Gas exchange intensity of spring wheat and undersown persian clover under conditions of diversified density of plants

• Autorzy: Wanic M. , Mysliwiec M. , Jastrzebska M. , Kostrzewska M.K. , Orzech K.

Warianty tytułu

PL

Intensywność wymiany gazowej pszenicy jarej i wsiewki koniczyny perskiej w warunkach zróżnicowanego zagęszczenia roślin

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The influence of competitive interactions between spring wheat and the undersown Persian clover, as well as the diversified density of plants, on the stomatal conductance and intensity of the processes of photosynthesis and transpiration in both species was evaluated during a pot experiment conducted between 2010 and 2012. The spring wheat and Persian clover cultivation methods – puresowing, cultivation in a mixture of the species and the density of plants – higher (consistent with recommendations of agricultural technology) and lower (decreased by 20% of the recommendeddensity) were the factors of the experiment. The gas exchange processes were analysed during 5 periods determined by the spring wheat development rhythm (leaf development, tillering, stemelongation, inflorescence emergence, ripeninig). Based on the quotient of the photosynthesis intensity and transpiration intensity, the water use efficiency (WUE) index was computed. It was shown that wheat cultivated with the undersown Persian clover was characterised by lower stomatal conductance, CO2 assimilation and transpiration. Water use efficiency in the process of photosyn-thesis did not change under the influence of the sowing method almost throughout most of the experimental period. In the mixture, the Persian clover photosynthesis intensity was lower than inthe pure sowing during the stages of the cereal tillering and ripening. In this sowing method, thelower stomatal conductance, transpiration and water use efficiency were recorded during the generative development of the cereal

PL

W doświadczeniu wazonowym, zrealizowanym w latach 2010–2012, oceniano wpływ oddziaływań konkurencyjnych między pszenicą jarą i wsiewką koniczyny perskiej oraz zróżnicowanego zagęszczenia roślin na przewodność szparkową oraz intensywność procesów fotosyntezy i transpiracji u obu gatunków. Czynnikami doświadczenia były: sposób uprawy pszenicy jarej i koniczyny perskiej –siew czysty, uprawa we wzajemnej mieszance; zagęszczenie roślin: większe (zgodne z zaleceniami agrotechniki), mniejsze (zmniejszone w stosunku do poprzedniego o 20%). Procesy wymiany gazowejanalizowano w pięciu okresach wyznaczonych przez rytm rozwojowy pszenicy jarej (wschody,krzewienie, strzelanie w źdźbło, kłoszenie, dojrzałość). Na podstawie ilorazu intensywności fotosyn-tezy i transpiracji obliczono współczynnik wykorzystania wody (WUE). Wykazano, że pszenica uprawiana z wsiewką koniczyny odznaczała się mniejszą przewodnością szparkową, asymilacją CO2 oraz transpiracją. Efektywność wykorzystania wody w procesie fotosyntezy prawie w całym badanym okresie nie zmieniała się pod wpływem sposobu siewu. W mieszance intensywność fotosyntezy koniczyny perskiej była mniejsza niż w siewie czystym w fazie krzewienia i dojrzałości zboża. W tym sposobie siewu mniejszą przewodność szparkową, transpirację oraz efektywność wykorzystania wody odnotowano w okresie rozwoju generatywnego zboża

• Wydawca: -
• Czasopismo: Polish Journal of Natural Sciences
• Rocznik: 2016
• Tom: 31
• Numer: 4
• Opis fizyczny: p.491-509,ref.

Twórcy

autor

Wanic M.

• Chair of Agroecosystems, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, pl.Lodzki 3, 10-718 Olsztyn, Poland

autor

Mysliwiec M.

• Chair of Agroecosystems, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Olsztyn, Poland

autor

Jastrzebska M.

• Chair of Agroecosystems, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Olsztyn, Poland

autor

Kostrzewska M.K.

• Chair of Agroecosystems, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Olsztyn, Poland

autor

Orzech K.

• Chair of Agroecosystems, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, Olsztyn, Poland

Bibliografia

• BLACKSHAW E.E. 2005.Nitrogen fertilizer, manure, and compost effects on weed growth and competition with spring wheat. Agron. J., 97: 1612–1621.
• BLAIKE S.J., MARTIN F.M., MASON W.K., CONNOR D.J. 1988. Effects of soil water supply and temperature on the photosynthesis of white clover and paspalum in irrigated pastures. Aust. J. Exp. Agr., 28(3):321–326.
• BRESTIC M., OLSOVSKA K. 2001. Photosynthetive responses of barley to harmful environment and efficiency of light conversion. Acta Fytotech. Zoot., 4: 121–122.
• CLRDOBA J., MOLINA-CANO J.L., PEREZ P., MORCUENDE R., MORALEJO M., SAVÉR., MARTÍNEZ-CARRASCO R.2015.Photosynthesis-dependent/independent control of stomatal responses to CO2 in mutant barley with surplus electron transport capacity and reduced SLAH3 anion channel transcript.Plant Sci.,239: 15–25.
• EVERS J.B., VOS J., YIN X., ROMERO P.,VAN DERPUTTEN P.E.L., STRUIK P.C. 2010.Simulation of wheat growth and development based on organ-level photosynthesis and assimilate allocation.J. Exp.Bot., 61(8): 2203–2216.
• FARQUHAR G.D., WONG S.C., EVANS J.R., HUBICK K.T. 1989.Photosynthesis and gas exchange. In:Plants under stress. Biochemistry, physiology and ecology and their application to plant improvement.Eds. H.G. Jones, T.J. Flowers, M.B. Jones. Cambridge University Press. Cambridge,pp. 47–69.
• GALON L., CONCENÇO G., FERREIRA E.A., ASPIAZÚ I., DASILVA A.F., GIACOBBO C.L., ANDRES A. 2013.Influence of biotic and abiotic stress factors on physiological traits of sugarcane varieties. In:Photosynthesis. Ed. Z. Dubinsky, Intech, from: http://dxdoi.org/10.5772/5525, pp. 185–207,access: 2.05.2016.
• GAUDIN A.C.M, WESTRA S, LOUCKS C.E.S, JANOVICEK K, MARTIN R.C, DEEN W. 2013. Improvingresilience of northern field crop systems using inter-seeded red clover: a review.Agronomy,3: 148–180.
• HAFID R.E., SMITH D.H., KARROU M., SAMIR K. 1997.Physiological attributes associated with early-season drought resistance in spring durum wheat cultivars. Can. J. Plant Sci., 78(2): 227–237.
• HARKOT W., LIPIŃSKA H. 1995.Wpływ wydzielin korzeni niektórych gatunków traw na kiełkowanie ich nasion. Mat. konf. Teoretyczne i praktyczne aspekty allelopatii. IUNG Puławy, 11–12 10.1995,pp. 147–153.
• HIKOSAKA K., NIELS P., ANTEN R. 2012. An evolutionary game of leaf dynamics and its consequences for canopy structure.Functional Ecology, 26(5): 1024–1032.
• HOLLAND J.M. 2004.The environmental consequences of asopting conservation tillage in Europe:reviewing the evidence.Agric. Ecosyst. Environ., 103(1): 1–25.
• JASKULSKA I, GAŁĘZEWSKI L. 2009. Aktualna rola międzyplonów w produkcji roślinnej i środowisku. Fragm. Agron., 26(3): 48–57.
• JASTRZĘBSKA M., KOSTRZEWSKA M.K., WANIC M., TREDER K. 2015.The effect of water deficit and interspecific competition on selected physiological parameters of spring barley and Italian ryegrass.Bulgarian J. Agricult. Sci., 21(1): 78–88.
• KÄNKÄNEN H, ERIKSSON C. 2007.Effects of undersown crops on soil mineral N and grain yield of springbarley.Europ. J. Agronomy, 27: 25–34.
• LUCERO D.W., GRIEU P., GRUCKERT A. 2000.Water deficyt and plant competition effects on growth andwater-use efficiency of white clover (Trifolium repens L.) and ryegrass (Lolium perenne L.). Plantand Soil, 227: 1–15.
• LÜSCHER A., STA ̈HELI B., BRAUN R., NÖSBERGER J. 2001.Leaf area, competition with grass, and clovercultivar: Key factors to successful overwintering and fast regrowth of white clover (Trifoliumrepens L.) in spring.Ann. Botany, 88 (Special issue): 725–735.
• MICHALSKA M., WANIC M., JASTRZĘBSKA M. 2008. Konkurencja pomiędzy jęczmieniem jarym a grochem siewnym w zróżnicowanych warunkach glebowych. Cz. II.Intensywność oddziaływań konkurencyjnych.Acta Sci. Pol. Agricultura, 2: 87–99.
• MYŚLIWIEC M., WANIC M., MICHALSKA M. 2014. Response of spring wheat to the growth with undersown of Persian clover under controlled conditions. Acta Sci Pol. Agricultura, 13(3): 29–44.
• NIELS P., ANTEN R., HIROSE T. 2001.Limitations on photosynthesis of competing individuals in standsand the consequences for canopy structure. Oecologia, 129: 186–196.
• OLSZEWSKA M. 2008. Gas exchange parameters in Festulolium braunii (K. Richt.) A Camus grown inmixtures with legumes depending on multiple nitrogen rates. Pol. J. Natur. Sc., 23(1): 48–72.
• PAINTER B.H., JUSKIW P.E., HELM J.H. 2001. Phenological development in two-row spring barley whengrown in along-day (Alberta, Canada) and shot-day (Western Australia, Australia) environment.Eur. J. Agron., 15(2): 107–118.
• PICARD D., GHILOUFI M., SAULAS P., DETOURONNET S. 2010. Does undersowing winter wheat with a cover crop increase competition for resources and is it compatibile with high yield?Field Crops Res., 115: 9–18.
• PŁAZA A., GĄSIOROWSKA B., MAKAREWICZ A., KRÓLIKOWSKA M. 2013.Plonowanie ziemniaka nawożonego wsiewkami międzyplonowymi w integrowanym i ekologicznym systemie produkcji. Biul. IHAR,267: 71–78.
• RABHI M., CASTAGNA A., REMORINI D., SCATTINO C., SMAOUI A., RANIERI A., ABDELLY C. 2012. Photosyn-thetic responses to salinity in two obligate halophytes: Sesuvium portulacastrum and Tecticorniaindica.South African Journal of Botany, 79: 39–47.
• RAIMBAULT B.A, VYN T.J. 1991.Crop rotation and tillage effects on corn growth and soil structuralstability. Agron. J., 83: 979–985.
• SEMERE T., FROUD-WILLIAMS R.J. 2001.The effect of pea cultivar and water stress on root and shootcompetition between vegetative plants of maize and pea. J. Appl. Ecol., 38: 137–145.
• SHEAFFER C.C, GUNSOLUS J.L, JEWETT J.G, LEE S.H. 2002. Annual Medicago as a smother crop in soybean.J. Agron. Crop. Sci., 188(6), 408–416.
• SOBKOWICZ P., PODGÓRSKA-LESIAK M. 2009.Ocena oddziaływania jęczmienia uprawianego w mieszance z pszenżytem lub grochem w zależności od dawki nawożenia azotem.Fragm. Agron., 26(1):115–126.
• SOBKOWICZ P. 2003.Konkurencja międzygatunkowa w jarych mieszankach zbożowych.Zesz. Nauk. AR Wrocław. Rozprawy, CXCIV: 5–105.
• SWARTHOUT D., HARPER E., JUDD S., GONTHIER D., SHYNE R., STOWE T., BULTMAN T. 2009. Measuresof leaf-level water-use efficiency in drought stressed endophyte infected and non-infected tall fescuegrasses. Environ. Exp. Bot., 66(1): 88–93.
• THORSTED M.D. OLESEN J.E., WEINER J. 2006. Width of clover strips and wheat rows influence grainyield in winter wheat/white clover intercropping. Field Crop Res., 95: 280–290.
• TREDER K., WANIC M., NOWICKI J. 2008.The intensity of competitive interactions between spring wheat(Triticum aestivum L. Emend. Fiori et. Paol) and spring barley (Hordeum vulgare L.) underdifferent fertilization conditions. Acta Agrob., 61(2): 195– 203.
• TREDER K., JASTRZĘBSKA M., KOSTRZEWSKA M.K., MAKOWSKI P., WANIC M. 2016. Effect of competitiveinteractions and water stress on the morphological characteristics red clover (Trifolium pratense L.) cultivated with spring barley (Hordeum vulgare L.).Acta Sci. Pol. Agricultura, 15(1): 83–94.
• UNGER P.W, VIGIL M. F. 1998.Cover crop effects on soil water relationships. J. Soil Water Conserv.,53(3): 200–207.
• VARONE L., RIBAS-CARBO M., CARDONA C., GALLÉ A., MEDRANO H., GRATANI L., FLEXAS J. 2012.Stomataland non-stomatal limitations to photosynthesis in seedlings and saplings of Mediterranean specie spre-conditioned and aged in nurseries. Different response to water stress. Environmental and Experimental Botany, 75: 235–247.
• WANIC M., JASTRZĘBSKA M., KOSTRZEWSKA M.K., TREDER K. 2013.Competition between spring barley (Hordeum vulgare L.) and Italian ryegrass (Lolium multuflorum LAM.) under different water supply conditions.Acta Agrob., 6(3): 73–80.
• WANIC M., MYŚLIWIEC M. 2014.Changes in spring wheat (Triticum aestivumssp.vulgareL.) and Persian clover (Trifolium resupinatumL.) biomass under the influence of plant competition anddensity. Acta Agrob., 67(4): 125–134.
• WANIC M., MYŚLIWIEC M., JASTRZĘBSKA M., MICHALSKA M. 2016a. Interactions between spring wheat(Triticum aestivum ssp. vulgare L.) and undersown Persian clover (Trifolium resupinatum L.) depending on development stage and plant density. Acta Agrob., 69(1): 1655.
• WANIC M., MYŚLIWIEC M., ORZECH K., MICHALSKA M. 2016b. Nitrogen content and uptake by springwheat and undersown Persian clover depending on plant density.J. Elem., 21(1): 231–246.
• XING D., WU Y.Y. 2012.Photosynthetic response of three climber plant species to osmotic stress induced by polyethylene glycol (PEG) 6000. Acta Physiol. Plant., 34(5): 1659–1668.
• YAN F., SUN Y., SONG F., LIU F. 2012. Differential responses of stomatal morphology to partialroot-zone drying and deficit irrigation in potato leaves under varied nitrogen rates. Scientia Horticulturae, 145: 76–83.YINC.,
• PANG X., CHEN K. 2009.The effects of water, nutrient availability and their interaction on the growth, morphology and physiology of two poplar species. Environ. Exp. Bot., 67(1): 196–203.
• ZAJĄC T. 2007. Porównanie wybranych cech morfologicznych i produkcyjności gatunków lucerny w zależności od doboru roślin ochronnych. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 516: 291–301.
• ZHOU L., PENG Y. 2012. Photosynthetic characteristics and variation of osmoregulatory solutes in two white clover (Trifolium repens L.) genotypes in response to drought and post-drought recovery. AJCS, 6(12): 1696–1702.
• ŻUK-GOŁASZEWSKA K. 2008. Produkcyjność i produktywność jęczmienia jarego (Hordeum vulgare L.) uprawianego w różnych warunkach agrotechniki. UWM Olsztyn, Rozprawy i monografie,136: 7–110.