Wrażliwość kukurydzy na stres chłodu

Uważa się, że formy pochodzące z rejonów wysokogórskich Ameryki Południowej są bardziej tolerancyjne na okresowe spadki temperatury w okresie kiełkowania i wschodów. Fenotypowym kryterium klasyfikacji pochodzenie mieszańców może być tekstura ziarna. Formy o ziarnie szklistym (ang. „flint”) wyprowadzone z wysokogórskich, dzikich przodków kukurydzy są bardziej odporne na chłód niż formy zębokształtne (ang. „dent”), wyselekcjonowane z populacji nizinnych i śródziemnomorskich.

W celu oszacowania możliwości wykorzystania typu ziarna kukurydzy jako kryterium selekcji podjęto próbę oceny tolerancji wybranych mieszańców kukurydzy, o wyraźnie zdeterminowanej teksturze ziarna, na chłód w okresie początkowego rozwoju. Celem badań było również określenie wrażliwości kukurydzy na chłód w różnych etapach wczesnego wzrostu, a w szczególności jego wpływ na tempo rozwoju stożka wzrostu kukurydzy.

Eksperymenty prowadzono w warunkach kontrolowanych, w komorach wegetacyjnych (fitotronach) HERAEUS. Nasiona kukurydzy wysiewane były do wazonów Mitscherlicha. W pierwszym doświadczeniu obiektem badawczym było 5 mieszańców typu dent i 4 typu flint , których początkowy wzrost przez 17 dni przebiegał w warunkach symulowanego chłodu (14⁰C w dzień i 10⁰C w nocy) – obiektem kontrolnym były takie same mieszańce rosnące w  warunkach zbliżonych do optymalnych (20⁰C w dzień i 14⁰C w nocy). Po tym okresie dalsza wegetacja kukurydzy przebiegała w szklarni.

Nie stwierdzono oczekiwanej ścisłej relacji pomiędzy typem ziarna a zdolnością kukurydzy do wzrostu w warunkach chłodu; mieszańce o ziarnie typu flint okazywały się w większości bardziej wrażliwe na niedobór ciepła w okresie kiełkowania i wschodów niż mieszańce typu dent. Zarówno wśród mieszańców o ziarnie typu dent jak i mieszańców o ziarnie flint chłód w okresie początkowego wzrostu lepiej znosiły mieszańce bardzo wczesne i wczesne. Opóźnienie wschodów mieszańców najwcześniejszych typu dent w warunkach stresowych w porównaniu do wschodów w warunkach zbliżonych do optymalnych wynosiło 3 dni, w przypadku mieszańców średniopóźnych opóźnienie to było równe 5 dni (tab.1).

Tabela 1. Wybrane cechy biologiczne kukurydzy

Należy więc przypuszczać, że w tej grupie mieszańców kukurydzy tolerancja siewek na chłód jest w pewnym stopniu związana z wczesnością. Natomiast wśród mieszańców o ziarnie typu flint różnice te były podobne (6 dni) i nie zależały od ich wczesności. Obserwacje niektórych cech korzeniowych potwierdziły powyższe dane. Najwcześniejsze mieszańce, o ziarnie typu dent, reagowały mniejszym spadkiem masy i długości korzeni niż mieszańce późniejsze lub wszystkie mieszańce o ziarnie typu flint (tab.1).

W drugim eksperymencie zastosowano podobne warunki termiczne: stresowe i zbliżone do optymalnych. Obiektem doświadczalnym był średniopóźny mieszaniec kukurydzy Dea (Pioneer). Rośliny były poddawane 6-dniowym okresom chłodu w różnych fazach początkowego wzrostu, a także przez cały 21-dniowy okres badawczy. Wpływ chłodu na kukurydzę oceniano na podstawie obserwacji tempa wzrostu stożka wzrostu i pomiarów wybranych cech biologicznych roślin.

Negatywne skutki oddziaływania stresu chłodu zależały od długości okresu jego trwania i od fazy rozwojowej rośliny. Największe opóźnienie rozwoju stożka wzrostu wystąpiło po poddaniu roślin temu stresowi nieprzerwanie przez 21 dni (tab.2). Krótkotrwałe (przez 6 dni) oddziaływanie chłodu w okresie do 15 dni po siewie nie miało istotnego wpływu na tempo rozwoju stożka. Uzyskane wyniki wskazują, że w okresie kiełkowania i wschodów krótkotrwałe (do 6 dni) spadki temperatury powietrza do 10⁰C w nocy nie oddziaływują hamująco na wzrost i rozwój kukurydzy.  Natomiast późniejsza symulowana fala chłodu, gdy rośliny osiągnęły fazę 2.-6. liścia ukazującego się (12-21 dni po siewie) wpłynęła istotnie na opóźnienie rozwoju stożka wzrostu i zmniejszenie jego długości. Reakcja ta związana jest z zwiększoną w tym okresie wrażliwością siewek kukurydzy na wpływ czynników siedliskowych;  spowodowane jest to wyczerpaniem zapasów pokarmowych z ziarniaka i przejściem rośliny na odżywianie autotroficzne.

Tab. 2.  Wybrane cechy stożka wzrostu wiechy (po 40 dniach od siewu)

dr inż. Sylwester Lipski (badania były wykonane w 2002 r, w IUNG Puławy).