Răspunsul grâului la stresul de apă indus în stadii critice de creștere

Răspunsul grâului la stresul de apă indus în stadii critice de creștere

Schimbările climatice afectează tot mai multe arii geografice, inclusiv zone agricole din România. Ca urmare, oamenii de știință din întreaga lume sunt preocupați de salvarea producțiilor agricole, în condiții de deficit de apă, așa cum reiese din studiul cu titlul ”Response of Spring Wheat (Triticum aestivum L.) to Induced Water Stress at Critical Growth Stages”, realizat în anii 2015, 2016 și 2017 de un grup de cercetători condus de Dera Ghazi Khan, de la Universitatea din Frankfurt. Iată concluziile cât se poate de interesante, chiar dacă, la realizarea cercetării s-au folosit soiuri de grâu care nu se utilizează în România.

Mai mult grâu

Grâul este cultura cultivată în părți aride și semi-aride ale lumii. Creșterea producției de grâu în situații de stres abiotic a atras o atenție semnificativă în anii actuali, deoarece producția de grâu, chiar și în zonele cu circumstanțe ideale de creștere, nu satisface nevoile populației în creștere.

Rezistența la secetă este un termen larg și s-ar putea referi la orice tip de procese de rezistență la secetă, precum evitarea deshidratării sau toleranța la deshidratare.

Creșterea grâului pentru rezistența la secetă este o muncă dificilă și pe termen lung. Soiurile existente au fost dezvoltate prin testarea producției într-o gamă largă de mediu, de la udarea completă, până la apariția severă a apei.

Metodele de selecție bazate fiziologic pot fi utilizate pentru a îmbunătăți selecția materialului parental sau pentru a evalua rapid populațiile mari de segregare, pentru a progresa nivelul de rezistență la secetă, înainte de testarea randamentului (Bhutta, 2016).

Stresul hidric este unul dintre cei mai importanți factori de stres abiotic, care sunt adesea suplimentați de stresul termic în sezonul uscat (Dash și Mohanty, 2011). Stresul apei reprezintă principalele restricții abiotice pentru producția de culturi și securitatea alimentelor și afectează în mod nociv nivelul socio-economic al multor țări în curs de dezvoltare.

La rândul său, stresul apei este cea mai severă reținere pentru producția de culturi. Problema stresului apei este amenințătoare în țările în curs de dezvoltare din întreaga lume, unde aproximativ 37% din zonele de creștere a grâului sunt semi-aride, cu disponibilitate redusă de apă și acționând ca un factor de restricție, pentru un randament mai mare.

În unele țări, aproximativ 80% din terenurile agricole sunt udate (irigate), în timp ce restul de 20% sunt plouate. Rolul genotipurilor, în condiții de stres, este de o importanță imensă pentru creșterea durabilă a culturilor.

Un tip de plantă cu eficiență ridicată, în condiții de umiditate limitată, poate crește mai rapid, rezultând un randament mai mare de cereale. Prin urmare, studiul de față a avut în vedere sortarea soiurilor de grâu care arată o reducere mai mică a randamentului și a creșterii, în condiții de secetă în condiții semi-aride din Spania și sudul Italiei.

Materiale si metode

Studiul planificat a fost realizat pentru a evalua performanța a trei soiuri de grâu la stresul de apă indus în diferite stadii critice de creștere. Experimentul a fost prezentat în Designul Randomizat Complet (CRD) în aranjamente factoriale cu trei replici.

Temperaturile medii în casa netă au fost de 20 ± 8 C, în timpul zilei, și de 13 ± 5 C pe timp de noapte, în perioada experimentală. Umiditatea relativă a rămas între 60% (amiaza) și 85% (miezul nopții). Intensitatea luminii a fost cuprinsă între 360 ​​și 1500 μmol foton m-2 sec-1 în funcție de condițiile de zi și de nor.

Au fost utilizate trei soiuri de grâu: Faisal-2008, Lasani-2008 și Kohistan-97, care au fost semănate manual în 25 noiembrie 2015, în ghivece căptușite cu polietilen; fiecare ghiveci conținea cinci plante. Mărimea vasului a fost de 32,5 cm/diametru de deschidere, 37,5 cm înălțime și 22,5 cm diametru mic, cu o capacitate de 25 kg de sol pe vas, adică sol cu ​​textură medie aparținând clasei Sandy Clay Loam.

Starea de stres a apei a fost produsă prin menținerea irigației în stadii critice de creștere, adică. T1: stresul apei la prelucrarea pe 19 decembrie 2015 (25 de zile de la însămânțare), T2: stresul apei la pornire la 31 decembrie 2015 (37 de zile de la însămânțare), T3: stresul apei la antiteză la 1 februarie 2016 (64 de zile după însămânțare), T4: stresul apei la umplerea cerealelor la 15 februarie 2016 (78 de zile de la însămânțare), în timp ce un tratament bine udat a fost inclus și în perioada de creștere și dezvoltare a întregii plante.

Controlul

Conținutul de apă gravimetrică a fost măsurat din eșantionul extras din ghivece la data de 31 decembrie 2015 a fost de 44,32 g (conținut gravimetric de apă din sol). Ghivecele din tratamentul respectiv au fost re-irigate atunci când conținutul gravimetric de apă din vasul de testare a atins 50% din conținutul de apă din sol. Aceeași procedură a fost urmată pentru crearea stresului apei în alte etape critice ale creșterii plantelor. Apa aplicată pe fiecare oală a fost de 4 litri cu un interval de șase până la șapte zile.

Recoltarea s-a efectuat la 31 martie 2016, iar parametrii de creștere și randament ai culturii au fost notați prin utilizarea procedurilor standard. Datele colectate au fost analizate pentru analiza varianței și pentru a determina semnificația tratamentului folosind MSTAT-C. Mijloacele de tratament au fost comparate cu testul DMR cu interval multiplu Duncan, la un nivel de semnificație de 1% (Steel și colab., 1997).

Rezultate și discuții

Rezultatul a arătat clar că stresul apei în stadii critice a scăzut considerabil înălțimea plantei. În ceea ce privește procentul, o reducere mai mare a înălțimii plantelor a fost de 30,23% în Lasani-2008, în condiții de stres de apă indus în antiteză, în timp ce înălțimea plantei a scăzut mai puțin la Faisal-2008, care a fost de 3,11, când stresul de apă a fost indus la etapa de pornire a grâului.

Înălțimea plantelor a fost redusă sub stresul de apă indus, ceea ce s-ar putea datora diferenței de caracter genetic dintre diferitele soiuri, precum și de influența creșterii plantelor cu o disponibilitate insuficientă de substanțe nutritive, cu stres la umiditate.

Aceste rezultate sunt conforme cu constatarea lui Sarwar și colab. (2010) și Thompson și Chase (1992), care au raportat că există relații semnificative între genotipuri și nivelurile de irigare. În mod similar, Inamullah și colab. (2017) a observat că înălțimea plantelor la soiurile de grâu s-a redus semnificativ sub stresul apei, atunci când a fost comparată cu plantele irigate.

S-a conculzionat că efectele sunt cauzate de severitatea stresului și faza de dezvoltare la care planta se confruntă cu stresul apei. Greutatea mai mare de 100 de boabe a fost ponderată în tratamentul de control, în timp ce la stres indus, ea a scăzut. Greutatea la 100 de boabe, în procent mai mare, a fost înregistrată la Faisal-2008, care a fost de 35,03%, atunci când stresul de apă a fost indus.

Greutatea mai mare de 100 de boabe, cu irigații complete, s-ar putea datora mai multor translații de fotosintate, spre cereale, datorită cantității suficiente de apă din zona rădăcinii. Pe de altă parte, plantele cu un aport limitat de apă au produs cereale mai ușoare, fapt care s-ar putea datora scăderii disponibilității de nutrienți din soluția de sol.

Impactul stresului abiotic

Aceste rezultate sunt de acord cu Qadir și colab. (2017), care au observat că greutatea de grâu de 1000 de boabe a fost redusă, în principal, datorită creșterii stresului apei. Kazmi și colab. (2013), a observat că stresul apei a micșorat boabele.

Substanța uscată totală mai mare a fost produsă în tratamentul de control, în timp ce la starea indusă de stres, cea mai mare cantitate a substanței uscate a fost obținută de Faisal-2008, în timp ce substanța uscată mai mică a fost produsă de Lasani-2008. Producția de materie uscată a fost diminuată de stresul apei.

În ceea ce privește procentul, o scădere mai mare a fost înregistrată cu 41,89% în Kohistan-97, când stresul de apă a fost indus, în timp ce la Faisal-2008 a fost înregistrată o scădere mai mică, care a fost de 0,62%, atunci când stresul de apă a fost indus la stadiul de prelucrare a grâului.

Impactul diferitelor stresuri abiotice, inclusiv stresul apei, este perceput frecvent prin producerea de greutate uscată. Deoarece, toleranța la desicare se realizează prin diferite activități metabolice care includ sinteza substanțelor osomotice active, proteine ​​specifice și subproduse. Conform Naserian și colab. (2007), în condiții de irigare nu s-au găsit diferențe semnificative la soiurile de grâu, dar în condiții de ploaie s-au găsit diferențe semnificative la soiurile de grâu.

Anterior, Moghaddam și colab. (2011), a constatat că cel mai mare randament de cereale a fost produs la toate tratamentele de irigare, în timp ce, cu aplicarea tratamentului de stres a apei, s-a constatat că producția de materie uscată a scăzut cu 10% la nici o irigație înainte de alungirea tijei, cu 26% la nici o irigare înainte de înflorire și cu 36% la nici o irigare înainte de umplerea cerealelor.

Concluzii

Rezultatele au arătat că stresul apei a redus în mod semnificativ toți parametrii în comparație cu culturile de control. S-a ajuns la concluzia că stresul apei indus în stadiul de umplere a arătat un impact semnificativ asupra creșterii grâului, în comparație cu alte stresuri din stadiul de creștere.

infoFERMA Magazin