Využití stimulátorů růstu k oddálení účinku vodního stresu na růst kukuřice.

Jiří Krucký

Bakalářská práce

Using Growth Stimulators to Decrease the Effect of Water Stress on maize.

Anotace:

Kukuřice setá (Zea mays L.) je především díky svému všestrannému využití nejpěstovanější kulturní plodinou na celém světě. Můžeme se s ní tedy setkat i v oblastech ohrožených vodním stresem. Kukuřice je rostlinou velmi citlivě reagující na působení vodního deficitu, a proto bylo cílem experimentu vyhodnotit u mladých rostlin kukuřice vliv postupného vodního deficitu na základní fyziologické parametry výměny plynů (rychlost fotosyntézy, stomatální vodivost a rychlost transpirace), parametry fluorescence chlorofylů a růst rostlin. Zároveň byl sledován vliv aplikace stimulátoru růstu v období před navozením vodního deficitu a vyhodnoceny potenciální účinky snižující dopady vodního stresu na fyziologické pochody rostliny. Dne 30. března 2017 došlo k vysetí hybridu kukuřice FAO 280 INDEXX. Rostliny kukuřice byly pravidelně zavlažovány do 27. dubna, kdy se nacházely ve fenologické fázi 15 dle BBCH, při plném vyvinutí pěti pravých listů. V tento okamžik dochází k aplikaci stimulátorů růstu a ukončení zálivky u stresovaných variant. Tímto dnem je pokus zahájen a označujeme jej jako 0. den. Doba trvání experimentu se rovnala 42 dnů a pokus byl rozdělen do 4 variant (kontrola, 1. přípravek – Energen Cleanstorm, 2. přípravek – Energen 3D PLUS, stres), na kterých ve dnech měření byla zjišťována rychlost fotosyntézy, stomatální vodivost a transpirace, na základě gazometrických metod pomocí infračerveného analyzátoru plynů LCpro+. Parametry fluorescence chlorofylů byly stanoveny pomocí fluorometru OSI 1 FL a růst rostlin byl hodnocen na základě množství vytvořené sušiny nadzemní a kořenové části. U těchto variant byl také pozorován momentální stav rostliny (fáze předstresová, fáze stresu a fáze postresová), ve které se rostlina kukuřice nacházela při dnech vyhrazených pro měření fyziologických charakteristik. Vlivem vodního stresu dochází u varianty 1. a 2. přípravku ve fázi stresu k výraznému snížení rychlosti fotosyntézy, a naopak ve fázi postresové k rapidnímu navyšení díky stimulátorům růstu. Rychlost fotosyntézy dosahovala u varianty 1. a 2. přípravku po celou dobu výzkumu velmi podobných hodnot. Vliv vodního deficitu znatelným způsobem snižuje rychlost transpirace 1. a 2. přípravku ve fázi stresu, kde se varianty pohybují v rozmezí stejných průměrných hodnot. Ve fázi postresové přichází navýšení rychlosti transpirace vlivem růstových stimulátorů, kdy u varianty 1. přípravku dochází k vyššímu navýšení než u 2. přípravku. Vodní deficit zjevným způsobem snižuje stomatální vodivost 1. a 2. přípravku ve fázi stresu, kde varianty dosahují blízkých průměrných hodnot. Ve fázi postresové nastává navýšení stomatální vodivosti vlivem růstových stimulátorů a u varianty 1. přípravku dochází k vyššímu navýšení než u přípravku 2. Vodní stres způsobuje u varianty 1. a 2. přípravku ve fázi stresu mírné snížení fluorescence chlorofylů a v postresové fázi nastává opětovné navyšení vlivem stimulátorů růstu. Fluorescence chlorofylů dosahovala u varianty 1. a 2. přípravku po celý čas výzkumu velmi blízkých hodnot. Nedostatek vody snižuje hmotnost sušiny kořene a nadzemní biomasy 1. a 2. přípravku ve fázi stresu a ve fázi postresové dochází k navýšení hmotnosti sušiny kořene a nadzemní biomasy vlivem stimulátorů růstu. Hmotnost sušiny kořene a nadzemní biomasy docílila u varianty 1. a 2. přípravku po celou dobu experimentu velmi podobných hodnot.

Abstract:

Maize (Zea mays L.) is, mainly due to its versatile use, one of the most cultivated crops in the world. That means we can find her even in areas at risk of water stress. Maize is a highly sensitive plant of water deficiency and therefore the aim of the experiment was to evaluate the effects of gradual water deficiency on the basic physiological parameters of gas exchange (photosynthesis rate, stomatal conductivity and transpiration rate), chlorophyll fluorescence parameters and the growth of young corn plants. At the same time, the effect of the application of the growth stimulator in the period prior to the introduction of the water deficit was studied and the potential effects reducing the effects of water stress on the physiological processes of the plant were evaluated. On 30 March 2017, the maize hybrid FAO 280 INDEXX was sown. Corn plants were regularly irrigated until April 27, when they were in the phenological phase 15 according to BBCH, with the full development of five true leaves. At this point, growth stimulators and suspension termination are applied to stressed variants. This is the start of the experiment which is called Day 0. The duration of the experiment was 42 days and the experiment was divided into 4 variations (control, 1st preparation - Energen Cleanstorm, 2nd preparation - Energen 3D PLUS, stress), during which the photosynthesis rate, stomatal conductance and transpiration were measured, based on gasometric methods using the LCpro + infrared gas analyzer. Parameters of fluorescence of chlorophylls were determined using a fluorimeter OSI 1 FL and plant growth was evaluated based on the amount of dry matter created on the overground and the root parts. Current states (pre-stress phase, stress phase and post-stage phase) of plants in these variations were also observed on days reserved for the measurement of physiological characteristics. Due to water stress, the first and second variant in the stress phase significantly reduce the rate of photosynthesis and, on the other hand, in the post-stress phase, rapid growth due to growth stimulators. The rate of photosynthesis was alike in variants of the first and second preparations throughout the research period. The effect of water deficiency significantly reduces the rate of transpiration of the first and second samples in the stress phase, where the variants are within the range of the same mean values. In the post-stress phase, the rate of transpiration increases due to growth stimulators which then results in a higher increase in variant 1 than in the second sample. The water deficit apparently reduces the stomatal conductivity of the first and second samples in the stress phase, where the variants reach similiar average values. In the post-stress phase, the increase in stomatal conductivity is thanks to growth stimulators which results in product variant 1 having higher increse than product 2. Water stress causes a slight decrease in chlorophyll fluorescence in the first and second sample variants in the stress phase, and in the post-stress phase there is a re-increase due to growth stimulators. Chlorophyll fluorescence was very similiar for both the 1st and 2nd variants of the study at all times. Lack of water reduces the weight of root dry matter and above-ground biomass of both samples in the stress phase, however in the post-stress phase there was an increase in the weight of root dry matter and above-ground biomass due to growth stimulators. The weight of root dry matter and above-ground biomass achieved very similar values for both variants of samples of the product throughout the experiment.

Klíčová slova

vodní stres, Zea mays L., fotosyntéza, fluorescence chlorofylů, stimulátory růstu

Keywords

Zea mays L., effect of water, growth stimulators, photosynthesis, fluorescence of chlorophylls

Jazyk práce: čeština

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 22. 4. 2018

Obhajoba závěrečné práce

• Vedoucí: Ing. Helena Hniličková, Ph.D.
• Oponent: Kamil Kraus, Ing.

Česká zemědělská univerzita v Praze

Fakulta agrobiologie, potravinových a přírodních zdrojů

Bakalářský studijní program / obor:
Zemědělství, zahradnictví a rozvoj venkova / Pěstování rostlin