Effects of nitrogen fertilizers on wheat photosynthetic pigment and carbohydrate contens

Abstract

Azoto trąšų poveikis žieminių kviečių (Triticum aestivum L. vaislė. ‘Ada’) fotosintezės pigmentams ir cukrui tirtas Lietuvos žemės ūkio universiteto bandymų stotyje 2005–2006 metais. Augalų vegetacijos metu naudotos tokios trąšų normos: N90, N150 ir N180. Per sėją žieminiai kviečiai buvo patręšti kompleksinėmis trąšomis N30P80K120, krūmijimosi metu – kalcio amonio salietra N60 ir N80, bamblėjimo tarpsnyje – per lapus karbamido tirpalu N30 ir N40. Nustatyti kviečių organogenezės etapai, fotosintezės pigmentų ir cukraus kiekis lapuose. Rezultatai rodo, kad augalo reakcija į azoto trąšas atskirų fenologinių tarpsnių metu yra savita. Papildomas tręšimas paspartino augalų vystymąsi tik veikiant mažesnėmis tirtomis trąšų normomis (N150), o vystymosi skirtumai išryškėjo tik bamblėjimo tarpsnyje. Geriausiai besivystančių augalų lapuose buvo didžiausias chlorofilo a / b santykis ir mažesnis bendras tirtų angliavandenių kiekis. Bendras fotosintezės pigmentų kiekis didėjo augalams augant ir didinant trąšų normas. Fotosintezės pigmentų kiekio padidėjimas siejamas su sumažėjusiu fruktozės kaupimu ir intensyvesne sacharozės ir maltozės sinteze augant kviečiams. Gauti rezultatai patvirtina hipotezę, kad sacharozė yra pagrindinis angliavandenis, jautriai reaguojantis į azoto kiekį augaluose, dalyvaujantis generatyviniame vystymesi ir indukuojantis pokyčius fotosintezės sistemos veikloje. Šių mechanizmų įsisavinimas leistų kontroliuoti kviečių fiziologinius parametrus naudojant skirtingas tręšimo azotu schemas

The effect of nitrogen fertilizers on the physiological indices of winter wheat (Triticum aestivum L. variety ‘Ada’) was investigated in experimental fields of the Lithuanian University of Agriculture in 2005–2006. The rates of fertilizers during plant vegetation were as follows: N90, N150 and N180. In sowing time, wheat was fertilized with N30P80K120. In tillering stage, plants were fed with calcium-ammonium nitrate N60 and N80. In booting stage, they were fertilized through leaves with carbamate solution N30 and N40. Wheat organogenesis stage, photosynthetic pigment and carbohydrate contents were determined. According to our results, plants respond to nitrogen supply differently during separate phenological phases. Supplementary fertilization accelerated plant development only at lower applied concentrations (N150) and developmental differences showed up only in booting stage. The best development was related with a high chlorophyll a / b ratio and a low carbohydrate content. Total photosynthetic pigment contents increased with plant age and were higher at higher fertilization rates. Chlorophyll a, b and carotenoid biosynthesis showed similar responses to N fertilization. The increase in photosynthetic pigment contents coheres with a decreased fructose accumulation and an enhanced disugar (sucrose and maltose) synthesis intensity during wheat growth. The results confirm the potentiality to control wheat physiological indices by using different nitrogen fertilization designs