Development and production response of edible and forage varieties of pea (Pisum sativum L.) to temporary soil drought under different levels of phosphorus application

• Autorzy: Klimek-Kopyra A. , Skowera B. , Zajac T. , Grygierzec B.

Warianty tytułu

PL

Reakcja rozwojowa i produkcyjna odmian jadalnych i pastewnych grochu (Pisum sativum L.) na okresowy stres suszy w warunkach zróżnicowanego nawożenia fosforem

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The change in weather conditions in Central Europe has led to the need to review current standards for fertilization of pulse crops. Physiologists claim that phosphorus may play a significant role in raising tolerance to a temporary lack of water in the soil. The objective of the 2-year field study (2011-2012) was to assess the effect of phosphorus application on characteristics of the aerial and underground plant parts of different varieties of pea and elements of their yield structure. The study showed that a higher phosphorus application rate led to significant intensification of photosynthesis and thus to more rapid vegetative development in the plants, manifested as a greater number of leaves and greater leaf area. The higher rate of phosphorus application significantly influenced the flowering process of pea during soil drought. The number of flowering nodes increased significantly as phosphorus application increased. The plants fertilized with the higher level of phosphorus produced a greater weight of root nodules with more Rhizobium bacterial colonies. Increased phosphorus fertilization had a significant role during the year of permanent semi-drought, 2012, resulting in a significantly greater number and weight of pods as well as a greater number and weight of seeds per plant, and thus a larger final yield.

PL

Obserwowana zmiana warunków pogodowych w Centralnej Europie przyczynia się do potrzeby zweryfikowania obecnie przyjętych standardów nawożenia roślin strączkowych. Fizjolodzy twierdzą, że fosfor może odgrywać istotną rolę w podnoszeniu tolerancji na okresowy brak wody w glebie. Celem dwuletnich badań polowych (2011-2012) była ocena wpływu nawożenia fosforem na kształtowanie się cech nad- i podziemnej części roślin oraz elementów struktury plonu różnych odmian grochu. W badaniach wykazano, że większa dawka fosforu istotnie wpłynęła na szybszy i intensywniejszy rozwój wegetatywny roślin, przejawiający się większą liczbą liści i ich powierzchnią. Większa dawka fosforu miała istotny wpływ na proces kwitnienia grochu siewnego w fazie suszy. Wraz ze wzrostem nawożenia fosforem istotnie zwiększyła się ilość kwitnących pięter. Rośliny nawożone wyższymi dawkami fosforu wykształcały, większą masę brodawek o większej liczbie kolonii bakterii Rhizobium. Intensyfikacja nawożenia fosforem miała istotne znaczenie w roku permanentnej suszy - 2012. Wyższe dawki fosforu wpływały na istotnie większą liczbę i masą strąków oraz wzrost liczby i masy nasion uzyskanych z poszczególnych roślin, wpływając istotnie na wzrost plonu.

• Wydawca: -
• Czasopismo: Acta Agrobotanica
• Rocznik: 2016
• Tom: 69
• Numer: 2
• Opis fizyczny: Article 1676 [13p.], fig.,ref.

Twórcy

autor

Klimek-Kopyra A.

• Institute of Plant Production, University of Agriculture in Krakow, Al. Mickiewicza 21, 31-120 Krakow, Poland

autor

Skowera B.

• Faculty of Environmental Engineering and Land Surveying, University of Agriculture in Krakow, Al. Mickiewicza 24/28, 30-059 Krakow, Poland

autor

Zajac T.

• Institute of Plant Production, University of Agriculture in Krakow, Al. Mickiewicza 21, 31-120 Krakow, Poland

autor

Grygierzec B.

• Institute of Plant Production, University of Agriculture in Krakow, Al. Mickiewicza 21, 31-120 Krakow, Poland

Bibliografia

• 1. FAO [Internet]. International Year of Pulses 2016. 2016 [cited 2016 Jun 16]. Available from: http://www.fao.org/pulses-2016/en/
• 2. Dahl WJ, Foster LM, Tyler RT. Review of the health benefits of peas (Pisum sativum L.). Br J Nutr. 2012;108:3-10. http://dx.doi.org/10.1017/S0007114512000852
• 3. Food and Agriculture Organization of the United Nations. FAO statistical yearbook 2012. World food and agriculture. Rome: Rome Food and Agriculture Organization; 2012.
• 4. Gowda SJM, Radhika PN, Kadoo Y, Mhase LB, Gupta VS. Molecular mapping of wilt resistance genes in chickpea. Mol Breed. 2009;24:177-183. http://dx.doi.org/10.1007/ s11032-009-9282-y
• 5. Peterson PR, Sheaffer CC, Hall MH. Drought effects on perennial forage legume yield and quality. Agron J. 1992;84:774-779. http://dx.doi.org/10.2134/agronj1992.0002196200840 0050003x
• 6. Namugwanya M, Tenywa J, Otabbong E, Drake NM, Basamba TA. Development of common bean (Phaseolus vulgaris L.) production under low soil phosphorus and drought in Sub-Saharan Africa: a review. Journal of Sustainable Development. 2014;7:128-139. http:// dx.doi.org/10.5539/jsd.v7n5p128
• 7. Estrela T, Vargas E. Drought management plans in the European Union. The case of Spain. Water Resources Management. 2012; 26:1537-1553. http://dx.doi.org/10.1007/ s11269-011-9971-2
• 8. Zając T, Oleksy A, Klimek-Kopyra A, Stokłosa A, Kulig B. Morphological-developmental reaction and productivity of plants and canopy of semileafless pea (Pisum sativum L.) after seeds vaccination with Rhizobium and foliar micronutrient fertilization. Journal of Applied Botany and Food Quality. 2012;85:188-197.
• 9. Dacko M, Zając T, Synowiec A, Oleksy A, Klimek-Kopyra A, Kulig B. New approach to determine biological and environmental factors influencing mass of a single pea (Pisum sativum L.) seed in Silesia region in Poland using a CART model. Eur J Agron. 2016;74:29-37. http://dx.doi.org/10.1016/j.eja.2015.11.025
• 10. Levit J. Responses of plants to environmental stresses. 2nd ed. New York, NY: Academic Press; 1980. (Physiological Ecology; vol 1).
• 11. Subbarao GV, Johannes C, Slinkard AE Nageswara Rao RC, Saxena NP, Chauhan YS. Strategies for improving drought resistance in grain legumes. CRC Crit Rev Plant Sci. 1995;6:469-523. http://dx.doi.org/10.1080/07352689509701933
• 12. Bargaz A, Zaman-Allah M, Farissi M, Lazali M, Drevon JJ, Maougal RT, et al. Physiological and molecular aspects of tolerance to environmental constraints in grain and forage legumes. Int J Mol Sci. 2015;16:18976-19008. http://dx.doi.org/10.3390/ijms160818976
• 13. Preissel S, Recykling M, Schlafke N, Zander P. Magnitude and farm-economic value of grain legume pre-crop benefis in Europe: a review. Field Crops Res. 2015;175:64-79. http://dx.doi.org/10.1016/j.fcr.2015.01.012
• 14. Annicchiarico P, Iannucci A. Adaptation strategy, germplasm type and adaptive traits for field pea improvement in Italy based on variety responses across climatically contrasting environments. Field Crops Res. 2008;108:133-142. http://dx.doi.org/10.1016/j. fcr.2008.04.004
• 15. Jin J, Lauricella D, Armstrong R, Sale P, Tang C. Phosphorus application and elevated CO2 enhance drought tolerance in field pea grown in a phosphorus deficient vertisol. Ann Bot. 2015;6:975-985. http://dx.doi.org/10.1093/aob/mcu209
• 16. Zheng H, Chen L, Han X, Ma Y, Zhao X. Effectiveness of phosphorus application in improving regional soybean yields under drought stress: a multivariate regression tree analysis. Afr J Agric Res. 2010;5:3251-3258.
• 17. Chaves, MM, Maroco PJ, Pereira SJ. Review: understanding plant responses to drought -from genes to whole plant. Funct Plant Biol. 2003;30:239-264. http://dx.doi.org/10.1071/ FP02076
• 18. Garg KB, Burman U, Kathju S. The influence of phosphorus nutrition on the physiological response of moth bean genotypes to drought. J Plant Nutr Soil Sci. 2004;167:503-508. http://dx.doi.org/10.1002/jpln.200320368
• 19. Jones CA, Jacobsen JS, Wraith JM. Response of malt barley to phosphorus fertilization under drought conditions. J Plant Nutr. 2005;9:1605-1617. http://dx.doi. org/10.1080/01904160500203531
• 20. Jin J, Wang G, Liu X, Pan X, Herbert JS, Tang C. Interaction between phosphorus nutrition and drought on grain yield, and assimilation of phosphorus and nitrogen in two soybean cultivars differing in protein concentration in grains. J Plant Nutr. 2006;29:1433-1449. http://dx.doi.org/10.1080/01904160600837089
• 21. Koleva E, Alexandrov V Drought in the Bulgarian low regions during the 20th century. Theor Appl Climatol. 2008;92:113-120. http://dx.doi.org/10.1007/s00704-007-0297-1
• 22. Sarker BC, Karmoker JL. Effects of phosphorus deficiency on accumulation of biochemical compounds in lentil (Lens culinaris Medik.). Bangladesh Journal of Botany. 2011;1:23-27. http://dx.doi.org/10.3329/bjb.v40i1.7992
• 23. Grzebisz W. Nawożenie roślin uprawnych. Poznań: Państwowe Wydawnictwo Rolnicze i Leśne; 2008.
• 24. Brooks H. The typology of surprises in technology, institutions and development. In: Clark WC, Munn RE, editors. Sustainable development of the biosphere. Cambridge: Cambridge University Press; 1986. p. 325-347.
• 25. Pszczółkowska A, Olszewski J, Płodzień K, Kulik T, Fordoński G, Żuk-Gołaszewska K. Effect of the water stress on the productivity of selected genotypes of pea (Pisum sativum L.) and yellow lupin (Lupinus luteus L.). Electronic Journal of Polish Agricultural Universities. 2003;6(1):2.
• 26. Waraich EA, Rashid A, My A. Role of mineral nutrition in alleviation of drought stress in plants. Aust J Crop Sci. 2011;5:764-777.
• 27. Podsiadło C, Karczmarczyk S, Koszański Z, Rumasz E. Influence of supplement irrigation and mineral fertilization of three legumes plants cultivated on sandy soil. Folia Universita-tis Agriculturae Stetinensis, Agricultura. 1999;193(73):197-206.
• 28. Olszewski J. Wpływ wybranych stresów abiotycznych i biotycznych na intensywność fotosyntezy i transpiracji, plonowanie oraz zdrowotność bobiku i grochu siewnego [Habilitation]. Olsztyn: Uniwersytet Warmińsko-Mazurski; 2004. (Rozprawy i Monografie; vol 85).
• 29. Daryanto S, Wang L, Jacinthe PA. Global synthesis of drought effects on food legume production. PLoS One. 2015;6:1-16. http://dx.doi.org/10.1371/journal.pone.0127401
• 30. Farooq M, Wahid A, Kobayashi N, Fujita D, Basra SMA. Plant drought stress: effects, mechanisms and management. Agronomy for Sustainable Development. 2009;29:185-212. http://dx.doi.org/10.1051/agro:2008021
• 31. Mimura T. Homeostasis and transport of inorganic phosphate in plants. Plant Cell Physiol. 1995;36:1-7.
• 32. Leport L, Turner NC, Davies SL, Siddique KHM. Variation in pod production and abortion among chickpea cultivars under terminal drought. Eur J Agron. 2006;24:236-246. http://dx.doi.org/10.1016/j.eja.2005.08.005
• 33. Fang X, Turner NC, Guijun Y, Fengmin L, Siddique KHM. Flower numbers, pod production, pollen viability, and pistil function are reduced and flower and pod abortion increased in chickpea (Cicer arietinum L.) under terminal drought. J Exp Bot. 2010;61:335-345. http://dx.doi.org/10.1093/jxb/erp307
• 34. Jaskulska I, Jaskulski D, Kotwica K. Zależność plonowania grochu siewnego od wybranych właściwości gleby. Woda - Środowisko - Obszary Wiejskie. 2011;34:83-89.

Identyfikatory

DOI

10.5586/aa.1676