Zsombik László 1 – Erdős Zsuzsa2
Őszi búza (Triticum aestivum L.) genotípusok morfológiai paramétereinek változása vízhiányos körülmények között The change of morphological parameters of winter wheat (Triticum aestivum L.) under water dificient conditions
[email protected] Egyetem Agrártudományi Központ Nyíregyházi Kutatóintézet, egyetemi adjunktus 2 Debreceni Egyetem Agrártudományi Központ Nyíregyházi Kutatóintézet, PhD hallgató
1Debreceni
Bevezetés
Az utóbbi évtizedekben jelentős mértékben nőtt az időjárási szélsőségek gyakorisága, melynek következtében az aszályos periódusok száma és hossza jelentős mértékben növekedett. A termesztett szántóföldi növények alkalmazkodóképessége döntő fontosságú az eredményes termesztés érdekében. Az őszi búza (Triticum aestivum L.) a világon meghatározó jelentőségű gabonanövény, így a genotípusok termésstabilitásának ismerete elengedhetetlen a változó időjárási feltételek között. Az őszi búza termésképző eleinek változása meghatározza a termés mennyiségét. A vízhiányos körülmények jelentős mértékben befolyásolják mind a termésképző elemek paramétereit, mind a fenológiai stádiumok hosszát (Cseuz et al., 2005). A búza termésmennyisége tekintetében meghatározóak a tenyészőcsúcs differenciálódásának, ezzel együtt a virágszervek képződésének körülményei (Pepó et Pepó, 1988). A bokrosodás időszakában megy végbe a virágszervek differenciálódása, melyet jelentős mértékben befolyásol az időjárás, a fajta, a vetésidő és a műtrágyázás (Jolánkai et Szabó, 2005). A virágzás időszakában jelentkező vízhiány jelentős mértékben csökkenti a szemtelítődés fázisának hosszát, emellett jelentős negatív hatást gyakorol az ezermagtömeg alakulására is (Hoffman et al., 2006). Keim et Kronstad (1981) a szárdaindulás időszakában indukált vízhiány hatásaként a kalászszám és a kalászonkénti szemszám csökkenését határozta meg. Aranyi et al. (2014) búza-árpa addiciós vonalakon végzett tenyészedényes kísérletekben a vízmegvonás hatására a virágzási idő, a szemtelítődés és az érésidő csökkenését tapasztalta. Hasonló megállapításokat tettek a növénymagasság, kalászhossz, növényenkénti kalászszám és a növényenkénti termés esetében, ugyanakkor az ezerszemtömegnél statisztikailag igazolható változást nem tapasztaltak.
Anyag és módszer
Vizsgálatainkat a Debreceni Egyetem Agrártudományi Központ Nyíregyházi Kutatóintézetében végeztük 2014ben. A kisparcellás kísérletek talaja homoktalaj, melynek humusztartalma 1%, kötöttsége 27 KA. A talaj nitrogén ellátottsági szintje gyenge, foszfor és kálium ellátottsága közepes. A kísérleti parcellák elrendezése négyismétléses randomizált blokkelrendezés módszerrel történt. A vetés 2013. október 21-én történt, Wintersteiger Plotmaster típusú parcellavetőgéppel. A parcellák mérete 1,2 x 1,5 méter volt, a fajták esetén az alkalmazott tőszám 5 millió csíra/ha volt, a HK 1307 vonal esetén 3-5 millió csíra/ha intervallumban, 0,5 millió csíra/hektáros különbségekkel vetettük el a parcellákat. A parcellák a gyakorlatban széles körűen alkalmazott gyomirtó szerekkel, gombaölő szerekkel egységesen voltak kezelve. A vízhiányt a kísérleti terület áttetsző fóliával történő lefedésével indukáltuk BBCH 31-32 fenológiai stádiumban, a továbbiakban a fedett területen mesterséges vízpótlást nem alkalmaztunk. Növényi paraméterek meghatározásánál a mintavétel parcellánként 0,5 folyóméterről történt a növények föld feletti részének levágásával. A betakarítást kézzel végeztük, a kalászparaméterek és az
501
ezermagtömeg meghatározása a betakarításkor szedett mintákból történt. A betakarítás ideje 2014. július 7-én volt. A kapott eredmények statisztikai feldolgozását Microsoft Excel program kéttényezős variancia analízise segítségével végeztük el. A kísérlet helyszínén mért csapadékadatok alapján megállapítható, hogy az őszi búza fejlődéséhez szükséges vízmennyiség rendelkezésre állt, ugyanakkor a bokrosodás-szárbaindulás időszakában a területen a havi átlagnál jelentősen kisebb mennyiségű csapadék hullott, mely a homoktalajon az állományok fejlődését negatívan érintette. A májusban hullott nagyobb mennyiségű csapadék kompenzálta a vízhiányt, így az állományok természetes vízellátási körülmények között jó terméseredményeket produkáltak (1. ábra).
1. ábra. A hőmérséklet és csapadék alakulása a kísérleti területen az őszi búza tenyészidőszakában (Nyíregyháza, 2013-2014)
Eredmények értékelése
A teljes föld feletti zöld növénytömeget BBCH-39 és BBCH-59 (kalászolás) fenológiai stádiumban határoztuk meg. A vizsgált genotípusok esetében minden esetben a vízhiányos körülmények között jelentős mértékű növénytömeg csökkenést tapasztaltunk (2. ábra). A vizsgált genotípusok közül legnagyobb növénytömeget a HK 1307 vonal magasabb tőszámai esetén tapasztaltunk a vizsgált állománysűrűségeken, mely adódik a vonal kifejezetten vegetatív habitusából is. A vizsgált fajták közül legkisebb növénytömeget normál körülmények között az Mv Toborzó fajtánál mértünk 3 nóduszos állapotban, míg a kalászolás időszakában ez az érték a legkisebb a HK 1307 3,5 millió csíra/ha állománysűrűségnél volt. Vízhiányos körülmények között a legnagyobb zöldtömeg BBCH-39 stádiumban a HK 1307 5 millió csíra/ha állománysűrűségnél adódott, míg ez az érték legkisebb az Mv Toborzó esetén. A kalászolás időszakában legmagasabb fitotömeg értéket a HK 1307 3 millió csíra/ha
502
állománysűrűségnél mértünk, míg a legkisebb értéket az Mv Kikelet fajta produkálta. A fajták és a kezelések közötti különbségek azonban nem bizonyultak szignifikánsnak BBCH-39 fenofázis esetén, kalászolás időszakában mért eredmények a vízellátottsági körülmények között szignifikánsnak bizonyultak (SzD5%=84.53 g).
2. ábra. Föld feletti fitotömeg változása indukált vízhiányos körülmények között a vizsgált őszi búza (Triticum aestivum L.) genotípusok és technológiai változatok esetén (Nyíregyháza, 2014)
A normál vízellátású állományokban mért fitotömeghez képest a vízhiányos körülmények között mért értékek 9,01-47,07% közötti mértékben csökkentek. Legnagyobb mértékű csökkenést a szárbaindulás időszakában mért értékeknél a HK 1307 3,5 millió csíra/ha kezelésnél tapasztaltuk, míg a legalacsonyabb csökkenés a legkisebb állománysűrűséggel vetett HK 1307 vonal esetén adódott (1. táblázat).
1. táblázat. Föld feletti fitotömeg csökkenésének mértéke (%) indukált vízhiányos körülmények között a vizsgált őszi búza (Triticum aestivum L.) genotípusok és technológiai változatok esetén (Nyíregyháza, 2014)
2014.04.29.
2014.05.22.
HK 1307 5,0 millió csíra/ha
19,44
24,28
HK 1307 4,5 millió csíra/ha
33,65
32,01
HK 1307 4,0 millió csíra/ha
22,77
29,57
503
503
HK 1307 3,5 millió csíra/ha
47,07
39,01
HK 1307 3,0 millió csíra/ha
23,97
8,01
GK Kalász
36,69
33,42
GK Hattyú
33,16
19,89
Mv Kikelet
25,52
35,08
GK Ati
23,17
14,37
MV Toborzó
43,32
32,41
A vegetatív paraméterek közül a mintatereken meghatároztuk a levéltömeg nagyságát. Természetes vízellátottságú közegben legnagyobb levéltömeget a HK 1307 vonal kezeléseiben, illetve a GK Kalász fajta esetében mértünk. A vízhiány következtében abszolút értékben a legnagyobb levéltömeget HK 1307 vonal 5, 4,5, illetve 3 millió csíra/ha állománysűrűségénél mértük. A vízhiány hatására legnagyobb mértékű levéltömeg csökkenést a HK 1307 4, illetve 3 millió csíra/ha állománysűrűségnél, illetve a GK Kalász fajtánál mértünk. A vizsgált tényezők közül szignifikáns hatást a vízellátás esetén tudtunk kimutatni (3. ábra).
(A) SzD5% (A)=NS SzD5% (B)= 16,09 SzD5% (AxB)=NS
3. ábra. Levéltömeg változása indukált vízhiányos körülmények között a vizsgált őszi búza (Triticum aestivum L.) genotípusok és technológiai változatok esetén (Nyíregyháza, 2014)
504
A vizsgált paraméterek közül a legegyértelműbb és statisztikailag igazolt hatást a növénymagasság tekintetében mértük. A vízhiányos körülmények között minden vizsgált genotípus minden vizsgált időpontban alacsonyabbnak bizonyult a normál vízellátottságú állományokhoz képest. A magasságcsökkenés mértéke a fajták átlagában 9,6-13,54 cm között változott. A vizsgált genotípusok közül a vonal sajátosságaiból adódóan a HK 1307 vonal növénymagassága volt a legnagyobb, míg legalacsonyabbnak az Mv Kikelet fajta bizonyult (4. ábra).
SzD5% (A)=17,36 SzD5% (B)= 10,17 SzD5% (AxB)=21,34
4. ábra. Növénymagasság változása indukált vízhiányos körülmények között a vizsgált őszi búza (Triticum aestivum L.) genotípusok és technológiai változatok esetén (Nyíregyháza, 2014)
A kalászszám tekintetében a különböző vízellátású kezelések között a fajták és technológiai variánsok esetében szignifikáns különbséget nem tapasztaltunk, de egyértelmű tendenciaként mutatkozott a négyzetméterenkénti kalászszám csökkenése. A statisztikailag nem igazolt különbség magyarázata lehet, hogy a vízhiány indukciót a bokrosodási fenofázis végén indítottuk, amikor a hajtásszám már véglegesen kialakult, illetve a kalászkezdemények differenciálódása is végbement. A HK 1307 vonal technológiai variánsainál mért kalászszámok követték az állománysűrűség csökkenését (5. ábra).
505
505
5. ábra. Területegységre jutó kalászszám változása indukált vízhiányos körülmények között a vizsgált őszi búza (Triticum aestivum L.) genotípusok és technológiai változatok esetén (Nyíregyháza, 2014)
A termésképző elemek közül a legmarkánsabb változást 2014-ben a kalászonkénti szemszám tekintetében tapasztaltunk. A mért értékek 17,33-34,00 között változtak. Vízhiányos körülmények között a legmagasabb értékeket a HK 1307 vonal kis állománysűrűségénél, illetve a GK Hattyú fajtánál tapasztaltunk. A kezelésektől függetlenül a legkisebb kalászonkénti szemszám a GK Kalász fajtánál adódott (6. ábra).
506
SzD5% (A)=5,93 SzD5% (B)= 10,02 SzD5% (AxB)=14,33
6. ábra. Kalászonkénti szemszám változása indukált vízhiányos körülmények között a vizsgált őszi búza (Triticum aestivum L.) genotípusok és technológiai változatok esetén (Nyíregyháza, 2014)
Az ezerszemtömeg a vízhiány hatására minden vizsgált genotípus és technológiai variáns esetében negatívan változott, azonban a fajták közül a GK Kalász és Mv Kikelet esetében tapasztaltuk a legkisebb mértékű negatív, szignifikancia szintet el nem érő változást, mely a fajták ezerszemtömeg-stabilitását jól mutatja. A HK 1307 vonal esetén az állománysűrűség csökkenésével az ezerszemtömeg növekedett – hasonlóan a kalászonkénti szemszámhoz –, mely a nagyobb termőterületből adódó egyedi produktumnövekedés egyértelmű jele az említett tulajdonságok tekintetében. A vizsgált anyagok közül legnagyobb ezerszemtömeggel – mind a normál vízellátású, mind a vízhiányos körülmények között – a HK 1307 vonal jellemezhető, míg vízhiányos körülmények között a legkisebb ezerszemtömeget a GK Ati fajtánál mértünk (7. ábra).
507
507
SzD5% (A)=8,34 SzD5% (B)= 10,14 SzD5% (AxB)=17,22
7. ábra. Ezerszemtömeg változása indukált vízhiányos körülmények között a vizsgált őszi búza (Triticum aestivum L.) genotípusok és technológiai változatok esetén (Nyíregyháza, 2014)
A terméseredmények tekintetében a vízhiány stressz jelentős mértékű terméscsökkentő hatását tudtuk kimutatni minden genotípus, illetve technológiai variáns esetén. A terméscsökkenés relatív mértéke 41-60% közé tehető. A vizsgált genotípusok közül normál vízellátási körülmények között a GK Hattyú és Mv Toborzó fajták érték el a legmagasabb termést. Vízhiányos körülmények között a legmagasabb termést GK Hattyú és Mv Kikelet fajtáknál tapasztaltunk. A genotípusok, illetve technológiai variánsok közötti terméskülönbség normál vízellátási körülmények között 1,8 t/ha volt, ez az érték vízhiányos körülmények között 0,8 t/ha volt. A relatív terméscsökkenés tekintetében a legjobb mutatóval (42%) az Mv Kikelet fajta jellemezhető, míg ez a mutató a 60%-ot is meghaladta a HK 1307 4 millió csíra/ha állománysűrűségű állomány esetén (8. ábra).
508
SzD5% (A)=1,23 SzD5% (B)= 2,74 SzD5% (AxB)=3,45
8. ábra. A termés változása indukált vízhiányos körülmények között a vizsgált őszi búza (Triticum aestivum L.) genotípusok és technológiai változatok esetén (Nyíregyháza, 2014)
Összefoglalás A klimatikus szélsőségek közül egyre nagyobb jelentőséggel bír a tartós vízhiányos körülmények gyakoriságának növekedése, mely az őszi búza termesztésben is egyre nagyobb problémát okoz. 2013-ban megkezdett vizsgálatainkban az őszi búza különböző genotípusainak vízhiányos körülményekre adott válaszreakciót vizsgáltuk a Debreceni Egyetem Agrártudományi Központ Nyíregyházi Kutatóintézetében. A mesterségesen előidézett vízhiány jelentős hatást gyakorolt az őszi búza vegetatív és generatív paramétereire. A vizsgált tulajdonságok közül statisztikailag igazolható változást okozott a vízhiány a vizsgált fajták földfeletti növénytömegében, levéltömegében, növénymagasságában, kalászonkénti szemszámában, ezermagtömegében, illetve termésében. A termés tekintetében legjobb eredményeket a GK Hattyú és az Mv Kikelet fajták esetében tapasztaltunk. Vizsgálatainkat az „AGR_PIAC_13-1-2013-0002 Kiváló malomipari paraméterekkel rendelkező adaptív őszi búza vonalak előállítása” című projekt keretén belül valósítottuk meg.
Irodalomjegyzék
509
509
CSEUZ L. - PAUK J. - CSISZÁR J. - LANTOS CS. - HORVÁTH V. G. - DUDITS D. - MATUZ J. (2005): Az őszi búza szárazságtűrő képességének növelése nemesítéssel. Agro-21 Füzetek Klímaváltozások – Hatások Válaszok 41. 102-113 p. HOFFMANN B. - CSEUZ L. - PAUK J. (2006): Az őszi búza szárazságtűrésre történő nemesítésének lehetőségei és korlátai. In: A búza nemesítésének tudománya: A funkcionális genomikától a vetőmagig (Szerk..: DUDUTS D.) Winter Fair Kft. Szeged. 191-224 p. JOLÁNKAI M.. - SZABÓ M. (2005): Búza, 183-205 p. In: ANTAL J. (Szerk.):Növénytermesztéstan 1. A növénytermesztéstan alapjai, Gabonafélék, Budapest:, Mezőgazda Kiadó, 391. p. KEIM D. L. - KRONSTAD W. E. (1981): Drought response of winter wheat cultivars grown under field stress conditions. Crop Science, 40: 482-487 9. PEPÓ P. - PEPÓ P. (1988): Az időjárás és a tápanyagellátás hatása az őszi búzafajták kalászkezdeményének korai fejlődésére. Növénytermelés. 37.2. 105-114. p.
510
