Indication of winter rape nutrition system by chlorophyll fluorescence induction
Abstract
The aim of the research was to investigate the possibility and effectiveness of using the method of chlorophyll fluorescence induction to assess the effectiveness of different variants of winter rape fertilization system. Methods. The study was conducted during 2022–2023 on the basis of «VIN-AGRO GROUP» LLC on gray forest soils with medium fertility potential. The experiment was replicated four times. The placement of the variants was systematic in two tiers. The experiment involved the study of the following factors: B – variant of background fertilization; C – application of growth-regulating substances with fungicidal effect during the growing season; D – foliar fertilization. Results. A positive increase in the basic indicators of the FFH curve F0, Fpl, Fm, Fst for optimizing measures of technological design of the winter rape fertilization system in the value of increases in comparison of the minimum (variant B1–C1–D1) and maximum combination of intensification factors (variant B2–C2–D4) of 11.8%, 7.6%, 38.8% and 19.0%, respectively, was established. This, in turn, ensured the formation of the assimilation apparatus of plants, which, according to such indicators as the value of water potential (Lwp), plant viability index (RFd) index of efficiency of primary reactions of photosynthesis (Kprp) and fluorescence decay coefficient (Kfd) showed a significantly lower level of abiotic stress, higher functional parameters of photoassimilation, which positively affects the growth and productive processes of winter rape plants. Conclusions. The maximum basic indicators of the IFH curve (F0, Fpl, Fm, Fst) and optimized derivative indicators calculated on their basis were observed in the variant with an improved background fertilization system (variant B2) when using growth-regulating preparations with fungicidal effect (variant C2) and the use of foliar fertilization (variant D4).
References
2. Shoja T., Majidian M., Rabiee M. Effects of zinc, boron and sulfur on grain yield, activity of some antioxidant enzymes and fatty acid composition of rapeseed (Brassica napus L.). Acta agriculturae Slovenica. 2018. Vol. 111. № 1. P. 73–84.
3. Мазур В. А., Мацера О. О. Аналіз зміни якісних показників насіння озимого ріпаку залежно від строків посіву та системи удобрення. Сільське господарство та лісівництво. 2019. № 4 (12). С. 5–17.
4. Брайон О. В., Корнєєв Д. Ю., Снєгур О. О., Китаєв О. І. Інструментальне вивчення фотосинтетичного апарату за допомогою індукції флуоресценції хлорофілу: Методичні вказівки для студентів біологічного факультету. Київ: Видавничо-поліграфічний центр «Київський університет», 2000. 15 с.
5. Strasser R. J., Srivastava A., Tsimilli-Michael M. The fluorescence ran sientasatool to characterize and screen photosynthetic samples. In; Probing Photosynthesis: Mechanism, Regulation&Adaptation. Ed. Mohanty, Yunusand Parthre. London: «Taylor & Francis», 1998. P. 1–59.
6. Патика М. В. Груша В. В., Гордієнко Т. І. Моніторинг ростових процесів рослин в агрофітоценозах експрес-методом індукції флуоресценції хлорофілу. Збірник наукових праць ННЦ «Інститут землеробства НААН». 2014. Вип. 3. С. 49–55.
7. Годлевська О. О., Залоїло І. А., Кожем’яко Я.В., Посудін Ю.І. Застосування портативного флуориметра для оцінювання резистентності рослин до біотичних факторів. Науковий вісник НУБіП України. 2011. Вип. 161. С. 217–225.
8. Kalaji H. M., Schansker G., Brestic M., Bussotti F., Calatayud A., Ferroni L., Shelonzek H. Frequently asked questions about chlorophyll fluorescence, the sequel. Photosynthesis Research. 2016. Vol. 132. Is. 1. P. 13–66.
9. Brestic M., Zivcak M. PSII fluorescence techniques for measurement of drought and high temperature stress signal in plants: protocols and applications. In: Rout G. R., Das A. B. (eds.) Molecular stress physiology of plants. Springer Dordrecht, 2013. Р. 87–131.
10. Murchie E. H., Lawson T. Chlorophyll fuorescence analysis: A guide to good practice and understanding some new applications. Journal of Experimental Botany. 2013. Vol. 64. P. 3983–3998.
11. Ковирьова О. В. Методи обробки вимірів кривих індукції флуоресценції хлорофілу. Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2014. № 13. С. 117–124. 12. Сарахан Є. В. Особливості практичного застосування портативних біосенсорних приладів сімейства «Флоратест». Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2011. № 10. С. 94–103.
13. Moustakas M., Calatayud A., Guidi L. Chlorophyll fluorescence imaging analysis in biotic and abiotic stress. Frontiers in Plant Science. 2021. Vol. 12. e 658500.
14. Романов В. О., Артеменко Д. М., Брайко Ю. О. Сімейство портативних приладів «Флоратест»: підготовка до серійного виробництва. Комп’ютерні засоби, мережі та системи. 2011. № 10. С. 85–93.
15. Портативний флуорометр «Флоратест» (настанова з експлуатації). Інститут кібернетики імені В. М. Глушкова НАН України. 2011. 27 с.
16. Зуза С. Г., Погромська Я. А., Зуза В. О. Застосування методу індукції флуоресценції хлорофілу при вивченні впливу некореневого підживлення кукурудзи карбамідом. Вісник Донецького Національного Університету. Сер. А: Природничі науки. 2010. № 2. С. 238–243.
17. Савчук Ю. М., Антоненко О. Ф. Зміна індукції флуоресценції хлорофілу у рослин ріпаку озимого залежно від мікродобрив Наукові доповіді Національного університету біоресурсів і природокористування України. 2016. № 5. Режим доступу: http://nbuv.gov.ua/UJRN/Nd_2016_5_14
18. Wang C., Yang J., Chen W. Contribution of the leaf and silique photosynthesis to the seeds yield and quality of oilseed rape (Brassica napus L.) in reproductive stage. Science Reports. 2023. Vol. 13. e 4721.
19. Pużyńska K., Kulig B., Halecki W. Response of oilseed rape leaves to sulfur and boron foliar application. Acta Physiology Plant. 2018. Vol. 40. E 169.
20. Magney T. S., Barnes M. L., Yang X. On the covariation of chlorophyll fluorescence and photosynthesis across scales. Geophysical Research Letters. 2020. Vol. 47. e 2020GL091098.
