Εγγενής αναπαραγωγή φυτών - Τα πάντα γύρω από τους σπόρους

Ένα φυτό αναπαράγεται με εγγενή τρόπο όταν παράγει σπόρους. Η διαδικασία περιλαμβάνει τα αναπαραγωγικά όργανα του φυτού (άνθη), την επιτυχή μεταφορά αρσενικών γαμετών (γυρεόκοκκοι από τους ανθήρες) στο θηλυκό τμήμα του άνθους (στίγμα) μέσω της επικονίασης, και τη γονιμοποίηση του ωαρίου. Όταν όλοι οι παράγοντες είναι ιδανικοί, παράγεται καρπός ή/και σπόροι.

Πέρα από τη σημασία τους ως αναπαραγωγικό υλικό, οι σπόροι πολλών καλλιεργούμενων ειδών αποτελούν βασική πηγή τροφής για τον άνθρωπο (σιτηρά όπως σιτάρι, ρύζι, αραβόσιτος, καθώς και όσπρια και πολλά άλλα). Είναι επίσης το μόνο πολλαπλασιαστικό υλικό που χρησιμοποιείται σε προγράμματα βελτίωσης φυτών.

Σημείωση - Στο άρθρο αυτό αναφερόμαστε στους βοτανικούς σπόρους που προκύπτουν από γονιμοποίηση. Στη γεωργία υπάρχουν και άλλα μέρη φυτών που χρησιμοποιούνται ως πολλαπλασιαστικό υλικό και αναφέρονται ως "γεωργικοί σπόροι" (πατατόσπορος, μοσχεύματα ζαχαροκάλαμου), αλλά αυτά εμπίπτουν στον αγενή πολλαπλασιασμό.

Ανατομία του άνθους

Τα άνθη ποικίλλουν εντυπωσιακά σε εμφάνιση και δομή, αλλά τα περισσότερα αποτελούνται από τα παρακάτω βασικά μέρη.

• Πέταλα, σέπαλα και ποδίσκος
• Θηλυκό μέρος (ύπερος) - στίγμα, γυρεοσωλήνας, στύλος, ωοθήκη με το ωάριο
• Αρσενικό μέρος (στήμονας) - ανθήρες με γυρεόκοκκους και νημάτια

Μονόοικα και δίοικα φυτά

Όλα τα είδη φυτών κατατάσσονται σε μία από τις δύο κατηγορίες ανάλογα με την οργάνωση των αναπαραγωγικών οργάνων.

Μονόοικα - Φυτά που έχουν αρσενικά και θηλυκά άνθη στο ίδιο φυτό, ή φυτά με ερμαφρόδιτα άνθη.

• Ερμαφρόδιτα ή αυτογονιμοποιούμενα - Άνθη με τόσο τα αρσενικά όσο και τα θηλυκά όργανα στο ίδιο άνθος (π.χ. τομάτα, φασόλι, ντομάτα)

Δίοικα - Είδη με άνθη που φέρουν μόνο αρσενικά ή μόνο θηλυκά όργανα. Χρειάζονται την παρουσία και των δύο φύλων για αναπαραγωγή. Για επιτυχή γονιμοποίηση πρέπει να ισχύουν τα εξής.

• Τα συμβατά αρσενικά και θηλυκά φυτά να βρίσκονται σε κοντινή απόσταση
• Να ανθίζουν ταυτόχρονα ή με αλληλεπικάλυψη ανθοφορίας
• Να υπάρχει αποτελεσματικός επικονιαστής (έντομα, άνεμος) για μεταφορά γύρης

Παραδείγματα δίοικων - ακτινίδιο, χουρμαδιά, ασπαράγκι, σπανάκι.

Υβρίδια vs ποικιλίες ελεύθερης επικονίασης

Η επιλογή ποικιλίας και η ποιότητα του πολλαπλασιαστικού υλικού είναι από τους κυριότερους παράγοντες που επηρεάζουν την απόδοση μιας καλλιέργειας.

Μια ποικιλία είναι ένα σύνολο ατόμων που ανήκουν στο ίδιο είδος και σχηματίζουν έναν φαινοτυπικά ομοιόμορφο πληθυσμό. Η ομοιομορφία αφορά τον ρυθμό βλάστησης, την ανάπτυξη, τον χρόνο ωρίμανσης και τα χαρακτηριστικά του τελικού προϊόντος.

Ποικιλίες ελεύθερης επικονίασης (open-pollinated)

Δημιουργούνται με ελεύθερη σταυρογονιμοποίηση μεταξύ μιας ομάδας φυτών. Παρά την καλή ομοιομορφία στις σύγχρονες ποικιλίες, ο πληθυσμός παραμένει γενετικά ποικίλος.

Πλεονεκτήματα

• Μεγαλύτερη προσαρμοστικότητα και ανθεκτικότητα χάρη στη γενετική ποικιλομορφία
• Καλύτερη απόδοση σε αβιοτικές καταπονήσεις (ξηρασία, θερμοκρασίες)
• Παραγωγή σπόρων στο αγρόκτημα - ο παραγωγός μπορεί να συλλέξει σπόρους για το επόμενο έτος
• Ιδανικές για βιολογικά συστήματα και χαμηλών εισροών αγροσυστήματα

Υβρίδια F1

Η πρώτη γενιά απογόνων από διασταύρωση δύο ομόζυγων γονέων (inbred lines) επιλεγμένων με προσοχή. Τα F1 παρουσιάζουν το φαινόμενο της ετέρωσης (hybrid vigor), δίνοντας απογόνους με ανώτερες επιδόσεις από τους δύο γονείς.

Πλεονεκτήματα

• Υψηλότερη ομοιομορφία και απόδοση
• Πανομοιότυπα γενετικά μεταξύ τους
• Συγκεκριμένα επιθυμητά χαρακτηριστικά (αντοχή σε ορισμένες ασθένειες, μέγεθος καρπού)

Μειονεκτήματα

• Μειωμένη ανθεκτικότητα σε αβιοτικές καταπονήσεις και επιδημίες, με κίνδυνο σοβαρών απωλειών αν χτυπηθούν
• Δεν επιτρέπουν παραγωγή σπόρων στο αγρόκτημα - η F2 γενιά έχει πολύ διαφορετικά (κατώτερα) χαρακτηριστικά
• Ο παραγωγός πρέπει να αγοράζει σπόρους κάθε χρόνο από πιστοποιημένο πωλητή
• Συμβάλλουν στη γενετική ομογενοποίηση των καλλιεργειών παγκοσμίως

Καρποί - τύποι και ταξινόμηση

Μετά τη γονιμοποίηση, παράγεται συνήθως ένας καρπός (από την ωοθήκη ή άλλα μέρη) που περικλείει τους σπόρους. Σε ορισμένες περιπτώσεις, καρποί παράγονται χωρίς γονιμοποίηση (παρθενοκαρπία), φαινόμενο επιθυμητό σε μπανάνες, σταφύλια, ανανά και τομάτες (καρποί χωρίς σπόρους ή με μη βιώσιμους σπόρους).

Η παρθενοκαρπία μπορεί να συμβεί με τρεις τρόπους.

• Δεν έχει γίνει επικονίαση
• Έγινε επικονίαση αλλά όχι γονιμοποίηση της ωοθήκης
• Έγιναν και τα δύο, αλλά ο σπόρος του εμβρύου αποβλήθηκε

Τύποι καρπών

Με βάση τον αριθμό ανθέων-ωοθηκών που συμμετέχουν.

• Απλοί καρποί - Από ένα άνθος με μία ωοθήκη (φασόλια, μήλα, ροδάκινα, τομάτες, σταφύλια, πορτοκάλια)
• Συγκάρπια - Από ένα άνθος με πολλές ωοθήκες (φράουλες, σμέουρα)
• Σύνθετοι καρποί - Από πολλά άνθη που ενώνονται (ανανάς, σύκα)

Οι απλοί καρποί διακρίνονται περαιτέρω σε σαρκώδεις και ξηρούς.

Σαρκώδεις καρποί

• Δρύπες - καρύδια, κεράσια, ροδάκινα
• Ράγες - σταφύλια, μπανάνες, τομάτες
• Πόμη (ψευδείς ή σαρκώδεις) - μήλα, αχλάδια

Ξηροί καρποί

• Ανοιγόμενοι - απελευθερώνουν τους σπόρους όταν ωριμάζουν (λοβοί οσπρίων, κάψουλες)
• Μη ανοιγόμενοι - οι σπόροι δεν απελευθερώνονται. Σιτηρά (καρυόψη), ηλίανθος (αχένιο), αμύγδαλα

Ανατομία του σπόρου

Ένας σπόρος αποτελείται από τρία κύρια μέρη.

• Έμβρυο - περιλαμβάνει τις κοτυληδόνες, το επικοτύλιο/υποκοτύλιο, το πλουμίδιο (μελλοντικός βλαστός) και τη ρίζα
• Ενδοσπέρμιο (ή περικάρπιο) - αποθήκη θρεπτικών για το έμβρυο
• Κέλυφος (testa) - προστατευτικό περίβλημα

Ταξινόμηση με βάση τις κοτυληδόνες

• Μονοκοτυλήδονα - μία κοτυληδόνη (αγρωστώδη όπως σιτάρι, ρύζι, καλαμπόκι)
• Δικοτυλήδονα - δύο κοτυληδόνες (πατάτα, μάνγκο, αχλάδι, ραπανάκι, φασόλι, καπνός)
• Πολυκοτυληδόνες - περισσότερες από 2 (πεύκο και άλλα γυμνόσπερμα)

Αγορά σπόρων vs συλλογή στο αγρόκτημα

Οι σπόροι ως πολλαπλασιαστικό υλικό μπορούν είτε να αγοραστούν από πιστοποιημένο πωλητή είτε να συλλεχθούν από την προηγούμενη καλλιέργεια.

Πλεονεκτήματα αγοράς από πιστοποιημένο πωλητή

• Καθαρότητα ποικιλίας και ιχνηλασιμότητα
• Καλή βιωσιμότητα και ομοιόμορφο, γρήγορο φύτρωμα
• Υγιείς σπόροι χωρίς παράσιτα και παθογόνα
• Περισσότερες επιλογές (ποικιλίες ανοικτής γονιμοποίησης, υβρίδια F1)
• Δυνατότητα επεξεργασίας για ανθεκτικότητα και προστασία στα πρώτα στάδια

Κύριο μειονέκτημα - Ετήσιο κόστος που επιβαρύνει τον παραγωγό, ιδίως για τα υβρίδια.

Επενδεδυμένοι σπόροι (coated seeds)

Κοινή πρακτική στο εμπόριο, με επικάλυψη που μπορεί να περιέχει θρεπτικά, φυτοφάρμακα, μυκητοκτόνα ή ριζόβια. Διευκολύνει τη φύτευση και την ομοιόμορφη κατανομή στο έδαφος, ενώ προσφέρει ευνοϊκό μικροπεριβάλλον γύρω από τον σπόρο.

Υπάρχουν τρεις βασικοί τύποι.

• Φυτοπροστατευτική επικάλυψη - Μυκητοκτόνα, εντομοκτόνα, νηματωδοκτόνα
• Επικάλυψη με μεμβράνη - Λεπτό στρώμα με χρωστικές, θρεπτικά, φυτοφάρμακα
• Κουφετοποίηση (pelleting) - Αυξάνει το μέγεθος και στρογγυλεύει τον σπόρο για μηχανική σπορά

Συλλογή και αποθήκευση σπόρων στο αγρόκτημα

Όταν καλλιεργείται ποικιλία ανοικτής επικονίασης ή παραδοσιακή ποικιλία, ο παραγωγός μπορεί να συλλέξει και να αποθηκεύσει σπόρους. Η πρακτική αυτή είναι διαδεδομένη μεταξύ μικροκαλλιεργητών και έχει μεγαλύτερη επιτυχία σε αυτογονιμοποιούμενα είδη (φασόλια, τομάτες).

Βασικές αρχές

• Συλλέξτε μόνο υγιείς, άθικτους σπόρους
• Καθαρίστε από ξένες ύλες και άλλους φυτικούς σπόρους
• Ξηράνετε πριν την αποθήκευση
• Διατηρήστε σε ξηρό χώρο (~30% σχετική υγρασία)
• Διατηρήστε σε δροσερό χώρο (1,6-10 °C)
• Διατηρήστε σε σκοτεινό χώρο
• Χρησιμοποιήστε χάρτινους φακέλους, σφραγισμένα γυάλινα βάζα ή υφασμάτινες σακούλες
• Αποφύγετε σωρούς που μειώνουν τον αερισμό

Ξηροί σπόροι (σιτάρι, αραβόσιτος, φασόλια) διατηρούνται περισσότερο από σπόρους λουλουδιών και λαχανικών. Η βιωσιμότητα μειώνεται σταδιακά με τον χρόνο, ανεξάρτητα από τις συνθήκες.

Έλεγχος βιωσιμότητας - τεστ βλαστικότητας

Για να ελέγξετε αν αποθηκευμένοι σπόροι είναι ακόμα βιώσιμοι, μπορείτε να εκτελέσετε ένα απλό τεστ βλαστικότητας.

• Επιλέξτε 10-20 σπόρους ως αντιπροσωπευτικό δείγμα
• Τοποθετήστε σε υγρή χαρτοπετσέτα (όχι υπερβολικά υγρή για αποφυγή σήψης)
• Διπλώστε και σφραγίστε σε διαφανή πλαστική σακούλα
• Αφήστε σε ζεστό χώρο (20-25 °C) για μερικές ημέρες
• Παρακολουθήστε πότε και πόσοι σπόροι βλαστάνουν

Ανάλογα με το είδος, η βλάστηση συμβαίνει σε 3-7 ημέρες ή σε ακραίες περιπτώσεις σε πάνω από έναν μήνα. Στα περισσότερα καλλιεργούμενα είδη, 70-90% βλάστηση θεωρείται ικανοποιητικό αποτέλεσμα.

Εναλλακτικά, η δοκιμή επιπλεύσης είναι μια γρήγορη αλλά λιγότερο ακριβής μέθοδος (οι μη βιώσιμοι σπόροι επιπλέουν).

Διακοπή λήθαργου - παράγοντες βλάστησης

Οι ώριμοι σπόροι είναι συχνά ληθαργικοί (αδρανείς). Το έμβρυο είναι ώριμο και ζωντανό, αλλά παραμένει ανενεργό μέχρι να ευνοηθούν οι συνθήκες.

Ο λήθαργος μπορεί να ρυθμίζεται από εξωτερικούς παράγοντες (έλλειψη νερού, χαμηλές θερμοκρασίες) ή από εσωτερικούς (ανασταλτικές ουσίες στο περίβλημα, αδιαπέραστο περίβλημα).

Σπάσιμο λήθαργου

• Σκαριφάρισμα - μηχανική θραύση ή αφαίρεση μέρους του περιβλήματος
• Επεξεργασία με ζεστό νερό - εμβάπτιση 12-24 ώρες (κυρίως για μικρότερους σπόρους)
• Σχολαστικό πλύσιμο με καθαρό νερό
• Ψυχρή στρωματοποίηση (cold stratification) - υγρή ψύξη για διακοπή εσωτερικού λήθαργου, απαραίτητη π.χ. για φράουλα, μηλιά, κερασιά

Παράγοντες που επηρεάζουν τη βλάστηση

• Νερό-υγρασία - απαραίτητο για την έναρξη της βλάστησης
• Φως - μπορεί να ξεκινήσει ή να αναστείλει τη βλάστηση, ανάλογα με το είδος
• Θερμοκρασία - συνήθως ιδανική 18-24 °C. Για ορισμένα είδη (μηδική, μαρούλι, σπανάκι, σιτάρι) η βλάστηση μπορεί να ξεκινήσει ακόμα και στους 1-4 °C
• Οξυγόνο - απαραίτητο, καθώς ο ρυθμός αναπνοής του σπόρου αυξάνεται σταδιακά κατά τη βλάστηση

Όσο περισσότερο απέχει η θερμοκρασία περιβάλλοντος από τη βέλτιστη, τόσο περισσότερος ο χρόνος βλάστησης και τόσο μεγαλύτερος ο κίνδυνος ζημιάς στους σπόρους.

Βρείτε μας επίσης στο Wikifarmer

Πηγές

University of Kentucky. The Value of Coated Seed.

Pedrini, S. et al. (2020). Seed Coating: Science or Marketing Spin?. Agriculture, 10(11), 526.

Permaculture News. Soil Temperature & Seed Germination.