ISSN 0352 1346 UDK 633.11:581.1 Izvorni znanstveni rad DINAMIKA SUHE TVARI I ELEMENTARNOG SASTAVA PŠENICE POD UTJECAJEM Tihana Teklić 1, Manda Rastija 2, Z.Lončarić 3 SAŽETAK Tri sorte pšenice uzgajane su u poljskim uvjetima Baranje tijekom vegetacije u 1989. i 1990. godini. U nadzemnom dijelu biljaka praćena je dinamika suhe tvari biljaka i koncentracija dušika, fosfora, kalija, kalcija i magnezija u periodu od busanja do žetve. Tijek vegetacije determiniran je sumom aktivne temperature i brojem dana od sjetve. Utvrđene su primjetne razlike u masi suhe tvari i koncentraciji ispitivanih elemenata, između sorata i godina ispitivanja te velik broj značajnih korelacija. Dinamika suhe tvari biljaka pšenice i elementarnog sastava bila je odraz sortnespecifičnosti, pod velikim utjecajem agroekoloških uvjeta. Ključne riječi: ozima pšenica, sortna specifičnost, mineralna ishrana, akumulacija suhe tvari 1 Mr. Tihana Teklić, Poljoprivredni fakultet, Osijek 2 Mr. Manda Rastija, Poljoprivredni fakultet, Osijek 3 Zdenko Lončarić, dipl. ing., Poljoprivredni fakultet, Osijek 340
UVOD Visokoprinosne sorte pšenice odlikuju se specifičnostima morfološkog, fiziološkog i genetskog karaktera. Značaj ispitivanja razlika među sortama povećava se uslijed sve većih zahtijeva za uzgojem visoko efektivnih tzv. "low-input" sorata, koje ne zahtijevaju visoke gnojidbene doze i ne osiromašuju tlo, uz dobru prilagodljivost na klimatske uvjete. Vanjski čimbenici, svojom varijabilnošću i intenzitetom djelovanja, mogu značajno utjecati na rast i razvoj biljaka, te je visina prinosa pšenice određena sortom, agroekološkim uvjetima i primjenjenom agrotehnikom (Vukadinović i sur., 1989.). Podaci o iznošenju mineralnih tvari iz tla i njihovom utjecaju na rast pojedinih organa pšenice dokazuju da je za njihovo stvaranje i funkcioniranje, tijekom vegetacije potrebna dobra opskrbljenost dušikom, fosforom i kalijem (Galović, 1992.). Sadržaj i koncentracija ova tri makroelementa čest su predmet ispitivanja, koja se većinom temelje na njihovom određivanju u pojedinimfazama ontogenetskog razvoja, dok su podaci o kontinuiranom praćenju dinamike hranjivih elemenata manje zastupljeni u literaturi. Stoga, radi boljeg upoznavanja sorata pšenice i fiziološko-biokemijskih procesa u biljci, potrebno je pojedine hranjljive elemente pratiti tijekom vegetacije, uz uvažavanje osobina tla i klimatskih prilika. Prema Cox et al. (1985.), primarni podaci o suhoj tvari i dušiku u različitim stadijima rasta potrebni su za razumijevanje procesa asimilacije i učešća ugljika i dušika, u kontekstu rasta i razvoja biljke. Kako su akumulacija organske tvari i dinamika elementarnog sastava pšenice u uskoj svezi ( Vukadinović i sur., 1990.), istovremeno praćenje suhe tvari i koncentracije dušika, fosfora, kalija, kalcija i magnezija u biljkama može biti pokazatelj efikasnosti iskorišćenja usvojenih hraniva, koje rezultira biološkim prinosom i prinosom zrna. MATERIJAL I METODE RADA Uzorci biljaka pšenice uzimani su od busanja u proljeće do žetve tijekom vegetacije 1988./89. i 1989./90. godine iz sortnih pokusa na Belju, prosječno svakih 14 dana. Ispitivane su tri sorte pšenice: Žitarka (Os), Sana (Zg) i Skopljanka (Sk), koje su praćene na po tri lokaliteta u svakoj godini ispitivanja. 341
U vegetaciji 1988./89. pokusi su se nalazili na lokalitetima Karanac (semiglej), Mirkovac (euglej, dunavski rit) i Topolik (euglej, dravski rit). U 1989./90. lokaliteti su bili Širine (euglej), Brestovac (euglej) i Mirkovac (humoglej). Gnojidba sortnih pokusa planirana je i izvedena na osnovi kemijskih analiza tla, prema sadržaju lakopristupačnog P 2 O 5 i K 2 O (AL-metoda), dok je potreba za dušikom određivana prema Nmin metodi. Količina hraniva datih gnojidbom nije uzeta kao faktor ispitivanja. Uzorci biljaka za analizu uzimani su siječenjem cjelokupne biljne mase unutar kvadrata 0.75x0.75 m, sušeni su do konstantne mase i vaganjem je određena masa suhe tvari biljaka, koja je preračunata na hektar (biološki prinos). Suhi uzorci su samljeveni i nakon razaranja organske tvari mokrim postupkom po Falleru određena je koncenttracija dušika (po Kjeldahlu), fosfor spektrofotometrijski plavom metodom, a kalij, kalcij i magnezij pomoću AAS. Podaci dobijeni analizama obrađeni su uobičajenim statističkim metodama pomoću kompjutora. REZULTATI I RASPRAVA Dinamiku suhe tvari biljaka pšenice po sortama i lokalitetima prikazuju tablice 1 i 2 te grafikoni 1 i 2. Tijek vegetacije predstavljen je sumom aktivne temperature, kako bi se predočio klimatski utjecaj godine ispitivanja. Tijekom vegetacije 1988./89. porast organske mase biljaka bio je slabije izražen, jer je u vrijeme najintenzivnije akumulacije suhe tvari između vlatanja i cvatnje (Karlen and Whitney, 1980.) nastupilo zahlađenje, a prije toga je nedostatak zimskih oborina utjecao na slabiji rani porast pšenice. U intervalu od vlatanja do cvatnje (10. IV.- 23. V.), utvrđene su najveće razlike u masi suhe tvari biljaka, pa je Skopljanka bila najbujnija, a Sana je imala najmanju masu u prosjeku za sve lokalitete. Kod 1300 C aktivne temperature (oko 1. VI.) sve tri sorte su bile izjednačene u masi suhe tvari, nakon čega u povoljnim uvjetima za nalijevanje zrna,također dolaze do izražaja osobine sorata, a to je u prvom redu efikasnost i intenzitet translokacije asimilata iz vegetacijskih organa u zrno, tzv. sustav "source-sink" koji značajno određuje konačan prirod zrna (Stoy, 1977.). U 1989./90. bilo je brže nakupljanje sume aktivnih temperatura, rani početak proljeća i nagli razvoj biljne mase od vlatanja (oko 20. III., oko 800 C) do početka nalijevanja zrna (20.-25. V., oko 1700 C). Sana je u ovoj godini u prosjeku sporije akumulirala suhu tvar, što je nadoknadila u 342
kasnijim fazama rasta i razvoja. Period u kojem sortna specifičnost pšenice glede nakupljanja organske mase najviše dolazi do izražaja u obje godine ispitivanja je od početka vlatanja do cvatnje, dakle period intenzivnog porasta, što je u skladu sa rezultatima Waldren and Flowerday (1979.). Koncentracije dušika, fosfora, kalija, kalcija i magnezija u obje godine ispitivanja date su u tablici 3. Podaci predstavljaju prosjeke sa svih lokaliteta u jednoj godini. Dušik, fosfor i kalij tijekom vegetacije varirali su slično kod svih sorata, pri čemu je godina ispitivanja, odnosno klimatske prilike tijekom vegetacije su u velikoj mjeri utjecale na efikasnost ostvarivanja genetskog potencijala rodnosti pa i na dinamiku hranjljivih elemenata u biljci. Koncentracija kalcija i magnezija tijekom vegetacije nije značajnije varirala, dok je za dušik i fosfor te za kalij u kasnijim fazama utvrđen efekt "razblaženja", tj. pada koncentracije uslijed naglog porasta organske mase biljaka. Tablica 1. Masa suhe tvari biljaka (t/ha) posortama i lokalitetima tijekom vegetacije u 1989. godini Table 1. Dry matter amount (t/ha) through the vegetation in 1989 ------------------------------------------------------------------- Datum analize (Date) Sorta Lokalitet 13.03. 28.03. 10.04. 25.04. 9.05. 23.05. 8.06. Variety Locality ------------------------------------------------------------------- Ž Karanac 0.508 1.204 3.349 4.770 7.404 10.274 15.885 I Topolik 0.350 1.347 3.379 5.256 7.147 8.964 13.574 T Mirkovac 0.526 1.538 2.169 4.083 7.800 8.714 16.087 S Karanac 0.432 1.148 3.266 4.829 6.705 8.868 15.052 A Topolik 0.297 1.004 2.790 4.103 5.849 7.650 14.977 N Mirkovac 0.356 0.743 2.864 4.448 7.084 8.344 18.108 S Karanac 0.599 1.021 3.240 6.832 8.344 10.168 14.257 K Topolik 0.281 1.184 3.923 6.463 9.733 8.756 16.417 O Mirkovac 0.352 1.114 2.667 5.759 6.526 8.366 16.492 ------------------------------------------------------------------- Koncentracije dušika, fosfora i kalija prikazane su po sortama i godinama na grafikonima 3-8. Najveća koncentracija dušika i fosfora utvrđena je kod svih sorata na početku busanja, nakon čega se smanjivala, ali je pad koncentracije fosfora bio ravnomjerniji i slabije izražen u odnosu na dušik. Koncentracija kalija povećavala se do vlatanja kada je uslijedilo njeno smanjivanje što je u 1990. godini bilo slabijeizraženo. U istoj godini koncentracija pojedinih elemenata u biljkama je bila ukupno niža, što uz veću sumu aktivne temperature ukazuje na velik utjecaj vremenskih prilika. 343
Tablica 2. Masa suhe tvari biljaka (t/ha) po sortama i lokalitetima tijekom vegetacije u 1990. godini Table 2. Dry matter amount (t/ha) through the vegetation in 1990 ----------------------------------------------------------------------- Datum analize (Date) Sorta Lokalitet 23.2. 8.03. 22.3. 9.04. 25.04. 10.5. 24.5. 12.6. Variety Locality ----------------------------------------------------------------------- Ž Širine 0.62 0.68 1.83 5.88 9.93 10.78 12.82 13.13 I Mirkovac 0.33 0.50 1.67 6.92 10.86 11.41 13.40 14.81 T Brestovac 0.65 0.71 2.12 7.33 8.78 11.53 14.51 18.51 S Širine 0.41 0.69 2.14 5.47 9.30 12.22 15.25 18.72 A Mirkovac 0.30 0.55 1.69 6.09 7.39 9.79 12.50 14.71 N Brestovac 0.27 0.71 1.82 7.17 8.00 10.71 13.82 17.01 S Širine 0.72 1.14 2.96 7.55 11.37 13.63 15.07 13.34 K Mirkovac 0.25 0.54 1.73 4.59 7.57 9.92 12.37 15.36 O Brestovac 0.42 0.48 1.74 6.11 10.02 12.78 15.07 16.37 ----------------------------------------------------------------------- Tablica 3. Koncentracija N, P, K, Ca i Mg u biljkama pšenice tijekom vegetacije po godinama Table 3. The concentration of N, P, K, Ca and Mg in wheat plants through the vegetation Sorta ŽITARKA SANA SKOPLJANKA Variety 1989 N P K Ca Mg N P K Ca Mg N P K Ca Mg 13.03. 4.34 0.60 3.45 0.20 0.35 4.49 0.57 3.72 0.20 0.32 4.58 0.60 3.89 0.22 0.30 28.03. 4.04 0.47 4.18 0.26 0.24 3.99 0.45 4.24 0.24 0.23 4.21 0.46 4.59 0.25 0.21 10.04. 3.22 0.43 4.61 0.26 0.24 3.14 0.44 5.05 0.27 0.24 3.34 0.45 5.53 0.22 0.21 25.04. 2.38 0.37 3.60 0.21 0.22 2.31 1.36 3.85 0.18 0.21 2.31 0.36 3.29 0.19 0.23 09.05. 1.98 0.35 2.71 0.18 0.20 1.87 0.35 2.90 0.15 0.20 1.83 0.32 2.65 0.19 0.20 23.05. 1.39 0.31 1.74 0.12 0.17 1.39 0.30 1.79 0.09 0.16 1.36 0.31 1.65 0.16 0.18 08.06. 1.03 0.31 1.24 0.08 0.16 1.15 0.30 1.43 0.12 0.19 0.94 0.30 1.16 0.09 0.17 1990 N P K Ca Mg N P K Ca Mg N P K Ca Mg 23.02. 3.89 0.47 1.98 0.57 0.20 4.09 0.50 2.19 0.53 0.24 4.10 0.50 2.12 0.52 0.23 08.03. 3.96 0.46 2.05 0.60 0.22 4.16 0.45 2.58 0.55 0.19 4.31 0.51 2.49 0.53 0.18 22.03. 3.74 0.42 2.43 0.56 0.18 3.74 0.39 2.73 0.69 0.18 4.17 0.45 3.18 0.62 0.17 09.04. 3.98 0.42 2.74 0.63 0.21 3.85 0.43 3.12 0.60 0.22 3.93 0.45 3.49 0.64 0.17 25.04. 2.93 0.45 2.61 0.64 0.18 2.95 0.45 2.61 0.63 0.22 3.14 0.48 2.90 0.67 0.19 10.05. 2.36 0.36 1.99 0.51 0.16 2.46 0.35 2.02 0.38 0.16 2.86 0.38 2.24 0.63 0.19 24.05. 2.28 0.31 1.39 0.43 0.18 2.09 0.27 1.47 0.41 0.18 2.53 0.31 1.56 0.56 0.20 12.06. 1.35 0.21 0.88 0.30 0.15 1.06 0.23 0.94 0.25 0.13 1.24 0.24 0.92 0.29 0.15 344
Povezanost koncentracije ispitivanih elemenata s tijekom vegetacije (broj dana od sjetve) i klimatskim prilikama (suma aktivnetemperature) utvrđena je multiplom regresijskom i korelacijskom analizom. Podaci su obrađeni u prosjeku za sve sorte i lokalitete, po godinama i sumarno za obje godine. U vegetaciji 1988./89. ukupna signifikantnost regresije između biološkog prinosa i koncentracija ispitivanih elemenata te broja dana od sjetve i sume aktivne temperature bila je visoka (F = 155.399**) uz vrlo značajan koeficijent determinacije (R 2 = 0.952**). Značajan parcijalni utjecaj na masu suhe tvari pšenice imali su broj dana od sjetve (t = 2.783**) i suma aktivne temperature (t = 6.216**), što je logično obzirom na temperaturni režim tijekom vegetacije koji je utjecao na slabiji porast biljaka. U 1989./90. ukupna signifikantnost regresije iznosila je prema F-testu 212.628**, uz R 2 =0.959**. Značajan parcijalni utjecaj utvrđen je za broj dana od sjetve (t = 3.411**) te za koncentraciju fosfora (t = 1.984**). Obzirom na brži porast i uvažavajući razlike u sumi aktivne temperature u odnosu na prethodnu godinu, može se zaključiti da su rane faze porasta bile skraćene, a upravo za taj period vegetacije karakteristično je najintenzivnije usvajanje fosfora (Roemer and Schilling, 1985.). Tablica 4. Korelacije između koncentracije ispitivanih elemenata tijekom vegetacije, broja dana od sjetve, sume aktivne temperature i biološkog prinosa (dvogodišnji podaci) Table 4. The correlations among the concentration of tested elements through vegetation, days after sowing, active temperature sum and biologycal yield (2-years data) ------------------------------------------------------------------------ 2 3 4 5 6 7 8 ------------------------------------------------------------------------ 1-0.914** -0.764** -0.465** -0.483** -0.418** 0.798** 0.899** 2 0.819** 0.563** 0.507** 0.497** -0.741** -0.819** 3 0.502** 0.298** 0.579** -0.739** -0.715** 4-0.059 0.357** -0.730** -0.654** 5 0.058-0.002-0.184* 6-0.550** -0.464** 7 0.932** ------------------------------------------------------------------------ (1=broj dana od sjetve, 2=N%, 3=P%, 4=K%, 5=Ca%, 6=Mg%, 7=suma aktivne temperature, 8=biološki prirod (t/ha)) (1=days after sowing, 2=N%, 3=P%, 4=K%, 5=Ca%, 6=Mg%, 7=active temperature sum, biologycal yield (t/ha)) 345
Obradom dvogodišnjih podataka utvrđen jevelik broj značajnih korelacijskih veza između ispitivanih parametara (tablica 4.). Ukupna signifikantnost regresije je bila također visoka (F = 309.047**, R 2 = 0.945**), a od parcijalnih koeficijenata regresije ističu se broj dana od sjetve (t = 6.966**), koncentracija fosfora (t = 2.934**) i suma aktivne temperature (t = 6.78**). Statistička značajnost korelacija između koncentracija ispitivanih elemenata, mase suhe tvari biljaka i sume aktivne temperature tijekom vegetacije, kao i smjer korelacijskih veza potvrđuju važnost međusobnih odnosa ispitivanih parametara, a u skladu su s rezultatima Vukadinović i sur. (1989.) i dr.. Obzirom da su u 1990. godini ostvareni veći prirodi zrna (neobjavljeni podaci), uz nižu koncentraciju kalija i višu koncentraciju dušika u biljkama, može se reći da je to rezultat efikasnijeg iskorištenja hraniva uvjetovanog povoljnijim temperaturnim režimom u vegetaciji. ZAKLJUČAK Dvogodišnje ispitivanje dinamike suhe tvari, te koncentracije dušika, fosfora, kalija, kalcija i magnezija u nadzemnom dijelu tri sorte pšenice upućuje na slijedeće zaključke: 1. Praćenjem dinamike suhe tvari u biljkama od busanja do žetve, utvrđen je značajan utjecaj klimatskog režima tijekom vegetacije koji je uvjetovao brzinu tvorbe organske mase i porasta usjeva. Sortne razlike bile su manje izražene osim perioda od početka vlatanja do cvatnje, kada je porast organske mase bio najintenzivniji. 2. Sortna specifičnost akumulacije ispitivanih elemenata bila je rezultat reakcije sorata na temperaturni režim u vegetaciji, te ostale agroekološke uvjete. 3. Koncentracija dušika i fosfora bila je u prosjeku najveća na početku busanja, a zatim se smanjivala s porastom organske mase biljaka, ovisno o godini ispitivanja i sorti. 4. Koncentracija kalija u biljkama povećavala se do vlatanja nakon čega je opadala, što je bilo slabije izraženo u 1990. godini, kada je koncentracija pojedinih elemenata bila ukupno manja, uz veću sumu aktivne temperature. 5. Koncentracija kalcija i magnezija tijekom vegetacije se nije značajnije mijenjala. 346
6. Utvrđen je velik broj statistički značajnih korelacijskih veza između koncentracija elemenata, suhe tvari biljaka, sume aktivne temperature i broja dana od sjetve. U pravilu su te korelacije bile pozitivnog smjera u međusobnim odnosima elemenata, a negativnog između koncentracije elemenata i mase suhe tvari, sume aktivne temperature i broja dana od sjetve. LITERATURA 1. Cox, M. C., Qualset, C. O. and Rains, D. W. (1985): Genetic Variation for Nitrogen Assimilation and Translocation in Wheat. I. Dry Matter and Nitrogen Accumulation. Crop Science, Vol. 25, 430-435. 2. Galović, S. (1992): Mogućnost racionalizacije u gnojidbi ozime pšenice na eutričnom kambisolu istočne Slavonije. Doktorska disertacija, Poljoprivredni fakultet, Osijek. 3. Karlen, D. L. and Whitney, D. A. (1980): Dry Matter Accumulation, Mineral Concentrations and Nutrient Distribution in Winter Wheat. Agronomy Journal, Vol. 70, 227-231. 4. Roemer, W. and Schilling, G. (1986): Phosphorus requirements of the wheat plant in various stages of its life cycle. Plant and Soil, 91, 221-229. 5. Stoy, V. (1977): Trockensubstanzproduktion und Assimilateinlagerung in das Getreidekorn. Zeitschrift für Pflanzenernährung und Bodenkunde, Vol. 140, No. 1, 35-51. 6. Vukadinović, V., Koce, Š., Muminović Olga i Teklić Tihana (1989): Analiza utjacaja sortne osobenosti i tipa tla na komponente uroda i elementarni sastav pšenice u 1988. na "Belju". Poljoprivredne aktualnosti, 3-4, 375-390. 7. Vukadinović, V., Koce, Š. i Teklić Tihana (1990): Interakcija sorte i tipa tla kod usvajanja N, P, K, Ca i Mg tokom vegetacije pšenice. Savremena poljoprivreda, Vol. 38, 3-4, 383-388. 8. Waldren, R. P. and Flowerday, A. D. (1979): Growth Stages and Distribution of Dry Matter, N, P and K in Winter Wheat. Agronomy Journal, Vol. 71, 391-397. 347
SUMMARY DRY MATTER DYNAMIC AND ELEMENTAL CONSTITUTION OF WINTER WHEAT INFLUENCED BY VARIETY, LOCALITY AND YEAR Tihana Teklić, Manda Rastija, Z. Lončarić Three wheat cultivars were grown under field conditions in Baranya province during growing season of 1989 and 1990. The shoots were analysed for the determination of dry matter dynamic and concentration of nitrogen, phosphorus, potassium, calcium and magnesium, between tillering stage and harvest. The vegetation flow is determined through active temperature sum and number of days after sowing. Significant differences were established between cultivars and years of investigation and a lot of correlations. Dry matter dinamyc and the concentration of examined elements were the reflex of cultivar specifity, under great influence of agroecological conditions. Key words: winter wheat, varietal specifity, mineral nutrition, dry matter accumulation 348
349
350