με ταφύλλα του μάρτυρα, ενώ κάποιες φορές στα φύλλα ελιάς στην περίπτωση της κόνεωςτσιμέντου ήταν αυξημένη ως αποτέλεσμα της σκίασης που προκάλεσε στα φύλλαελιάς.Η εφαρμογή καολίνη ή των κόνεων εδάφους ή τσιμέντου στα φύλλα ροδακινιάςκαι ελιάς δεν προκάλεσαν κάποια τοξικότητα στα φύλλα, συσσώρευση βαρέωνμετάλλων ή κάποια σοβαρή ανισορροπία συγκριτικά με τα φύλλα του μάρτυρα, αλλάσυνέβησαν κάποιες σημαντικές μεταβολές στη συγκέντρωση των ανόργανωνσυστατικών τους. Ανισορροπίες στα ανόργανα συστατικά των φύλλωνπαρατηρήθηκαν κυρίως στα καλυμμένα με κόνιν τσιμέντου φύλλα δείχνοντας γιαάλλη μια φορά τις πιο αρνητικές συνέπειες της κόνεως τσιμέντου σε σχέση με τηνκόνιν εδάφους. Στην ελιά, η παρουσία ή όχι καρπών επηρέασε την περιεκτικότητατων φύλλων όλων των μεταχειρίσεων σε κάποια ανόργανα συστατικά.Οι καρποί της μεσοπρώιμης ποικιλίας ροδακινιάς ‘Royal Glory’ που δέχτηκανκαολίνη ή κόνεις τσιμέντου ή εδάφους ήταν καλυμμένοι με χαρακτηριστικάυπολείμματα κόνεως γεγονός που αποτελεί πρόβλημα για τα επιτραπέζια ροδάκιναλόγω και του χνουδιού που διαθέτουν, καθώς για την απομάκρυνσή τους απαιτείταιεπιπλέον μεταχείριση. Εκτός από αυτό το θέμα, η παρουσία καολίνη και των κόνεωνεδάφους ή τσιμέντου στους αναπτυσσόμενους καρπούς ροδάκινου ουσιαστικά δενεπηρέασε αρνητικά την ποιότητα των καρπών, δεν καθυστέρησε την ωρίμανση τωνκαρπών και δεν επηρέασε αρνητικά το χρώμα των καρπών, αφού αναπτύχθηκεκανονικά το χαρακτηριστικό επίχρωμα της ποικιλίας. Οι καρποί ροδακινιάς παρουσίατων κόνεων εδάφους ή τσιμέντου είχαν συνήθως υψηλότερη περιεκτικότητα σε ολικάφαινολικά συστατικά. Επίσης, η παρουσία καολίνη ή των κόνεων εδάφους ήτσιμέντου στην επιφάνεια των νωπών καρπών ροδάκινου δεν τροποποίησεουσιαστικά την περιεκτικότητά τους σε ανόργανα συστατικά συγκριτικά με τομάρτυρα και δεν επιβάρυνε τους καρπούς με βαρέα μέταλλα.Στον ελαιώνα, το 2010 τα δένδρα ήταν σε χρονιά ακαρπίας στον κύκλο τηςπαρενιαυτοφορίας και τα ποιοτικά χαρακτηριστικά των καρπών και η περιεκτικότητάτους σε ανόργανα συστατικά επηρεάστηκαν αναλόγως σε όλες τις μεταχειρίσεις σεσχέση με τη χρονιά καρποφορίας. Ο καολίνης και οι κόνεις εδάφους ή τσιμέντου δενεπηρέασαν σημαντικά τα ποιοτικά χαρακτηριστικά των νωπών και μεταποιημένωνελαιόκαρπων. Το ελαιόλαδο που προήλθε από τους καρπούς που δέχτηκαν καολίνηείχε υψηλότερη ποιότητα (βάσει των παραμέτρων που μετρήθηκαν) συγκριτικά με τομάρτυρα. Επιπλέον, η παρουσία των κόνεων εδάφους ή τσιμέντου στους καρπούς δενυποβάθμισε την ποιότητα του ελαιόλαδου σε σχέση με το μάρτυρα. Η εφαρμογήκαολίνη και των κόνεων εδάφους ή τσιμέντου στα δένδρα ελιάς δεν είχε ξεκάθαρηεπίδραση στην περιεκτικότητα των νωπών πράσινων καρπών σε ανόργανασυστατικά, ενώ δεν προκλήθηκε κάποια σοβαρή συσσώρευση τοξικών μετάλλων.Σημαντικές μεταβολές στην περιεκτικότητα των καρπών όλων των μεταχειρίσεων σεανόργανα στοιχεία συνέβησαν με τη μεταποίηση των καρπών μετά την προσθήκηθαλασσινού άλατος.