Τα υγρά παραπροϊόντα των ελαιοτριβείων (Olive Mill Wastewater, OMW) ή αλλιώς ο κατσίγαρος αποτελούν το κύριο παραπροϊόν της παραγωγικής διαδικασίας του ελαιόλαδου. Αποτελούν έναν από τους σημαντικότερους παράγοντες περιβαλλοντικής ρύπανσης, όπου οι τεράστιες επιπτώσεις τους οφείλονται κυρίως στα φυσικοχημικά τους χαρακτηριστικά. Αν και η απόρριψη ή η ενσωμάτωση των υγρών παραπροϊόντων στο έδαφος αποτελεί μια εναλλακτική μέθοδο επεξεργασίας και αξιοποίησης τους, εντούτοις οι αντιμικροβιακές και φυτοτοξικές ιδιότητες τους δυσχεραίνουν την υλοποίηση της. Παράλληλα όμως η εκμετάλλευση ορισμένων ιδιοτήτων τους συντελεί στη διερεύνηση πρωτότυπων, εναλλακτικών και οικολογικών τρόπων καταπολέμησης διαφόρων φυτοπαθογόνων μικροοργανισμών. Σύμφωνα με την πλειονότητα των βιβλιογραφικών αναφορών τα παραπροϊόντα αυτά είναι πλούσια σε οργανικά και ανόργανα συστατικά ενώ η βασική αιτία της τοξικής τους δράσης είναι η μεγάλη περιεκτικότητα τους σε φαινολικές ενώσεις.
Στην παρούσα μεταπτυχιακή διατριβή έγινε προσπάθεια εκτίμησης της δράσης τους ενάντια στο φυτοπαθογόνο μύκητα Sphaerotheca fusca με απώτερο σκοπό να διερευνηθεί η όποια φυτοπροστατευτική τους δράση σε φυτά αγγουριού και η συγκέντρωση η οποία θα παρουσίαζε τη μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα χωρίς ταυτόχρονα να προκαλεί φυτοτοξικές αντιδράσεις.
Συγκεκριμένα πραγματοποιήθηκε μια σειρά in vitro βιοδοκιμών για τον έλεγχο της φυτοτοξικότητας των υγρών παραπροϊόντων στη βλάστηση σπερμάτων αγγουριού και της εξέλιξης της βλάστησης των κονιδίων του μύκητα, ενώ παράλληλα διεξήχθησαν in vivo και in planta πειράματα για τη μελέτη της εκλεκτικότητας των διαφόρων συγκεντρώσεων των παραπροϊόντων και της ελάχιστης αποτελεσματικής δόσης τους υπό συνθήκες αγρού.
Σύμφωνα με τα αποτελέσματα του ελέγχου φυτοτοξικότητας, τα υγρά παραπροϊόντα των ελαιοτριβείων παρουσίασαν έντονη φυτοτοξικότητα ως πυκνό διάλυμα, ενώ η δράση τους περιορίστηκε κυρίως στην επιμήκυνση και τη ζωτικότητα του ριζιδίου. Συγχρόνως προκάλεσαν μια καθυστέρηση τεσσάρων περίπου ημερών στη βλάστηση των σπερμάτων ενώ όσον αφορά τις διάφορες αραιώσεις που δοκιμάστηκαν, διαπιστώθηκε ότι δεν είχαν καμία φυτοτοξική επίδραση ή αντιθέτως η επίδραση τους υπήρξε θετική, προάγοντας την επιμήκυνση του ριζιδίου.
Μικροσκοπικές παρατηρήσεις έδειξαν ότι το πυκνό διάλυμα των υγρών παραπροϊόντων παρεμπόδισε την ανάπτυξη του μύκητα για μια περίοδο περίπου μιας εβδομάδας, όταν εφαρμόστηκε μια μέρα πριν την τεχνητή μόλυνση και κάτω από συνθήκες υψηλής πίεσης μολύσματος. Η μείωση του ποσοστού των βλαστημένων κονιδίων και της ανάπτυξης των πρωτογενών και δευτερογενών υφών των κονιδίων και του μυκηλίου αποτελούν προκαταρτικές αποδείξεις της μυκητοστατικής δράσης των υγρών παραπροϊόντων.
Τα αποτελέσματα των in vivo και in planta πειραμάτων, τα οποία συνάδουν με αυτά των in vitro βιοδοκιμών που αφορούν την εξέλιξη της βλάστησης των κονιδίων του μύκητα, έδειξαν ότι η προληπτική εφαρμογή των υγρών παραπροϊόντων προκάλεσε την μείωση στην ένταση της ασθένειας όπως επίσης την καθυστέρηση στην έναρξη της, εμφανίζοντας είτε άμεση δράση στα κονίδια του μύκητα είτε έμμεση μέσω του ξενιστή ενεργοποιώντας μηχανισμούς ανοχής των φυτών σε παθογόνα. Συγκρίνοντας τη δράση τους με αυτή του μάρτυρα, αποδείχθηκε ότι η εφαρμογή τους δεν είχε καμία επίδραση στο ρυθμό ανάπτυξης της ασθένειας. Μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα εμφάνισε το πυκνό διάλυμα των υγρών παραπροϊόντων και ειδικότερα μετά από την εφαρμογή εβδομαδιαίων επεμβάσεων. Αξίζει να σημειωθεί ότι η δράση του, κάτω από συνθήκες μειωμένης έντασης μολύσματος, ήταν παρόμοια με αυτήν του θειούχου μυκητοκτόνου Thiovit®.
Στα πλαίσια λοιπόν της συγκεκριμένης μεταπτυχιακής διατριβής αποδεικνύεται η προστατευτική δράση των υγρών παραπροϊόντων σε φυτά αγγουριού έναντι του μύκητα Sphaerotheca fusca, η οποία μάλιστα συνοδεύεται από μη φυτοτοξικές επιδράσεις στα υπέργεια όργανα των φυτών.
Παρ’όλα αυτά για τη διερεύνηση του ακριβή μηχανισμού ή μηχανισμών δράσης των υγρών παραπροϊόντων, όπως επίσης την εξακρίβωση της εμπλοκής και του ρόλου των φαινολικών ουσιών στη δράση τους, κρίνεται αναγκαία περαιτέρω έρευνα / Olive mill wastewaters (OMW) are the main by-products of olive oil production. Due to their physicochemical characteristics, these wastes constitute one of the major environmental problems. The disposal and the application of OMW to the soil is an alternative method of waste process and utilization. The phytotoxic and antimicrobial properties of OMW, however, prevent the implementation of this method. At the same time, some of the OMW properties contribute to the development of novel and alternative disease-control strategies, with an ecological basis. According to the scientific literature, these wastes contain organic, inorganic and toxic compounds, such as phenolics.
The current study aims at the evaluation of olive OMW antifungal activity against Sphaerotheca fusca. The overarching purpose is to investigate the efficacy of OMW in protecting cucumber against powdery mildew, in relation to their concentration and phytotoxicity.
Particularly, in vitro bioassays were carried out in order to examine OMW phytotoxicity on cucumber seed germination and their effect on germination progress of S. fusca conidia. In vivo and in planta testings were carried out both to investigate the selectivity of OMW concentrations, and the minimal effective dose in field conditions.
OMW showed strong phytotoxicity as undiluted solution. Their activity was restricted to the elongation and growth of the root. OMW caused delay in seed germination by four days, whereas no phytotoxicity reaction occurred at any of the dilutions. In contrast, their activity in a certain dilution was positive, inducing root elongation.
Microscopic observations showed that pretreatment of cucumber plants with undiluted OMW, followed by artificial inoculation and under low levels of inoculums, inhibited fungal growth for a week. Both the reduction in conidial germinated rate and the reduction in primary, secondary hyphae and mycelium growth, constitute preliminary evidence of OMW fungistatic activity.
The results of in vivo and in planta treatments, which are in accordance with these microscopic observations, indicate that a prophylactic application of OMW reduced the disease severity and caused a delay in disease onset. OMW exerted either a direct effect on the fungal conidia, or acted indirectly, by activating mechanisms of plant tolerance. Despite the delay in disease onset, the rate of disease development was similar compared to the control. OMW were more effective when applied without any prior dilution and especially after a 7-day interval between applications. It is noteworthy that OMW were nearly as effective as sulphur (Thiovit®), under low levels of inoculums.
The current study has demonstrated the protective action of OMW against cucumber powdery mildew (Sphaerotheca fusca), followed by the lack of phytotoxic effects on upper plant organs.
Further research would be useful to identify the exact mechanism(s) of OMW activity, as well as the role of phenolic compounds in the process.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:upatras.gr/oai:nemertes:10889/5367 |
| Date | 18 July 2012 |
| Creators | Μανδουλάκη, Αθανασία |
| Contributors | Αγγελόπουλος, Κωνσταντίνος, Mandoulaki, Athanasia, Αγγελής, Γεώργιος, Λυμπεράτος, Γεράσιμος |
| Source Sets | University of Patras |
| Language | gr |
| Detected Language | Greek |
| Type | Thesis |
| Rights | 12 |
| Relation | Η ΒΚΠ διαθέτει αντίτυπο της διατριβής σε έντυπη μορφή στο βιβλιοστάσιο διδακτορικών διατριβών που βρίσκεται στο ισόγειο του κτιρίου της. |
Page generated in 0.0036 seconds