Fram. Aron. 30(3) 2013, 140 147 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 2001 2002 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.
Oziaływani strsu wono na wyran atunki traw uprawianyh na li oraniznj 141 Matriał i mtoy W latah 2001 2002 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 100-1 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 6400. 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
142 M. Olszwska, S. Grzorzyk mol CO 2 m -2 s -1 12 10 * a 8 6 h i 4 2 0 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-
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
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 37 40 jnostk SPAD. Natomiast o atunków o niskim poziomi hloroilu nalżą tymotka łąkowa i rajras wyniosły. Liśi tyh atunków zawirały o ok. 20 30% 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
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.
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. 1999. Fotosyntza. WNT. Warszawa. ss. 260. Harkot W. 1999. 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: 51 58. Hjnák V., Križková J. 2004. Th t o watr strss on photosynthsis o sprin arly. Zsz. Prol. Post. Nauk Rol. 496: 241 249. Jołka J., Sosnowski J. 2010. Ona sposou ostarzania azotu wyranym atunkom traw w zalżnośi o nawożnia osorm i potasm. Fram. Aron. 27(1): 53 61. Kazmarzyk S., Koszański Z., Posiało C. 1993. 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): 15 30. Kooń A., Polśna A. 2004. Wstępna ona ktywnośi otosynttyznj wyranyh omian pszniy ozimj w warunkah strsu wono. Zsz. Prol. Post. Nauk Rol. 496: 259 266. Kośilniak J., Filk W., Auustyniak G. 1990. Photosynthti ativity in irnt orans o il ans (Viia aa L. var. minor) with intrminat an rowth hait. Ata Physiol. Plant. 2: 95 103. Mihałk W., Sawika B. 2005. Zawartość hloroilu i aktywność otosynttyzna śrnio późnyh omian zimniaka w warunkah pola uprawno w śrokowo-wshonij Pols. Ata Arophys. 6(1): 183 195. Olszwski J. 2004. 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. 109. Olszwski J., Pszzółkowska A., Makowska M., Kulik T., Okorski A. 2009. Et o watr iit on as xhan paramtrs, proutivity an rain wholsomnss o sprin what. Pol. J. Nat. Si. 24(2): 85 92. Olszwski J., Pszzółkowska A., Kulik T., Foroński G., Płoziń K., Okorski A., Wasilwska J. 2007. Et o watr iit on as xhan paramtrs, proutivity an rain halth o wintr what ultivars. Ata Si. Pol., Ariultura 6(4): 33 42. Pitkiwiz S., Wyszyński Z., Łooa T. 2005. Współzynnik wykorzystania woy uraka ukrowo na tl wyranyh zynników arothniznyh. Fram. Aron. 22(1): 521 529. Piskornik Z. 1994. Fizjoloia roślin la wyziałów oronizyh. Wy. AR Kraków: ss. 420. 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): 67 76. Pszzółkowska A., Foroński G., Olszwski J., Kulik T., Konopka I. 2010. Proutivity an s halth o husk oats (Avna sativa L.) rown unr irnt soil moistur onitions. Ata Aroot. 63(2): 127 133. Rumasz-Runika E. 2010. Wpływ nawaniania i nawożnia azotm na asymilaję i transpiraję żyiy wstrwolzkij. Ata Arophys. 15(2): 395 408. Stark Z. 2002. Mhanizmy intraji prosów otosyntzy i ystryuji iomasy w nikorzystnyh warunkah śroowiska. Zsz. Prol. Post. Nauk Rol. 481: 111 123. Stryko P., Domańska H. 1957. Wpływ wahań ilansu wono liśi na wzrost owsa i rzpaku. Roz. Nauk Rol., Sr. A 75(3): 339 365.
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 2001 2002 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.