Επίδραση της υδατικής καταπόνησης σε φυσιολογικά, αγρονομικά και ποιοτικά χαρακτηριστικά βυνοποιήσιμων ποικιλιών κριθαριού

Abstract

Την καλλιεργητική περίοδο 2015-2016 σε στέγαστρο εντός του πειραματικού αγρού του εργαστηρίου Γεωργίας του Γεωπονικού Πανεπιστημίου Αθηνών, μελετήθηκε η επίδραση της έλλειψης νερού στα φυσιολογικά, αγρονομικά και ποιοτικά χαρακτηριστικά των βυνοποιήσιμων ποικιλιών κριθαριού “RGT Planet”, “Grace” και “Zhana”. Το πειραματικό σχέδιο που ακολουθήθηκε ήταν αυτό των υποδιαιρεμένων τεμαχίων (split-plot design) με τέσσερις επαναλήψεις. Ως κύρια τεμάχια χρησιμοποιήθηκαν οι τρεις γονότυποι του κριθαριού (RGT Planet, Grace και Zhana) και ως υποτεμάχια επιλέχθηκαν οι τρεις μεταχειρίσεις του νερού (επίπεδα εδαφικής υγρασίας). Τα επίπεδα εδαφικής υγρασίας, διαφοροποιήθηκαν ανάλογα με την απόστασή τους από την πηγή του νερού (σταλακτηφόρος αγωγός 16mm). Επαρκώς αρδευόμενη θεωρήθηκε η ζώνη του τεμαχίου που γειτνίαζε με τον σταλακτηφόρο αγωγό (υποτεμάχιο A), ενώ ελάχιστα αρδευόμενη θεωρήθηκε η ζώνη που βρισκόταν στη μεγαλύτερη απόσταση από αυτόν (υποτεμάχιο C). Το ενδιάμεσο επίπεδο άρδευσης (υποτεμάχιο B) βρισκόταν μεταξύ των δύο ακραίων ζωνών του τεμαχίου. Στο παρόν πείραμα κατά την διάρκεια της καλλιέργειας και μετά το τέλος αυτής μελετήθηκε η επίδραση της υδατικής καταπόνησης, στον βιολογικό κύκλο των φυτών, στο υδατικό δυναμικό των φύλλων, στην απόδοση σε καρπό και βιομάζα, στον αριθμό σπόρων ανά στάχυ, αλλά και στον αριθμό στάχεων ανά τετραγωνικό μέτρο, στο βάρος χιλίων κόκκων και στον συντελεστή συγκομιδής. Επίσης, εξετάστηκε πως τα διαφορετικά επίπεδα εδαφικής υγρασίας επηρέασαν την περιεκτικότητα των σπόρων σε πρωτεΐνη καθώς και το μέγεθος των κόκκων. Συγκεκριμένα, ως προς το μέγεθος των σπόρων μελετήθηκε ο ρυθμός και η διάρκεια γεμίσματος του σπόρου, η κατάταξη των σπόρων σε κλάσεις μεγέθους για την καταλληλότητά τους ή όχι για βυνοποίηση, ενώ τέλος μετρήθηκε το βάρος των καρπών ανά θέση στην ράχη του στάχυ. Οι μετρήσεις του υδατικού δυναμικού και στις τρείς ποικιλίες ήταν οι αναμενόμενες, καθώς το υδατικό δυναμικό μειωνόταν όσο μεγαλύτερη ήταν η ένταση της υδατικής καταπόνησης. Η ποικιλία Grace παρουσίασε τις πιο υψηλές τιμές ενώ αντίθετα τις πιο αρνητικές τιμές υδατικού δυναμικού κατέγραψε η ποικιλία RGT Planet. Επιπροσθέτως, διαπιστώθηκε επιτάχυνση του βιολογικού κύκλου και των τριών ποικιλιών κάτω από συνθήκες υδατικής καταπόνησης, με ταχύτερη είσοδο στο στάδιο της άνθησης, ωστόσο τα φυτά όλων των υποτεμαχίων έφτασαν σχεδόν μαζί στην πλήρη άνθηση. Τα φυτά που υπέστησαν υδατική καταπόνηση (επίπεδα Β & C), είχαν σημαντικά μικρότερη απόδοση σε καρπό, σε βιομάζα και σε αριθμό στάχεων ανά τετραγωνικό μέτρο από αυτά που αρδεύονταν. Στα επαρκώς αρδευόμενα υποτεμάχια η RGT Planet ήταν πιο αποδοτική, ενώ σε συνθήκες μέγιστης υδατικής καταπόνησης η Zhana έδωσε υψηλότερες αποδόσεις. Επίσης, η ποικιλία Zhana παρουσίασε σημαντικά μεγαλύτερο συντελεστή συγκομιδής από την ποικιλία Grace. Στις τρεις ποικιλίες που μελετήθηκαν, η υδατική καταπόνηση δεν επηρέασε στατιστικώς σημαντικά την περιεκτικότητα των σπόρων σε πρωτεΐνη. Όσον αφορά το μέγεθος των σπόρων, ο ρυθμός γεμίσματος ήταν σημαντικά αυξημένος στα μη καταπονημένα φυτά (επίπεδο Α) σε σχέση με τα εντόνως καταπονημένα (επίπεδα C). Το ποσοστό των μη επιθυμητών για βυνοποίηση σπόρων (<2,2mm) ήταν σημαντικά μεγαλύτερο στην ποικιλία Grace από την Zhana. Τέλος, όπως αναμενόταν, το βάρος των καρπών στο μέσον της ράχης του στάχυ ήταν μεγαλύτερο από αυτό που καταγράφηκε στη βάσης και στην κορυφή των στάχεων. Η ποικιλία Zhana εμφάνισε σταθερά το μεγαλύτερο βάρος καρπών ανά θέση με τις RGT Planet και Grace να έπονται.

The influence of drought stress on the agronomic and quality characteristics of the malting barley varieties "RGT Planet", "Grace" and "Zhana" was studied during the 2015-2016 growing season in the experimental field of the Agricultural University of Athens. The selected experimental design was that of split-plot design with four repetitions. Three genotypes of barley (RGT Planet, Grace and Zhana) were used as the main blocks, and three water treatments (level of soil water content) were assigned as subsections. The levels of soil water content varied according to their distance from the water source (16 mm drip irrigation line). The subsection A which was adjacent to the drip irrigation line, was considered sufficiently irrigated, while the most distant subsection (subsection C) was considered to be less irrigated. The subsection B which was located between the subsections A and C and considered intermediate irrigated. This experiment studied the effect of drought stress during the biological cycle of plants, the leaf water potential, the grain yield and biomass, the number of seeds per barley ear, the number of spikes per square meter, as well as the weight of one thousand grains and the harvest index. The way that different levels of soil water content affected the protein content of the seeds and the size of the grains was also examined. Specifically, the grain size was measured through the grain filling duration, the grading of the seeds in side classes according to their suitability for malting and the grain weight per each position on the spine. The water potential measurements for all three varieties were as expected given that the water potential decreased more and more, while the drought stress level was increased. The highest and lowest water potential values were observed for the plants of the Grace and RGT Planet varieties respectively. In addition, all three varieties were found to reach the beginning of the flowering stage quite fast Water-treated plants (subsections B & C) had significantly less grain and biomass yield as well as spikes per square meter of irrigation. Also, the Zhana variety showed a significantly higher harvest index than the Grace variety. For all three varieties examined, was found that there was no statistically significant correlation between the drought stress and the protein content of the seeds. As far as the seed size is concerned, the filling rate was significantly increased for non-stressed plants (subsections A) compared to the highly stressed (subsections C). The percentage of inappropriate seeds for malting (<2.2mm) was significantly higher in the Grace variety than Zhana. Finally, the average weight for the seeds in the middle of the spike was measured higher than the average seed weights of both the base and peak of the spike. It was also noted that variety Zhana’s seeds were the heaviest among all other varieties, for each part of the spike.