A mineral profile of winter oilseed rape in critical stages of growth - nitrogen

• Autorzy: Szczepaniak W.

Warianty tytułu

PL

Profil mineralny rzepaku ozimego w krytycznych fazach rozwoju - azot

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Rzepak ozimy jest kluczową rośliną oleistą w umiarkowanych pod względem klimatu regionach świata. Plon nasion w największym stopniu zależy od gospodarki azotem w okresie wegetacji. Ocenę gospodarki azotem w łanie rzepaku przeprowadzono w latach 2008-2010. Hipotezę badawczą weryfikowano w 1-czynnikowym doświadczeniu, obejmującym 6 kombinacji: kontrola absolutna (AC), NP, NPK, NPK – 1/3 całkowitej planowej dawki MgS wiosną (NPKMgS1), NPK + 1,0 dawka MgS jesienią (NPKMgS2), NPK + MgS – 2/3 dawki jesienią i 1/3 – wiosną (NPKMgS3). Próbki roślin pobierano w 3 stadiach: i) rozety (BBCH 30), ii) początku kwitnienia (BBCH 61), iii) dojrzałości fizjologicznej (BBCH 89). Pobrane próbki roślin dzielono, zależnie od fazy rozwoju rzepaku, na główne części, jak liście, łodygi, słoma + plewy, nasiona. Plon biomasy, koncentrację i akumulację azotu oznaczano w każdej części rośliny. Wykazano funkcjonowanie dwóch strategii akumulacji biomasy i azotu przez łan rzepaku. W 2008 r., a w mniejszym stopniu w 2010 r., ujawniła się strategia formowania plonu, polegająca na względnie powolnej, lecz ciągłej akumulacji azotu i biomasy w okresie wegetacji. Ta strategia formowania plonu przez rzepak przejawiła się dużą liczbą nasion w łuszczynach pędu głównego. Ten element struktury plony wykazał istotną i dodatnią reakcję na ilość zakumulowanego azotu w liściach na początku kwitnienia rzepaku. W 2009 r. ujawnił się drugi model formowania plonu przez rzepak. Plonotwórcza istota tej strategii przejawiała się bardzo intensywną akumulacją azotu, a tym samym biomasy przez łan rzepaku w okresie przed kwitnieniem. Strategia ta, jak wynika z plonu nasion, nie była tak efektywna jak pierwsza, dominująca w 2008 roku. Główną przyczyną mniejszej efektywności tej strategii była zredukowana liczba nasion w łuszczynach, zwłaszcza pędów bocznych, wynikająca z nadmiaru azotu w liściach na początku kwitnienia. Niezależnie od strategii gospodarki azotem w łanie rzepaku, najważniejszym wskaźnikiem finalnego plonu nasion był potencjał nasion do akumulacji tego składnika. Stwierdzono, że jakikolwiek czynnik wzrostu prowadzący do spadku potencjału ujścia fizjologicznego azotu, jak zbyt mała liczba roślin lub też zakłócona gospodarka azotem w łanie w okresie wegetacji, może być traktowany jako ujemnie kształtujący plon.

EN

Winter oilseed rape is the key oil crop in temperate climate regions of the world. Yield of seeds depends the most on nitrogen management throughout the season. The evaluation of N status in the oil-seed rape canopy was studied in 2008, 2009, and 2010 seasons. The one factorial experiment to verify the formulated hypothesis, consisting of six treatments, was as follows: absolute control (AC), NP, NPK, NPK + MgS - 1/3 rate of total planned rate applied in Spring (NPKMgS1), NPKMgS - 1.0 rate in Autumn (NPKMgMgS2), NPK+MgS - 2/3 in Autumn + 1/3 in Spring (NPKMgS3). Plant samples were taken at three stages: i) full rosette (BBCH 30), ii) the onset of flowering (BBCH 61), iii) maturity (BBCH 89). The total plant sample was partitioning in accordance with the growth stage among main plant organs such as leaves, stems, straw, and seeds. Yield of biomass, nitrogen concentration and content were determined in each part of the plant. The study showed an existence of two strategies of dry matter and nitrogen accumulation by oil-seed rape throughout the season. In 2008, and partly in 2010 revealed the strategy of yield formation relying on relatively slow, but at the same time a permanent increase in nitrogen and biomass accumulation during the season. This strategy resulted in a high seed density in the main branch. The size of this yield component significantly depended on nitrogen content in leaves at the onset of flowering. In 2009 revealed the second strategy of yield formation by oilseed rape. Its attribute was a very high rate of nitrogen accumulation during the vegetative growth, resulting in a huge biomass of leaves at the onset of flowering. This growth pattern, as corroborated by yield of seeds, was not as effective as the first one. The main reason of its lower productivity was the reduced seed density, especially in pods of the secondary branch, resulting from an excessive nitrogen content in leaves at the onset of flowering. Irrespectively on the strategy of nitrogen management by the oilseed rape canopy, the best predictor of the final yield was nitrogen content in seeds. It can be concluded that any growth factor leading to the nitrogen sink decrease, such as reduced plant density and/or disturbed N management throughout the season, can be considered as a factor negatively impacting yield of seeds.

Słowa kluczowe

EN

mineral profile; plant part; winter oilseed rape; oilseed rape; critical stage; growth stage; nitrogen; yield; structural component; seed

• Wydawca: -
• Czasopismo: Journal of Elementology
• Rocznik: 2014
• Tom: 19
• Numer: 3
• Opis fizyczny: p.759-777,fig.,ref.

Twórcy

autor

Szczepaniak W.

• Chair of Agricultural Chemistry and Environmental Biogeochemistry, Poznan University of Life Sciences, Wojska Polskiego 71F street, 60-625 Poznan, Poland

Bibliografia

• Abbasian A., Rad A. 2011. Investigation the response of rapeseed cultivars to moisture regimes in different growth stages. J. Cent. Europ. Agric., 12(2): 353-366.
• Albert B., Le Cahėrec F., Niogret M-F., Faes P., Avice J-Ch., Leport L., Bouchereau A. 2012. Nitrogen availability impacts oilseed rape (Brassica napus L.) plant water status and proline production efficiency under water limited conditions. Planta, 236: 659-676.
• Barłóg P., Grzebisz W. 2005a. Effect of timing and nitrogen fertilizer application on winter oilseed rape (Brassica napus L.). I. Growth dynamics and seed yield. J. Agron. Crop Sci., 190: 305-313.
• Barłóg P., Grzebisz W. 2005b. Effect of timing and nitrogen fertilizer application on winter oilseed rape (Brassica napus L.). I. Nitrogen uptake dynamics and fertilizer efficiency. J. Agron. Crop Sci., 190: 314-323.
• Diepenbrock W. 2000. Yield analysis of winter oilseed rape (Brassica napus L.): a review. Field Crops Res., 67: 35-49.
• FAOSTAT. 2013. Available online; accessed 2013-10-17.
• Grzebisz W., Gaj R., Sassenrath G., Halloran J. 2012. Fertilizer use and wheat yield in Central-Eastern European Countries from 1986-2005 and its implication for developing sustainable fertilizer management practices. Comm. Soil Sci. Plant Anal., 43(18): 2358-2375.
• Grzebisz W., Przygocka-Cyna K., Szczepaniak W., Diatta J., Potarzycki J. 2010a. Magnesium as a nutritional tool of nitrogen management – plant production and environment. J. Elem., 15(4): 771-788.
• Grzebisz W., Łukowiak R., Biber M., Przygocka-Cyna K. 2010b. Effect of multi-micronutrient fertilizers applied to foliage on nutritional status of winter oilseed rape and development of yield forming elements. J. Elem., 15(3): 477-491.
• Grzebisz W. 2013. Crop response to magnesium fertilization as affected by nitrogen supply. Plant Soil, 368: 23-39.
• Grzebisz W., Gransee A., Szczepaniak W., Diatta J.B. 2013. The effects of potassium fertilization on water use-efficiency in crop plants. J. Plant Nutr. Soil Sci., 176: 355-374.
• Habekotte B. 1993. Quantitative analysis of pod formation, seed set and seed filling in winter oilseed rape (Brassica napus L.) under field conditions. Field Crops Res., 35: 21-33.
• Hűhn M. 2001. Effects of non-regular spatial distribution of plants on yield per area: a theoretical approach with applications to winter oil-seed rape (Brassica napus L.). J. Agron. Crop Sci., 187: 241-250.
• Konys L., Wiśniewski P. 1984. Path analysis. Rocz. AR w Poznaniu, 102(20): 37-57. (in Polish) Ludlow M.M., Muchow R.C. 1990. A critical evaluation traits for improving crop yields in water-limited environments. Adv. Agron., 43: 107-153.
• PN-EN ISO 20483:2007. Grain of cereals and seeds of legumes – a nitrogen concentration determination and recalculation on protein concentration. (in Polish)
• Rubio G., Zhu J., Lynch J. 2003. A critical test of the prevailing theories of plant response to nutrient availability. Am. J. Bot., 90(1): 143-152.
• Spychaj-Fabisiak E., Murawska B., Pacholczyk Ł. 2011. Values of quality traits of oilseed rape seeds depending on the fertilization and plant density. J. Elem., 16(1): 115-124.
• Supit I., Van Diepen C.A., De Wit A.J., Kabat P., Barruth B., Ludwig F. 2010. Recent changes in the climatic yield potential of various crops in Europe. Agr. Syst., 103: 683-604.
• Szczepaniak W., Barłóg P., Łukowiak R., Przygocka-Cyna K. 2013. Effect of balanced nitrogen fertilization in four-year crop rotation on plant productivity. J. Cent. Europ. Agric., 14(1): 64-77.
• Wojnowska T., Sienkiewicz S., Wojtas A. 1995. Effect of increasing doses of nitrogen on yield and chemical composition of winter oilseed rape seeds. Rośliny Oleiste, 16(1): 181-187. (in Polish)

Identyfikatory

DOI

10.5601/jelem.2014.19.1.600