Partner portalu
2019-05-12

Wrażliwość kukurydzy na stres chłodu

Niska temperatura gleby i powietrza w początkowych fazach wegetacji kukurydzy jest jednym z głównych czynników limitujących jej rozwój i plonowanie w Polsce oraz innych krajach o zbliżonym klimacie. Wyniki wcześniejszych badań własnych pozwalają sądzić, że reakcja kukurydzy na obniżenie temperatury jest ściśle uzależniona od fazy rozwojowej w której roślina się aktualnie znajduje, a także od genotypu mieszańca i jego wczesności.

Uważa się, że formy pochodzące z rejonów wysokogórskich Ameryki Południowej są bardziej tolerancyjne na okresowe spadki temperatury w okresie kiełkowania i wschodów. Fenotypowym kryterium klasyfikacji pochodzenie mieszańców może być tekstura ziarna. Formy o ziarnie szklistym (ang. „flint”) wyprowadzone z wysokogórskich, dzikich przodków kukurydzy są bardziej odporne na chłód niż formy zębokształtne (ang. „dent”), wyselekcjonowane z populacji nizinnych i śródziemnomorskich.

W celu oszacowania możliwości wykorzystania typu ziarna kukurydzy jako kryterium selekcji podjęto próbę oceny tolerancji wybranych mieszańców kukurydzy, o wyraźnie zdeterminowanej teksturze ziarna, na chłód w okresie początkowego rozwoju. Celem badań było również określenie wrażliwości kukurydzy na chłód w różnych etapach wczesnego wzrostu, a w szczególności jego wpływ na tempo rozwoju stożka wzrostu kukurydzy.

Eksperymenty prowadzono w warunkach kontrolowanych, w komorach wegetacyjnych (fitotronach) HERAEUS. Nasiona kukurydzy wysiewane były do wazonów Mitscherlicha. W pierwszym doświadczeniu obiektem badawczym było 5 mieszańców typu dent i 4 typu flint , których początkowy wzrost przez 17 dni przebiegał w warunkach symulowanego chłodu (140C w dzień i 100C w nocy) – obiektem kontrolnym były takie same mieszańce rosnące w  warunkach zbliżonych do optymalnych (200C w dzień i 140C w nocy). Po tym okresie dalsza wegetacja kukurydzy przebiegała w szklarni.

Nie stwierdzono oczekiwanej ścisłej relacji pomiędzy typem ziarna a zdolnością kukurydzy do wzrostu w warunkach chłodu; mieszańce o ziarnie typu flint okazywały się w większości bardziej wrażliwe na niedobór ciepła w okresie kiełkowania i wschodów niż mieszańce typu dent. Zarówno wśród mieszańców o ziarnie typu dent jak i mieszańców o ziarnie flint chłód w okresie początkowego wzrostu lepiej znosiły mieszańce bardzo wczesne i wczesne. Opóźnienie wschodów mieszańców najwcześniejszych typu dent w warunkach stresowych w porównaniu do wschodów w warunkach zbliżonych do optymalnych wynosiło 3 dni, w przypadku mieszańców średniopóźnych opóźnienie to było równe 5 dni (tab.1).

Tabela 1. Wybrane cechy biologiczne kukurydzy

Typ mieszańca

Liczba dni od siewu do wschodów

21 dni po siewie

Sucha masa korzeni (g)

Długość korzeni (cm)

warunki termiczne

optymalne

stresowe

optymalne

stresowe

optymalne

stresowe

Wczesne – dent

Średniopóźne – dent

Wczesne – flint

Średniopóźne – flint

6

11

7

10

9

16

13

16

28,1

24,5

24,1

18,9

23,0

14,3

13,8

12,0

26,2

27,1

23,8

25,6

18,8

16,2

14,6

13,7

 

Należy więc przypuszczać, że w tej grupie mieszańców kukurydzy tolerancja siewek na chłód jest w pewnym stopniu związana z wczesnością. Natomiast wśród mieszańców o ziarnie typu flint różnice te były podobne (6 dni) i nie zależały od ich wczesności. Obserwacje niektórych cech korzeniowych potwierdziły powyższe dane. Najwcześniejsze mieszańce, o ziarnie typu dent, reagowały mniejszym spadkiem masy i długości korzeni niż mieszańce późniejsze lub wszystkie mieszańce o ziarnie typu flint (tab.1).

W drugim eksperymencie zastosowano podobne warunki termiczne: stresowe i zbliżone do optymalnych. Obiektem doświadczalnym był średniopóźny mieszaniec kukurydzy Dea (Pioneer). Rośliny były poddawane 6-dniowym okresom chłodu w różnych fazach początkowego wzrostu, a także przez cały 21-dniowy okres badawczy. Wpływ chłodu na kukurydzę oceniano na podstawie obserwacji tempa wzrostu stożka wzrostu i pomiarów wybranych cech biologicznych roślin.

Negatywne skutki oddziaływania stresu chłodu zależały od długości okresu jego trwania i od fazy rozwojowej rośliny. Największe opóźnienie rozwoju stożka wzrostu wystąpiło po poddaniu roślin temu stresowi nieprzerwanie przez 21 dni (tab.2). Krótkotrwałe (przez 6 dni) oddziaływanie chłodu w okresie do 15 dni po siewie nie miało istotnego wpływu na tempo rozwoju stożka. Uzyskane wyniki wskazują, że w okresie kiełkowania i wschodów krótkotrwałe (do 6 dni) spadki temperatury powietrza do 100C w nocy nie oddziaływują hamująco na wzrost i rozwój kukurydzy.  Natomiast późniejsza symulowana fala chłodu, gdy rośliny osiągnęły fazę 2.-6. liścia ukazującego się (12-21 dni po siewie) wpłynęła istotnie na opóźnienie rozwoju stożka wzrostu i zmniejszenie jego długości. Reakcja ta związana jest z zwiększoną w tym okresie wrażliwością siewek kukurydzy na wpływ czynników siedliskowych;  spowodowane jest to wyczerpaniem zapasów pokarmowych z ziarniaka i przejściem rośliny na odżywianie autotroficzne.

Tab. 2.  Wybrane cechy stożka wzrostu wiechy (po 40 dniach od siewu)

Okres oddziaływania chłodu

(w dniach od siewu)

Długość

(cm)

Stadium rozwoju

Bez wpływu chłodu (warunki zbliżone do optymalnych)

0-6

3-9

6-12

9-15

12-18

15-21

0-21 (nieprzerwanie)

0,98

 

0,82

0,83

0,70

0,68

0,42

0,41

0,28

C2

 

C2

C2

C2

C2

C1

C1

B

 

dr inż. Sylwester Lipski (badania były wykonane w 2002 r, w IUNG Puławy).


Dodaj komentarz