Wieloobiektowa analiza fizjologicznych i morfologicznych reakcji pszenicy ozimej (Triticum aestivum L.) w trakcie jesiennej aklimatyzacji na stres wywoływany niską temperaturą

Abstract

Based on the literature data, types of morphological and physiological changes occurring in plants during the process of autumn hardening were discussed, as an expression of adaptations to overwintering. They indicate that the level of plant preparation for surviving winter depends on the photosynthesis intensity, leaf area index (LAI) and the development of aboveground part and root system. It was assumed that the use of liquid humic fertilizers (LHF) for seed dressing and in the form of foliar application performed after emergences will have a favourable effect on intensification of processes which favour plant frost hardening. In two field experiments with winter wheat cv. Širvinta conducted in Lithuania in systems of conventional and organic farming in 2010 and 2011, a number of analyses were performed on young plants. In the aboveground part, dry matter of leaves, LAI, the content of chlorophyll and carotenoids were determined, and gross productivity of photosynthesis was calculated, whereas in the underground part – the root area, their diameter and total length. It was shown that the application of LHF affects an increase in values of evaluated biometric indices, and thus, indirectly, contributes to enhancing the potential resistance of plants to stress induced with low temperature. The following ranking of plant responses to the combinations of LHF use in both cropping systems was established (in descending order of favourable effects): 1) pre-sowing seed dressing – the organic farming system, 2) seed dressing and foliar spraying – organic farming system, 3) without preparation – organic farming system, 4) pre-sowing seed dressing – conventional farming system, 5) foliar spraying – organic farming system, 6) without preparation – conventional farming system. This ranking was established based on the presented multi-objective optimization analysis MULTIMOORA.W oparciu o dane literatury omówiono rodzaj zmian morfologicznych i fizjologicznych zachodzących w roślinach w trakcie procesu jesiennego hartowania jako wyraz przystosowań do przezimowania. Wskazują one, że poziom przygotowania do przetrwania zimy roślin zależy od natężenia fotosyntezy, wielkości indeksu liściowego (LAI) oraz stopnia rozwoju części nadziemnej i systemu korzeniowego. Założono, że zastosowanie płynnego nawozu huminowego (LHF) do zaprawienia ziarna siewnego oraz w formie aplikacji nalistnej wykonanej po wschodach wpłynie korzystnie na intensyfikację procesów sprzyjających hartowaniu roślin. W dwóch doświadczeniach polowych z pszenicą ozimą odmiany Širvinta, prowadzonych na Litwie w systemie rolnictwa konwencjonalnego i ekologicznego w latach 2010 i 2011, wykonano na młodych roślinach szereg oznaczeń, przy czym w części nadziemnej oznaczono: suchą masę liści, LAI, zawartość chlorofilu i karotenoidów oraz obliczono produktywność fotosyntezy brutto, a na części podziemnej – powierzchnię korzeni, ich średnicę i łączną długość. Wykazano, że zastosowanie LHF wpływa na zwiększenie wartości ocenianych wskaźników biometrycznych, czyli – pośrednio – przyczynia się do zwiększenia potencjalnej odporności roślin na stres wywoływany niską temperaturą. Ustalono następujący ranking reakcji roślin na kombinacje stosowania LHF w obu systemach rolnictwa (w kolejności zmniejszania się korzystnych efektów): 1) zaprawianie przedsiewne ziarna – system rolnictwa ekologicznego, 2) zaprawianie ziarna oraz oprysk nalistny – system rolnictwa ekologicznego, 3) bez preparatu – system rolnictwa ekologicznego, 4) zaprawianie przedsiewne ziarna – system rolnictwa konwencjonalnego, 5) oprysk nalistny – system rolnictwa ekologicznego, 6) bez preparatu – system rolnictwa konwencjonalnego. Ranking ten został ustalony na podstawie zaprezentowanej wieloobiektowej analizy optymalizacyjnej MULTIMOORA