Dynamika vegetačných indexov a pigmentového profilu genotypov fazule pri premenlivej pôdnej vlhkosti

Ondreičková K., Kaňuková Š., Gubiš J., Gubišová M., Zetochová E., Hudcovicová M.

Národné poľnohospodárske a potravinárske centrum, Odbor rastlinnej výroby.

Úvod a cieľ

Fazuľa obyčajná (Phaseolus vulgaris L.) patrí medzi významné strukoviny, ktorých rast a produkcia sú citlivé na kolísanie dostupnosti vody. Reakcia rastlín na meniace sa podmienky prostredia je pritom výrazne ovplyvnená genotypom a rastovým štádiom. Cieľom práce bolo charakterizovať časovú a genotypovú variabilitu vegetačných indexov a pigmentového profilu 20 genotypov fazule pri premenlivej pôdnej vlhkosti a posúdiť ich spoločnú multivariačnú odozvu.

Metódy
Poľný experiment bol realizovaný v roku 2026 v areáli NPPC – Odboru rastlinnej výroby v Piešťanoch. Hodnotených bolo 20 genotypov fazule. Vegetačné indexy boli merané nedeštruktívne prístrojom PolyPen RP 410 na štyroch rastlinách každého genotypu v piatich termínoch (22. 6., 25. 6., 1. 7., 3. 7. a 9. 7. 2026). Súčasne bola sledovaná pôdna vlhkosť. V termínoch 1. 7. a 9. 7. boli stanovené chlorofyl a, chlorofyl b, celkový chlorofyl, karotenoidy a prolín. Vegetačné indexy boli vyhodnotené modelmi so zmiešanými efektmi, biochemické parametre pomocou GEE modelov a zmeny medzi 1. a 9. júlom boli integrované pomocou PCA a blokovo vyváženého skóre multivariačnej odozvy.

Výsledky
Pôdna vlhkosť sa počas experimentu výrazne menila a zároveň sa líšila medzi jednotlivými genotypovými parcelami (Obr. 1). Pri deviatich hlavných vegetačných indexoch bol genotypový efekt významný pri všetkých ukazovateľoch a interakcia termín × genotyp bola významná pri všetkých deviatich indexoch, čo poukázalo na rozdielny časový priebeh spektrálnej odozvy jednotlivých genotypov. Biochemické analýzy preukázali výrazné zmeny pigmentového profilu (Obr. 2): modelovo odhadnutý obsah chlorofylu a sa zvýšil o 116 %, celkového chlorofylu o 80 % a chlorofylu b o 23 %, zatiaľ čo obsah karotenoidov sa znížil o 34 %. Pri prolíne nebol preukázaný jednotný celkový časový posun, jednotlivé genotypy však reagovali rozdielne. Integrované multivariačné hodnotenie potvrdilo výraznú genotypovú heterogenitu (Obr. 3). Najvyššiu celkovú multivariačnú odozvu vykazovali Ema, Dita, Luna, Ultima a Maxidor, zatiaľ čo najnižšia bola zaznamenaná pri genotypoch Lucka, KP Nitra III, Viola, KP Grnca a KP 577/97. Charakter odpovede sa medzi genotypmi líšil a nebol jednoduchou funkciou samotnej zmeny pôdnej vlhkosti.

Poďakovanie
Práca bola podporená Agentúrou na podporu výskumu a vývoja v rámci projektu APVV-24-0226 „Jedinečnosť genetickej diverzity slovenskej fazule: Inovatívne prístupy pre zvýšenie rezistencie voči fytopatogénnym hubám a vírusom“.

Obr. 1. (A) Priemerná pôdna vlhkosť ± SE v piatich termínoch merania. (B) Pôdna vlhkosť jednotlivých genotypov v piatich termínoch merania. Farebná škála vyjadruje pôdnu vlhkosť v %.

Obr. 2. Genotypovo špecifické zmeny biochemických parametrov medzi 1. a 9. júlom 2026.Kladné a záporné hodnoty predstavujú nárast, resp. pokles parametra medzi termínmi. Štatistická významnosť genotypovo špecifických zmien je označená nasledovne: * p_FDR < 0,05; ** p_FDR < 0,01; *** p_FDR < 0,001; bunky bez hviezdičky predstavujú p_FDR ≥ 0,05.

Obr. 3. Celková multivariačná veľkosť odozvy genotypov fazule.(A) Poradie genotypov podľa celkovej veľkosti multivariačnej odozvy vypočítanej zo štandardizovaných zmien deviatich vybraných vegetačných indexov (NDVI, SR, ZMI, GM1, GM2, MCARI, Ctr1, Ctr2 a Lic2) a štyroch biochemických parametrov (chlorofyl a, chlorofyl b, karotenoidy a prolín). (B) Vzťah medzi veľkosťou odozvy PolyPen indexov a biochemických parametrov jednotlivých genotypov. Čísla pri bodoch označujú identifikačné čísla genotypov a farebná škála vyjadruje celkovú veľkosť multivariačnej odozvy. Vyššie hodnoty predstavujú väčšiu celkovú zmenu sledovaných fyziologických a biochemických charakteristík medzi termínmi bez ohľadu na smer jednotlivých zmien.