Wpływ biostymulatora Asahi SL na aktywność fotosyntetyczną wybranych odmian Phaseolus vulgaris L.

Michałek, W.; Kocira, A.; Findura, P.; Szparaga, A.; Kocira, S.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Wpływ biostymulatora Asahi SL na aktywność fotosyntetyczną wybranych odmian Phaseolus vulgaris L.

Autorzy

Michałek W. , Kocira A. , Findura P. , Szparaga A. , Kocira S.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

Warianty tytułu

The Influence of Biostimulant Asahi SL on the Photosynthetic Activity of Selected Cultivars of Phaseolus vulgaris L.

Języki publikacji

Abstrakty

W uprawie roślin często występują czynniki stresogenne, które wpływają na ograniczenie intensywności procesu fotosyntezy, co z kolei może powodować spadek wielkości i jakości plonu roślin. W takich przypadkach uzasadnione staje się stosowanie biostymulatorów w celu poprawy wielkości i jakości uzyskiwanych płodów rolnych, przy jednoczesnym braku negatywnego oddziaływania na środowisko naturalne. W związku z powyższym w prezentowanej pracy analizowano wpływ biostymulatora Asahi SL na efektywność aparatu fotosyntetycznego fasoli zwykłej Phaseolus vulgaris L. Badania polowe zostały przeprowadzone w 2013 i 2014 roku, na dwóch odmianach fasoli, powszechnie uprawianych w Polsce i przetwarzanych przez przemysł spożywczy. Odmiana Aura – posiada białe nasiona a Toska – czerwone. W sezonach wegetacji przeprowadzono dwa pomiary fotosyntetycznej aktywności liści rośliny fasoli (liście z sześciu roślin z każdego poletka): pomiar I – tydzień po pierwszym zastosowaniu biostymulatora; II pomiar – tydzień po drugim zastosowaniu biostymulatora. W przypadku pojedynczego opryskiwania drugi pomiar przeprowadzono w drugim terminie na odpowiednim etapie rozwoju rośliny. W przeprowadzonych badaniach z fasolą podjęto próbę oceny wydajności aparatu fotosyntetycznego przez pomiar niektórych parametrów fluorescencji chlorofilu po dolistnej aplikacji biostymulatora Asahi SL. Aktywność fotosyntetyczną roślin określono przez pomiar indukcji fluorescencji chlorofilu przy pomocy fluorymetru. Oznaczono następujące parametry w stanie adaptacji ciemniowej: F_v/F_m – maksymalna sprawność fotosystemu PS II. Natomiast w stanie adaptacji do światła zmierzono: DF/F_m’ – efektywna wydajność fotosystemu PS II, współczynnik fotochemicznego qP oraz niefotochemicznego qN wygaszania fluorescencji. Wyniki uzyskane z przeprowadzonych doświadczeń polowych wskazują na wielokierunkowy wpływ biostymulatora Atonik na aktywność fotosyntetyczną roślin doświadczalnych, o czym świadczą niższe wartości niektórych parametrów indukcji fluorescencji chlorofilu (FC) w porównaniu z serią kontrolną. Ponadto zaobserwowano, że fasola traktowana roztworem Asahi SL charakteryzowała się większą sprawnością fotosyntetyczną, o czym świadczy wzrost rzeczywistej wydajności fotochemicznej związanej z efektywnością transportu elektronów (DF/F_m’). Jednakże nie we wszystkich kombinacjach zaobserwowano wzrost tego parametru w porównaniu z kontrolą. W warunkach przeprowadzonych badań odmiana Aura charakteryzowała się lepszą sprawnością aparatu fotosyntetycznego. Świadczą o tym między innymi wartości współczynnika fotochemicznego wygaszania fluorescencji chlorofilu (qP). Ponadto badania wykazały także, że tendencja wzrostowa współczynnika qNu odmiany Aura nie wystąpiła tylko po dwukrotnej aplikacji biostymulatora na rośliny fasoli. Identyczną tendencję stwierdzono u odmiany Toska po dwukrotnym opryskiwaniu roślin 0,1% roztworem Asahi SL. W przeprowadzonym doświadczeniu stwierdzono większy wzrost wartości wskaźnika wygaszania niefotochemicznego u roślin odmiany Toska w porównaniu z odmianą Aura.

In cultivation of plants, stress factors often occur, which affect the limitation of the intensity of the photosynthesis process, which in turn may cause a decrease in the size and quality of the plant yield. In such cases, it is justified to use biostimulants to improve the size and quality of the obtained crops, with no negative impact on the natural environment. Therefore, the presented work analyzed the effect of the Asahi SL biostimulant on the efficiency of the photosynthetic apparatus of Phaseolus vulgaris L. bean. Field research was carried out in 2013 and 2014, for two varieties of beans commonly grown in Poland and processed by the food industry, Aura – white seeds and Toska – red seeds. In the growing seasons two measurements of photosynthetic activity of the bean plant leaves (leaves from six plants from each plot) were carried out: measurement I – the week after the first use of the biostimulant; II measurement – a week after the second application of the biostimulator. In the case of a single spray, the second measurement was carried out at the second stage of the plant's development. In the studies with beans, an attempt was made to assess the performance of the photosynthetic apparatus by measuring some parameters of chlorophyll fluorescence after the foliar application of the Asahi SL biostimulant. The photosynthetic activity of plants was determined by measuring the fluorescence induction of chlorophyll using a fluorimeter. The following parameters were marked in the darkroom adaptation state: F_v / F_m – maximum efficiency of the PS II phototype. Whereas, in the state of light adaptation, the following measurements were measured: DF/F_m’ – effective performance of the PS II photosystem, photochemical qP and non-chemical qN quenching of fluorescence. The results obtained from the field experiments indicate the multidirectional effect of the Asahi SL biostimulant on the photosynthetic activity of experimental plants, as evidenced by the lower values of some parameters of chlorophyll fluorescence (FC) induction as compared to the control series. In addition, it was observed that beans treated with Asahi SL solution were characterized by greater photosynthetic efficiency, as evidenced by the increase in real photochemical efficiency related to the efficiency of electron transport (DF/F_m’). However, not all the combinations showed an increase in this parameter compared to the control. In the conditions of the tests, it was found that the Aura cultivar was characterized by a better efficiency of the photosynthetic apparatus. This is evidenced, among others, by the photochemical coefficient of quenching of chlorophyll fluorescence (qP). In addition, the studies also showed that the upward trend in the qura coefficient of the Aura cultivar did not occur only after the biostimulant application for bean plants was applied twice. The identical trend was found in the Toska cultivar after spraying the plants with 0.1% Asahi SL solution twice. In the conducted experiment, a higher increase in the non-chemical quenching index was observed in Toska cultivars in comparison with the Aura cultivar.

Słowa kluczowe

biostymulator fotosynteza aktywność fluorescencja chlorofil fasola

biostimulant photosynthesis activity fluorescence chlorophyll bean

Wydawca

Politechnika Koszalińska

Czasopismo

Rocznik Ochrona Środowiska

Rocznik

2018

Tom

Tom 20, cz. 2

Strony

1286--1301

Opis fizyczny

Bibliogr. 40 poz., tab.

Twórcy

autor

Michałek W.

Uniwersytet Przyrodniczy, Lublin

autor

Kocira A.

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa, Chełm

autor

Findura P.

Słowacki Uniwersytet Rolniczy, Nitra-Chrenová

autor

Szparaga A.

Politechnika Koszalińska

autor

Kocira S.

Uniwersytet Przyrodniczy, Lublin

Bibliografia

1. Aydin, A., Kant, C., Turan, M. (2012). Humic acid application alleviatesalinity stress of bean (Phaseolus vulgaris L.) plants decreasingmembrane leakage. African Journal of Agricultural Research, 7, 1073-1086.
2. Bąblewski, P., & Dębicz, R. (2006). The effect of Asahi SL preparation on growth and quality of sedlings Torenia fournieri Linden and Fuchsia hybrida. Zeszyty Naukowe UP we Wrocławiu, 546, 37-41.
3. Basak, A. (2008). Biostimulators. Definitions, classification and legislation. In: H. Gawrońska (ed.), Monographs series: Biostimulators in modern agriculture, General Aspects. Wieś Jutra, Warszawa, 7-17.
4. Biesiada, A., Kędra, K., Jezierska-Domaradzka, A., Biernat, A. (2009). The effect of transplant production method and application of Asahi SL on growth and development of Belamcanda chinensis(L) DC. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych, 539, 57-63.
5. Bolhar-Nordenkampf, H.R., Long, S.P., Baker, N.R., Oquist, G., Schreiber, U. (1989). Chlorophyll fluorescence as a probe of the photosynthetic competence of leaves in the field: a review of current instrumentation. Functional Ecology, 3, 497-514.
6. Borowski, E., & Blamowski, Z.K. (2009). The effects of triacontanol 'TRIA' and Asahi SL on the development and metabolic activity of sweet basil (Ocimum basilicum L.) plants treated with chilling. Folia Horticulturae 21 (1), 39-48. doi: 10.2478/fhort-2013-0124.
7. Budzyński, W., Dubis, B., Jankowski, A. (2008). Response of winter oilseed rape to the biostimulatorAsahi SL applied in spring. In: Z.T. Dąbrowski (ed.), Monographs series: Biostimulators in modern agriculture, Field Crops. Wieś Jutra, Warszawa, 47-55.
8. Ćerny, I., Pacuta V., Kovar, M. (2008). Yield and quality of chicory (Cichorium intybus L.) in dependence on variety and foliar application of Atonik and Polybor 150. Journal of Central Europe Agriculture 9 (3), 425-30.
9. Djanaguiraman, M., Sheeba, J.A., Devi, D.D., Bangarusamy, U. (2005). Response of cotton to Atonik and TIBA for growth, enzymes and yield. Journal of Biological Sciences 5, 158-162. doi:10.3923/jbs.2005.158.162.
10. Du Jardin P. (2015). Plant biostimulants: Definition, concept, main categories and regulation. Scientia Horticulturae, 196, 3-14.
11. El-Nemr, M.A., El-Desuki, M., El-Bassiony, A.M., Fawzy, Z.F. (2012). Response of growth and yield of cucumber plants (Cucumis sativus L.) to different foliar applications of humic acid and biostimulators. Australian Journal of Basic and Applied Sciences, 6, 630-637.
12. Górnik, K., & Grzesik, M. (2005). China aster plant growth, seed yield and quality asinfluenced by Asahi SL treatment. Folia Horticulturae, 17(2), 119-127.
13. Guidi, L., Nali, C., Ciompi, S., Lorenzini, G., Soldatini, G.F. (1997). The use of chlorophyll fluorescence and leaf gas exchange as methods for studying the different responses to ozone of two bean cultivars. Journal of Experimental Botany, 48, 173-179.
14. Gulluoglu, L., Arioglu, H., Arslan, M. (2006). Effects of some plant growth regulators and nutrient complexes on above-ground biomass and seed yield of soybean grown under heat-stressed environment. Journal of Agronomy, 5, 126-130. doi: 10.3923/ja.2006.126.130.
15. Harasimowicz-Herman, G., & Borowska, M. (2006). Efekty działania biostymulatora Asahi SL w uprawie rzepaku ozimego w zależności od warunków pluwiotermicznych. Rośliny Oleiste, 1, 95-106.
16. Haroun, S.A., Shukry, W.M., Abbas, M.A., Mowafy, A.M. (2011). Growth and physiological responses of Solanum lycopersicum to Atonik and benzyl adenine under vernalized conditions. Journal of Ecology and the Natural Environment 3(9), 319-331.
17. Kocira, S., Kocira, A., Szmigielski, M., Piecak, A., Sagan, A. Malaga-Toboła, U. (2015a). Effects of an amino acids-containing biostimulator on common bean crop. Przem. Chem. 94(10), 1732-1736. doi: 10.15199/62.2015.10.16.
18. Kocira, S., Sujak, A., Kocira, A., Wójtowicz, A. Oniszczuk, A. (2015b). Effect of Fylloton application on photosynthetic activity of Moldavian dragonhead (Dracocephalum moldavica L.). In: B. Huyghebaert, E. Lorencowicz, J. Uziak (eds.), Farm Machinery and Processes Management in Sustainable Agriculture. 7th International Scientific Symposium, 25-27 November, 2015, Gembloux, Belgium, Agriculture and Agricultural Science Procedia 7, 108-112. doi: 10.1016/j.aaspro.2015.12.002.
19. Kocira, A., Kocira, S., Stryjecka, M. (2015c). Effect of Asahi SL application on common bean yield. In: Huyghebaert B., E. Lorencowicz & Uziak J., eds. Farm Machinery and Processes Management in Sustainable Agriculture. 7th International Scientific Symposium, 25-27 November, 2015, Gembloux, Belgium, Agriculture and Agricultural Science Procedia 7, 103-107.
20. Kocira, A., Kocira, S., Świeca, M., Złotek, U., Jakubczyk, A., Kapela, K. (2017a). Effect of foliar application of a nitrophenolate-based biostimulant on the yield and quality of two bean cultivars. Scientia Horticulturae 214, 76-82. doi: 10.1016/j.scienta.2016.11.021.
21. Kocira, S., Kocira, A., Kornas, R., Koszel, M., Szmigielskim M., Krajewska, M., Szparaga, A., Krzysiak, Z. (2017b). Effect of seaweed extract on yield and protein content of two common bean (Phaseolus vulgaris L.) cultivars. Legume Research doi: 10.18805/LR-383.
22. Kocira, S., Szparaga A., Kocira, A., Czerwińska, E., Depo, K., Erlichowska, B., Deszcz, E. (2018a) Effect of applying a biostimulant containing seaweed and amino acids on the content of fiber fractions in three soybean cultivars. Legume Research. doi: 10.18805/LR-412.
23. Kocira, S., Szparaga, A., Kocira, A., Czerwińska, E., Wójtowicz, A., Bronowicka-Mielniczuk, U., Koszel, M., Findura, P. (2018b). Modeling biometric traits, yield and nutritional and antioxidant properties of seeds of three soybean cultivars through the application of biostimulant containing seaweed and amino acids. Frontiers in Plant Sciences, 9:388. doi: 10.3389/fpls.2018.00388.
24. Kocira, A., Świeca, M., Kocira, S., Złotek, U., Jakubczyk A. (2018c). Enhancement of yield, nutritional and nutraceutical properties of two common bean cultivars following the application of seaweed extract (Ecklonia maxima). Saudi Journal of Biological Sciences, 25, 563-571. doi:10.1016/j.sjbs.2016.01.039.
25. Krause, G.H., & Weis, E. (1984). Chlorophyll fluorescence as a tool in plant physiology. Photosynthesis Research, 5, 139-157.
26. Krause, G.H., Somersalo, S., Zumbusch, E., Weyers, B., Laasch, H. (1990). On the mechanism of photoinhibition in chloroplasts. Relationship between changes in fluorescence and activity of photosystem II. Journal of Plant Physiology, 136, 472-479.
27. Maxwell, K., & Johnson, G.N. (2000). Chlorophyll fluorescence - a practical guide. Journal of Experimental Botany, 5, 659-668.
28. Mikos-Bielak, M., & Michałek, W. (1999). Zmiany zawartości barwników asymilacyjnych i aktywności fotosyntetycznej liści ogórków i ziemniaków traktowanych Atonikiem. VIII Ogólnopolski Zjazd Naukowy Hodowców Roślin Ogrodniczych. Hodowla Roślin Ogrodniczych u progu XXI wieku. Lublin, 23-25.
29. Misra, A.N., Misra , M., Singh, R. (2012). Chlorophyll Fluorescence in Plant Biology. In: A.N. Misra (ed.), Biophysics, 171-192.
30. Ochmian, I., & Grajkowski, J. (2007). Influence of three biostimulants on yielding and fruit quality of three primocane raspberry cultivars, Acta Scientiarum Polonorum, Hortorum Cultus, 6(2), 29-36.
31. Przybysz, A., H. Gawronska, Gajc-Wolska, J. (2014). Biological mode of action of a nitrophenolates-based biostimulant: Case study. Frontiers in Plant Science, 5, 1-15. doi:10.3389/fpls.2014.00713.
32. Rathore, S.S., Chaudhary, D.R., Boricha, G.N., Ghosh, A., Bhatt, B.P., Zodape, S.T., Patolia, J.S. (2009). Effect of seaweed extract on the growth, yield and nutrient uptake of soybean (Glycine max) under rainfed conditions. South African Journal of Botany, 75(2), 351-355.
33. Sadak, M.S.H., Abdelhamid, M.T., Schmidhalter, U. (2015). Effect of foliar application of aminoacids on plant yield and some physiological parameters in bean plants irrigated with seawater. Acta Biologica Colombiana, 20(1), 141-152. doi:10.15446/abc.v20n1.42865.
34. Sawicka, B., & Michałek, W. (2008). Photosynthetic activity of Helianthus tuberosus L. depending on a soil and mineral fertilization. Polish Journal of Soil Science, 41(2), 209-222.
35. Sosnowski, J., Jankowski, K., Malinowska, E., Truba, M. (2017). The effect of Ecklonia maxima extract on Medicago x varia T. Martyn biomass. Journal of Soil Science and Plant Nutritrion, 17(3), 770-780.
36. Sosnowski, J., Jankowski, K., Truba, M., Malinowska, E. (2018). Morphophysiological and biochemical effects of plant growth regulators on Medicagox varia T. Martyn. Applied Ecology and Environmental Research, 16(3)-2403-2414. doi: 10.15666/aeer/1603_24032414.
37. Szczepanek, M., Wszelaczyńska, E., Pobereżny, J., Ochmian, I. (2017a). Response of onion (Alium cepa L.) to the method of seaweed biostimulant application. Acta Sci. Pol. Hortorum Cultus, 16(2), 113-122.
38. Szczepanek, M., Siwik-Ziomek, A., Wilczewski, E. (2017b). Effect of biostimulant on accumulation of Mg in winter oilseed rape under different mineral fertilization rates. JElementol., 22(4), 1375-1385. doi: 10.5601/ jelem.2017.22.1.1317.
39. Szczepanek, M., Wilczewski, E., Pobereżny, J., Wszelaczyńska, E., Ochmian, I. (2017c). Carrot root size distribution in response to biostimulant application. Acta Agr. Scand. B-SP, 67(4), 334-339. doi: 10.1080/09064710.2017. 1278783.
40. Wrochna, M., Łata, B., Borkowska, B., Gawrońska, H. (2008). Effect of Asahi SL biostimulator on ornamental amaranth (Amaranthus spp) plants exposed to salinity in growing medium. In: Ł. Łukaszewska (ed.), Monographs series: Biostimulators in modern agriculture, Ornamental and special plants. Wieś Jutra, Warszawa, 15-32.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-dce4de82-9c66-4f07-88c7-ad0e574bdf3a