Λειψυδρία και θρέψη-λίπανση των καλλιεργούμενων φυτών

• Tων Δρ. Λουκάς Τ. Πιστόλης, Ταξιάρχης Λ. Πιστόλης,Γεωπόνοι

Για ιδέστε τον αμάραντο

σε τι γκρεμό κρεμιέται

χωρίς νερό ποτίζεται

χωρίς άνεμο σειέται,

λέει η δημοτική μας μούσα! Αμάραντος ο αείζωος!

Έλα όμως που τα μεσόφυτα, τα περισσότερα καλλιεργούμενα φυτά, δεν είναι αμάραντα.

Οι καλλιέργειες το θέλουν το νερό κι όχι μόνο το θέλουν αλλά από το νερό συναρτούν τις αποδόσεις τους κι αυτό γιατί τα φυτά και το φαγητό τους το πίνουν. Εδαφοδιάλυμα σερβίρονται…

Μηχανισμοί συγκομιδής θρεπτικών

από το ριζικό σύστημα

Οι μηχανισμοί που χρησιμοποιεί το φυτό για να τραφεί είναι τρεις, ένας ήσσονος σημασίας και άλλοι δύο μείζονος σημασίας.

Ο πρώτος είναι η «άμεση επαφή» με τα θρεπτικά, μια αντίληψη που παλαιότερα έχαιρε υψηλής εκτίμησης, στην πορεία όμως εξέπεσε, από τη δεκαετία του ’60 και μετά.

Σύμφωνα με τη θεωρία της ανταλλαγής με άμεση επαφή, οι ρίζες καθώς επιμηκύνονται έρχονται σε επαφή με τα θρεπτικά στοιχεία τα οποία και προσλαμβάνουν.

Σήμερα γνωρίζουμε ότι η συμβολή της άμεσης επαφής στην ικανοποίηση των θρεπτικών αναγκών του φυτού είναι κοντά στο 2-3%.

Οι δύο μείζονος σημασίας μηχανισμοί μέσω των οποίων το φυτό συγκομίζει τα αναγκαία θρεπτικά στοιχεία, είναι η «μαζική ροή» και η «διάχυση». Η συμμετοχή του κάθε ενός στην τροφοδοσία του φυτού με θρεπτικά μέσω του εδαφοδιαλύματος, φαίνεται στον Πίνακα 1.

Πίνακας 1: Ποσοστιαία συμμετοχή των μηχανισμών μεταφοράς των θρεπτικών στοιχείων προς τις ρίζες των φυτών. (Bergman και Neubert, 1976)

Μαζική ροή είναι ο μηχανισμός μεταφοράς των θρεπτικών ιόντων του εδαφοδιαλύματος με τη ροή του νερού, ροή που έχει ως αιτία τη διαπνοή των φυτών. Δημιουργείται δηλαδή ένα έλλειμμα νερού κοντά στις ρίζες, εξαιτίας της διαπνοής των φυτών, το οποίο τείνει να καλύψει η ελεύθερη προς τις ρίζες ροή του εδαφικού νερού, μεταφέροντας μαζί της θρεπτικά ιόντα.

Η  «μαζική ροή» έχει εξαιρετική σημασία για τα ιόντα  ( B, Mo, , Mg²⁺, Ca²⁺).

Είναι φανερό ότι όλα τα ανιόντα, πλην των φωσφορικών, σχετίζονται με τη μαζική ροή. Εξαιτίας του αρνητικού εδαφικού φορτίου μεταφέρονται εύκολα προς τις ρίζες με την ελεύθερη ροή του νερού.

Η συμβολή της μαζικής ροής, στη θρέψη των φυτών είναι σημαντική, σ’ ό,τι αφορά τον εφοδιασμό τους με τα θρεπτικά ιόντα που βρίσκονται σε σχετικά μεγάλες συγκεντρώσεις στο εδαφοδιάλυμα (Ca²⁺,Mg²⁺).

Γενικά, η μαζική ροή ευνοεί τη μετακίνηση των ευκίνητων θρεπτικών, όταν αυτά βρίσκονται σε επάρκεια στο έδαφος.

Η συμμετοχή της στη μετακίνηση του φωσφόρου και καλίου είναι ελάχιστη έως μικρή, γιατί τα δύο αυτά στοιχεία είναι δυσκίνητα και η παρουσία τους στο εδαφοδιάλυμα είναι μικρή.

Η μεταφορά των ιόντων με το μηχανισμό της μαζικής ροής είναι 500 έως 500.000 φορές ταχύτερη από τη μεταφορά τους με τη διάχυση.

Πάμε τώρα στη διάχυση.

Διάχυση σημαίνει μεταφορά των ιόντων στο εδαφοδιάλυμα από τη ζώνη της αυξημένης συγκέντρωσης προς τη ζώνη της ελαττούμενης συγκέντρωσής τους. Οι διαφορές συγκέντρωσης εμφανίζονται εξαιτίας της πρόσληψης από τη ρίζα, των πλησίον της ευρισκομένων θρεπτικών ιόντων. Η διαβάθμιση της συγκέντρωσης των θρεπτικών ιόντων που προκαλεί η πρόσληψή τους από τις ρίζες, είναι αυτή που προκαλεί τη διάχυσή τους από τις μακρινότερες, αυξημένης συγκέντρωσης ζώνες προς τις πλησιέστερες στη ρίζα, φτωχότερες ζώνες.

Τα φωσφορικά μεταφέρονται σχεδόν αποκλειστικά με το μηχανισμό της διάχυσης. Υψηλή είναι η συμμετοχή της διάχυσης (περίπου 80%), στη μεταφορά του Κ⁺. Η διάχυση σε σημαντικό βαθμό αφορά επίσης το Μn²⁺, τον Zn²⁺ και τοFe²⁺.

Βέβαια δεν πρέπει να νοηθεί ότι τα ποσοστά που δίνονται στον πίνακα είναι … ακλόνητα, ότι π.χ. το Κ⁺ κινείται πάντα σε ένα ποσοστό 78% μέσω της διάχυσης. Φυσικά και δεν συμβαίνει κάτι τέτοιο όταν λ.χ. γίνεται γραμμική εφαρμογή καλίου και η συγκέντρωσή του στο εδαφοδιάλυμα αυξάνεται. Τότε η συμμετοχή της μαζικής ροής στην μετακίνησή του αυξάνεται.

Βλέπουμε ότι και οι δύο κύριοι μηχανισμοί μέσω των οποίων το φυτό προσπορίζεται την τροφή του εμπλέκουν στη διαδικασία της τροφοδοσίας του, το εδαφοδιάλυμα. Τα φυτά δηλαδή το πίνουν το φαγητό τους, όπως το είπαμε από την αρχή κιόλας.

Προσοχή να μην οδηγηθούμε στο συμπέρασμα ότι το μέγεθος του ριζικού συστήματος δεν μας ενδιαφέρει και τόσο. Μας ενδιαφέρει και πολύ μάλιστα. Άλλο είναι το διαχεόμενο ιόν να πρέπει να διανύσει μια Χ απόσταση μέχρι να φτάσει στη ρίζα κι άλλο μια απόσταση 10Χ, σε ένα περιορισμένο ριζικό σύστημα. Μάλιστα σε συνθήκες ξηρασίας το πρώτο μας μέλημα πρέπει να είναι ένα καλοαναπτυγμένο ριζικό σύστημα.

Η οργανική ουσία

    Σαν διαχρονικό φαινόμενο η λειψυδρία θα επηρεάσει αρνητικά το ποσοστό της οργανικής ουσίας του εδάφους και μέσω αυτού τη δομή του και συνεπώς την ανάπτυξη του ριζικού συστήματος των φυτών.

    Σε γενικές γραμμές, η θερμοκρασία και η βροχόπτωση προσδιορίζουν την ισορροπία μεταξύ της βλάστησης και της αποσύνθεσής της από τους μικροοργανισμούς του εδάφους.

    Η υγρασία ασκεί σημαντική επίδραση στο ποσοστό της οργανικής ουσίας των εδαφών. Με σταθερές τις υπόλοιπες παραμέτρους, η υψηλή υγρασία αυξάνει την παραγωγή φυτομάζας και ταυτόχρονα δυσκολεύει την αποσύνθεσή της.

    Στα θερμά και ξηρά κλίματα, οι μικροοργανισμοί του εδάφους προκαλούν την ταχεία ανοργανοποίηση της οργανικής ουσίας, μειώνοντας έτσι το ποσοστό της, ενώ το αντίθετο συμβαίνει στα ψυχρά κλίματα.

    Η οργανική ουσία ευνοεί την παραγωγικότητα του εδάφους γιατί αναβαθμίζει την ικανότητα προσρόφησης και ανταλλαγής κατιόντων, την ικανότητα συγκράτησης του νερού κ.λπ., αλλά και μέσω των παραγώγων της διάσπασής της – πολυσακχαρίτες και άλλες «συγκολλητικές ουσίες –που βελτιώνουν και σταθεροποιούν τη δομή του (συσσωμάτωση των κολοειδών του).

    Εξ’ άλλου με την καλλιέργεια αυτό που επιδιώκουμε είναι μια καλή δομή, με στόχο την απρόσκοπτη ανάπτυξη του ριζικού συστήματος και ολόκληρου του φυτού.

    Συνεπώς η χορήγηση οργανικής ουσίας, η ενσωμάτωση των φυτικών υπολειμμάτων, αλλά και η σωστή αμειψισπορά, σε συνθήκες λειψυδρίας είναι πρώτης προτεραιότητας ζήτημα.

Το ριζικό σύστημα

    Η ξηρασία προκαλεί συρρίκνωση του εδάφους που σημαίνει αυξημένη αντίσταση στην καλλιέργειά του, αυξημένη αντίσταση στη διείσδυση των ριζών, δημιουργία σχισμών που διευκολύνουν ακόμη περισσότερο την απώλεια της υγρασίας σε βάθος, προκαλούν θραύση των ριζών και δεν έχει τελειωμό ο κατάλογος των αρνητικών συνεπειών της.

    Πρέπει επίσης να τονίσουμε ότι ενώ το φαινόμενο της συρρίκνωσης είναι αντιστρεπτό, δηλαδή τη διαδικασία της ξήρανσης – συρρίκνωσης διαδέχεται η διαβροχή – διόγκωση του εδάφους, η ταχύτητα των δύο διαδικασιών μπορεί να καταστεί πολύ διαφορετική. Ενώ η συρρίκνωση είναι σχετικά γρήγορη, η διόγκωση μπορεί να καταστεί, σε συνθήκες ξηρασίας, πολύ αργή,να διαρκέσει δηλαδή ακόμη και μήνες, έστω κι αν το έδαφος καλύπτεται με νερό. Από το σημείο αυτό θα μπορούσαμε να αναπτύξουμε το φαινόμενο της ερημοποίησης αλλά δεν είναι του παρόντος.

    Για το ριζικό σύστημα, να πούμε ακόμη πως μια σχετική έλλειψη νερού στην πρώτη φάση μιας καλλιέργειας είναι πολλές φορές επιθυμητή και την επιδιώκουμε. Την επιδιώκουμε λ.χ. στις ετήσιες καλλιέργειες για την καλύτερη ανάπτυξη του ριζικού συστήματος, ώστε αργότερα, στην περίοδο των υψηλών απαιτήσεων σε θρεπτικά, να τα προσπορίζονται ευκολότερα.

    Αυτό όμως είναι άλλο πράγμα και το φαινόμενο της λειψυδρίας είναι άλλο πράγμα.

    Στις δενδρώδεις καλλιέργειες η λειψυδρία εντείνει την περιοδικότητα στην ανάπτυξη της ρίζας, περιορίζοντάς την σε δύο κυρίως περιόδους που κατά κανόνα μοιάζουν ως προς το νερό και τις θερμοκρασίες, στην Άνοιξη και στο Φθινόπωρο.

    Την Άνοιξη μάλιστα το δέντρο έχει περισσότερες… υποχρεώσεις, όπως είναι οι μεγάλες υποχρεώσεις του έναντι της καρποφορίας.

    Υπό το πρίσμα αυτό θέλουμε να τονίσουμε ότι οι μετασυλλεκτικές υδρολιπάνσεις των δενδρωδών καλλιεργειών – από το κεράσι και το βερύκοκο μέχρι το αχλάδι και το αμύγδαλο – γίνονται απολύτως αναγκαίες.

    Επιπλέον το δέντρο μπαίνει στο Χειμώνα «οπλισμένο» για να αντέξει καλύτερα τις επίπονες εκδηλώσεις του.

    Είναι πολύ σοβαρό ζήτημα το πώς θα αφήσουμε το δέντρο το Φθινόπωρο για να βγει από το Χειμώνα και να ξαναξεκινήσει, τόσο σοβαρό που, λογοτεχνίζοντας κάπως, μπορούμε να πούμε ότι η  Άνοιξη των δέντρων ξεκινάει το Φθινόπωρο.

   Βελτιώσεις

    Δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι η αυξημένη αποτελεσματικότητα της χρήσης του νερού από το φυτό συνδέεται στενά με μιαν υψηλή γονιμότητα του εδάφους. Όσο πιο πλήρης είναι η θρέψη του φυτού τόσο πιο αποτελεσματικά χρησιμοποιεί το νερό. Είναι σημαντικό να το θυμόμαστε αυτό.

    Κι εδώ χρειάζεται μια μεγαλύτερη προσοχή που αφορά κυρίως το φωσφόρο, αλλά και το κάλιο.  

    Μιλάμε για την αναγκαιότητα των βελτιωτικών επεμβάσεων με αυτά τα θρεπτικά που διαφέρουν από τις λιπάνσεις λόγω του στοχευμένου μακροχρόνιου χαρακτήρα τους.

    Το ζήτημα της υπολειμματικότητας του φωσφόρου «κρατάει» από πολύ μακριά. Δεν θα μπούμε σε λεπτομέρειες, θα πούμε όμως, ότι οι αντιλήψεις για τη δέσμευση του φωσφόρου δεν είναι τόσο «μαύρες» όσο λένε οι πιο «πρόχειρες» από αυτές.

    Είναι διαπιστωμένο ότι οι καλλιέργειες αντιδρούν καλύτερα στις ετήσιες λιπάνσεις με φωσφόρο όταν στο έδαφος υπάρχουν ικανοποιητικά επίπεδα υπολειμματικού φωσφόρου, παρά εν τη απουσία του.

    Στην περίπτωσή του καλίου έχουμε τις ιδιαίτερες σχέσεις του με την άργιλο και γνωρίζουμε τους όρους του δούναι και λαβείν μεταξύ αυτής και του εδαφοδιαλύματος.

     Οι βελτιωτικές εφαρμογές του καλίου έχουν βαρύνουσα σημασία στα βαρύτερα, αργιλώδη εδάφη.

    Σημειώνουμε ένα στοιχείο της δυναμικής του καλίου που συνδέεται με το νερό. Πρόκειται για τη διαπίστωση πως στις συνηθισμένες δόσεις καλιούχου λίπανσης, είναι προτιμότερο να προσεχθεί η επάρκεια της υγρασίας παρά να αυξηθούν οι δόσεις του λιπάσματος (Αναγνωστόπουλος Λ., 1983). Αυτή η διαπίστωση αναφέρεται ακριβώς στο προλεχθέν “δούναι και λαβείν”, αλλά το “δούναι” προϋποθέτει το “έχειν”.

    Ισχύει ότι σε συνθήκες καλής εδαφικής υγρασίας και το λιγότερο κάλιο φτάνει, ενώ σε καθεστώς ελλειμματικής υγρασίας το κάλιο πρέπει να είναι υψηλό για να αντιμετωπιστούν καλύτερα οι ανάγκες των φυτών.

    Και μια γενικότερη επισήμανση, πριν πάμε παρακάτω. Επειδή οι αρδεύσεις δεν είναι μόνο αρδεύσεις – υπό την άποψη της δυναμικής μεταξύ εδάφους και εδαφοδιαλύματος που δημιουργούν – πρέπει να αντιμετωπίζονται ως κάτι παραπάνω από το όνομά τους. Μια διαφορετική συχνότητα λ.χ., άρα κι ένα διαφορετικό ύψος άρδευσης, επηρεάζουν διαφορετικά τους μηχανισμούς συγκομιδής των θρεπτικών για τους οποίους μιλήσαμε ήδη κι όχι μόνο.

Προβλήματα…χαρακτήρα

    Πάμε παρακάτω. Κάποια θρεπτικά επηρεάζονται, λόγω του οξειδοαναγωγικού χαρακτήρα τους, από τις διακυμάνσεις του εδαφικού οξυγόνου.

    Έτσι σε αναγωγικές συνθήκες, σε πλημμυρισμένα λ.χ. χωράφια, ο σίδηρος και το μαγγάνιο ανάγονται, γίνονται δισθενή (Fe³⁺àFe²⁺και Μn⁴⁺à Μn²⁺) και υπό αυτή τη μορφή, διαθέσιμα στα φυτά (για το σίδηρο είναι μεγαλύτερη η συζήτηση…).

    Αντίθετα, σε οξειδωτικές συνθήκες, οξειδώνονται και τα φυτά δεν μπορούν να τα προσλάβουν. Ο σίδηρος επηρεάζεται από μιαν αυξανόμενη αεροβίωση πριν από το μαγγάνιο, άρα η λειψυδρία θα τον «χτυπήσει» πρώτον.

    Όπως και να’ χει, επειδή και τα δύο ιχνοστοιχεία είναι απολύτως απαραίτητα στη ζωή των φυτών, είναι απολύτως αναγκαίο να λάβουμε υπόψη την… αδυναμία χαρακτήρα που εκδηλώνουν και να προστατέψουμε τα φυτά από την έλλειψή τους.

    Το ζήτημα των οξειδοαναγωγών είναι σαφώς μεγαλύτερο, αλλά επί του παρόντος θα σταματήσουμε εδώ.

Μια συμπλήρωση

    Επιστρέφουμε για λίγο στους  μηχανισμούς και συγκεκριμένα στη «μαζική ροή» για να δείξουμε την αιτιακή ακολουθία των γεγονότων που δημιουργεί η λειψυδρία.

    Έχουμε λοιπόν την έλλειψη νερού η οποία θα οδηγήσει στην παραγωγή ΑΒΑ (αμπσισικού οξέος) από το φυτό, το οποίο θα δώσει εντολή στο υπέργειο τμήμα του να κλείσει τα στομάτια ώστε να περιοριστεί η απώλεια νερού στην ατμόσφαιρα, θα σταματήσει δηλαδή τη διαπνοή. Μα η διαπνοή είναι  η αιτία της «μαζικής ροής»! Θα επηρεασθούν έτσι όλα τα θρεπτικά, τα ευκίνητα, που μετακινούνται με αυτόν το μηχανισμό. Μάλιστα δύο από αυτά, το βόριο και το ασβέστιο που όχι μόνο η μεταφορά τους στη ρίζα εξαρτάται από τη διαπνοή αλλά και η μεταφορά τους από τη ρίζα στο υπέργειο τμήμα του φυτού θα βρεθούν σε χειρότερο κατάσταση.

Γραμμές άμυνας…

    Πάμε τώρα στον επίλογο της εργασίας μας με την αναφορά σε πτυχές του φυτικού μεταβολισμού σε συνθήκες λειψυδρίας, πέραν των όσων έχουν ήδη αναφερθεί.

    Το φυτό θα παρατάξει απέναντι στην … επιτιθέμενη λειψυδρία, δυο γραμμές άμυνας, τη μορφολογική (ισχυρή ανάπτυξη της ρίζας, μείωση της φυλλικής επιφάνειας για τον περιορισμό της διαπνοής κ.λπ.) και τη φυσιολογική.

    Το φυτικό κύτταρο ενεργοποιεί χωρίς πολλές καθυστερήσεις – υπό την επίδραση του ΑΒΑ ή της οσμωτικής καταπόνησης που προκαλεί η έλλειψη νερού – τους εσωτερικούς μηχανισμούς άμυνας με τη συγκέντρωση ασβεστίου στο κυτόπλασμα. Το ασβέστιο δραστηριοποιεί ρυθμιστικές ουσίες (πρωτεΐνες) που μεταφέρουν «εντολές» στο τμήμα του γενετικού υλικού (DNA) του φυτού που είναι υπεύθυνο να απαντήσει στην επίθεση της έλλειψης νερού (στον τομέα της… αμυντικής βιομηχανίας, θα λέγαμε), για να παράξει το αμυντικό οπλοστάσιο…

    Στην άμυνα του φυτού εντάσσονται ρυθμίσεις στο επίπεδο των υδατοπορινών (μεμβρανικές πρωτεΐνες που ρυθμίζουν τη διέλευση του νερού), καθώς και διάφορες υδρόφιλες κατά κανόνα ουσίες (πρωτεΐνες, αμινοξέα, σάκχαρα κ.λπ.) που προστατεύουν τα ζωτικά όργανα και τα ευαίσθητα μόρια, κυρίως τις πρωτεΐνες, του κυττάρου από την αφυδάτωση, ώστε να παραμένουν λειτουργικά. Τις ουσίες αυτές τις ονομάζουμε οσμωτικά ενεργές ουσίες.

    Σ’ αυτές περιλαμβάνονται ενώσεις με το βαπτιστικό όνομα των οποίων μάλλον είμαστε εξοικειωμένοι, όπως: προλίνη, μπεταΐνη της προλίνης, της γλυκίνης και της αλανίνης, μαννιτόλη, σορβιτόλη, πινιτόλη κ.ά.Περιλαμβάνονται επίσης και ανόργανα ιόντα όπως λ.χ. το κάλιο.

    Αν η μάχη διαρκέσει πολύ τότε λόγω της ανισότητας των αντιπάλων το φυτό θα υποστεί σημαντικές απώλειες: συρρίκνωση του πρωτοπλάσματος, ζημιά στις μεμβράνες και στη λειτουργικότητά τους (μεμβρανικές αντλίες), βλάβες στη φωτοσυνθετική μηχανή με σημαντική μείωση της απόδοσής της αλλά και μείωση ή και σταμάτημα της μεταφοράς των προϊόντων της στα αποθηκευτικά όργανα, αύξηση της μη παραγωγικής αναπνοής, βλαπτικές μεταβολές στον μεταβολισμό του αζώτου κ.λπ. κ.λπ.

    Τότε λέμε «βοήθα Παναγιά» κι επειδή ισχύει το αρχαίο «συν Αθηνά και χείρα κίνει», θα το κινήσουμε το χέρι.

    Πέραν της επιλογής ανθεκτικών ποικιλιών, κατάλληλων υποκειμένων, της καλλιέργειας του εδάφους, υπάρχουν στην αγορά και εφόδια, παλαιότερα ή νεώτερα, πληθώρα νεότερων, για τις αβιοτικές καταπονήσεις, για εφαρμογές και στο έδαφος και στα φύλλα – διαφυλλικές. Οι διαφυλλικές εφαρμογές, με την απαραίτητη γνώση, μπορούν να καταστούν χρήσιμο εργαλείο σε συνθήκες λειψυδρίας.

    Χρειάζεται βέβαια να σκύψουμε λίγο περισσότερο στη φυσιολογία – βιοχημεία για την αξιολόγησή τους.

    Και φυσικά ο κύριος υπεύθυνος για την αντιμετώπιση τέτοιων φαινομένων, που μάλιστα έχουν… ειδοποιήσει ότι έρχονται, είναι η Πολιτεία. Η εκτροπή του άνω ρου του Αχελώου και πόσα ακόμη, περιμένουν…

Έντυπη εφημερίδα ΑγροΈκφραση