A A R H U S U N I V E R S I T E T

Det Jordbrugsvidenskabelige Fakultet

Hvornår er tørke mest farlig?

Mathias Neumann Andersen

Afgrøders tørkefølsomhed

1. Planters fordampning og produktion2. Modeller for udbyttetab pga. tørke3. Analyse af vandingsforsøg

Plantens fysiologiske reaktioner

4. Analyse af frøsætning i majs5. Genetisk/biokemisk årsag til frøabortion

Disposition:

Hvornår er tørke mest farlig?

Planters fotosyntese og fordampning er forbundne

CO2

H2O

Hvornår er tørke mest farlig?

Model for udbyttetab pga. tørke:

Relativ udbyttenedgang (1-Ua/Up) er en funktion af stressdage:

Sdi = (1-Ta/Tp)i

og afgrødeudvikling:

Tsi = temperatursum fra vækststart til dagnr. i

i kombination:

1-Ua/Up = Sdi (a + b Tsi + c Tsi2 )

Hvornår er tørke mest farlig?

Vinterbyg

Vinterh

vede

Vin

terra

ps

Udb

ytte

tab

(kr.

/ha/

stre

ssda

g)

Dato

Hvornår er tørke mest farlig?

Vintersæd:

1-Ua/Up = Sdi (a + b Tsi + c Tsi2 )

Hvornår er tørke mest farlig?

Vårraps

Udb

ytte

tab

(kr.

/ha/

stre

ssda

g)

Dato

Vårbyg

Ært

er

Spisekartofler

Vårsæd:

År Behandling Vandings Frø Halm Høst Skulpe Frø Frømængde udbytte udbytte indeks tæthed per vægt

skulpe

(mm) (t/ha) (t/ha) (m-2) (mg)1991 1 115 2.856 6.355 0.311 4503 17.1 4.07

2 60 2.393 5.446 0.305 3730 12.0 5.454 85 2.906 6.947 0.295 5367 13.3 4.13

LSD95 0.323 0.747 0.029 1514 n.s. 0.44

1992 1 221 2.397 5.363 0.309 5742 10.9 3.922 137 1.117 4.886 0.186 4038 5.7 4.943 210 2.466 5.462 0.307 5986 8.5 5.154 97 1.419 5.725 0.197 4895 9.1 3.245 120 1.744 5.938 0.227 4603 9.6 4.006 0 0.631 4.601 0.120 3352 5.8 3.47

LSD95 0.298 0.501 0.035 1019 2.7 0.56

1993 1 210 3.935 5.743 0.407 6064 11.9 5.472 130 1.297 5.731 0.185 6.823 150 3.092 5.106 0.377 4.464 0 0.512 3.006 0.140 1614 4.6 6.86

LSD95 0.303 0.404 0.038 0.38

Hvornår er tørke mest farlig?

Udbyttekomponenter i vinterraps:

Hvornår er tørke mest farlig?

Frø-

anta

lLysabsorption

Rel

ativ

t tab

per

str

essd

ag

Vegetativ Blomstring Frøfyldning Mod-ning

Modeller for vinterraps:

Hvornår er tørke mest farlig?

Målt reduktion i frøantal (%)

Målt reduktion i lysabsorption (%)

Mod

el r

eduk

tion

i ly

sabs

orpt

ion

(%)

Mod

el r

eduk

tion

i fr

øant

al (

%) Modeller for vinterraps:

Hvornår er tørke mest farlig?

Rel

ativ

udb

ytte

tab

per

stre

ssda

gAlternativ udbyttemodel for vinterraps:

Vegetativ Blomstring Frøfyldning Mod-ning

Afgrøders tørkefølsomhed:- Produktion og fordampning er koblede – til en vis grad

- Flerårige vandingsforsøg afslører tørkefølsomme faser

- I vinterraps er blomstring og sidste del af frøfyldningen følsomme

- Blomstring: nedgang i frøantal

- Frøfyldning: grønt skulpe-areal reduceres (tvangsmodning)

Opsummering

Hvornår er tørke mest farlig?

Hvornår er tørke mest farlig?

Vandet

Tørke under blomstring

Tørke og frøabortion i majs:

Hvornår er tørke mest farlig?

Dage fra bestøvning- 6 - 4 0 + 3 + 7

Suk

rose

(mg

· m

g ts

-1)

ab b

abab a

bc c c a

ab b

ababab a b b b

ab a

0.3

0.2

0.1

stigende stress:[tc] [t1] [t2] [t3] [t4]

Sukroseindhold i frøanlæg:

Hvornår er tørke mest farlig?H

exos

er(m

g ·

mg

ts -1

)

ab a

ab b b

abab a b

ab

0.3

0.2

0.1

0.0

Dage fra bestøvning- 6 - 4 0 + 3 + 7

Stigende stress:[tc] [t1] [t2] [t3] [t4]

Hexoseindhold i frøanlæg:

Hvornår er tørke mest farlig?

500 µm 100 µm

Assimilatforsyningsvejen til det unge frøanlæg:

Hvornår er tørke mest farlig?

Invertaseaktivitet i frøanlæg:

Vandet

Uvandet

Hvornår er tørke mest farlig?

Genekspression af invertase i frøanlæg:A

Re

lativ

mR

NA

mæ

ng

de

B

aabab

abb

Ivr2

Dage fra bestøvning

Incw2

Stigende stress:

[tc] [t1] [t2] [t3] [t4]

- 6 - 4 0 + 3 + 7

65

4

3

2

1

0

65

4

3

2

1

0

stress

stadie

Ivr2: Vakuolær invertase

Incw2: Cellevægs invertase

Plantens fysiologiske reaktioner:- Tørke i blomstringsfasen medfører frøabortion

- Unge frøanlæg har forhøjet sukrose/hexose-forhold under stress

- Dette kan påvirke assimilatforsyningen til frøanlægget

- Gen for invertase og enzymaktivitet er nedreguleret under stress

- Løsning: forædling for højere invertaseaktivitet?

Opsummering

Hvornår er tørke mest farlig?