REAKCE ROSTLIN CUKROVKY STRESOVANÝCH SUCHEM NA OŠETŘENÍ CYTOKININY A ATONIKEM

12.12.2001 | Odborné konference

The reaction of drought-stressed sugar beet plants on treating with cytokinins and Atonik

Josef Pulkrábek, Lucie Jozefyová

Česká zemědělská univerzita v Praze, Katedra rostlinné výroby

Souhrn, klíčová slova

V nádobových pokusech byla sledována postresová regenerace rostlin cukrovky ošetřených cytokininy a Atonikem. Ošetření cukrovky cytokininem BAP a HBA nevýznamně zvýšilo intenzitu fotosyntézy. Významnější zvýšení bylo po ukončení období sucha. Při aplikaci cytokininů za sucha je jejich účinek na zvýšení fotosyntézy velmi pomalý a projevuje se až po 16 dnech od ukončení stresu a hodnoceného ošetření. Postresové ošetření cytokininy a Atonikem zvýšilo množství chlorofylu v listech cukrovky. Ke zvyšování docházelo postupně, výraznější zvýšení bylo 3. - 4. týden po ošetření regulátorem růstu.

Klíčová slova: cukrovka, stres, cytokinin, chlorofyl, fotosyntéza, transpirace

Summary, keywords

The after stress regeneration of sugar beet plants treated with cytokinins and Atonik was studied in pot experiment. The treatment of sugar beet with cytokinin BAP and HBA increased non-significantly the intensity of photosynthesis. Higher increase was after end of drought period. By cytokinins application during drought period is the effect on photosynthesis increase very slow and shows not until 16 days after end of stress and treatment. After stress treatment with cytokinins and Atonik increased chlorophyll content in sugar beet leaves. The increase was progressive; higher increase was 3 - 4 weeks after treatment.

Keywords: sugar beet, stress, cytokinin, chlorophyll, photosynthesis, transpiration

Úvod

V současné době v našich podmínkách jsou pro cukrovku limitujícím faktorem srážky Pačuta (1998) a variabilita výnosu bulev je čtyřikrát větší než variabilita cukernatosti. Nedostatek srážek či jejich nerovnoměrné rozdělení mohou způsobit stres rostlin a následně nižší tvorbu listů a v extrémnějších případech i výrazně snížit produkci cukru. Periody delšího sucha, zhoršený vodní režim, případně zasolení po dlouhodobém zavlažování se projevuje osmotickým stresem, mj. změnami fotosyntézy cukrovky. Vodní stres způsobuje změny metabolismu rostlin (Pospíšilová a kol., 2000). Dokonce i malé snížení vodního potenciálu může vést k vážným fyziologickým poruchám syntetických procesů, struktury bílkovin a aktivity enzymů.

Literární přehled

Chlorofyly jsou již dlouho známy jako primární fotoreceptory fotosyntézy (Čatský, 1996). Změny jejich obsahu v listech cukrovky dobře zachycují vliv extrémních vláhových podmínek (Švachula, 1993). Další vhodnou experimentální metodou zkoumání stresů by mohlo být posuzování zdraví a funkčnosti listů za použití přenosného měřiče chlorofylové fluorescence (Tomas a Clarke, 1995), k měření výkonnosti těchto pigmentů. Jak uvádí někteří autoři (Bolhar-Nordenkapf, 1994) změny fluorescence chlorofylu a změny jeho absorpce mají fotoinhibiční složku a mohou zachytit krátkodobý i dlouhodobý stres z vnějšího prostředí.

Metody

Rostliny cukrovky byly vypěstovány v nádobách ve venkovním prostředí, vystaveny stresu ze sucha a ošetřeny cytokininy (BAP a HBA) a v druhé sérii i Atonikem a následně přeneseny do klimatizovaného boxu kde byly stanoveny fyziologické charakteristiky. V první sérii pokusů (rok 2000) byl stres rostlin výraznější (delší a větší sucho) než v roce 2001. Intenzita fotosyntézy a transpirace byly měřeny přístrojem LCA-4. Další fyziologické projevy byly hodnoceny metodou rychlé fluorescenční analýzy (Fluorescenční analyzátor Hansatech verze 2.40). Množství chlorofylu bylo hodnoceno chlorofylmetrem Minolta SPAD 502. Rostliny cukrovky byly v růstové fázi plně zapojeného porostu (růstová fáze 42 BBCH).

Výsledky a diskuse

Naše současné pokusy navazují na práce ve kterých jsme prokázali, že aplikací vybraných biologicky aktivních látek lze snadněji ovlivnit množství produkce než její kvalitu, danou především cukernatostí. Dále bylo prokázáno, že ošetření cukrovky Atonikem nejen že zvyšuje produkci cukru na poli, ale i nižším dýcháním při skladování snižuje skladovací ztráty cukru před jejím technologickým zpracováním (Pulkrábek 1999). S kolektivem autorů (Zahradníček a kol. 1996, Kotyk a kol. 1996) jsme sledovali vliv cytokininu BAP na endogenní respiraci části bulvy a prokázali, že cytokinin snižuje dýchání, to naznačuje, že snižuje úbytky cukru v bulvě, jak při vegetaci, tak zřejmě při následném skladování.

V hodnocených pokusech ošetření cytokininy zvýšilo intenzitu fotosyntézy (statisticky nevýznamně). Významnější zvýšení bylo po ukončení období sucha. Při aplikaci cytokininů za sucha je jejich účinek na zvýšení fotosyntézy velmi pomalý. Při ošetření v období postresové regenerace jsou změny rychlosti fotosyntézy výraznější a záleží na rozsahu stresu. Čím byl stres delší a intenzivnější tím je změna rychlosti fotosyntézy na postřik regulátorem růstu pozdější a pozvolnější. Například v první sérii se projevila až po 16 dnech od ukončení stresu a hodnoceného ošetření. Zjištěné hodnoty fluorescence listů naznačují, nižší a pozvolnější působení cytokininů za sucha než v optimálních pěstitelských podmínkách (především hodnoty Eto/ABS).

Tabulka 1. Vliv cytokininů na postresovou regeneraci rostlin cukrovky (Praha 2000)

Sledované varianty		Dny po stresu a ošetření
5.	10.	15.	16.	20.	21.	Průměr
Průměrné hodnoty intenzity fotosyntézy listů rostliny cukrovky (ěmol.m-2.s-1)
Po stresu suchem	Kontrola	10,54	10,43	9,09	8,68	5,90	5,73	8,93
Cytokinin BAP	9,65	9,63	10,89	9,68	8,77	8,92	9,72
Cytokinin HBA	10,89	10,92	10,78	10,91	10,31	9,99	10,76
Průměr	10,36	10,33	10,25	9,76	8,33	8,21	9,80
Po pokračování sucha	Kontrola	11,81	13,46	15,32	13,90	11,94	10,56	13,29
Cytokinin BAP	11,47	12,90	13,93	14,79	12,35	12,24	13,09
Cytokinin HBA	11,06	14,06	13,43	13,06	12,06	12,20	12,73
Průměr	11,45	13,47	14,22	13,92	12,12	11,67	13,04
Průměrné hodnoty transpirace listů rostliny cukrovky ěmol.m-2.s-1
Po stresu suchem	Kontrola	1,14	0,65	1,10	0,49	0,65	0,75	0,81
Cytokinin BAP	0,79	1,08	1,58	1,60	1,50	1,33	1,31
Cytokinin HBA	1,03	1,06	1,60	1,41	0,98	0,75	1,21
Průměr	0,99	0,93	1,43	1,17	1,04	0,94	1,11
Po pokračování sucha	Kontrola	0,55	1,57	1,09	1,66	0,75	0,16	1,12
Cytokinin BAP	0,81	1,68	1,66	1,27	1,49	0,91	1,38
Cytokinin HBA	0,92	1,52	0,99	1,42	0,97	1,02	1,16
Průměr	0,76	1,59	1,24	1,45	1,07	0,70	1,22

Sledované varianty		Dny po stresu a ošetření
5.	10.	15.	20.	Průměr
Fluorescence listů - spotřeba energie na membránách (Eto/ABS)
Po stresu suchem	Kontrola	0,70	0,74	0,59	0,68	0,68
Cytokinin BAP	0,71	0,73	0,78	0,73	0,74
Cytokinin HBA	0,68	0,74	0,75	0,77	0,72
Průměr	0,69	0,74	0,70	0,73	0,71
Po pokračování sucha	Kontrola	0,60	0,67	0,57	0,76	0,61
Cytokinin BAP	0,62	0,58	0,63	0,75	0,61
Cytokinin HBA	0,65	0,66	0,61	0,70	0,64
Průměr	0,62	0,64	0,61	0,73	0,62
Fluorescence listů rostliny cukrovky - kvantový výtěžek fluorescence (Fv/Fm)
Po stresu suchem	Kontrola	0,84	0,88	0,86	0,86	0,86
Cytokinin BAP	0,85	0,84	0,86	0,83	0,85
Cytokinin HBA	0,84	0,86	0,88	0,84	0,86
Průměr	0,84	0,86	0,87	0,84	0,86
Po pokračování sucha	Kontrola	0,81	0,85	0,84	0,84	0,83
Cytokinin BAP	0,83	0,85	0,84	0,84	0,84
Cytokinin HBA	0,82	0,79	0,81	0,84	0,81
Průměr	0,82	0,83	0,83	0,84	0,83

Obsah chlorofylu v listech cukrovky postupně narůstal s jejich počtem a se změnami ontogeneze rostliny. Postresové ošetření cytokininy a Atonikem zvýšilo množství chlorofylu v listech cukrovky (graf 1). Ke zvyšování docházelo postupně, výraznější zvýšení bylo po 3 - 4 týdnech od ošetření (zvýšení o 2 chlorofylové jednotky SPAD).

Graf 1.

Graf 2.

Závěr (praktické doporučení)

Stres cukrovky způsobený nedostatkem srážek je u cukrovky v našich podmínkách velmi častou záležitostí, proto studium možností urychlení postresové regenerace rostlin je velmi potřebné. Hodnocené výsledky nádobových pokusů ukazují na některé možnosti jak postresovou regeneraci zkrátit a tak přispět především ke stabilní a vyrovnané tvorbě listového aparátu. První pokusy sledující využití regulátoru růstu k postresové regeneraci naznačují možnou cestu ke stabilizaci produkce cukrovky. Rozhodujícím faktorem pro stabilitu produkce ale stále zůstane vyrovnané zásobení rostliny cukrovky vodou v průběhu celé její vegetace. Předkládané výsledky ukazují, že produkci stresovaných rostlin lze zvýšit velmi obtížně.

Použitá literatura

Čatský, J. Pospíšilová, J., Kamínek, M., Gaudinová, A., Pulkrábek, J., Zahradníček, Biologia Plantarum 38 (4):511-518, 1996.

Kotyk, M., Kamínek, J., Pulkrábek, J., Zahradníček, J. : Biologia Plantarum 38 (3):363-368, 1996.

Černý I., Pačuta V., Karabínová M.: Vplyv Atoniku a Samppi NO-3 na produkčné parametre cukrovej repy. Sborník z konference Zamyšlení nad rostlinnou výrobou , 6. 12. 2000. Praha str. 162-167.

Pačuta, V., Bajči, P.: Stav a zmeny vo výrobe cukrovej repy na Slovensku v posledných rokoch. Listy cukrovarnické a řepařské, 114, 1998, č. 2. s. 46-49.

Pospíšilová J., Synková H., Rulcová J.: Biologia Plantarum 43 (3):321-328, 2000.

Rulcová J., Pospíšilová J.: Biologia Plantarum 44 (1):75-81, 2001.

Pulkrábek, J. a kol.: Rostlinná výroba, 45, 1999 (8): 379-386.

Zahradníček, J., Pulkrábek, J., Kotyk, A., Šroller, J., Čatský, J., Pospíšilová, J., Kamínek, M., : Závěrečná zpráva grantu GA ČR č. 501/93/0225, leden 1997, VUC Praha.