Wstęp. Fragm. Agron. 30(3) 2013, Katedra Łąkarstwa, Uniwersytet Warmińsko-Mazurski w Olsztynie

Transkrypt

1 Fram. Aron. 30(3) 2013, Oziaływani strsu wono na wyran atunki traw uprawianyh na li oraniznj Marznna Olszwska, Stan Grzorzyk Katra Łąkarstwa, Uniwrsytt Warmińsko-Mazurski w Olsztyni marznna.olszwska@uwm.u.pl Synopsis. W latah przprowazono ksprymnt szklarniowy, w którym aano wpływ strsu wono na paramtry wymiany azowj (otosyntza, transpiraja), inks zilonośi liśi i plonowani 5 atunków traw. Baaniami ojęto: Lolium prnn om. Arona, Datylis lomrata om. Ara, Fstua pratnsis om. Skra, Phlum pratns om. Kaa i Arrhnathrum latius om. Skrzszowiki. W oświazniu zastosowano wa poziomy wilotnośi ly: 80% ppw (wilotność optymalna) i 40% ppw (strs wony). W okrsi wtaji oznazono intnsywność otosyntzy i transpiraji za pomoą prznośno urząznia o pomiaru paramtrów wymiany azowj Li-Cor 6400 oraz poziom hloroilu wykorzystują o to lu hloroilomtr SPAD-502 irmy Minolta. Wylizono równiż otosynttyzny współzynnik wykorzystania woy (WUE). W świtl uzyskanyh wyników kostrzwa łąkowa jst atunkim o największj intnsywnośi otosyntzy i największyh wartośiah inksu zilonośi liśi, al jnozśni haraktryzuj się wysoką transpirają i słao wykorzystuj ostępną w li woę. Zł ospoarowani woą kostrzwy łąkowj przkłaa się na niższ plonowani w porównaniu o żyiy trwałj i kupkówki pospolitj, któr mimo niższyh wartośi otosyntzy i hloroilu oszzęnij ospoarują woą i uzyskują wyższy plon suhj masy. Do uprawy w warunkah strsu wono na li oraniznj najlpszymi atunkami są kupkówka pospolita i żyia trwała, oznazają się on niską transpirają, wysokim współzynnikim wykorzystania woy i w porównaniu o innyh atunków w mnijszym stopniu oranizają plonowani. Słowa kluzow ky wors: otosyntza photosynthsis, inks zilonośi liśi la rnnss inx, strs wony watr strss, transpiraja transpiration, trawy rasss, współzynnik wykorzystania woy watr us iiny Wstęp Nasilająy się w ostatnih latah prolm raku woy w Pols skłania o większo wykorzystania w proukji pasz atunków opornyh na suszę, ktywnij wykorzystująyh prominiowani słonzn i oszzęni ospoarująyh woą. Nioór woy ma wpływ na stan izjoloizny roślin. Rośliny uprawn raują na zynniki strsow zaurznim postawowyh prosów izjoloiznyh, zmianą mtaolizmu i ystryuji skłaników pokarmowyh oraz zmnijsznim wytwarzania iomasy [Olszwski i in. 2007, 2009, Pszzółkowska i in. 2010a, 2010, Stark 2002, Stryko i Domańska 1957]. Tak wię kwstia opornośi traw na strs wilotnośiowy w aspki zwiększająo się iytu woy naira szzólno znaznia. W tym kontkśi zahozi konizność wytypowania atunków arzij opornyh na nioór woy. Clm pojętyh aań yło okrślni wpływu strsu wono na intnsywność otosyntzy i transpiraji, inks zilonośi liśi oraz plonowani wyranyh atunków traw, uprawianyh na li oraniznj.

2 Oziaływani strsu wono na wyran atunki traw uprawianyh na li oraniznj 141 Matriał i mtoy W latah przprowazono ksprymnt w szklarni Uniwrsyttu Warmińsko- Mazurskio w Olsztyni (53 o 78 N, 20 o 79 E), w którym aano wpływ strsu wono na paramtry wymiany azowj (otosyntza, transpiraja), inks zilonośi liśi i plonowani 5 atunków traw. Baaniami ojęto: Lolium prnn (Lp) om. Arona, Datylis lomrata (D) om. Ara, Fstua pratnsis (Fp) om. Skra, Phlum pratns (Php) om. Kaa i Arrhnathrum latius (Arh) om. Skrzszowiki. Trawy oniano na wóh poziomah wilotnośi ly: 80% ppw (wilotność optymalna) i 40% ppw (strs wony). Opowinią wilotność utrzymywano przz ozinn uzupłniani uytków woy o okrślonj masy wazonu z lą. Strs wony wprowazono po wshoah roślin. W oświazniu użyto wazonów typu Kik- Brokmanna napłnionyh 8 k ly torowo-murszowj zawirająj 29,7% sustanji oraniznj. Zawartość skłaników przyswajalnyh w li przstawiała się następująo: 72,6 m P 2 O 5, 65 m K 2 O i 50 m M ly oraz 5 m Cu, 28,6 m Zn, 88,6 m Mn i 1126 m F k -1. Ozyn ly (ph w 1 n KCl) wynosił 4,9. Doświazni przprowazono w ztrh powtórzniah. W każym wazoni wysiano w 10 punktah po 2 3 nasiona traw i zpośrnio po wshoah przrwano j pozostawiają po 8 roślin w wazoni. Nawożni azotm w aw 0,5 na wazon stosowano w trzh zęśiah; przsiwni, po pirwszym i po ruim ięiu roślin. Azot poawano olowo w postai roztworu CO(NH 2 ) 2. Fosor, potas i manz wprowazono w postai roztworów KH 2 PO 4, K 2 SO 4 i MSO 4 x 7 H 2 O jnorazowo, przsiwni w ilośi: 0,15 P, 0,6 K i 0,15 M na wazon. Ponato przsiwni zaaplikowano pożywkę mikrolmntową w ilośi 20 ml na wazon zawirająą: C 10 H 12 FN 2 NaC 8, MnCl 2 x 4 H 2 O, ZnCl 2, CuCl 2 x 2 H 2 O, H 3 BO 3, (NH 4 ) 6 Mo 7 O 24 x 4 H 2 O. W okrsi wtaji oznazono intnsywność otosyntzy i transpiraji za pomoą prznośno urząznia o pomiaru paramtrów wymiany azowj Li-Cor Wskaźniki oznazono przy stałym stężniu CO 2 wynosząym 400 ppm i oświtlniu 1000 μmol m -2 s -1. Poziom hloroilu oznazono wykorzystują o to lu hloroilomtr SPAD-502 irmy Minolta. Pomiary intnsywnośi otosyntzy i transpiraji oraz poziomu hloroilu wykonywano na najmłoszym, w płni rozwiniętym liśiu pęów losowo wyranyh z każo oiktu. W każym orośi wykonano po 4 pomiary. Ozytów okonywano w tyoniowyh ostępah, powtarzają każy pomiar pięiokrotni. Na postawi ilorazu intnsywnośi otosyntzy i transpiraji wylizono otosynttyzny współzynnik wykorzystania woy (WUE). W szoni wtayjnym przprowazono trzykrotną oliaję roślin. Przntowan wyniki są śrnimi z poszzólnyh pokosów i lat aań. Do opraowania statystyzno uzyskanyh wyników wykorzystano proram komputrowy STATISTICA. Istotność różni wryikowano tstm Tuky`a na poziomi unośi p = 0,01. Wyniki i yskusja Analiza uzyskanyh wyników wykazała istotn zróżniowani atunkow w intnsywnośi prosu otosyntzy (rys. 1). W warunkah optymalno uwilotninia ly, spośró porównywanyh atunków traw największą intnsywność otosyntzy wykazywała Fstua pratnsis (ok. 11 μmol CO 2 m -2 s -1 ). Istotni słaij pros tn prział u Arrhnathrum latius, Datylis lomrata i Lolium prnn, zaś najniższ wartośi onotowano u Phlum pratns (ok. 8 μmol CO 2 m -2 s -1 ). Diyt woy spowoował istotny spak intnsywnośi otosyntzy u wszystkih tstowanyh atunków traw. Największą rakję wykazywały kostrzwa łąkowa i tymotka łąkowa, u któryh otosyntza została oranizona o 47 i 44%. Słaij na strs raowały żyia trwała i kupkówka pospolita, jnak i u tyh atunków stwirzono ok. 40% spak asymilaji

3 142 M. Olszwska, S. Grzorzyk mol CO 2 m -2 s * a 8 6 h i Lp D Fp Php Arh Lp Lolium prnn, D Datylis lomrata, Fp Fstua pratnsis, Php Phlum pratns, Arh Arrhnathrum latius * rupy jnoron homonous roup Rys. 1. Intnsywność otosyntzy Fi. 1. Intnsity o photosynthsis CO 2. Po wzlęm tj hy najarzij opornym atunkim okazał się rajras wyniosły, u któro wartość paramtru oniżyła się o 32%. Zmnijszni intnsywnośi paramtrów wymiany azowj, a łówni otosyntzy i transpiraji po wpływm niooru woy u różnyh atunków roślin stwirzili równiż Pszzółkowska i in. [2010a, 2010], Olszwski i in. [2007, 2009], Hjnák i Križková [2004] oraz Kooń i Polśna [2004]. Baan atunki traw różniły się takż intnsywnośią transpiraji. Najwięj woy z jnostki powirzhni liśi transpirowała kostrzwa łąkowa, istotni mnij tymotka łąkowa i rajras wyniosły, natomiast niski wartośi transpiraji rzęu 0,5 1,5 mmol H 2 O m -2 s -1 onotowano u żyiy trwałj i kupkówki pospolitj (rys. 2). W porównaniu o kostrzwy, u żyiy i kupkówki wartośi t yły pona ztrokrotni niższ. Wszystki aan atunki istotni oranizały transpiraję w warunkah niooru woy w li, w największym stopniu zaosrwowano to u kostrzwy łąkowj i tymotki łąkowj, a w najmnijszym u rajrasu wyniosło. Intnsywność transpiraji śiśl związana jst z ktywnośią wykorzystania woy ostępnj la roślin w okrsi wtaji. Na postawi wylizono otosynttyzno współzynnika wykorzystania woy wykazano, ż trawy któr transpirowały użo woy haraktryzowały się jnozśni niskim jj wykorzystanim. Ponato stwirzono, ż atunki lpij wykorzystywały woę przy jj nioorz w li i wartośi WUE yły wówzas istotni większ o wartośi uzyskanyh w warunkah optymalno uwilotninia (rys. 3). Wyniki t są zon z wzśnijszymi aaniami Pitkiwiza i in. [2005] oraz Rumasz-Runikij [2010]. Z porów-

4 Oziaływani strsu wono na wyran atunki traw uprawianyh na li oraniznj 143 (mmol H 2 O m -2 s -1 ) 7,0 6,0 a 5,0 4,0 3,0 2,0 * 1,0 0,0 Lp D Fp Php Arh Lp* oznaznia jak na rys. 1 xplanation s Fi. 1 Rys. 2. Intnsywność transpiraji Fi. 2. Intnsity o transpiration ( mol CO 2 mmol H 2 O m -2 s -1 ) 14,0 a 12,0 10,0 8,0 6,0 * 4,0 2,0 h 0,0 Lp D Fp Php Arh Lp* oznaznia jak na rys. 1 xplanation s Fi. 1 Rys. 3. Współzynnik wykorzystania woy Fi. 3. Watr us iiny

5 144 M. Olszwska, S. Grzorzyk nywanyh w aaniah atunków najlpij wykorzystywała woę kupkówka pospolita. Wartośi WUE u to atunku wynosiły o ok. 12 μmol CO 2 m mol H 2 O m -2 s -1 w warunkah strsu o ok. 6 μmol CO 2 m mol H 2 O m -2 s -1 w warunkah optymalno uwilotninia. Potwirza to użą zolność kupkówki o utrzymywania się w warunkah niooru woy w li [Harkot 1999]. Pros otosyntzy zahozi w wszystkih zilonyh zęśiah roślin, al łówni i najarzij intnsywni w liśiah. Na jo przi uży wpływ ma zawartość hloroilu, łówno arwnika otosynttyzno roślin [Kazmarzyk i in. 1993, Kośilniak i in. 1990, Stark 2002]. Potwirzają to uzyskan wyniki aań. Gatunki o wysokim poziomi hloroilu w liśiah oznazały się równiż wysoką intnsywnośią otosyntzy. Istotną korlaję mizy konntrają hloroilu w liśiah a intnsywnośią otosyntzy wykazali równiż Hall i Rao [1999], Olszwski [2004], Piskornik [1994] oraz Rumasz-Runika [2010]. W przprowazonyh aaniah atunkim o najwyższyh wartośiah SPAD yła kostrzwa łąkowa (rys. 4). Niższ wartośi inksu zilonośi liśi onotowano u żyiy trwałj i kupkówki pospolitj, któr zawirały się w przzial jnostk SPAD. Natomiast o atunków o niskim poziomi hloroilu nalżą tymotka łąkowa i rajras wyniosły. Liśi tyh atunków zawirały o ok % mnij hloroilu niż kostrzwa łąkowa. Istotn różni atunkow wśró traw w wartośiah SPAD wykazali równiż Jołka i Sosnowski [2010]. Nioór woy w li istotni zwiększał wartośi SPAD u wszystkih aanyh atunków traw. Jst to ziżn z wynikami uzyskanymi przz Mihałk i Sawiką [2005] oraz Rumasz-Runiką [2010]. (SPAD) 50,0 a 45,0 40,0 35,0 * h 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 Lp D Fp Php Arh Lp* oznaznia jak na rys. 1 xplanation s Fi. 1 Rys. 4. Inks zilonośi liśi Fi. 4. La rnnss inx

6 Oziaływani strsu wono na wyran atunki traw uprawianyh na li oraniznj 145 Diyt woy w li jst zynnikim strsowym wpływająym na plonowani roślin. Uzyskan wyniki wskazują na istotn oranizni plonowania wszystkih atunków traw po wpływm strsu wono. W największym stopniu zaznazyło się to u kostrzwy łąkowj i tymotki łąkowj (rys. 5). Gatunki t zaraowały na nioór woy pona 50% spakim plonowania. Mnijszą rakję wykazały kupkówka pospolita i żyia trwała, poniważ zniżka plonu u tyh atunków wynosiła opowinio 34 i 38%. Zmnijszni plonowania roślin w warunkah strsu wono jst konskwnją oraniznia intnsywnośi otosyntzy oraz prosów wzrostowyh, a takż zaurzń w transpori i ystryuji wytworzonyh asymilatów [Kooń i Polśna 2004, Stark 2002]. Jak poają Stryko i Domańska [1957], nawt niwilki oniżni zawartośi woy w liśiah, wywołan przz nioór woy w li, powouj arzo siln zahamowani wzrostu i znazn oniżni plonów. ( wazon -1 ) ( pot -1 ) *a 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 Lp D Fp Php Arh Lp* oznaznia jak na rys. 1 xplanation s Fi. 1 Rys. 5. Plon suhj masy Fi. 5. Dry mattr yil Wnioski 1. Rakja traw na strs wony jst różna i zalży o atunku. W świtl uzyskanyh wyników kostrzwa łąkowa jst atunkim o największj intnsywnośi otosyntzy i największyh wartośiah inksu zilonośi liśi, al jnozśni haraktryzuj się wysoką transpirają i słao wykorzystuj ostępną w li woę.

7 146 M. Olszwska, S. Grzorzyk 2. Do uprawy na li oraniznj w warunkah strsu wono, najlpszymi atunkami są kupkówka pospolita i żyia trwała, któr oznazają się niską transpirają, wysokim współzynnikim wykorzystania woy i w porównaniu o innyh atunków w mnijszym stopniu oranizają plonowani. Piśminnitwo Hall D.O., Rao K.K Fotosyntza. WNT. Warszawa. ss Harkot W Wpływ zynników siliskowyh na wzrost i rozwój Datylis lomrata L. w miszankah z Phlum pratns L. i Lolium prnn L. Łąk. Pol./Grassl. Si. Polan 2: Hjnák V., Križková J Th t o watr strss on photosynthsis o sprin arly. Zsz. Prol. Post. Nauk Rol. 496: Jołka J., Sosnowski J Ona sposou ostarzania azotu wyranym atunkom traw w zalżnośi o nawożnia osorm i potasm. Fram. Aron. 27(1): Kazmarzyk S., Koszański Z., Posiało C Przi niktóryh prosów izjoloiznyh oraz plonowani pszniy ozimj i psznżyta po wpływm szzowania i nawożnia azotm. Cz. I. Zawartość hloroilu i karotnoiów w niktóryh oranah pszniy ozimj i psznżyta. Ata Aroot. 46(1): Kooń A., Polśna A Wstępna ona ktywnośi otosynttyznj wyranyh omian pszniy ozimj w warunkah strsu wono. Zsz. Prol. Post. Nauk Rol. 496: Kośilniak J., Filk W., Auustyniak G Photosynthti ativity in irnt orans o il ans (Viia aa L. var. minor) with intrminat an rowth hait. Ata Physiol. Plant. 2: Mihałk W., Sawika B Zawartość hloroilu i aktywność otosynttyzna śrnio późnyh omian zimniaka w warunkah pola uprawno w śrokowo-wshonij Pols. Ata Arophys. 6(1): Olszwski J Wpływ wyranyh strsów aiotyznyh i iotyznyh na intnsywność otosyntzy i transpiraji, plonowani oraz zrowotność oiku i rohu siwno. Wy. UWM Olsztyn, Rozpr. Monor. 85: ss Olszwski J., Pszzółkowska A., Makowska M., Kulik T., Okorski A Et o watr iit on as xhan paramtrs, proutivity an rain wholsomnss o sprin what. Pol. J. Nat. Si. 24(2): Olszwski J., Pszzółkowska A., Kulik T., Foroński G., Płoziń K., Okorski A., Wasilwska J Et o watr iit on as xhan paramtrs, proutivity an rain halth o wintr what ultivars. Ata Si. Pol., Ariultura 6(4): Pitkiwiz S., Wyszyński Z., Łooa T Współzynnik wykorzystania woy uraka ukrowo na tl wyranyh zynników arothniznyh. Fram. Aron. 22(1): Piskornik Z Fizjoloia roślin la wyziałów oronizyh. Wy. AR Kraków: ss Pszzółkowska A., Foroński G., Kulik T., Olszwski J., Płoziń K., Łojko M. 2010a. Th t o watr strss on th as xhan paramtrs, proutivity an s halth o ukwhat (Faopyrum sulntum Monh). Ata Aroot. 63(1): Pszzółkowska A., Foroński G., Olszwski J., Kulik T., Konopka I Proutivity an s halth o husk oats (Avna sativa L.) rown unr irnt soil moistur onitions. Ata Aroot. 63(2): Rumasz-Runika E Wpływ nawaniania i nawożnia azotm na asymilaję i transpiraję żyiy wstrwolzkij. Ata Arophys. 15(2): Stark Z Mhanizmy intraji prosów otosyntzy i ystryuji iomasy w nikorzystnyh warunkah śroowiska. Zsz. Prol. Post. Nauk Rol. 481: Stryko P., Domańska H Wpływ wahań ilansu wono liśi na wzrost owsa i rzpaku. Roz. Nauk Rol., Sr. A 75(3):

8 Oziaływani strsu wono na wyran atunki traw uprawianyh na li oraniznj 147 M. Olszwska, S. Grzorzyk THE EFFECT OF WATER STRESS ON SELECTED GRASS SPECIES GROWN IN ORGANIC SOILS Summary A rnhous xprimnt was onut in to trmin th t o watr strss on as xhan paramtrs (photosynthsis, transpiration), la rnnss an th yil o iv rass spis: Lolium prnn v. Arona, Datylis lomrata v. Ara, Fstua pratnsis v. Skra, Phlum pratns v. Kaa an Arrhnathrum latius v. Skrzszowiki. Two soil moistur lvls wr appli: 80% il watr apaity (optimum moistur) an 40% il watr apaity (watr strss). Th rats o photosynthsis an transpiration wr masur urin th rowin sason usin a Li-Cor 6400 as analyzr (Portal Photosynthsis Systm). Chlorophyll onntrations wr stimat with a Minolta SPAD-502 hlorophyll mtr. Watr us iiny (WUE) was also alulat. Fstua pratnsis was haratriz y th hihst rat o photosynthsis an th hihst la rnnss inx, ut also y a hih rat o transpiration an low watr us iiny. Poor watr us iiny rsult in a lowr yil o Fstua pratnsis, as ompar with Lolium prnn an Datylis lomrata. Dspit lowr rats o photosynthsis an hlorophyll onntrations, Lolium prnn an Datylis lomrata wr haratriz y a hihr ry mattr yil u to mor tiv watr us. Th st rass spis, rommn or rowin in orani soils unr watr strss onitions, ar Datylis lomrata an Lolium prnn. Both spis ar haratriz y a low rat o transpiration, hih watr us iiny an a rlativly hih yil, in omparison with othr spis.