Επίδραση της λίπανσης και της ποικιλίας στα ποιοτικά χαρακτηριστικά καπνού (Nicotiana tabacum), βιολογικής καλλιέργειας

Abstract

The yield, quality and usability of tobacco depend on three important factors: the genetic potential of a variety, the environmental conditions of production and the specific cultivation practices applied to each crop. All the experiments that have been done so far show that each factor contributes to the efficiency of production and it is difficult to distinguish who is more important. The genetic potential of each tobacco variety theoretically exceeds some limits in the appearance of a particular trait. The demand for organic tobacco is "gaining" more and more ground. There is a growing interest in the cultivation of organic tobacco worldwide, since, it shows great advantages such as increasing soil fertility, minimizing producers' exposure to toxic chemicals, increase in biodiversity, reduction of groundwater and river pollution, reduction of production costs (fewer inputs) and finally increased the selling price of the product.Given the importance of soil fertility and the development of appropriate nutritional strategies for organic tobacco crops, the aim of this study was to evaluate the effect of soil characteristics on the quality characteristics of tobacco and to determine the quality characteristics of tobacco during three growing cycles under different fertilizer sources with an emphasis on exploring the possible replacement of cultivation systems and fertilization strategies applied so far. For the implementation of the study, an experimental field was set up at the Agricultural University of Athens, where an experiment of three growing seasons was carried out - 2016, 2017, 2018 - and three different types of fertilizers were evaluated (manure, compost, inorganic fertilizer, in combination with four tobacco varieties, Katerini S53, Myrodata Agriniou, Virginia-Niki).Soil parameters were positively affected, both in organic fertilizer treatments and in mineral fertilizer treatments, resulting in an increase in soil organic matter, porosity, total nitrogen and phosphorus. Regarding the morphological characteristics of the tobacco, differences were noted between the fertilization treatments and between the varieties. The height and number of leaves per plant showed similar results for both factors. Compost and inorganic fertilizer treatments yielded the tallest plants and plants with the highest number of leaves, while based on the variety, the oriental varieties had statistically significantly higher plants and a larger number of leaves than the Virginia variety during the three years of the experiment. Leaf size was not affected by the different forms of fertilization. The Virginia variety produced plants with a larger leaf area than the Eastern varieties. Root length showed significant differences between lubrication operations, with compost and manure operations predominating, compared to inorganic fertilizer and control operations. The dry weight yields of tobacco leaves differed significantly between fertilization treatments, with compost and manure treatments being 20% superior to inorganic fertilizer and control treatments. In terms of variety, the Virginia variety was superior to the other varieties, followed by the Myrodata Agriniou, Katerini S53 and Basmas varieties. It is worth noting the significant increase in yields observed in all varieties at the end of the three years, and especially in the Virginia variety, where it had the greatest change. An important parameter for the industrial value of tobacco is the yield of nicotine per acre. Here, too, the Virginia variety had the highest values with a statistically significant difference from the oriental varieties as this parameter is significantly related to the dry weight yields. The Virginia variety also saw the largest increase in nicotine yields (55%) at the end of three years. Regarding the quality characteristics, the fertilization factor did not show statistically significant differences between the treatments for total nitrogen, nicotine and sugars, except for the phosphorus content in the leaves. Manure and inorganic fertilizer treatments yielded plants with the highest phosphorus content. On the contrary, there were differences in the concentration of nitrogen, nicotine and sugars between the different varieties. In the oriental type varieties, Basmas, Katerini S53 and Myrodata Agriniou, the nicotine levels were significantly higher than in the Virginia variety, in contrast to the sugar and nitrogen content, where the Virginia variety had the highest values.

Η απόδοση, η ποιότητα και η χρηστικότητα του καπνού εξαρτώνται από τρεις σημαντικούς παράγοντες: το γενετικό δυναμικό μιας ποικιλίας, τις περιβαλλοντικές συνθήκες της παραγωγής και τις ειδικές καλλιεργητικές πρακτικές που εφαρμόζονται σε κάθε καλλιέργεια. Όλα τα πειράματα που έχουν πραγματοποιηθεί μέχρι στιγμής δείχνουν ότι κάθε παράγοντας συμβάλλει στην αποδοτικότητα της παραγωγής και είναι δύσκολο να διακρίνεις ποιος είναι πιο σημαντικός. Το γενετικό δυναμικό κάθε ποικιλίας καπνού περιέχει θεωρητικά κάποια όρια στην εμφάνιση ενός συγκεκριμένου χαρακτηριστικού γνωρίσματος. Η απαίτηση για βιολογική καλλιέργεια καπνού “κερδίζει” ολοένα και περισσότερο έδαφος. Παγκοσμίως αυξάνεται το ενδιαφέρον καλλιέργειας βιολογικού καπνού, αφού, εκτός του ότι υπερέχει ως τελικό προϊόν από τον συμβατικό καπνό, σε επίπεδο συγκέντρωσης τοξικών και επικίνδυνων ουσιών, έχει και πλεονεκτήματα όπως: αύξηση της γονιμότητας των εδαφών, ελαχιστοποίηση της έκθεσης των παραγωγών σε τοξικά χημικά, αύξηση της βιοποικιλότητας, μείωση της ρύπανσης των υπόγειων υδάτων και ποταμών, μείωση του κόστους παραγωγής (λιγότερες εισροές) και τέλος αυξημένη τιμή πώλησης του προϊόντος. Δεδομένης της σημασίας της γονιμότητας του εδάφους και της ανάπτυξης κατάλληλων στρατηγικών θρέψης για την βιολογική καλλιέργεια καπνού, ο στόχος αυτής της έρευνας ήταν η μελέτη τη επίδρασης των εδαφικών χαρακτηριστικών στα ποιοτικά χαρακτηριστικά του καπνού και ο προσδιορισμός των ποιοτικών χαρακτηριστικών καπνού κατά τη διάρκεια τριών κύκλων καλλιέργειας υπό διαφορετικές πηγές λιπασμάτων με έμφαση στη διερεύνηση πιθανής αντικατάστασης των μέχρι τώρα εφαρμοζόμενων συστημάτων καλλιέργειας και στρατηγικών λίπανσης. Για την υλοποίηση της μελέτης, εγκαταστάθηκε πειραματικός αγρός στο Γεωπονικό Πανεπιστήμιο Αθηνών, όπου πραγματοποιήθηκε πείραμα τριών καλλιεργητικών περιόδων – 2016, 2017, 2018 – και αξιολογήθηκαν τρία διαφορετικά είδη λιπάνσεων (κοπριά, κομπόστ, ανόργανο λίπασμα, σε συνδυασμό με τέσσερις ποικιλίες καπνού (Μπασμάς Ξάνθης, Κατερίνη Σ53, Μυρωδάτα Αγρινίου, Βιρτζίνια-Νίκη). Οι παράμετροι του εδάφους επηρεάστηκαν θετικά, τόσο στις επεμβάσεις με οργανικά λιπάσματα όσο και στην επέμβαση με ανόργανο λίπασμα, με αποτέλεσμα την αύξηση της οργανικής ουσίας, του πορώδους, του ολικού αζώτου και του φωσφόρου του εδάφους. Όσον αφορά στα μορφολογικά χαρακτηριστικά του καπνού, σημειώθηκαν μικρές διαφοροποιήσεις μεταξύ των επεμβάσεων λίπανσης και μεταξύ των ποικιλιών. Το ύψος και ο αριθμός φύλλων ανά φυτό παρουσίασαν παρόμοια αποτελέσματα και για τους δύο παράγοντες. Οι επεμβάσεις με κομπόστ και ανόργανο λίπασμα έδωσαν τα υψηλότερα φυτά και τα φυτά με μεγαλύτερο αριθμό φύλλων ενώ με βάση την ποικιλία, οι ποικιλίες ανατολικού τύπου είχαν στατιστικά σημαντικά υψηλότερα φυτά και μεγαλύτερο αριθμό φύλλων από την ποικιλία Βιρτζίνια και τα τρία έτη διεξαγωγής του πειράματος. Το μέγεθος φύλλου δεν επηρεάστηκε από τις διαφορετικές μορφές λίπανσης. Η ποικιλία Βιρτζίνια έδωσε φυτά με μεγαλύτερη επιφάνεια φύλλου από αυτή των ανατολικών ποικιλιών. Το μήκος ρίζας παρουσίασε σημαντικές διαφορές μεταξύ των επεμβάσεων λίπανσης, με τις επεμβάσεις του κομπόστ και της κοπριάς να υπερέχουν, έναντι των επεμβάσεων με ανόργανο λίπασμα και του μάρτυρα. Οι αποδόσεις σε ξηρό βάρος φύλλων καπνού παρουσίασαν σημαντικές διαφοροποιήσεις μεταξύ των επεμβάσεων λίπανσης, με τις επεμβάσεις με κομπόστ και κοπριά να υπερέχουν κατά 20% από τις επεμβάσεις με ανόργανο λίπασμα και του μάρτυρα. Όσον αφορά στην ποικιλία, η ποικιλία Βιρτζίνια υπερείχε των υπόλοιπων ποικιλιών, ενώ ακολούθησαν οι ποικιλίες Μυρωδάτα Αγρινίου, Κατερίνη Σ53 και Μπασμάς. Αξίζει να σημειωθεί η σημαντική αύξηση των αποδόσεων που παρατηρήθηκε σε όλες τις ποικιλίες, στο πέρας της τριετίας, και ιδιαίτερα στην ποικιλία Βιρτζίνια, όπου είχε τη μεγαλύτερη μεταβολή. Μία σημαντική παράμετρος για την βιομηχανική αξία του καπνού είναι οι αποδόσεις σε νικοτίνη ανά στρέμμα. Και εδώ η ποικιλία Βιρτζίνια είχε τις μεγαλύτερες τιμές με στατιστικά σημαντική διαφορά από τις ποικιλίες ανατολικού τύπου καθώς η παράμετρος αυτή σχετίζεται σημαντικά με τις αποδόσεις σε ξηρό βάρος. Επίσης, στην ποικιλία Βιρτζίνια σημειώθηκε η μεγαλύτερη αύξηση αποδόσεων σε νικοτίνη (55%), στο πέρας της τριετίας. Αναφορικά με τα ποιοτικά χαρακτηριστικά ο παράγοντας λίπανση δεν εμφάνισε στατιστικά σημαντικές διαφορές μεταξύ των επεμβάσεων για το ολικό άζωτο, τη νικοτίνη και τα σάκχαρα, παρά μόνο για τον περιεχόμενο φώσφορο στα φύλλα. Οι επεμβάσεις με κοπριά και ανόργανο λίπασμα έδωσαν φυτά με την υψηλότερη περιεκτικότητα σε φώσφορο. Αντιθέτως, παρουσιάστηκαν διαφοροποιήσεις στη συγκέντρωση του αζώτου, της νικοτίνης και των σακχάρων, μεταξύ των διαφορετικών ποικιλιών. Στις ποικιλίες ανατολικού τύπου, Μπασμάς, Κατερίνη Σ53 και Μυρωδάτα Αγρινίου τα επίπεδα νικοτίνης ήταν σημαντικά υψηλότερα από ότι στην ποικιλία Βιρτζίνια, σε αντιπαραβολή με την συγκέντρωση σακχάρων και αζώτου, όπου η ποικιλία Βιρτζίνια συγκέντρωσε τα μεγαλύτερα ποσοστά.