Vliv postupné dehydratace a rehydratace na tvorbu sušiny a obsah energie kukuřice seté

Lenka Vaňková

Bachelor's thesis

Influence of water deficit on biomass formation and production of maize in the Czech Republic

Abstract:

Souhrn V bakalářské práci je pozornost zaměřena na studium rehydratace a dehydratace u kukuřice seté (Zea mays L.). Vliv vodního deficitu na juvenilní rostliny kukuřice dvou rodičovských genotypů linie 2023 a CE704 je sledován na základě změn tvorby sušiny a obsahu energie. Komplex abiotických vlivů fyzikálních i chemických faktorů, ovlivňují růst, vývoj, výnos a jakost rostlin a jejich produktů. Stres, provází rostliny po celou dobu jejich existence. Rostlina se díky stresu adaptuje na nové životní podmínky a probíhá u nich neustálý evoluční vývoj. Vodní stres je významnější fyzikální faktor pro kukuřici, která je na něj velmi senzitivní, především v době kvetení a naplňování zrna, ale vodní deficit může působit také v juvenilních fázích vývoje rostlin. V pokusu byly použity 2 genotypy kukuřice: linie 2023 a CE704. Tyto genotypy byly pěstovány v teplotě na 25 °C ve dne a 18 °C v noci ve skleníku FAPPZ. Nádobové pokusy zahrnovaly čtyři varianty: kontrolní (zavlažovanou), kontrolní s přerušenou zálivkou (14 dnů zálivka, 10 dnů omezená zálivka, 4 dny rehydratace), stresovanou 1 (omezená zálivka po dobu 10 dnů a poté 20 dnů rehydratace) a stresovanou 2 (omezená zálivka po dobu 10 dnů, rehydratace 4 dny, poté 10 dnů stres s následnou 4 denní rehydratací). Pokus byl zahájen ve fázi 5 listů a ukončen ve fázi 9 listů. Odebrané vzorky byly usušeny v sušárně do konstantní hmotnosti při teplotě 80 °C a následně zhomogenizovány. V rostlinném materiálu byla dále sledována na základě spalné kalorimetrie hodnota spalného tepla. Pro stanovení spalného tepla byl použit isoperibolický kalorimetr IKA C200 (IKA, SRN). Z hodnot spalného tepla byl zjištěn obsah energeticky bohatých látek v příslušném rostlinném orgánu. Ze získaných výsledků je patrné, že vodní deficit a následná dehydratace ovlivnila tvorbu sušiny u vybraných genotypů CE704 a 2023 ve srovnání s rostlinami kontrolními. Genotyp 2023 dosahoval průměrně vyšších hodnot obsahu netto energie sušiny v nadzemní i podzemní biomase oproti genotypu CE 704. Genotyp CE 704 je citlivější vůči vodnímu deficitu. Je vyrovnanější v kontrolní a stresové variantě díky adaptační schopnosti ranosti. Genotyp 2023 je odolnější vůči vodnímu deficitu, má přizpůsobivější metabolismus ke střídavému obsahu vody v prostředí. Klíčová slova: kukuřice setá, stres, dehydratace, rehydratace, tvorba sušiny

Abstract:

Summary This thesis focuses on studying of maize (Zea mays) rehydration and dehydration. Simultaneously, it defines the influence of an abiotic stressor on the production of dry matter and on the energy content of maize grown in regulated conditions. The complex of abiotic effects of physical and chemical factors affects growth, development, yield and the quality of plants and their products. Stress accompanies plants during their existence. Thanks to stress, the plant adapts to new conditions and there is a continual evolutionary development. Water stress is a very important physical factor for maize, which is very sensitive to it. The thesis concentrates on the differences in production of dry matter and in energy content of the selected lines. In this experiment there were used 2 genotypes of maize: the line 2023 and the line CE704. These genotypes were grown in the greenhouse FAPPZ at optimal temperature 25°C during the daytime and 18° C at night. The container experiments include four variants: inspecting (irrigating), inspecting with interrupted watering (14 days of watering, 10 days of restricted watering, 4 days of rehydration), stressed number 1 (restricted watering for 10 days and then 20 days of rehydration) and stressed number 2 (restricted watering for 10 days, rehydration for 4 days, then 10 days of stress followed by 4 days of rehydration). The experiment was initiated by the 5 leaves phase and finished by the 9 leaves phase. Regarding the juvenile plants, there was observed a photosynthetic accumulation of energy. In order to be able to define the quantity of the combusted heat, there was used the isoperobolic calorimetry (IKA C200). As the experiment took place in the greenhouse, the growth of samples was not influenced by the outer environment. The samples were dried in a dryer, weighed and crushed for another working process, the determination of resistance to stress. On the basis of the amount of the combusted heat, there was discovered the final amount of energy-rich substances obtained in the samples. The results of the experiments prove that the water deficit and the subsequent rehydration influence the production of dry matter in the selected genotypes CE704 and 2023 in comparison with the controlled plants. On the average, the genotype 2023 achieved higher values of nett energy of dry matter in both the aboveground and the belowground biomass compared to the genotype CE 704. CE 704 is more sensitive to water deficiency. This genotype is more balanced in control and stress variation due to the adaptation abilities of earliness. The genotype 2023 is more resistant to water deficiency; it is more adaptable to alternating water content in the environment. Key words: maize, stress, dehydration, rehydration, production of dry matter

Keywords

vodní deficit, kukuřice, Zea mays, netto energie, sušina

Keywords

maize, stress, dehydration, rehydration, production of dry matter

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 21. 4. 2015

Thesis defence

• Supervisor: Ing. František Hnilička, Ph.D.
• Reader: Matyáš Orsák, Ph.D.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Bachelor programme / field:
Public Administration in Agriculture and Landscape Management / Public Administration in Agriculture and Landscape