Vliv zasolení na fyziologické charakteristiky vybraných druhů rodu řepa (Beta)

Kristian Hlavatý

Bachelor's thesis

Effect of salinity stress on physiological characteristics of selected species beets (Beta)

Abstract:

Cílem bakalářské práce bylo sledovat vliv rozdílné koncentrace chloridu sodného na fyziologické parametry vybraných zástupců rodu řepa a stanovit míru tolerance/citlivosti juvenilních rostlin vybraných druhů rodu řepa na zasolení. Hodnocenými druhy byly krmná řepa odrůda Hako, cukrová řepa odrůda Dobrovická A a mangold odrůda Lucullus. Nádobový pokus byl založen v částečně řízených skleníkových podmínkách. Schéma pokusu zahrnovalo pět variant: kontrolní (0 mM NaCl), S1 (50 mM NaCl), S2 (150 mM NaCl), S3 (250 mM NaCl), S4 (350 mM NaCl). Roztoky NaCl byly aplikovány v modifikovaném živném roztoku dle Hoaglanda. Koncentrace soli se zvyšovala ve dvoudenních intervalech po 50 mM NaCl. Pokus byl zahájen ve vývojové fázi 14 BBCH. Měření následovalo po každém navýšení koncentrace soli a po dosažení maximální koncentrace se měření uskutečnilo 1x týdně po dobu 7 týdnů. Výměna plynů byla sledována pomocí infračerveného analyzátoru plynů LCpro+ a fluorescence chlorofylů byla stanovena pomocí fluorometru OS5p. Efektivita využití vody (WUE), byla spočítána jako poměr mezi rychlostí fotosyntézy a transpirace. Bylo zjištěno, že existují mezidruhové rozdíly v reakci zasolení, kdy nejméně citlivý druh k zasolení byl mangold, méně citlivá k zasolení byla krmná řepa a nejcitlivější byla cukrová řepa, která odumřela v posledním termínu měření při nejvyšší koncentraci soli (350 mM NaCl). Nejvyšší pokles o 1,27 μmol CO2 m^-2 s^-1 v rychlosti fotosyntézy byl prokázán u cukrové řepy. U mangoldu byl zjištěn nejvyšší naměřený rozdíl 1,08 mmol H2O m^-2 s^-1 v rychlosti transpirace mezi kontrolní variantou a variantou S4. Mangold měl nejvyšší rozdíl 0,082 mol.m^-2 s^-1 stomatalní vodivosti mezi kontrolní variantou a variantou S4. Nejvyšší rozdíl v rychlosti fluorescence chlorofylů o 0,18 mezi variantami byl naměřen u cukrové řepy. Dále bylo zjištěno, že existují mezidruhové rozdíly v hospodaření s vodou vlivem působení salinity, stanovené na základě hodnot WUE. Bylo prokázáno, že při koncentracích 250 mM NaCl a 350 mM NaCl druhy rodu řepa efektivněji hospodaří s vodou. Nejvyšší efektivita využití vody 8,44 (10^-3) u krmné řepy byla zjištěna při koncentraci 250 mM. U cukrové řepy byla prokázána nejvyšší efektivita využití vody 6,67 (10^-3) při koncentraci 350 mM NaCl. Nejvyšší efektivita využití vody 9,65 (10^-3) byla zjištěna u mangoldu při zasolení 350 mM.

Abstract:

The aim of this bachelor thesis was to observe the influence of different concentration of sodium chloride on physiological parameters of selected representatives of the beet genus and to determine the degree of tolerance/sensitivity of juvenile plants of selected beet species for salinisation. Selected species were sugar beet cultivar Dobrovická A, swiss chard cultivar Lucullus and fodder beet cultivar Hako. The container experiment was established under partially controlled greenhouse conditions. The experimental scheme included five variants: control (0 mM NaCl), S1 (50 mM NaCl), S2 (150 mM NaCl), S3 (250 mM NaCl), S4 (350 mM NaCl). NaCl solutions were applied in a modified Hoagland nutrient solution. The salt concentration increased at 2-day intervals of 50 mM NaCl. The experiment was initiated at development stage 14 BBCH. Measurements were followed after each increase in salt concentration, and once the maximum concentration was reached, measurements were taken once a week for 7 weeks. Gas exchange was monitored using an infrared gas analyzer LCpro+ and chlorophyll fluorescence was determined using an OS5p fluorometer. Water utilization efficiency (WUE) was calculated as the ratio between photosynthesis and transpiration rate. It has been found that there are interspecies differences in salinization when the least sensitive species to salinity was mangold, less sensitive was fodder beet and the most sensitive was sugar beet, which even died the last day of measurement at the highest salt concentration (350 mM NaCl). The highest drop of 1.27 μmol CO2 m-2s-1 at the rate of photosynthesis was found in sugar beet. The highest measured difference of 1.08 mmol H2O m-2s-1 in the transpiration rate between the control variant and the S4 variant was found in the chard. Mangold had the highest difference of 0.082 mol.m-2s-1 stomatal conductivity between the control variant and the S4 variant. The highest difference in the chlorophyll fluorescence rate of 0.18 between variants was measured in sugar beet. Furthermore, it has been found that there are interspecies differences in water management due to the effect of salinity, based on WUE values. It has been shown that at concentrations of 250 mM NaCl and 350 mM NaCl, the beet species more effectively manage water. The highest water efficiency of 8.44 (10-3) for fodder beet was found at 250 mM. Sugar beet has been shown to have the highest water utilization efficiency of 6.67 (10-3) at a concentration of 350 mM NaCl. The highest water utilization efficiency of 9.65 (10-3) was found in the chard at saline 350 mM.

Keywords

řepa cukrová, krmná řepa, mangold, salinita, výměna plynů

Keywords

sugar beet, swiss chard, fodder beet, salinity, gas exchange

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 17. 4. 2019

Thesis defence

• Supervisor: doc. Ing. František Hnilička, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme / field:
Crop Science / Crop Science