Photosynthetic activity and efficiency of gas exchange of the upper leaves in field-grown cultivars of winter wheat under varied nitrogen nutrition

• Autorzy: Gorny A.G. , Garczynski S. , Banaszak Z. , Lugowska B. , Grzesiak S. , Bandurska H. , Komosa A.

Warianty tytułu

PL

Aktywność fotosyntetyczna i efektywność wymiany gazowej górnych liści u odmian pszenicy ozimej uprawianych w polu przy zróżnicowanym nawożeniu azotem

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The genotype- and nitrogen-dependent variation in the photosynthetic activity and efficiency of gas exchange of the flag and penultimate leaves was evaluated among old and modern cultivars of winter wheat representative for the Polish breeding collection. The cultivars were grown in three locations under varied N fertilisation rates (110, 90 and 80 kg N-ha-¹ and their yield potential and photosynthetic parameters of the uppermost leaves were determined. Although considerable genotypie differences were found for the photosynthetic characters studied, broad-sense heritabilities were relatively low ranging from 0.26-0.33 for the transpiration rate and stomatal conductance to 0.56-0.60 for the photosynthesis rate and gas exchange efficiency. The modern cultivars tended to form more photosynthetically active and stay-green durable leaves than the older ones. However, the examined cultivars did interact with N nutrition levels and the cultivar-by-nutrition interaction effects significantly affected the variance in grain yield and leaf photosynthesis. Principal component analysis revealed marked genotypie differences in the dependency of the leaf photosynthetic function upon the N supply.

PL

Analizowano wpływ genotypu i poziomu nawożenia azotowego na zmienność w aktywności fotosyntetycznej i efektywności wymiany gazowej liści flagowych i podflagowych u starszych i nowoczesnych odmian pszenicy ozimej reprezentatywnych dla krajowych kolekcji hodowlanych. Odmiany te uprawiano w trzech miejscowościach przy zmiennym poziomie nawożenia azotowego (110, 90 i80 kg N-ha-¹). Oceniono potencjał plonu oraz parametry fotosyntetyczne górnych liści. Stwierdzono istotne różnice genetyczne w cechach fotosyntetycznych liści, ale odziedziczalność cech (w szerokim sensie) była stosunkowo niska i wahała się w przedziale 0,26-0,33 dla intensywności transpiracji i przewodnictwa szparkowego do 0,56-0,60 dla intensywności fotosyntezy i efektywności wymiany gazowej. Odmiany nowoczesne zwykle wykształcały liście dłużej zieleniejące się i aktywniejsze fotosyntetycznie od liści odmian starszych. Badane odmiany współdziałały z poziomem nawożenia azotowego, a efekty interakcji odmiana-nawożenie istotnie wpływały na wariancję plonu i fotosyntezy liści. Analiza głównych składowych wariancji wskazała na wyraźne różnice genotypowe w poziomie zależności przebiegu fotosyntezy liści od zaopatrzenia w azot.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych
• Rocznik: 2004
• Tom: 496
• Numer: 1
• Opis fizyczny: p.61-72,fig.,ref.

Twórcy

autor

Gorny A.G.

• Institute of Plant Genetics, Polish Academy of Sciences, Strzeszynska 34, 60-479 Poznan, Poland

autor

Garczynski S.

• Institute of Plant Genetics, Polish Academy of Sciences, Strzeszynska 34, 60-479 Poznan, Poland

autor

Banaszak Z.

• DANKO Plant Breeding Ltd., Choryn, Poland

autor

Lugowska B.

• DANKO Plant Breeding Ltd., Choryn, Poland

autor

Grzesiak S.

• Institute of Plant Physiology, Polish Academy of Sciences, Krakow, Poland

autor

Bandurska H.

• Department of Plant Physiology, Agricultural University, Poznan, Poland

autor

Komosa A.

• Department of Plant Nutrition, Agricultural University, Poznan, Poland

Bibliografia

• Austin R.B. 1989. Genetic variation in photosynthesis. J. Agric. Sci. 112: 287-294.
• Austin R.B., Morgan C.L., Ford M.A. 1986. Dry matter yields and photosynthetic rates of diploid and hexaploid Triticum species. Ann. Bot. 57: 847-857.
• Carver В., Johnson R.C., Lane Rayburn A. 1989. Genetic analysis of photosynthetic variation in hexaploid and tetraploid wheat and their interspecific hybrids. Photos. Res. 20: 105-118.
• Del Blanco I.A., Rajaram S., Kronstad W.E., Reynolds M.R 2000. Physiological performance of synthetic hexaploid wheat-derived populations. Crop Sci. 31: 1282-1288.
• Evans J.R. 1989. Photosynthesis and nitrogen relationships in leaves of C3 plants. Oecologia 78: 9-19.
• Evans L.T., Dunstone R.L. 1970. Some physiological aspects of evolution in wheat. Austr. J. Biol. Sci. 23: 725-741.
• Fotyma E. 1996. Zastosowanie metody Nmin do oceny środowiskowych skutków nawożenia azotem. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 440: 89-100.
• Fotyma E. 2000. Wykorzystanie glebowych i roślinnych testów do określania potrzeb nawożenia azotem w warunkach zrównoważonego rolnictwa. Pam. Puławski 120/I: 81-89.
• Górny A.G. 2001. Photosynthetic activity of flag leaves in diallel crosses of spring barley under varied nutrition and soil moisture. Cereal Res. Commun. 29/1-2: 159-166.
• Górny A.G., Garczyński S. 2002. Genotypie and nutrition-dependent variation in water use efficiency and photosynthetic activity of leaves in winter wheat. J. Appl. Genet. 43(2): 145-160.
• Haberle J. 1993. Porovndni kořenového systemu, přijmu živin a vody u staré a současnć odrůdy ozimé pšenice při různém hnojeni dusikem. Rostl. Výroba 39/9: 851-863.
• Justes E., Mary В., Meynard J.M., Machet J.M., Thellier-Huche L. 1994. Determination of a critical nitrogen dilution curve for winter wheat crops. Ann. Bot. 74: 397-407.
• Karrou M., Maranville J.W. 1993. Carbon dioxide assimilation efficiency of four spring wheat cultivars grown under low and high nitrogen. J. Plant Nutr. 16(10): 1943-1956.
• Lawlor D.W. 2002. Carbon and nitrogen assimilation in relation to yield: mechanisms are the key to understanding production systems. J. Exp. Bot. 53: 773-787.
• Lemaire G., Gastal F. 1997. N uptake and distribution in plant conopies, in: Diagnosis on the nitrogen status in crops. Lemaire G. (ed.), Springer-Verlag, Heidelberg: 3-43.
• Paul M.,J., Foyer C.H. 2001. Sink regulation of photosynthesis. J. Exp. Bot. 52/360: 1383-1400.
• Sattelmacher В., Horst W.,J., Becker H.C. 1994. Factors that contribute to genetic variation for nutrient efficiency of crop plants. Z. Pflanzenernähr. Bodenk. 157: 215-224.
• Simón M.R. 1994. Gene action and heritability for photosynthetic activity in two wheat crosses. Euphytica 76: 235-238.
• Starck Z. 1995. Response of plants to unfavourable environmental conditions in aspect of source-sink relationships (in Polish). Post. Nauk Rol. 3/95: 19-35.
• Van den Boogaard R. 1995. Variation among wheat cultivars in efficiency of water use and growth parameters. Thesis, Utrecht University: 155 pp.
• Wojcieska U. 1994. The physiological role of nitrogen in yield formation. II. Nitrogen nutrition and photosynthesis, photorespiration and dark respiration (in Polish). Post. Nauk Rol. 1/94: 127-143.