Vliv různých úrovní výživy dusíkem na fyziologické, kvantitativní a kvalitativní parametry nového genotypu chmele (Humulus lupulus L.) pro nízkou konstrukci

Ing. Pavel Donner

Doctoral thesis

Effect of different levels of nitrogen nutrition on physiological, quantitative and qualitative parameters of new hop (Humulus lupulus L.) genotype for low trellis

Abstract:

V pokusu v rámci disertační práce byl sledován vliv různých dávek minerálního dusíku (0-60-100-140-180 kg N.ha-1) na SPAD hodnoty, rychlost fotosyntézy a transpirace, nástup fenologických fází a hospodářský výnos a kvalitu chmele. Byla také zpracována statistická analýza dlouhodobých dat z lokality Stekník. Výsledky pokusu z let 2015–2017 ukázaly silnou pozitivní závislost SPAD hodnot na dávce dodaného dusíku. Na základě znalosti této hodnoty však nelze kvantifikovat dávku dusíku pro přihnojení ani predikovat úroveň hospodářského výnosu. V důsledku zvýšení obsahu chlorofylu se zvyšujícími se dávkami dusíku se podobný efekt projevil i v rychlosti fotosyntézy, kdy vyšší hodnoty vykazovaly varianty s vyššími dávkami dusíku. Nejvyšší rozdíl byl pozorován mezi kontrolní variantou a dávkou 60 kg N.ha-1, mezi hnojenými variantami nebyl již nárůst tak výrazný. Nejvyšší průměrné hodnoty byly dosaženy v roce 2015 (až 13,6 µmol CO2.m2.s-1 ve variantě se 140 kg N.ha-1), nejnižší v roce 2017 (max. 11,77 µmol CO2.m2.s-1 ve variantě 180). Rychlost transpirace se zvyšovala s dávkami dusíku jen v letech 2015 a 2016, v roce 2017 nebyl mezi variantami rozdíl. Z výpočtu fotosyntetické účinnosti využití vody lze konstatovat, že v letech s dostatečným množstvím srážek a normálními teplotami využívají vodu efektivněji rostliny dobře živené, v letech se stresovými podmínkami pak rostliny z hnojené nižšími dávkami dusíku. Dále bylo zjištěno, že dávky dusíku 140, potažmo 180 kg N.ha-1 znamenají oddálení hlávkování o 4 – 7 dní oproti nehnojené kontrole. Obsah dusíku v révových listech se v průběhu vegetace snižoval bez ohledu na variantu, rozdíl mezi kontrolní variantou a variantou s nejvyšší dávkou hnojiv byl 0,4 – 0,8 % N, rozdíl mezi kontrolní variantou a variantou se 180 kg N.ha-1 byl v průběhu let okolo 1 % N. Pozitivní korelace dávky dusíku a výnosu byla zjištěna v roce 2016, kdy varianty 140 a 180 dosáhly 1,71 t.ha-1, resp. 1,64 t.ha-1, kontrola pouze 1,27 t.ha-1. V roce 2017 byl nejvyšší výnos zaznamenán ve variantě se 100 kg N.ha-1 (1,4 t.ha-1). Silná závislost hospodářského výnosu na rychlosti fotosyntézy byla taktéž zjištěna jen v roce 2016 (r = 0,987, r2 = 0,975), v roce 2017 dosáhla pouze r = 0,602, r2 = 0,363. Obsah alfa-hořkých kyselin byl silněji ovlivněn průběhem počasí než dávkou dusíku. Pouze v roce 2016 byla zjištěna mírná negativní závislosti obsahu alfa-hořkých kyselin na dávce dusíku. Obsah dusičnanů v hlávkách naopak vykázal silnou závislosti na zvyšující se dávce dusíku, ovšem ani ve variantách s nejvyššími dávkami hnojiv nepřekročil kvalitativní mez sledovanou pivovary.

Abstract:

The influence of different doses of mineral nitrogen (0-60-100-140-180 kg N.ha-1) on SPAD values, photosynthesic and transpiration rate, onset of phenological phases and economic yield and quality of hops were monitored in the dissertation experiment. A statistical analysis of long-term data from the Stekník locality was also prepared. The results of the experiment from 2015–2017 showed a strong positive correlation of SPAD values on the dose of supplied nitrogen. However, based on the knowledge of this value, it is not possible to quantify the nitrogen dose for fertilization or to predict the level of economic yield. Due to the increase in chlorophyll content with increasing nitrogen doses, a similar effect was manifested in the photosynthesis rate, when higher values were shown in variants with higher nitrogen doses. The highest difference was observed between the control variant and variant with 60 kg N.ha-1, the increase among fertilized variants was not so significant. The highest average values were reached in 2015 (up to 13.6 µmol CO2.m2.s-1 in the variant with 140 kg N.ha-1), the lowest in 2017 (max. 11.77 µmol CO2.m2.s-1 1 in variant 180). The rate of transpiration increased with nitrogen doses only in 2015 and 2016, in 2017 there was no difference between the variants. It is clear from the calculation of the photosynthetic water use efficiency, that well-nourished plants use water more efficiently in years with sufficient rainfall and normal temperatures, plants fertilized with lower doses of nitrogen are more efficient in years with stress conditions,. It was found out that nitrogen doses of 140, ie. 180 kg N.ha-1 mean a delay in cone appearence by 4–7 days compared to the unfertilized control. The nitrogen content in bine leaves decreased during the vegetation regardless of the variant, the difference between the control variant and the variant with the highest dose of fertilizers was 0.4 - 0.8% N, the difference between control and variant with 180 kg N.ha-1 was about 1 % N throughout the years. A positive correlation of nitrogen dose and yield was found in 2016, when variants 140 and 180 reached 1.71 t.ha-1, 1.64 t.ha-1 respectively, control reached only 1.27 t.ha-1. In 2017, the highest yield was recorded in the variant with 100 kg N.ha-1 (1.4 t.ha-1). A strong dependence of economic yield on the photosynthesic rate was also found in 2016 (r = 0.987, r2 = 0.975), in 2017 it reached only r = 0.602, r2 = 0.363. The content of alpha-bitter acids was more strongly influenced by the weather than by the dose of nitrogen. Although there was a slight negative dependence of the alpha-bitter acids content on the nitrogen dose detected in 2016. On the other hand, the content of nitrates in the cones showed a strong dependence on the increasing dose of nitrogen, but even in the variants with the highest doses of fertilizers, it did not exceed the quality limit monitored by breweries.

Keywords

rychlost fotosyntézy, SPAD, alfa-hořké kyseliny, dusičnany, výnos

Keywords

Alpha-bitter acids, Nitrates, SPAD, Photosynthesis rate, Yield

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 16. 11. 2020

Thesis defence

• Supervisor: prof. Ing. Josef Pulkrábek, CSc.

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Agrobiology, Food and Natural Resources

Doctoral programme / field:
Crop Science / Special Crop Science