Vplyv pôdnych aditív s relevanciou pre biofortifikáciu na rast pšenice tvrdej (Triticum durum)

Hlavatá Alexandra¹, Matušíková Ildikó¹, Hauptvogel Pavol²

¹University of Ss. Cyril and Methodius in Trnava, Institute of Chemistry and Environmental Studies, Faculty of Natural Sciences, J. Herdu 2, 917 01 Trnava, Slovakia, ²National Agricultural and Food Centre, Hlohovecká 2, 951 41 Lužianky, Slovakia. 

Úvod

Nedostatok zinku patrí medzi globálne problémy malnutrície a ovplyvňuje približne 17 % svetovej populácie [1]. Biofortifikácia pšenice tvrdej prostredníctvom aplikácie zinku a mykoríznych húb ponúka udržateľnú stratégiu na zlepšenie nutričnej hodnoty a stresovej odolnosti rastlín. V podmienkach klimatických zmien zohráva vodný deficit zásadnú úlohu pri modulácii príjmu a translokácie živín. Cieľom práce bolo analyzovať vplyv aplikácie zinku, arbuskulárnych mykoríznych húb (AMF) a ich kombinácie na rast a fyziologickú odozvu 3 genotypov tvrdej pšenice. Osobitná pozornosť bola venovaná interakcii týchto faktorov s vodným stresom a ich vplyvu na morfologické parametre rastlín.

Materál a metódy

Rastlinný materiál: 3 genotypy pšenice tvrdej (Triticumdurum) -PI 264932, PI 264933, PI 264934.

Experimentálne varianty: Každý variant bol testovaný v štyroch opakovaniach s integrovaným faktorom vodného stresu. Rastliny boli fenotypizované počas 7 týždňov pomocou RGB a IR zobrazovania a merania fluorescencie chlorofylu. Obsah Zn, Fe, Ca a Mg v zrelých zrnách bol stanovený atómovou absorbčnou spektrometriou.

Výsledky a diskusia

Tri genotypy tvrdej pšenice PI 264932, PI 264933 a PI 264934 boli pestované v kvetináčoch v skleníkových podmienkach až do štádia zrelosti zrna (obr. 1). Pôdny substrát bol obohatený o Zn²⁺ vo forme hnojiva, mykorízne huby vo forme komerčne dostupných spór, alebo ich kombináciu.

Obrázok 1. Fenotypizačná linka s kvetináčmi pšenice tvrdej (Triticum durum)

Analýza ukázala výrazné genotypové rozdiely v reakcii na biofortifikačné ošetrenia a sucho. Genotyp PI 264933 vykazoval najvyššiu listovú plochu (do 16 500 cm²) a dobrú toleranciu na vodný deficit. Kombinácia zinku a sucha mala u tohto genotypu protektívny efekt, zmierňujúci negatívny vplyv stresu. Genotyp PI 264932 reagoval najlepšie na aplikáciu mykoríznych húb, pričom v optimálnych podmienkach dosahoval najvyššie hodnoty rastu. Naopak, PI 264934 bol najcitlivejší na nedostatok vody, so zreteľným poklesom listovej plochy vo všetkých stresových variantoch. Celkovo sa ukázalo, že kombinácia biofortifikačných opatrení a vodného stresu vedie k rôznym fyziologickým odozvám v závislosti od genotypu. Aplikácia zinku prispela k zvýšeniu fotosyntetickej aktivity a lepšiemu zachovaniu listovej plochy pod suchom. Mykorízna inokulácia mala pozitívny efekt len u vybraných genotypov, čo naznačuje potrebu cielenej selekcie. Výsledky potvrdzujú, že genotypovo špecifická reakcia je kľúčová pre efektívnu biofortifikáciu. Identifikácia tolerantných genotypov umožní optimalizovať pestovateľské stratégie a podporí vývoj udržateľných biofortifikačných programov.

Obrázok 2. Vplyv rôznych ošetrení na listovú plochu (Area) troch genotypov pšenice tvrdej (Triticum durum)

V súlade s literatúrou (napr. Shoormij et al., 2024) aplikácia zinku môže znižovať stresovú záťaž prostredníctvom zlepšenia vodného režimu a metabolizmu rastlín. Celkovo možno konštatovať, že integrácia biofortifikačných opatrení s ohľadom na genotypovú toleranciu k suchu predstavuje perspektívny smer pre zvyšovanie výživovej hodnoty pšenice v podmienkach klimatických zmien.

Poďakovanie

Práca je podporovaná projektom VEGA 1-0018-22. a agentúrou na podporu výskumu a vývoja SR v rámci grantu č. APVV-21-0504.

Kontakt

Ing. Alexandra Hlavatá

Univerzita sv. Cyrila a Metoda v Trnave

Fakulta Prírodných vied, Námestie J. Herdu 2 917 01 Trnava

hlavata6@ucm.sk, +421918105955