RAPORT DE ACTIVITATE
al fazei I la proiectul A.D.E.R. 1.2.1.
Identificatori
Academia de ştiinţe Agricole şi Silvice – Gheorghe Ionescu Şişeşti Planul sectorial al Ministerului Agriculturii şi Dezvoltării Rurale |
Plan sectorial (acronim) : |
|||||||||
Codul fiscal al Contractorului: RO20302550 |
||||||||||
Obiectivul general: |
ADESC |
Numărul/codul proiectului |
1.2.1. |
|||||||
Contract: |
474/2011 |
Act Adiţional: (număr/an) |
- |
|||||||
Faza de execuţie: |
1 |
Perioada de execuţie a fazei: |
De la 14.11.2011 |
|||||||
Termenul de predare al fazei |
15.12.2011 |
Până la15.12.2011 |
||||||||
Persoana de contact (Directorul de proiect): |
Date contact (Tel/Fax, e-mail): Tel . 0213154040, fax 021310722, 0246642875, fundulea@ricic.ro |
|||||||||
Denumirea proiectului |
Identificarea de genptipuri de cereale, oleaginose şi plante furajere şi elaborarea de elemente tehnologice inovative, adaptate impactului schimbărilor climatice |
|||||||||
Anul începerii |
14.11.2011 |
Anul finalizării |
15.12.2014 |
Durata (luni): 37 |
1. Obiectivul proiectului: identificarea de genotipuri de cereale, oleaginoase şi plante furajere mai adaptate decât cele deja extinse în cultură în diferitele zone ale ţării, precum şi elaborarea de elemente tehnologice novative, care să contribuie la diminuarea efectelor schimbărilor climatice şi implicit la creşterea stabilităţii recoltelor, paralel cu îmbunătăţirea nivelului producţiei şi calităţii acesteia.
2.Rezultate preconizate pentru atingerea obiectivului:
- rezultate privind producţia, calitatea şi adaptabilitatea soiurilor şi hibrizilor în zone unde schimbările climatice previzibile au frevenţa şi intensitatea cea mai mare;
- zonarea soiurilor şi hibrizilor de plante tehnice, leguminoase şi plante furajere, detaliată într-o documentaţie tehnico-ştiinţifică pe baza căreia se vor recomanda soiurile şi hibrizii din speciile menţionate, care se pretează pentru cultivare în fiecare zonă agricolă a ţării;
- tehnologii de cultură care în special, prin sistemele de lucrare a solului şi instalarea culturilor diferenţiat în funcţie de cerinţele de temperatură şi umiditate ale soiurilor şi hibrizilor vor contribui la reducerea impactului schimbărilor climatice, la creşterea productivităţii, reducerea consumului de combustibil, realizarea de producţii stabile şi eficiente economic;
- ghiduri de bune practici agricole la speciile implicate în proiect.
3.Obiectivul fazei: stabilirea protocolului de testare a rezistentei la temperaturi scăzut, secetă şi boli la cereale, oleaginoase şi plante furajere, efectuarea de observaţii în culturile comparative de grâu, triticale şi orz şi stabilirea variantelor tehnologice pentru experienţe.
4. Activităţi preconizate pentru atingerea obiectivului fazei:
Nr.crt |
Parteneri /acronim |
Activităţi |
CP |
Institutul Naţional de Cercetare - Dezvoltare Agricolă (INCDA) Fundulea |
temperaturi scăzut, secetă şi boli la cereale, oleaginoase şi plante furajere;
grâu, triticale şi orz;
multifactoriale (soi, hibrid, sistem de lucrare a solului, epoca de semănat) la grâu, triticale, orz, porumb, floarea-soarelui şi lucernă;
|
P1 |
Staţiunea de Cercetare-Dezvoltare Agricolă (SCDA) Turda |
- Efectuarea de observaţii în culturile comparative de grâu, triticale şi orz;
|
P2 |
Staţiunea de Cercetare-Dezvoltare Agricolă (SCDA) Şimnic |
- Efectuarea de observaţii în culturile comparative de grâu, triticale şi orz; |
P3 |
Staţiunea de Cercetare-Dezvoltare Agricolă (SCDA) Albota |
- Efectuarea de observaţii în culturile comparative de grâu, triticale şi orz; |
P4 |
Staţiunea de Cercetare-Dezvoltare Agricolă (SCDA) Lovrin |
- Efectuarea de observaţii în culturile comparative de grâu, triticale şi orz; |
P5 |
Staţiunea de Cercetare-Dezvoltare Agricolă (SCDA) Livada |
- Efectuarea de observaţii în culturile comparative de grâu, triticale şi orz; |
P6 |
Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Cartof şi Sfeclă de Zahăr (INCDCSZ) Braşov |
- Efectuarea de observaţii în culturile comparative de grâu şi triticale; |
P7 |
Staţiunea de Cercetare-Dezvoltare Agricolă (SCDA) Suceava |
- Efectuarea de observaţii în culturile comparative de grâu şi triticale; |
P8 |
Staţiunea de Cercetare-Dezvoltare Agricolă (SCDA) Secuieni |
- Efectuarea de observaţii în culturile comparative de grâu, triticale şi orz; |
5.Rezumatul fazei: (maxim 5 pagini) şi lucrarea "in extenso"
Schimbările climatice care s-au făcut tot mai mult simţite în ultimele decenii, manifestându-se prin alternanţe mari de temperatură şi mai ales de precipitaţii, au condus la perturbarea principalelor mecanisme fiziologice din plantă şi la facilitarea instalării unor boli, fapt ce s-a regăsit în
diminuarea recoltelor. Din aceste considerente, identificarea unor soiuri şi hibrizi diverşi de cereale, oleaginoase şi plante furajere cu caracteristici genetice care să le confere o mai bună adaptabilitate prin care diminuările de producţie în astfel de condiţii climatice să fie reduse, este deosebit de oportună. Desigur, soiul sau hibridul este cunoscut ca veriga tehnologică cea mai importantă în creşterea stabilităţii producţiei şi care nu presupune costuri suplimentare pentru creşterea recoltelor. La acestea se adaugă tehnologiile de cultură, care, în special, prin sistemele de lucrare a solului şi instalarea culturilor diferenţiat în funcţie de cerinţele de temperatură şi umiditate ale soiurilor şi hibrizilor, pot contribui la reducerea impactului schimbărilor climatice.
Scopul proiectului este de a contribui la creşterea stabilităţii recoltelor, paralel cu ameliorarea producţiei şi calităţii acesteia prin identificarea de genotipuri de cereale, oleaginoase şi plante furajere şi elaborarea de elemente tehnologice novative, care să conducă la diminuarea efectelor schimbărilor climatice.
În proiect sunt incluse cele mai importante plante de cultură pentru agricultura ţării noastre, şi anume: la cereale - grâul, porumbul, triticale şi orzul, dintre plante tehnice au fost incluse floarea-soarelui şi soia, iar la plantele furajere, lucerna şi trifoiul roşu.
Dintre factorii climatici care diminuează sau limitează recoltele vor fi studiaţi următorii: temperaturile scăzute, influenţa variaţiilor de temperaură, seceta şi arşiţa.
In România, cercetările în domeniul ameliorării cerealelor, oleaginoaselor şi plantelor furajere au inceput în urmă cu peste 50 de ani.
Adaptabilitatea soiurilor la condiţiile de mediu biotic şi abiotic este unul din obiectivele urmărite în toate programele de ameliorare de-a lungul desfăşurării acestei activităţi atât pe plan naţional, cât şi internaţional, cu intensităţi sau presiuni de selecţie diferite, deoarece ameliorarea speciilor a parcurs o anume etapizare, şi anume, etapa I a fost aceea de creare a primelor genotipuri româneşti (soiuri şi hibrizi) care au înlocuit populaţiile locale sau soiurile străine, urmată de etapa soiurilor extensive, apoi s-a trecut la etapa de creare de genotipuri intensive, după care s-au succedat etapele de creare de genotipuri cu o calitate şi adaptabilitate îmbunătăţită. Această ultimă etapă a creat şi creează condiţiile favorabile de desfăşurare a cercetărilor din prezenta propunere de proiect.
Adaptabilitatea, sau toleranţa la condiţii de mediu biotic şi abiotic nefavorabile, este diferită pentru fiecare specie şi chiar genotip şi are parametri specifici; astfel, pentru grâu, triticale şi orz se caută soiuri cu o bună rezistenţă la iernare (temperaturi scăzute), dar în acelaşi timp se lucrează şi pentru precocitate, în scopul evitării perioadelor cu secetă accentuată, dar între aceste două însuşiri există o corelaţie negativă, motiv pentru care, prin hibridare între forme contrastante, se urmăreşte îmbinarea în cadrul a noi genotipuri, într-un dozaj ridicat, a genelor complementare care condiţionează aceste caractere, şi selecţia descendenţelor care se abat de la această corelaţie negativă rezistenţă la ger - precocitate. Cercetările în domeniul creării de soiuri tolerante la secetă şi arşiţă s-au amplificat, prin abordări novatoare ale principalelor mecanisme fiziologice care definesc stresul hidric şi termic, pe baza cărora au fost elaboraţi noi indici de selecţie specifici şi metodologii de evaloare a acestora (bazate pe termosensibilitatea membranelor plasmatice, analiza grăunciorilor de polen etc.). Aceste noi metode permit o selecţie riguros ştiinţifică a genotipurilor pentru factorii de stres menţionaţi.
La speciile care se seamănă primăvara (porumb, floarea-soarelui, soia) toleranţa la factorul termic are două aspecte, şi anume, interesează genotipurile care au capacitatea de a germina şi răsări la temperaturi mai mici decât temperatura optimă stabilită pentru fiecare specie în parte şi prin aceasta se realizează o valorificare mai bună a resursei termice pentru primele faze de vegetaţie, precum şi a resurselor hidrice şi, în acelaşi timp, prin adecvarea perioadei de vegetaţie, pot fi evitate intervalele critice de stres termic şi hidric.
La lucernă şi trifoi roşu, rezistenţa la temperaturi scăzute este influenţată în primul rând de repausul vegetativ (fall dormancy). Repausul vegetativ se referă în primul rând la tendinţa unui soi de a-şi înceta creşterea în perioada de toamnă, când zilele se scurtează şi temperaturile scad. Aceasta se apreciază pe o scară cu note cuprinse între 1 şi 10. Astfel, soiurile cu repaus vegetativ lung au note mici (între 1 si 4, iar cu cât repausul vegetativ este mai scurt, notele atribuite genotipurilor sunt mai mari (între 5 şi 9). Soiurile care intră în repaus vegetativ toamna devreme şi reîncep creşterea primăvara mai târziu (soiuri cu note mici), când temperatura solului începe să crească, sunt foarte rezistente la temperaturile scăzute din iarnă. Repausul vegetativ prelungit al acestora determină obţinerea unor producţii mai reduse. Acest neajuns este compensat, însă prin faptul că, culturile pot fi menţinute mai mult timp cu densităţi optime ale plantelor, proporţia plantelor dispărute din iarnă fiind redusă. Soiurile care intră în repaus vegetativ toamna târziu şi încep creşterea primăvara devreme (soiuri cu note ridicate) au rezistenţă slabă la temperaturile scăzute din iarnă. Dacă iernile sunt foarte blânde, aceste soiuri pot avea producţii mai ridicate deoarece repausul vegetativ este mai scurt. Cu toate acestea, în condiţiile climatice tipice din România sunt afectate frecvent de îngheţurile târzii din primavară. Aceste îngheţuri diminuează atât cantitatea, cât şi calitatea fânului obţinut la prima coasă. Datorită rezistenţei slabe la îngheţ, proporţia plantelor dispărute din iarnă este ridicată, iar după doi – trei ani densitatea scade sub limitele optime, de aceea în lucrările de ameliorare la lucernă s-a avut în vedere ca la soiurile nou create să existe un echilibru între aceste două însuşiri, pentru a putea oferi cultivatorilor posibilitatea exploatării culturii o perioadă relativ mare de ani. În proiect se va cerceta şi competitivitate noilor genotipuri în amestec cu graminee perene pentru a se stabili cele mai adecvate combinaţii de amestecuri furajere.
În ceea ce priveşte rezistenţa la secetă, la lucernă şi trifoi roşu, obţinerea de producţii mari şi de calitate este condiţionată de asigurarea în optim a resursei hidrice pentru plante, rezistenţa la secetă şi arşiţă la aceste specii este dată de capacitatea unor genotipuri de a trece mai uşor peste perioadele de secetă şi de a se reface mai repede după dispariţia acestui factor de stres. Aceste genotipuri sunt posesoare ale unui sistem radicular profund şi un sistem osteolar adecvat.
Aceste considerente de ordin ştiinţific creează premisele identificăii de noi genotipuri mai adaptate schimbărilor climatice previzibile.
Se cunoaşte faptul că dezvoltarea unui organism este în strânsă dependenţă de constituţia genetică şi de factorii de mediu.
Dintre factorii naturali, temperatura are cea mai mare influenţă asupra creşterii şi dezvoltării plantelor.
Gradul de dăunare a plantelor depinde nu numai de influenţa temperaturilor scăzute, ci şi de durata aţiunii acestora. O răcire puternică, de scurtă durată, poate avea o influenţă mai slabă decât una de lungă durată, la o temperatură mai ridicată.
La porumb, temperaturile scăzute după semănat influenţează negativ atât creşterea tulpinii, cât şi creşterea rădăcinilor. Procesul de creştere al plantelor tinere este oprit în cazul scăderii temperaturilor sub pragul biologic acceptat ca temperatură minimă de germinaţie.
Necesitatea folosirii unor hibrizi toleranţi la frig se impune datorită faptului că temperaturile scăzute, sub 0oC, survin aleatoriu în diferite faze: de germinare, de plantulă, sau înainte de recoltare. Primăvara, plantele pot supravieţui până la minus 1,7o dar prezintă semne de suferinţă proporţionale cu scăderea temperaturii şi sensibilitatea genotipului.
Toleranţa la frig sporeşte capacitatea organismului de a limita amploarea vătămărilor produse şi de refacere mai rapidă a organelor afectate şi a proceselor fiziologice alterate. Ca urmare, plantele revin mai repede la vigoarea anterioară şocului termic devenind astfel, în timp scurt, apte să valorifice eficient condiţiile create de evoluţia favorabilă a vremii şi de tehnologiile de cultivare.
În ceea ce priveşte hibrizii creaţi şi introduşi în cultură, numeroase cercetări au pus în evidenţă o mare variabilitate genetică privind toleranţa la temperaturi scăzute.
În toate centrele de ameliorare din ţările în care porumbul ocupă suprafeţe considerabile, a existat şi există o preocupare deosebită pentru ameliorarea pentru toleranţă la temperaturi scăzute.
Cercetările ce se desfăşoară în cadrul proiectului au două componente şi anume, una de testare a genotipurilor (soiuri şi hibrizi) la cereale, oleaginoase şi plante furajere în diferite condiţii climatice şi, cea de a doua, de studiere în experienţe polifactorile a genotipurilor, în cadrul a diferite variante tehnologice: epocă, densitate, nivel de fertilizare, sistem de lucrare a solului, inclusiv cu inputuri reduse etc.
La grâu, triticale şi orz, pentru identificarea de genotipuri cât mai adaptate la schimbările condiţiilor climatice globale prognozate s-au înfiinţat în această toamnă câte o cultură comparativă, cu 25, 20 şi respectiv 12 soiuri şi linii de perspectivă.
Pentru caracterizarea cât mai completă a acestor genotipuri privind rezistenţa, în special la secetă, arşiţă şi la temperaturi scăzute, acestea sunt studiate într-o reţea de 8 localităţi la grâu şi triticale şi 6 localităţi la orz, situate în pricipalele zone cultivatoare cu cereale păiose, cu condiţii climatice foarte contrastante. De asemenea, în câmpurile experimentale ale coordonatorului de proiect, genotipurile din cele trei culturi comparative vor fi examinate în trei condiţii contrastante de cultură şi anume: tehnologie de cultură intensivă, tehnologie cu inputuri scazute (fără fertilizare cu azot) şi semănat tărziu (în afara epocii optime). Acest sistem de examinare va permite identificarea acelor soiuri sau linii de perspectivă care pot realiza producţii ridicate, deci o acumulare mai mare de biomasă atunci când factorii tehnologici sau climatici afectează creşterea şi dezvoltarea plantelor.
Pe lânga observaţiile şi determinările în condiţii de câmp privind comportarea genotipurilor de grâu, triticale şi orz la factorii stresanţi de mediu, coordonatorul de proiect va testa aceste genotipuri în condiţii artificiale sub aspectul rezistenţei la temperaturi scăzute precum şi pentru determinarea unor indici fiziologici de apreciere a rezistenţei la secetă.
La porumb, se vor studia, anual, în câte o cultură comparativă, 25 de hibrizi. Pentru caracterizarea cât mai completă a acestor genotipuri privind rezistenţa, în special la secetă, arşiţă şi la temperaturi scăzute, ele vor fi studiate într-o reţea de 6 localităţi, situate în pricipalele zone cultivatoare cu porumb, cu condiţii climatice foarte contrastante. De asemenea, în câmpurile experimentale ale coordonatorului de proiect, genotipurile ce vor intra în culturile comparative vor fi triate prin metoda germinării „cold test” , vor fi examinate în condiţii contrastante de cultură şi anume: semănat la 6o şi la 9oC şi semănat la 3 densităţi : 60, 80 şi 100 mii plante/ha.
La floarea-soarelui se vor studia, anual, în câte o cultură comparativă, 15 hibrizi într-o reţea de 4 localităţi, situate în pricipalele zone cultivatoare. În câmpurile experimentale ale coordonatorului de proiect, genotipurile vor fi examinate în condiţii contrastante de cultură şi anume: semănat la 4o şi la 8oC şi semănat la 3 densităţi : 45, 65 şi 80 mii plante/ha. La soia se vor studia 20 de soiuri înregistrate şi linii de perspectivă pentru determinarea producţiei, calităţii şi adaptabilităţii la condiţiile de mediu biotic şi abiotic (secetă, mană, bacterioză, sclerotinia şi acarieni).
În condiţii de câmp, în cultura comparativă de lucernă se vor studia 10 soiuri în sistem neirigat în două centre de testare. Pe lânga observaţiile şi determinarilor în condiţii de câmp privind comportarea genotipurilor de lucernă la factorii stresanţi de mediu, coordonatorul de proiect va testa aceste genotipuri în condiţii artificiale pentru stabilirea nivelului de rezietenţă, atât la temperaturi scazute cât şi la secetă. La trifoiul roşu experimentările vor cuprinde 6 variante în 2 centre de testare. În paralel cu selecţia pentru rezistenţǎ la secetǎ şi arşiţǎ, genotipurile la toate speciile menţionate vor fi testate pentru rezistenţǎ la principalii agenţi patogeni, care, prin diminuările cantitative şi calitative semnificative induse asupra recoltelor, au un puternic impact economic. Testele pentru rezistenţǎ la boli vor fi efectuate, atât în condiţii de infecţie naturalǎ, cât şi în condiţii de infecţie artificialǎ, în serǎ sau în laborator.
Acest sistem de examinare va permite identificarea acelor genotipuri, soiuri sau hibrizi înregistraţi şi de perspectivă care pot realiza producţii ridicate, deci o acumulare mai mare de biomasă, atunci când factorii tehnologici sau climatici afectează creşterea şi dezvoltarea plantelor.
În scopul elaborării unor secvenţe tehnologice îmbunătăţite care să conducă la reducerea efectelor secetei, creşterea productivităţii, reducerea consumului de combustibil, realizarea de producţii stabile şi eficiente economic, se vor efectua experienţe multifactoriale (soi sau hibrid, sistem de lucrare a solului, epoca de semănat) la grâu, triticale, orz, porumb şi floarea-soarelui. La plantele furajere (lucernă şi trifoi roşu) se vor efectua experienţe cu diferite variante de amestecuri cu leguminoase anuale (trifoi de Alexandria) şi graminee (golomăţ, raigras hibrid) în scopul stabilirii combinaţiilor care valorifică cel mai bine resursele termice şi hidrice ale diferitelor zone climatice.
Cercetările ce se vor desfăşura au un pronunţat caracter de noutate şi originalitate prin baza genetică şi metodologiile ce se vor utiliza în identificarea/crearea de genotipuri de cereale, oleaginoase şi plante furajere şi în elaborarea de tehnologii inovative adaptate impactului schimbărilor climatice, care nu au mai constituit subiectul unor proiecte de cercetare derulate anterior acestei propuneri de proiect. Prin rezultatele prefigurate, cercetările propuse vor avea o contribuţie importantă la dezvoltarea cercetărilor aplicative în domeniul culturilor de câmp.
Pe lângă metodele de testare în câmp, în zone climatice diferite de cultură pentru speciile incluse în proiect, vor fi folosite în spaţii cu climat dirijat şi laborator mai multe metode de determinare a toleranţei la factorii de stres (transpiraţia cuticulară, termostabilitatea membranelor plasmatice, analiza grăunciorilor de polen, determinarea capacităţii de osmoreglare, cold test etc.), metode cunoscute la nivel mondial.
În ameliorarea rezistenţei la secetă se urmăreşte selecţia formelor cu structura xeromorfică, capabile să suporte pierderea turgescenţei foliare şi să se refacă repede după perioadele de ofilire din timpul secetei pedologice şi al secetei atmosferice.
Plantele recurg la o serie de strategii adaptative privind răspunsul la diferitele tipuri de stres abiotic (secetă, ger, arşiţă sau inundare), care modifică echilibrul plantă-mediu. Dintre toţi aceşti factori de stres la care plantele pot fi expuse, seceta este cea care limitează cel mai mult productivitatea acestora, atât în sistemele naturale, cât şi în cele agricole. Seceta conduce la modificarea potenţialului hidric, pierderea turgescenţei, distrugerea integrităţii membranelor şi denaturarea proteinelor (Ingram and Bartels, 1996).
Abilitatea plantei de a supravieţui la deficitul de apă celular depinde de mecanismele întregii plante de a integra răspunsurile celulare.
Astfel, pentru a contracara efectele stresului hidric, plantele şi-au dezvoltat diferite mecanisme de adaptare (de rezistenţǎ, de reacţie) şi anume:
- evitarea deshidratǎrii, prin mecanisme morfofiziologice care permit menţinerea unui potenţial hidric ridicat în plantǎ şi economisirea apei;
- toleranţa la deshidratare, care implicǎ rǎspunsurile metabolice, precum modificǎrile în metabolismul fotosintetic şi acumularea osmoliţilor compatibili.
Răspunsurile la deficitul de apă depinde de specie şi genotip, lungimea şi severitatea pierderii apei, vârsta şi stadiul de dezvoltare al plantei, organul şi tipul de celulă. Răspunsul la pierderea apei poate avea loc în câteva secunde (cum ar fi schimbările în fosforilarea proteinelor) sau în câteva minute, ore sau zile (cum ar fi schimbările în expresia genelor şi în morfologia plantei).
Metodele de cercetare care vor fi utilizate pentru determinarea rezistenţei la secetă sunt următoarele:
- testarea în condiţii de câmp în zonele climatice unde fenomenul are incidenţa cea mai mare
în experienţe polifactoriale (genotip, epocă de semănat, densităţi, sistem de lucrare a solului);
- metoda de determinare a transpiraţiei cuticulare.
Unul din mecanismele de rezistenţă la secetă îl reprezintă capacitatea plantei de a-şi menţine un potenţial hidric ridicat. Aceasta se poate obţine în primul rând prin reducerea transpiraţiei. La grâu, au fost realizate o serie de studii despre corelatia dintre transpiraţia cuticulară a frunzelor detaşate şi transpiraţia frunzelor nedetaşate. Rezultatele favorabile obţinute au condus la concluzia că transpiraţia cuticulară a frunzelor detaşate poate fi considerată un criteriu eficient de selecţie pentru rezistenţa la secetă. Se va folosi o tehnică similară cu cea propusă de Clarke şi McCaig (1982), la care s-au adus în ultimii ani, îmbunătăţiri, în laboratoare de profil din România.
La porumb şi floarea-soarelui, plantele care îşi menţin frunzele verzi o perioadă mai mare de timp au caracterul „stay-green”. La aceste plante, în condiţii limitative de asigurare cu apă, frunzele sunt fotosintetic active o perioada mai mare de timp comparativ cu genotipurile care nu posedă acest caracter, iar la floarea-soarelui acest caracter este corelat şi cu rezistenţa la Phomosis helianthi.
3- analiza grăunciorilor de polen (numai la grâu, orz şi lucernă). La grâu grăunciorii de polen au forma sferică, elipsoidală. Dacă se introduc într-o soluţie stresantă de polietilen glicol (PEG) apar modificări ale formei şi volumului acestora, similare cu efectul secetei asupra celulelor plantelor. Morgan (1994) a stabilit că în cazul unor genotipuri de grâu sensibile la secetă apare plasmoliza (zbârcirea) grăunciorilor de polen, iar în cazul altor genotipuri neexistând nici un răspuns. Se vor folosi solutiide 40% PEG şi 55% PEG cu şi fără adaos de 2% KCl. Clorura de potasiu se adaugă pentru diminuarea potenţialului osmotic al soluţiei de PEG. Imersia graunciorilor de polen în soluţii de PEG 6000 se va face la temperatura de 20°C, timp 48 h. Observaţiile pentru determinarea modificărilor morfologice şi volumetrice ale grăunciorilor se efectuează la microscop, folosind magnitudini de 100-200 X.
4- termostabilitatea membranelor plasmatice - toleranţa la temperaturi ridicate este asociată cu componenţii celulari şi subcelulari, care, la rândul lor, sunt intim legaţi de membranele celulare. Vătămările membranelor plasmatice, datorate secetei, au fost puse în evidenţă cu ajutorul testului conductometric. Fragmente de 2 cm din frunze steag sunt spălate cu apă distilată şi imersate timp de 24 de ore în 25 ml de apă distilată. La lucernă fiecare repetiţie va fi constituită din cinci perechi de frunze trifoliate, care se vor cântări şi expune la întuneric cinci ore în laborator, recântărite şi uscate la etuvă la temperatura de 70°C timp de 12 ore. Cantitatea de apă pierdută prin transpiraţie se va calcula după formula propusă de Clark şi colab. (1991): [(Gi-Su)-(Gf-Su)]/Su, unde Gi a fost greutatea prospată iniţială, Gf – greutatea prospată la 5 ore de la excizare, iar Su reprezintă subsţana uscată.
5- conţinutul relativ în apă (CRA) se va determina pe frunze recoltate de pe tulpinia principală. Se va efectua cântarirea iniţială (Sp), cântarirea la turgescenţa maximă realizată prin menţinerea în apă timp de 6 ore la temperatura de 5-6°C şi apoi se determină substanţa uscată (Su) (70°C timp de 48 ore). Formula de calcul este următoarea:
CRA = (Substanţa proaspătă, Sp – Substanţa uscată, Su)/(Substanta prospată la tugescenţa maximă (Spt) – Su )*100.
6- acumularea de biomasă şi volumul sistemului radicular. Numeroase cercetări din domeniul lucernei au evidenţiat faptul că la lucernă, acumularea de biomasă a fost influenţată negativ de secetă, existând diferenţe între genotipurile studiate, atât în ceea ce priveste acumularea de substanţă uscată la nivelul părţii aeriene sub influenţa stresului hidric, cât şi la nivelul rădăcinilor. A fost evident că sistemul radicular a fost mai sever afectat de secetă, astfel încât raportul tulpină/rădăcină a crescut sub influenţa stresului hidric, ceea ce sugerează sensibilitatea mai accentuată a sistemului radicular la stresul hidric.
Datele din literatura cu referire la stresul hidric menţionează o stimulare a creşterii sistemului radicular în fazele iniţiale ale stresului şi o scădere a valorii raportului parte aeriană, sistem radicular, ca urmare a mobilizării resurselor către creşterea rădăcinii (Blum, 1988). Este cunoscut că un sistem radicular profund este sinonim cu o mai bună rezistenţă la secetă şi respectiv cu o mai mare cantitate de apă extrasă din sol. Un volum radicular mai mare este sinonim cu un sistem radicular mai bine dezvoltat.
7- conţinutul în prolină se vadetermina spectrofotometric la 520 nm, după metoda descrisă de Bates şi colab. (1973). Aproximativ 0,5 g frunze prospete se mojarează cu 10 mL soluţie de 3% acid sulfosalicilic şi se filtrează prin hârtie tip Wattman. Amestecul de reacţie se constituie din 2 ml de filtrat, 2 ml acid ninhidrinic şi 2 ml acid acetic glacial, fiert timp de o oră, urmat de stoparea reacţiei prin răcire şi adăugare de toluen.
- activităţi efectuate/rezultate obţinute/costuri faţă de Planul de realizare propus.
Activităţile din faza I a proiectului, prevăzute în planul de realizare şi prezentate la punctul 4 al raportului de activitate au fost realizate integral.
Rezultatele obţinute la experienţele înfiinţate cu grâu, triticale şi orz au fost foarte mult influenţate de condiţiile climatice ale acestei toamne (excesiv de secetoase în majoritatea zonelor de testare.
6. Rezultate, stadiul realizării obiectivului, concluzii şi propuneri pentru continuarea proiectului:
6.1. Rezultate:
Nr.crt |
Parteneri /acronim |
Rezultate preconizate |
Rezultate obţinute |
1 |
CP- Institutul Naţional de Cercetare - Dezvoltare Agricolă (INCDA) Fundulea |
- stabilirea protocolul de testare a rezistenţei la temperaturi scăzute, secetă şi boli la cereale, oleaginoase şi plante furajere; |
- date privind instalarea culturilor comparative cu grâu, triticale şi orz; |
2 |
P1- Staţiunea de Cercetare-Dezvoltare Agricolă (SCDA) Turda |
- rezultate privind instalarea culturilor comparative cu grâu, triticale şi orz. |
- date privind instalarea culturilor comparative cu grâu, triticale şi orz. |
3 |
P2- Staţiunea de Cercetare-Dezvoltare Agricolă (SCDA) Şimnic |
- rezultate privind instalarea culturilor comparative cu grâu, triticale şi orz. |
- date privind instalarea culturilor comparative cu grâu, triticale şi orz. |
4 |
P3- Staţiunea de Cercetare-Dezvoltare Agricolă (SCDA) Albota |
- rezultate privind instalarea culturilor comparative cu grâu, triticale şi orz. |
- date privind instalarea culturilor comparative cu grâu, triticale şi orz. |
5 |
P4-Staţiunea de Cercetare-Dezvoltare Agricolă (SCDA) Lovrin |
- rezultate privind instalarea culturilor comparative cu grâu, triticale şi orz. |
- date privind instalarea culturilor comparative cu grâu, triticale şi orz. |
6 |
P5- Staţiunea de Cercetare-Dezvoltare Agricolă (SCDA) Livada |
- rezultate privind instalarea culturilor comparative cu grâu, triticale şi orz. |
- date privind instalarea culturilor comparative cu grâu, triticale şi orz. |
7 |
P6- Institutul Naţional de Cercetare-Dezvoltare pentru Cartof şi Sfeclă de Zahăr (INCDCSZ) Braşov |
- rezultate privind instalarea culturilor comparative cu grâu şi triticale . |
- date privind instalarea culturilor comparative cu grâu şi triticale. |
8 |
P7- Staţiunea de Cercetare-Dezvoltare Agricolă (SCDA) Suceava |
- rezultate privind instalarea culturilor comparative cu grâu şi triticale. |
- date privind instalarea culturilor comparative cu grâu şi triticale. |
9 |
P8- Staţiunea de Cercetare-Dezvoltare Agricolă (SCDA) Secuieni |
- rezultate privind instalarea culturilor comparative cu grâu, triticale şi orz. |
- date privind instalarea culturilor comparative cu grâu, triticale şi orz. |
6.2. Stadiul realizării proiectului:
Soluţionarea efectelor modificărilor climatice globale prognozate în ultima perioadă de timp, privind, în deosebi, variaţiile mari termice şi hidrice atât în fiecare an cât şi dintre ani, reprezintă o prioritate a cercetării agricole pentru găsirea de soluţii adecvate pentru adaptarea agriculturii.
In domeniul ameliorării cerealelor păioase, care reprezintă principalul furnizor de hrană pentru cea mai mare parte a populaţiei globului, creare de soiuri cu nivel superior de rezistenţă la secetă, arşiţă, temperaturi scăzute şi la principalele boli specifice fiecarei zone de cultură, este una din măsurile importante care pot contribui la asigurarea securităţii şi siguranţei alimentare în viitor.
Obiectivul principal al acestui proiect este identificarea de genotipuri la principalele culturi de câmp precum şi de măsuri tehnologice adecvate care să permită diminuare efectelor negative asupra producţiei şi calităţii acesteia ce pot fi determinate de modificarile climatice globale prognozate.
In prima etapa a proiectului, la cerealele păioase, pentru atingerea obiectivelor propuse pentru anul 2011, s-a realizat dispozitivul experimental şi s-au facut observaţii privind răsărirea plantelor în exprienţele de câmp cu soiuri şi linii de grâu şi de triticale de perspectivă.
Dispozitivul experimental a constat din:
- semanarea în câmp la INCDA-Fundulea şi la staţiunile partenere (Albota, Simnic, Lovrin, Livada, Turda, Braşov, Suceava şi Secuieni) a doua culturi comparative, una de grâu si alta de triticale de cate 25 variante şi una cu orz la la INCDA-Fundulea şi la 6 staţiuni partenere (Albota, Simnic, Lovrin, Livada, Turda şi Secuieni). Este de mentionat faptul că la Fundulea aceste experienţe au fost semănate în trei condiţii contrastante de cultură şi anume: tehnologie de cultură intensivă, tehnologie cu inputuri scăzute (fără fertilizare cu azot) şi semănat tărziu (în afara epocii optime). Acest sistem de examinare va permite identificarea acelor soiuri sau linii de perspectivă care pot realiza producţii ridicate, prin accumularea unei biomase mai mare, atunci când factorii tehnologici sau climatici afectează creşterea şi dezvoltarea plantelor;
- infinţarea la INCDA-Fundulea a experientelor de testări artificiale la boli în camp şi semănatul, în casa de vegetaţie, a genotipurilor de grâu, de triticale şi orz în experinţe speciale, pentru testarea lor la temperaturi scăzute în camere de creştere cu climat controlat.
Subliniem că în toate staţiunile partenere experienţele au fost semănate în condiţii destul de bune, în ciuda faptului că umiditate din sol pentru executarea lucrărilor de bază şi a pregătirii patului germinativ au fost nefavorabile.
Toamna anului 2011 a fost una dintre cela mai secetoase din ultimile trei decade. Seceta severă instalată la începutul lunii august, care s-a prelugit până la sfârşitul lunii noembrie, a determinat o răsărirea întarziată şi neuniformă şi chiar nerăsărirea suprafeţelor semănate mai tarziu şi accumularea unei biomase reduse, care vor afecta nivelul producţiilor prognozate a se obţine.
Seceta s-a manifestat in toate zonele principale de cultură a cerealelor păioase, dar cu intensităţi diferite (tabelul nr.1). Astfel, în perioada 1 august - 30 noembrie 2011 cantitaţile de precipitaţii au însumat între 44,6 mm - 73 mm, cele mai reduse valori caracterzând zona centrală a Transilvaniei (staţiunea Turda, unde deficitul total faţă de normală a fost 112 mm), iar valori mai ridicate, dar semnificativ inferioare faţă de normală, au fost înregistrate în zonele extracarpatice din Muntenia şi Moldova.
Totuşi, în acest context general nefavorabil, precipităţiile înregistrate în majoritatea zonelor la începutul decadei a doua a lunii octombrie (9 mm, la Turda şi 48 mm, la Albota) au permis răsărirea culturilor deja însămânţate precum şi o ameliorare a condiţiilor de pregătire a patului germinativ. Semănatul întârziat (dupa 10 octombrtie), caracteristic majorităţii zonelor, cumulat cu regimul termic insuficient, a determinat acumularea unei biomase foarte reduse, în situaţiile cele mai favorabile plantele fiind în faza de 2-3 frunze - început de înfrăţit.
Tabelul nr. 1
Precipitatiile înregistrate în perioada 1 VII-30 XI 2011 în principalele
zone de cultură ale cerealelor paioase
Moldova
Luna |
Secuieni |
Suceava |
||||
2011 |
Normala |
Dificit |
2011 |
Normala |
Dificit |
|
VIII |
30.2 |
65.1 |
-34.9 |
23.4 |
62.3 |
-38.9 |
IX |
12.2 |
47.7 |
-35.5 |
26.8 |
40.8 |
-14 |
X |
30.6 |
35 |
-4.4 |
17.2 |
29 |
-11.8 |
XI |
|
27.5 |
-27.5 |
0.3 |
25.9 |
-25.6 |
Sudul ţarii
Luna |
Fundulea |
Albota |
Şimnic |
||||
2011 |
Normala |
Dificit |
2011 |
2011 |
Normala |
Dificit |
|
VIII |
29.7 |
51 |
-21.3 |
60 |
3.1 |
43.6 |
-40.5 |
IX |
13.8 |
50 |
-36.2 |
57 |
0 |
38 |
-38 |
X |
27 |
40.5 |
-13.5 |
48 |
46.2 |
39.2 |
7 |
XI |
1.5 |
44.9 |
-43.4 |
41 |
0 |
45 |
-45 |
Vestul ţarii şi Transilvania
Luna |
Livada |
Braşov |
Turda |
||||||
2011 |
Normala |
Dificit |
2011 |
Normala |
Dificit |
2011 |
Normala |
Dificit |
|
VIII |
21.1 |
80 |
-58.9 |
35.2 |
76.4 |
-41.2 |
12.8 |
57 |
-44.2 |
IX |
24.4 |
62.8 |
-38.4 |
20.6 |
52.5 |
-31.9 |
22.8 |
40 |
-17.2 |
X |
19.9 |
53.2 |
-33.3 |
48.6 |
38.9 |
9.7 |
8.8 |
30 |
-21.2 |
XI |
0 |
53.2 |
-53.2 |
- |
- |
- |
0.2 |
29.1 |
-28.9 |
Din figura 1, cu date climatice de la Fundulea, se poate observa ca resursa termică limitată pănă la instalarea sezonului rece, nu a permis o buna vegetaţie a plantelor, astfel încât acestea să intre în iarnă în faza de înfraţire (accumulare de 450°C peste 0°C). Aceasta va influenţa negativ nivelul de rezistenţă la iernare, în condiţiile unor temperaturi foatre scăzute, genotipurile cu nivel genetic mai scăzut de rezistenţă ar putea să fie afectate. Starea de vegetaţie a cerealelor de toamnă, nivelul de pregătire pentru iernare a plantelor deja răsărite, se pot îmbunătăţii în situaţia unor evoluţii favorabile ale regimului termic şi pluviometric în perioada următoare.
Figura 1
Suma temperaturilor peste 0°C înregistrate de la 1 octombrie 2011( INCDA-Fundulea)
Tabelul 2
Densităţile de palnte înregistrate la cateva soiuri şi linii de grâu în patru localităţi
Nr. crt |
Soiul |
Secueni |
Suceava |
Fundulea |
Livada |
1 |
DROPIA |
394 |
552 |
401 |
408 |
2 |
FAUR F |
467 |
540 |
356 |
440 |
3 |
GLOSA |
431 |
532 |
399 |
394 |
4 |
LITERA |
415 |
524 |
317 |
444 |
5 |
MIRANDA |
523 |
520 |
325 |
336 |
6 |
BOEMA 1 |
518 |
516 |
369 |
378 |
7 |
DELABRAD2 |
459 |
544 |
417 |
364 |
8 |
IZVOR |
413 |
528 |
337 |
424 |
9 |
OSTROV |
414 |
528 |
411 |
466 |
10 |
OTILIA |
403 |
512 |
336 |
410 |
11 |
PITAR |
506 |
524 |
348 |
350 |
12 |
PARTENER |
526 |
544 |
360 |
372 |
|
Media |
456 |
530 |
364 |
399 |
In aceste condiţii climatice, destul de nefavorabile rasăririi şi creşterii cerealelor de toamnă, aproape în toate câmpurile experimentale ale staţiunilor partenere, culturile comparative cu genotipuri de grâu şi de triticale de toamnă sunt răsărite destul de bine, cu excepţia, staţiunilor Turda, Lovrin, Albota şi Braşov, unde acestea sunt parţial răsărite, iar cele cu orz sunt răsărite destul de bine, cu excepţia, staţiunilor Turda, Lovrin şi Albota, unde acestea sunt parţial răsărite.
La grâu condiţiile cele mai bune pentru răsărire şi creştere a plantelor, în această toamnă, s-a înregistat in staţiunile Suceava, Secuieni, Livada şi INCDA Fundulea, unde densităţile de plante la m² sunt aproape normale, dar in nicio localitate plantele nu au ajuns în faza de înfrăţire.
La triticale (tabelul 3) ca şi la grâu, în aceleaşi localităţii, densităţile de plante sunt cele mai bune şi de asemenea, plantele se găsesc în faza de 2-3 frunze sau iniţierea înfraţitului.
Tabelul 3
Densităţile de plante înregistrate la câteva soiuri şi linii de triticale, în patru localităţi
Nr. crt |
Soiul |
Secueni |
Suceava |
Fundulea |
Livada |
1 |
PLAI |
392 |
412 |
265 |
362 |
2 |
TITAN |
396 |
472 |
332 |
254 |
3 |
STIL |
387 |
504 |
367 |
340 |
4 |
GORUN 1 |
495 |
500 |
383 |
334 |
5 |
HAIDUC |
373 |
424 |
319 |
366 |
6 |
CASCADOR F |
487 |
504 |
348 |
296 |
7 |
MIGRATOR |
396 |
496 |
365 |
398 |
8 |
MEZIN |
466 |
500 |
308 |
342 |
9 |
NEGOIU |
434 |
496 |
319 |
338 |
10 |
ODA |
427 |
508 |
372 |
330 |
11 |
PALTIN |
484 |
500 |
356 |
336 |
12 |
PISC |
433 |
368 |
377 |
416 |
13 |
ROTRIC |
451 |
496 |
340 |
372 |
|
Media |
432 |
475 |
342 |
345 |
Tabelul 4
Densităţile de plante înregistrate la câteva soiuri şi linii de orz, în trei localităţi
Nr.crt |
Soi/linie |
Fundulea |
Secuieni |
Livada |
1 |
Dana |
343 |
415 |
418 |
2 |
Amical |
275 |
405 |
454 |
3 |
Sistem |
333 |
481 |
418 |
4 |
Mareşal |
286 |
359 |
326 |
5 |
Cardinal |
275 |
335 |
318 |
6 |
Univers |
348 |
442 |
364 |
7 |
F8-63-05 |
244 |
422 |
376 |
8 |
F8-1-07 |
320 |
435 |
385 |
9 |
DH 243-1-05 |
253 |
469 |
292 |
10 |
F8-41-06 |
314 |
460 |
338 |
11 |
DH 254-13-07 |
290 |
442 |
342 |
12 |
Andreea |
390 |
467 |
420 |
13 |
DH 267-4-07 |
409 |
468 |
410 |
14 |
DH 196-17-05 |
369 |
473 |
334 |
|
Media |
318 |
434 |
371 |
La orz (tabelul 4) ca şi la grâu şi triticale în aceleaşi localităţii (Secuieni, Fundulea şi Livada), densităţile de plante sunt cele mai bune şi de asemenea, plantele se găsesc în faza de 2-3 frunze sau iniţierea înfraţitului.
6.3. Concluzii:
Diversitatea destul de mare, dintre localităţile de testare, privind starea de vegetaţie, a soiurilor şi liniilor de grâu, triticale şi orz incluse în experimentările la acest proiect va permite:
-o departajare bună a genotipurilor privind accumularea de biomasă;
-selecţia genotipurilor care în condiţii de creştere vegetativă redusă pot dezvolta un sitem radicular mai eficient de absorbţie a apei şi a elementelor nutritive din sol;
-identificarea genotipurilor care pot compesa acestă diminuare a biomasei realizând producţii mai ridicate de boabe.
6.4. Propuneri pentru continuarea proiectului.
Rezultatele obţinute confirmă faptul că obiectivul fazei şi activităţile au fost îndeplinite integral, ceea ce crează premisele derulării în bune condiţii a proiectului în anii următori.
DIRECTOR DE PROIECT,
Dr. Ing. Maria SCHITEA