Effects of different sowing time to phenology and yield of winter wheat

This study aims to determine optimal sowing date for winter wheat (Triticum aestivum L.) and invoke DSSAT Nwheat model to analyze impact of modified sowing date to phenological development and grain yield. Wheat was grown for three seasons in two locations across Lithuania and sowing was carried out one time per week from 1 September to 29 September. Average three-year temperature of vegetation period gets lower every week by 0.16 °C, and available GDD by 94.5 °C when sowing time is delayed. Modeling results showed that tillering rate is affected by sowing time winter wheat grew 232 (tillers m-2) less with each week of delayed sowing. Grain filling stage was shortened by 1.25 days with each delayed sowing week. Depending on sowing time yield varied from 8.58 t ha-1 to 6 t ha-1 while simulated harvest was 8% lower. We conclude that best winter wheat sowing time for current climatic conditions in Lithuania is mid-September and DSSAT model proves as a useful tool in anticipating sowing time while facing problems caused by a climate change

Sapropel effect on wheat (Triticum aestivum L.), barley (Hordeum vulgare L.) and beans (Vicia faba L.) growth and photosynthesis parameters

Šio darbo tikslas yra ištirti Tarosiškio ežero sapropelio daromą poveikį vasarinių kviečių (Triticum aestivum L.), vasarinių miežių (Hordeum vulgare L.) bei pupų (Vicia faba L.) morfometriniams (stiebų ir šaknų ilgiui, žalios ir sausos masėms), fotosintezės rodikliams (fluorescencija ir chlorofilų kiekiai) ir sukaupiamam organinės anglies kiekiui (lapuose ir šaknyse). Vykdant lauko tyrimus augalai buvo sėjami 2x2 m. plotuose, lengvo priemolio dirvožemyje atitinkamu tankumu. Tyrimams laboratorijoje (fitokamerose) augalai buvo sėjami į 1 l talpos vegetacinius indus po 10 sėklų (pupos - po 5) su tokiu pačiu lengvo priemolio dirvožemiu. Atsižvelgiant į sapropelio sudėtį pasirinktos 2,2; 3,1 ir 4 t/ha sauso sapropelio koncentracijos augimo substrate. Rezultatai lyginti su netręštu dirvožemiu ir sintetinėmis trąšomis tręštų augalų grupėmis. 14 eksperimento dieną - kai augalai išleido du tikruosius lapus (BBCH 12), išmatuota augalų chlorofilų fluorescencija. Po to augalai buvo auginami dar 4 savaites ir jiems pasiekus BBCH 31 išsivystymo etapą išmatuoti daigų (šaknų) aukščiai ir masės, bei pakartotinai matuoti chlorofilų fluorescencijos rodikliai. Didėjant sapropelio koncentracijai abiejų išsivystymo etapų (BBCH 12 ir 31) metu visų tirtų augalų chlorofilu fluorescencijos rodikliai didėjo reikšmingai. Stipriausiai sapropelis veikė miežius (BBCH 31 - r=0,95; p0,05) didėjant sapropelio koncentracijai. Didėjant sapropelio koncentracijai augimo substrate visų tirtų augalų morfometriniai rodikliai didėjo. Stipriausiai sapropelis skatino miežių augimą (r=0,78; p0.05), when sapropel concentration was increasing. Increasing sapropel concentration in growing substrate stimulated the increase of all investigated morphometric parameters of plants. The strongest stimulating effect of sapropel was on barley growth (r=0.78; p<0.05), while on wheat (r=0.67; p<0.05) and beans (r=0.7; p<0.05) were not so high. With the increasing sapropel concentration in growth substrate the content of organic carbon in all plants increased, the strongest accumulation was detected in leaves and roots of wheat (r=0.89; p<0.05), meanwhile in beans (r=0.70; p<0.05) and barley (r=0.62; p<0.05) the content of organic carbon significantly increased only in roots.Gamtos mokslų fakultetasVytauto Didžiojo universiteta

Climate change impact on winter wheat (Triticum aestivum L.) seasonal development

Kviečiai (Triticum aestivum L.) yra plačiausiai pasaulyje paplitusi ir itin ekonomiškai reikšminga grūdinė kultūra. Tačiau jų auginimo metu reikia daug energijos ir yra išmetama daug šiltnamio efektą sukeliančių dujų. Šios disertacijos atliktų tyrimų metu nustatyta, kad ilgėjanti termoindukcijos trukmė daugeliu atveju teigiamai veikė fotosintezės ir hormonų rodiklius. Išanalizuotas ilgalaikis klimato atšilimo poveikis žieminių kviečių fenologinių tarpsnių ir sezoninio vystymosi pokyčiams 1961–2015 metais parodė, kad per 55 metų laikotarpį žieminių kviečių fenologinės fazės reikšmingai pakito dėl kintančio klimato. Naudojant matematinius modelius, apskaičiuotos vystymosi prognozės ramybės periodo pradžios, vegetacijos atsinaujinimo ir brandos fenologiniams tarpsniams parodė, kad ateityje dėl kintančio klimato galima susidurti su dar ryškesniais fenologijos pokyčiais. Atlikus bandymus lauke, buvo paruoštas ir sukalibruotas augalų augimo modelis DSSAT, nustatyti žieminių kviečių veislės „Skagen“ pagrindiniai genetiniai koeficientai. Taip pat pagal RCP 2.6 ir RCP 8.5 klimato kaitos scenarijus apskaičiuotos žieminių kviečių sudygimo, žydėjimo ir brandos fenologinių tarpsnių bei derliaus prognozės iki 2100 m., kurios parodė, kad, priklausant nuo scenarijaus, žieminių kviečių sudygimo ir žydėjimo tarpsniai vėluos, o branda paankstės. Apskaičiuotos žieminių kviečių vystymosi prognozės padės geriau suprasti sąveiką tarp klimato kaitos ir augalų sezoninio vystymosi, taip pat pasitarnaus kaip naudinga priemonė kuriant naujas pasėlių auginimo technologijas.Wheat (Triticum aestivum L.) is the most widespread and economically significant cereal in the world. However, growing them requires a lot of energy and emits a lot of greenhouse gases. In this dissertation's studies, it was found that the increased duration of vernalization had a positive effect on photosynthesis and hormone parameters in many cases. The effect of long-term global warming on changes in the phenological stages and seasonal development of winter wheat in 1961–2015, when the phenological phases of winter wheat changed due to the changing climate during 55 years, was analyzed. Using mathematical models, developmental predictions were calculated for the onset of dormancy, vegetation regeneration, and maturation at phenological stages when even more phenomenal changes might be encountered due to the changing climate. After field trials, a plant growth model DSSAT was prepared and calibrated to determine the basic genetic coefficients of winter wheat cultivars Skagen. The RCP 2.6 and RCP 8.5 climate change scenarios also calculate phenological stages and yield forecasts for winter wheat germination, flowering and maturity up to 2100, which seem to delay the germination and flowering stages of winter wheat and lead to early maturation. The estimated forecasts for the development of winter wheat need to be better understood between climate change and the seasonal development of crops and will also serve as a useful tool for the development of new crop production technology.Gamtos mokslų fakultetasAplinkotyros katedr

Bitininko užrašai

Aplinkotyros katedraVytauto Didžiojo universiteta

Changes of Triticum Aestivum, Hordeum Vulgare and Vicia Faba chlorophyll content and fluorescence parameters under impact of sapropel

Fertilizer usage is increasing worldwide and with that, a lot of environmental problems are being created. So it is becoming really important to avoid such problems, one of these alternatives could be sapropel. The aim of this work is to investigate effects of sapropel on wheat (Triticum aestivum L.), barley (Hordeum vulgare L.) and beans (Vicia faba L.) photosynthesis pigment content and fluorescence parameters. Plants were sown in 1 l pots with prepared substrate, 10 seeds each. There were investigated the effects of unfertilized soil (control) and different concentrations 2.2; 3.1 and 4 t/ha of sapropel on plants. Plants were grown in controlled environment conditions. Experiment lasted one month, at the end of the experiment the content of pigments was measured spectrophotometrically. Handy PEA chlorophyll fluorimeter was used for determination of chlorophyll fluorescence parameters. In wheat leaves the content of chlorophylls a+b increased more (r=0.94, p0.05). Content of carotenoids differed similarly to chlorophylls, i.e. by increasing sapropel concentration in growth substrate the content of carotenoids increased in wheat (r=0.87, p0.05). Parameter of II photosystem efficiency – Fv/Fm ratio increased significantly together with sapropel concentration increase in wheat r=0.97 (p0.05). With increasing sapropel concentration photosynthesis index (PI) for wheat had low rise (r=0.4; p>0.05)Aplinkotyros katedraGamtos mokslų fakultetasVytauto Didžiojo universiteta

The effect of equal Cd and Cu exposure in peat substrate on growth and bioaccumulation of Hordeum vulgare

Environment pollution with heavy metals is becoming more important these days because of working industry, agriculture, raising usage of heavy metals and their emissions. In this work there was investigated the impact of two heavy metals Cd and Cu various concentrations (100; 200; 400; 800 and 1600 mg/kg soil) contaminated soil on barley (Hordeum vulgare) morphological parameters, content of photosynthetic pigment and malondialdehyde (MDA) concentration. Investigated plants were sown in vegetative pots with prepared peat and sand substrate (ratio 2:1), and 4 days after germination plants were watered with appropriate metal concentration solutions. Experiment lasted for 14 days, until the second true leaf unfolded. At the end of experiment the content of pigments was measured using spectrophotometer, MDA – using thiobarbituric acid method and also detected plants height and dry mass. For the quantitative determination of metals in plant material a Shimadzu AA-6800 atomic absorption spectrometer equipped with deuterium background correction, and single-element hollow-cathode lamps as radiation sources were used. Bioaccumulation factors (BAF) of Cu and Cd of barley plants were calculated according Mattina et al. method. Increasing metal concentrations decreased plant height and biomass, and Cd effect on morphological parameters were higher than Cu, when correlation between barley height and Cd concentration was -0.74 (p0.05), while under Cd effect it decreased and correlation was -0.13, (p>0.05), but statistically insignificant. [...]Aplinkotyros katedraGamtos mokslų fakultetasVytauto Didžiojo universiteta

Vienodos Cd ir Cu taršos durpių substrate poveikis Hordeum vulgare augimui ir bioakumuliacijai

Intensyvi pramonės veikla, žemdirbystė kelia grėsmę užteršti aplinką sunkiaisiais metalais. Šiame darbe buvo tiriama dviejų sunkiųjų metalų (Cd ir Cu) įvairiomis koncentracijomis (100; 200; 400; 800 ir 1 600 mg/kg substrato) užteršto durpių substrato daroma įtaka vasarinių miežių (Hordeum vulgare) augimui ir metalų bioakumuliacijai. Tiriamieji miežiai buvo sėjami į vegetacinius indus su paruoštu durpių ir smėlio (santykiu 2:1) substratu ir 4 dieną po sudygimo palaistyti atitinkama metalo tirpalo koncentracija. Eksperimentas tęsėsi 14 dienų, t. y. kol augalai išleido du tikruosius lapus. Eksperimento pabaigoje išmatuoti augalų aukščiai, pigmentų kiekiai apskaičiuoti spektrofotometriškai, MDA nustatytas naudojant tiobarbitūrinės rūgšties metodą, įvertinta vidutinė augalo sausa biomasė. Cd koncentracijų poveikis morfologinius parametrus mažino stipriau nei Cu, kai koreliacijos koeficientas tarp miežių aukščio ir Cd koncentracijų buvo –0,74 (p 0,05) koreliacijos koeficientas, o dėl Cd – mažėjo –0,13 (p > 0,05), tačiau koreliacijos koeficientai statistiškai nereikšmingi. Tarp MDA koncentracijos miežių lapuose ir sunkiųjų metalų kiekio substrate nustatytas stiprus koreliacinis ryšys (p 0.05), while under the Cd effect it decreased and a correlation was –0.13 (p > 0.05), but statistically insignificant. Between MDA concentration in barley leaves and heavy metals concentration in the substrate a strong correlation (p < 0.05) was estimated, which was slightly stronger under the copper impact. At lower concentrations lower MDA levels were detected there, compared to those of the control plants, when the concen­tration increased up to 1 600 mg Cu and Cd/kg substrate, the MDA concentrations increased statistically significantly by 68 and 32%, respectively. [...]Aplinkotyros katedraGamtos mokslų fakultetasVytauto Didžiojo universiteta

Triticum aestivum ir Hordeum vulgare chlorofilų kiekio ir fluorescencijos rodiklių pokyčiai naudojant skirtingą sapropelio koncentraciją

Šio tyrimo tikslas yra ištirti Tarosiškio ežero sapropelio poveikį kviečių (Triticum aestivum  L.) ir miežių (Hordeum vulgare L.) fotosintezės rodikliams (chlorofilų kiekiui ir chlorofilų fluorescencijai). Tam tikslui augalai buvo pasėti į 1 l talpos vegetacinius indus po 10 sėklų ir auginami fitokamerose. Atsižvelgiant į sapropelio sudėtį, tyrimams pasirinktos 2,2; 3,1 ir 4 t/ha sauso sapropelio koncentracijos. Sapropelio poveikis lygintas su augalais, augintais be trąšų ir tręštais sintetinėmis trąšomis. Keturioliktą eksperimento dieną, kai augalai išleido du lapus (BBCH 12), buvo išmatuoti chlorofilų fluorescencijos rodikliai. Augalus paauginus dar 4 savaites (stiebų ilgėjimo etapas BBCH 31), pakartotinai buvo išmatuoti chlorofilų fluorescencijos rodikliai ir nustatyti chlorofilų bei karotinoidų kiekiai lapuose. Esant BBCH 12 išsivystymo etapui, didesnė sapropelio koncentracija dirvožemyje lėmė statistiš- kai reikšmingą kviečių Fv / Fm santykio didėjimą (r = 0,97; p 0,05). Miežių Fv / Fm santykio pokyčiai buvo tokie patys. Didėjant sapropelio koncentracijai, tiek kviečių (r = 0,4; p > 0,05), tiek miežių (r = 0,82; p  0.05). Fv/Fm of barley followed the same tendency. By increasing sapropel concentration, the PI index value also increased for wheat (r = 0.4; p > 0.05) and barley (r = 0.82; p < 0.05) at BBCH 12 stage, but at BBCH 31 stage it decreased. The electron transport rate increased in both wheat (r = 0.82; p < 0.05) and barley (r = 0.58; p < 0.05) at BBCH 12 stage too. With increasing sapropel concentration chlorophyll a+b content in wheat (r = 0.94) and barley (r = 0.81) increased significantly (p < 0.05), and the changes in the content of carotenoids in both plant species followed the same tendency (r = 0.87, p < 0.05)Aplinkotyros katedraGamtos mokslų fakultetasVytauto Didžiojo universiteta

Effects of sapropel on Triticum aestivum, Hordeum vulgare and Vicia faba growth and photosynthesis pigment levels

Visame pasaulyje didėjant išberiamų trąšų kiekiams sukuriama daug aplinkos problemų. Todėl labai svarbu ieškoti alternatyvų norint jų išvengti, viena tokių alternatyvų yra sapropelis. Šio darbo tikslas – ištirti sapropelio poveikį paprastojo kviečio (Triticum aestivum L.), vasarinio miežio (Hordeum vulgare L.) ir pupos (Vicia faba L.) morfometriniams rodikliams ir fotosintezės pigmentų kiekiui. Po 10 sėklų sėta į 1 l talpos vegetacinius indus su paruoštu dirvožemiu. Tirtas netręšto dirvožemio (kontrolė) ir skirtingų (2,2; 3,1 ir 4 t/ha) sapropelio koncentracijų poveikis. Pasėti augalai 1 mėnesį auginti fitokamerose (fotoperiodo trukmė 14 val.). Eksperimento pabaigoje išmatuotas augalų stiebų aukštis, šaknų ilgis, o pigmentų kiekiai nustatyti spektrofotometriškai. Didėjant sapropelio koncentracijai, statistiškai reikšmingai didėjo kviečių (r=0,96, p0,05), palyginti su kontrole. Didėjant sapropelio kiekiui visų rūšių tiriamųjų augalų šaknų ilgis statistiškai reikšmingai didėjo: pupų r=0,76 (p0,05) sumažėjo. Karotinoidų kiekiai kito panašiai kaip ir chlorofilų, t. y. didėjant sapropelio kiekiui dirvožemyje, kviečių (r=0,87, p0,05)Nowadays usage of fertilizer is increasing and with that, a lot of environmental problems are created. So it is really important to search for alternatives to avoid these problems, one of these alternatives could be sapropel. The aim of this work was to investigate effects of sapropel on wheat (Triticum aestivum), barley (Hordeum vulgare) and beans (Vicia faba) morphometric parameters and photosynthesis pigment content. Plants were sown in 1 l pots with prepared substrate, 10 seeds each. There was investigated the effect of unfertilised soil (control) and different concentrations 2.2; 3.1 and 4 t/ha of sapropel. Plants were grown in phytocameras (photoperiod duration 14h.). Experiment lasted one month, at the end plant stem height and root length was measured, the content of pigments was measured spectrophotometrically. Increasing concentrations of sapropel increased plant stem height both wheat (r=0.96, p0.05), compared to control. Increasing concentration of sapropel increased root length of all plants significantly and the correlation for beans was r=0.76 (p0.05). Content of carotenoids varied similarly to chlorophylls, i.e. by increasing sapropel concentration in growth substrate the content of carotenoids increased in wheat (r=0.87, p0.05)Aplinkotyros katedraGamtos mokslų fakultetasVytauto Didžiojo universiteta