Fluorescencja chlorofilu - nowe narzędzie do oceny fotosyntezy roślin jęczmienia, rosnących przy różnych dawkach azotu

Analizowano wpływ zastosowania różnych dawek azotu do środowiska glebowego na intensywność fotosyntezy i fluorescencję chlorofilu a liści jęczmienia jarego browarnego. Badane odmiany (Maresi, Poldek i Rasbet) wykazały różną reakcję na dodanie azotu. Stosowane dawki azotu (0, 30, 60 i 90 kg·ha⁻¹) miały wyraźny wpływ na proces fotosyntezy, wyrażony za pomocą głównych wielkości fluorescencji chlorofilu a. Dawki 30 i 60 kg N·ha⁻¹ wywierały największy wpływ na mierzone parametry u odmian Poldek i Rasbet. Wyraziło się to poprzez zwiększenie maksymalnej wydajności fotochemicznej fotosystemu II (Fv/Fm), efektywną wydajność fotochemiczną fotosystemu II (Y) oraz wygaszanie fotochemiczne (qP). Natomiast dawka 90 kg N·ha⁻¹ nie spowodowała jakichkolwiek zmian. Najwyższe wartości wygaszania niefotochemicznego stwierdzono w przypadku dawki 30 kg N·ha⁻¹, co wskazuje na wysoki stopień utraty energii promienistej w postaci ciepła. Sugeruje to, że dawka 60 kg·ha⁻¹ może być - potwierdzoną biologicznie - optymalną w przypadku nawożenia azotem badanych odmian jęczmienia, gdy wystąpią warunki okresowej suszy, uniemożliwiające wykorzystanie dawki uzupełniającej azotu. Zmierzone wartości parametrów fluorescencji u odm. Maresi wskazują na najkorzystniejsze reakcje i stabilność reakcji fluorescencji chlorofilu a (aparatu asymilacyjnego) wobec zastosowanych kombinacji nawozowych. Wyniki przeprowadzonych badań wskazują na potrzebę stosowania pomiarów fluorescencji chlorofilu a jako użytecznego narzędzia, które będzie pomocne przy określaniu potrzeb nawozowych roślin w warunkach polowych, ale wraz z komplementarnym pomiarem intensywności fotosyntezy.

Plants grown under field environmental conditions are often subjected to various stresses throughout their life cycle. Nitrogen availability in soil environments has a vital role as one of the most important factors limiting plant growth. In our experiment, using chlorophyll a fluorescence technique, the effect of different nitrogen doses application to soil environment on brewer’s barley leaf photosynthetic performance was studied. Examined barley cultivars (Maresi, Poldek and Rasbet) showed different responses to nitrogen addition. Different nitrogen doses (0, 30, 60, and 90 kg·ha⁻¹) had obvious effect on plant photosynthetic performance expressed by principal chlorophyll a fluorescence magnitudes. Doses 30 and 60 kg·ha⁻¹ showed a superior effect on the measured parameters in cvs Poldek and Rasbet. This was expressed through the enhancement of maximum photochemical efficiency of photosystem II (Fv/Fm), effective photochemical yield of photosystem II (Y), and photochemical quenching (qP). On the other hand, 90 kg·ha⁻¹ dose, did not cause any significant outcome. The highest values of non-photochemical quenching were found in the case of 30 kg·ha⁻¹ nitrogen dose use thus indicating a high loss of light energy as heat. This suggests that 60 kg·ha⁻¹ dose seems to be - biologically confirmed - optimum level of nitrogen fertilization for tested barley cultivars, when conditions of temporal drought make impossible to exploit an additional rate of nitrogen, occur. The measured chlorophyll a fluorescence parameters of cv. Maresi did not respond to any nitrogen doses. This points out its most advantageous reactions and stability of chlorophyll a fluorescence (assimilatory apparatus) to applied nitrogen treatments. This research indicates that chlorophyll a fluorescence measurements can be used as a useful tool to achieve direct judgment for fertilization needs of plants growing under field conditions but necessarily together with complementary measurements of photosynthetic intensity.