VZTAH CHLOROFYLU A KONCENTRACE ŽIVIN V RANÝCH FÁZÍCH RŮSTU CUKROVKY

The relation of chlorophyll and nutrient concentration in early stages of sugar beet growth

L. Jozefyová, J. Urban

Česká zemědělská univerzita v Praze

Summary: The aim of this article is to consider whether is possible to use the chlorophyllmeter to the optimisation of nitrogen dose for sugar beet fertilising, comparing with present used method - plants analyses. Some authors state, that thanks to tight correlation between chlorophyll content and nitrogen concentration in leaves is possible to determine deficient nitrogen nutrition and specify optimal doses. To the optimisation of nitrogen dose for sugar beet fertilising according to plants analyses is used ratio of nitrogen concentration to phosphorus concentration in dry overground matter in the stage of 5. and 6. leaf creation. We found out from obtained results that between chlorophyll content and ratio of nitrogen concentration to phosphorus concentration in dry overground matter (in the stage of 4. - 8. leaf creation) exist positive but relative weak relation (corel. koef. 0,4613).

Key words: sugar beet, chlorophyllmeter, plants analyses, fertilising optimisation, nitrogen, phosphorus

Souhrn: Cílem tohoto příspěvku je posoudit, zda je možné použít přístroj chlorofylmetr k optimalizaci dávky dusíku pro cukrovou řepu při srovnání s používanou metodou optimalizace hnojení - s rozbory rostlin. Někteří autoři uvádějí, že díky těsné korelaci mezi obsahem chlorofylů a koncentrací dusíkatých látek v listech lze určovat deficitní výživu dusíkem a stanovit optimální dávky nezbytné k pěstování. K optimalizaci dávky dusíku pro přihnojení cukrovky podle výsledků anorganických rozborů rostlin se používá poměr koncentrace dusíku ku koncentraci fosforu v sušině nadzemní hmoty v době začátku tvorby 5. a 6. listu. Vyhodnocením získaných výsledků jsme prokázali, že mezi obsahem chlorofylu a poměrem koncentrace dusíku ku koncentraci fosforu v sušině nadzemní hmoty (ve fázi 4 až 8 pravých listů) existuje přímo úměrný, avšak relativně slabý vztah (korelační koef. 0,4613).

Klíčová slova: cukrovka, chlorofylmetr, rozbory rostlin, optimalizace hnojení, dusík, fosfor

Úvod

Cílem tohoto příspěvku je posoudit, zda je možné použít přístroj chlorofylmetr k optimalizaci dávky dusíku pro cukrovou řepu při srovnání s používanou metodou optimalizace hnojení - s rozbory rostlin.

Autoři Guérif, Machet, Droulin 1995 uvádějí, že díky těsné korelaci mezi obsahem chlorofylů a koncentrací dusíkatých látek v listech lze určovat deficitní výživu dusíkem a stanovit optimální dávky nezbytné k pěstování. Stanovení koncentrace dusíku v listech je sice obvyklejší metoda pro doporučování hnojení dusíkem, ale složitost a nákladnost vzorkování, přípravy a rozborů znepříjemňuje přímé rozhodování o přihnojení rostlin. K běžnému stanovení obsahu dusíku v listech je třeba nákladné laboratorní vybavení a kromě toho vyžaduje stanovení dusíku Kjeldahlovou metodou určitý čas, což omezuje rychlou využitelnost výsledku pro přihnojování dusíkem za vegetace (Chapman - Barreto, 1997). U cukrové řepy je termín přihnojení velmi důležitý pro utváření jakosti cukrovky. Zvýšená výživa dusíkem v druhé polovině vegetace vede k vyšší tvorbě chrástu a cukrovka špatně fyziologicky vyzrává.

Podle informací firmy Hydro ČR (2001) lze používat přístroj chlorofylmetr k jemnému dolaďování doporučení aplikace dusíku v průběhu vegetačního období. Již jsou vypracované tabulky pro dohnojení dusíkem na základě naměřeného obsahu chlorofylu u obilnin a variability v obsahu chlorofylu je využíváno k upravení aplikační dávky dusíkatého hnojiva při hospodaření systémem precision farming (Griepentrog, 1998). Při zkouškách systému hnojení, založeného na měření obsahu chlorofylu u ozimé pšenice, bylo prokázáno zvýšení výnosu při úspoře hnojiv proti kontrolní ploše hnojené tradičně (Koč, 1998).

Schepers - Blackmer - Francis (1998) však upozorňují, že doporučovat dávky dusíku v zemědělské praxi na základě obsahu chlorofylu je možné, pouze pokud jsou další faktory ovlivňující naměřené hodnoty chlorofylu jako např. odrůda, stáří rostlin, ostatní živiny a vliv prostředí eliminovány nebo minimalizovány.

Materiál a metody

V roce 2001 jsme na vybraných pozemcích s cukrovou řepou změřili chlorofylmetrem obsah chlorofylu v listech cukrovky a odebrali měřené rostliny. Regresní a korelační analýzou jsme vyhodnotili vztah mezi obsahem chlorofylu a obsahem stanovených živin v nadzemní části rostlin.

Na pokusné stanici v Červeném Újezdě jsme měřili obsah chlorofylu a odebírali rostliny cukrovky ve třech termínech (22.5., 1.6. a 19.6. 2001). Analýzou rozptylu jsme vyhodnotili vliv termínu měření na hodnoty chlorofylu a obsah jednotlivých živin.

Obsah chlorofylu v listech cukrovky jsme stanovili přístrojem chlorofylmetr SPAD-502 vyrobeným firmou Minolta. Je to přenosný přístroj, který poskytuje údaje o relativním obsahu chlorofylu v listech rostlin, aniž by došlo k jejich poškození. Obsah chlorofylu byl měřen u cca 50 rostlin. Měřena byla vždy horní třetina listové čepele u středně starých listů cukrovky. Termín měření byl shodný s termínem odběru rostlin pro optimalizaci hnojení dusíkem.

Odběry rostlin a úprava vzorků byly v souladu s předepsanou metodikou pro diagnostiku stavu výživy rostlin. Nadzemní biomasu jsme odebrali na začátku tvorby 5. a 6. listu, což spadalo do měsíce května. Nadzemní hmotu jsme sušili při teplotě 100°C. Analytickými rozbory byl v laboratoři kvality na KRV ČZU stanoven obsah dusíku a v zemědělské laboratoři ACHP ve Mstěticích obsah fosforu, draslíku a hořčíku v sušině nadzemní hmoty.

Tab. 1: Optimalizace dávky dusíku k přihnojení cukrovky podle výsledků anorganických rozborů rostlin (Baier - Baierová, 1985).

Výsledky

Z výsledků měření chlorofylu v listech cukrové řepy na pokusné stanici v Červeném Újezdě jsme zjistili, že obsah chlorofylu se s termínem měření postupně zvyšoval. Zvláště obsah chlorofylu měřený ve třetím termínu (12 pravých listů) byl významně vyšší než obsah chlorofylu naměřený v předchozích dvou termínech (4 a 6 pravých listů) (graf 1). Také poměr koncentrace dusíku ku koncentraci fosforu v listech cukrovky byl ve třetím termínu odběru vyšší než v předchozích dvou (graf 1). Průměry obsahů dusíku, fosforu, draslíku, hořčíku v jednotlivých termínech odběru jsou uvedeny v tabulce 2.

Graf 1: Obsah chlorofylu a poměr koncentrace dusíku ku koncentraci fosforu v sušině listů cukrovky ve třech termínech (A - 22.5., B - 1.6., C - 19.6. 2001), Červený Újezd.

Tab. 2: Průměrný obsah živin v sušině listů cukrovky odebraných ve třech termínech, Červený Újezd 2001.

* ve stejném sloupci znamenají, že rozdíly mezi danými hodnotami nejsou statisticky významné

V důsledku zjištění, že méně významné rozdíly jsou mezi rostlinami ve fázi 4 až 8 vytvořených pravých listů, zatímco rostliny s 12-ti vytvořenými listy se již významně liší, byly do dalšího hodnocení zahrnuty pouze stanoviště, kde rostliny měly 4 až 8 pravých listů. Výsledky rozborů rostlin z vybraných stanovišť a jejich průměrné hodnoty obsahu chlorofylu jsou shrnuty v tabulce 3. Statistické vyhodnocení závislosti obsahu chlorofylu na obsahu sledovaných živin - dusíku, fosforu, draslíku, hořčíku v lisech cukrovky vyjadřují korelační koeficienty uvedené v tabulce 4. Z hodnot v tab. 4 vyplývá, že existuje průkazná avšak relativně slabá nepřímo úměrná závislost obsahu chlorofylu na obsahu fosforu. Závislost obsahu chlorofylu na obsahu dusíku, draslíku a hořčíku se nepodařilo prokázat.

Metoda dohnojování cukrovky dusíkem během vegetace podle anorganického rozboru rostlin byla vypracována ve VÚRV Praha - Ruzyně. K optimalizaci dávky dusíku pro přihnojení cukrovky podle výsledků anorganických rozborů rostlin se používá poměr koncentrace dusíku ku koncentraci fosforu v sušině nadzemní hmoty v době začátku tvorby 5. a 6. listu (tab. 1). Statistickým zpracováním našich výsledků jsme zjistili přímo úměrný, avšak relativně slabý vztah (korelační koef. 0,4613) mezi poměrem koncentrace dusíku ku koncentraci fosforu v sušině nadzemní hmoty a obsahem chlorofylu v listech cukrovky (tab. 4, graf 1).

Tab. 3: Průměrný obsah chlorofylu a obsah živin v sušině listů cukrovky (fáze 4-8 pravých listů) na jednotlivých stanovištích, r. 2001.

* Poznámka: dávka N v kg/ha podle N/P je určena na základě hodnot v tabulce 1.

Tab. 4: Korelační koeficienty a indexy determinace vyjadřující těsnost vztahu mezi hodnotami chlorofylu a obsahem živin v listech cukrovky.

Graf. 1: Závislost obsahu chlorofylu na poměru koncentrace dusíku a koncentrace fosforu v sušině listů cukrovky, (fáze 4-8 pravých listů), r. 2001.

Závěr

Optimalizace přihnojení cukrové řepy dusíkem podle rozboru rostlin (poměr N/P) je velmi přesná metoda, avšak vyžaduje určitý čas. Výhodou přístroje chlorofylmetru je rychlost měření a nedestruktivnost měřených rostlin.

Obsah chlorofylu se v průběhu růstu zvyšuje. Méně významné rozdíly byly zjištěny ve fázi 4 až 8 vytvořených pravých listů. Rostliny s 12-ti vytvořenými listy měly již podstatně vyšší obsah chlorofylu. Také poměr koncentrace dusíku ku koncentraci fosforu v listech cukrovky byl ve třetím termínu odběru vyšší než v předchozích dvou.

Mezi poměrem koncentrace dusíku ku koncentraci fosforu v sušině nadzemní hmoty (používaným k optimalizaci přihnojení cukrovky dusíkem) a obsahem chlorofylu v listech cukrovky (ve fázi 4 až 8 pravých listů) jsme zjistili přímo úměrný, avšak relativně slabý vztah (korelační koef. 0,4613). Přímá závislost obsahu chlorofylu na obsahu dusíku v listech cukrovky nebyla prokázána. Mezi hodnotami obsahu chlorofylu a obsahem fosforu v listech cukrovky existuje nepřímo úměrný, relativně slabý vztah (korelační koef. -0,4014).

Použitá literatura

BAIER, J. - BAIEROVÁ, V. (1985): Abeceda výživy rostlin a hnojení, SZN Praha.

GRIEPENTROG, W. (1998): GPS-Düngung und Ertragsermittlung. Getreide Magazin, 4 (2): 72-74.

GUERIF, M. - MACHET, J.M. - DROULIN, J.F. (1995): Utilisation de la télédétection pour caractériser le statut azoté des cultures de betteraves sucriéres. 58 Congrés+ IIRB, 19-22 juin 1995: 551-555.

HYDRO ČR (2001): N - Tester. In http://www.hydro.cz, ze dne 15.6. 2001.

CHAPMAN, S.C. - BARRETO, H.J. (1997): Using a Chlorophyll Meter to Estimate Specific Leaf Nitrogen of Tropical Maize during Vegetative Growth. Agronomy Journal, 89 (4): 557-562.

KOČ, B. (1998): Přesné dávky hnojiv na přesné místo. Úroda - tematická příloha, 46 (9): 3-5.

SCHEPERS, J.S. - BLACKMER, T.M. - FRANCIS, D.D. (1998): Chlorophyll meter method for estimating nitrogen content in plant tissue. In KALRA, Y.P.: Handbook of reference methods for plant analysis. CRC Press, Boca Raton, 129-135.

Adresa autora