Vliv formy dusíku a jeho rozmístění v půdním profilu na konkurenci mezi plevely a pšenicí ozimou

Bc. Josef Pavlík

Master's thesis

The impact of nitrogen nutrition and its spatial distribution on the competition between winter wheat and weed species

Abstract:

Tato práce se zabývá vlivem formy výživy dusíkem a jeho prostorového rozmístění na konkurenci mezi ozimou pšenicí a plevelnými druhy. Konkurence mezi kulturní plodinou a plevely patří mezi jeden z nejvýznamnějších fakto-rů limitujících výnos. Současně by mělo být snahou omezovat intenzivní použití herbici-dů, které zatěžuje životní prostředí a může vést ke vzniku rezistence. Z tohoto důvodu je důležité kombinovat možnosti chemické regulace plevelů s agrotechnickými opatřeními, která jsou schopna konkurenci plevelů potlačovat, a to při zachování nebo dokonce zvý-šení výnosu pěstovaných plodin. Výživa a hnojení zemědělských plodin jako jeden ze základních pilířů agrotechniky, může být nástrojem pro omezení konkurence plevelů vzhledem k odlišným nárokům plodiny a plevelů na výživu. V současnosti také existují možnosti cílené aplikace hnojiv při setí pod patu plodiny nebo mezi řádky, které skýtají další možnosti omezení konkurence plevelů. Cílem práce bylo zjistit, zda některá z experimentálních variant zahrnující aplikaci dusíku v nitrátové nebo amonné formě, buďto plošně nebo cíleně pod patu plodiny či do me-ziřádku může ovlivnit vzájemnou konkurenci mezi ozimou pšenicí a vybranými plevel-nými druhy. Pokus byl založen jako nádobový v hlubokých rhizoboxech, tak aby bylo možné vyhod-notit také dopady experimentálních variant na růst kořenů a probíhal v růstové komoře s řízenými podmínkami. Pro pokus byly vybrány Triticum aestivum, jako kulturní plodina, a Centaurea cyanus a Tripleurospermum inodorum jako plevelné rostliny rostoucí ve vzájemné konkurenci s T. aestivum. Byly založeny pokusné varianty, kde bylo pro hnojiva se dvěma formami dusíku (nitrátová, amonná) voleno různé prostorové rozmístění. U hnojených variant se při porovnání s nehnojenou kontrolou pozitivně projevil dostatek dusíku jak u T. aestivum tak i u obou plevelných druhů. U sledovaných parametrů (veli-kost listové plochy, hmotnost sušiny) byly zjištěny průkazné rozdíly při srovnání variant s rozdílnými formami dusíku (NO3, NH4) ve prospěch NH4. Stimulace konkurence T. inodorum relativně k T. aestivum u varianty plošné aplikace dusíku (zejména u NO3 formy) byl do značné míry eliminován aplikací pod patu (v případě NO3 formy) a přede-vším pak aplikací mezi řádky (u obou forem N). Naopak konkurence C. cyanus relativně k T. aestivum byla aplikací obou forem N potlačena, ovšem toto potlačení konkurence bylo výraznější u aplikace pod patu a zejména pak u aplikace mezi řádky. V případě T. inodorum bylo nejvyššího omezení konkurence dosaženo při aplikaci NO3 formy mezi řádky, zatímco u C. cyanus při aplikaci NH4 formy mezi řádky. Meziřádková aplikace (a částečně i aplikace pod patu) obou forem aplikovaného dusíku měla pozitivní vliv na index plochy kořenů. Fyziologické parametry rostlin u jednotlivých variant byly vyhodnoceny pomocí zobra-zovací fluorescence chlorofylu, přičemž byl prokázán mírný pozitivní efekt výživy N u T. aestivum, mírný negativní efekt aplikace NH4 formy u T. inodorum a mírný nega-tivní efekt meziřádkové aplikace NH4 formy u C. cyanus. Založený pokus tedy prokázal pozitivní vliv cílené aplikace N „mezi řádky“ zejména v NH4 formě na konkurenci mezi pšenicí a oběma plevelnými druhy, především pak v porovnání s plošnou aplikací hnojiv, které naopak mohou podporovat konkurenci ple-velů. Lze tedy konstatovat, že volba NH4 formy hnojiva v kombinaci s umístěním hno-jiva mezi řádky je pro růst pšenice a inhibici plevelů nejlepším experimentálním zásahem.

Abstract:

This thesis focuses on the impact of nitrogen nutrition and its spatial distribution on the competition between winter wheat and weed species. The competition between a cultivated crop and weeds is one of the most important de-ter-minants that limit yield. The aim should be to reduce the intensive use of herbicides that affect the environment negatively and can lead to the development of resistance. For this reason, it is crucial to combine possibilities of chemical weed control with agro-technical measures able to suppress the weed competition. This should be achieved whi-le maintai-ning or even increasing the crop yield. Crop nutrition, as one of the pillars of agronomic measures, can be a tool for the reduction of weed competitiveness due to different nutri-tion requirements of weeds and crops. Currently, there are also possibili-ties for the targe-ted application of starter fertilizers to the base of the crop or between the rows. This pro-vides further opportunities for limiting weed competition. The goal of this thesis is to find out whether any of the experimental variants involving nitrogen application in nitrate or ammonium form (wide spread, targeted to the crop base or between the rows) can affect competition between winter weed and selected weed spe-cies. The experiment was set up as a container experiment in deep rhizoboxes. This allows evaluation of the effects of experimental variants on root growth. The experiment was conducted in the growth chamber with controlled conditions. The plants chosen for the experiments are Triticum aestivum as a cultivated crop and Cen-taurea cyanus and Tripleurospermum inodorum as weed species growing in compe-tition with T. aestivum. The experimental variants were fertilized with two forms of nit-rogen (nitrate, ammonium) and using different spatial distribution. Nitrogen fertilization has a positive effect on both T. aestivum and the two weed species when compared with non fertilized control variant. In the comparison of two different nitrogen forms (NO3, NH4), significant differences were found for observed parameters (leaf size area, dry weight). Better results showed the variant with NH4. Stimulation of T. inodorum competition relatively to T. aestivum in the variant of wide spread applica-tion of nitrogen (especially in the NO3 form) was largely eliminated by targeted applica-tion to the base (in the case of NO3) and most importantly, by application between rows (for both variants). On the contrary, the competition of C. cyanus relatively to T. aesti-vum was suppressed in both cases. Nevertheless, this competition inhibition was greater in targeted application to the base, especially in application between rows. The greatest competition inhibition for T. inodorum was observed when applying NO3 between rows, while for C. cyanus when applying NH4 between rows. The application between rows (and partially even targeted application to the base) for both nitrogen forms had a posi-tive effect on the root area index. The physiological parameters of individual variants were evaluated by chlorophyll flu-orescence imaging. A slightly positive effect of nitrogen nutrition was proved in T. aes-tivum, a slightly negative effect of ammonium application was proved in T. inodorum, and a slightly negative effect of NH4 application between rows was showed in C. cyanus. This experiment demonstrated a positive effect of targeted nitrogen application between rows, especially in NH4 form, on competition between wheat and both weed species. This effect is especially noticeable in comparison with the widespread application of fertilizers that can, on the contrary, support weed competition. It can be stated that the choice of NH4 form of fertilizers in combination with its application between rows is the best ex-perimental intervention when considering wheat growth and weed inhibition.

Keywords

formy dusíku, konkurence mezi plodinou a plevely, Centaurea cyanus, Tripleurospermum inodorum, Triticum aestivum, výživa dusíkem

Keywords

weed-crop competition, Centaurea cyanus, Triticum aestivum, nitrogen fertilization, Tripleurospermum inodorum, forms of nitrogen

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 21. 4. 2021

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Karel Klem, Ph.D.

Mendel University in Brno

Faculty of AgriSciences

Master programme / field:
Plant Production / Plant Production