Rezistenta Porumbului la Seceta

C U P R I N S

REZUMAT

Studiul mecanismelor de răspuns datorat secetei este unul dintre cele mai studiate la ora actuală, nu doar din pricină academică, ci și din cauza pagubelor economice pe care le produce, seceta și salinitatea mare a solului sunt cauzele majore care duc la pierderi de producție în întreaga lume.

În acest studiu sau studiat mecanismele de răspuns ale plantei în condiții de stres hidric și arșiță. Planta de cultură la care sa studiat rezistența la secetă este porumbul care este o plantă graminee aparținând familiei poacee.

Răspunsul general al stresului hidric și al arșitei este bazat pe biosinteza soluțiilor compatibile sau a osmoliților, care au rol de menținere a echilibrului osmotic și celular.

Clasificarea hibrizilor cultivați în România după perioada de vegetație.Necesarul de substanțe nutritive, apă, lumină și nu în ultimul rând temperatură.

Mecanismele de toleranță a soiurilor aflate în cultură, indici de măsurare a stresului provocat de secetă.

Caracteristicile definitorii ale secetei și principalele modificări aduse plantei atât la nivel morfologic, cât și asupra producției.

Având mai multe date despre caracterele care au rol în rezistența sau tolerarea secetei vom putea crea noi hibrizi unde să accentuăm acele caractere pentru obținerea unor producții mai bune în anii secetoși.

CUVINTE CHEIE: porumb, secetă, cultivare, toleranță

SUMMARY

Study response mechanisms due to drought is one of the most studied to date, cause not only academic but also because of economic damage it produces, drought and high salinity of the soil are the major causes that lead to production losses worldwide. In this study or studied the mechanisms of plant response under conditions of water stress and heat.

 The plant culture that has been studied is drought resistance maize is a plant belonging to the grass family poacee.

 The overall response of the heat and water stress is based on compatible solutions or osmolyte biosynthesis, which serve to maintain osmotic balance and cell phone. 

Classification hybrids cultivated in Romania after the vegetație.Necesarul of nutrients, water, light and not least temperature.

Mechanisms of tolerance of the varieties under cultivation, metrics stress caused by drought. 

The defining characteristics of drought and major plant modifications at both morphologically and on production. 

With more data about characters who have a role in resistance or drought tolerance where we can create new hybrids to emphasize those characters to obtain better yields in dry years.

 KEYWORDS: corn, drought, cultivation, tolerance.

INTRODUCERE

În această lucrare am studiat rezistența porumbului la secetă luând în considerare următoarele elemente: nivelul apei din sol, nivelul azotului din sol, umiditatea relativă a aerului și temperatura. Tot fiind în actualitate tema schimbării climatice trebuie sa luăm măsuri pentru protejarea și acomodarea speciilor de plante în viziunea unei crize mondiale de hrană ce se preconizează asupra populației, am studiat ca urmare soiurile de porumb rezistente la secetă și cele tolerante la secetă.

Seceta este starea climatică când o anumită regiune, plante, animele, oamenii suferă din cauza lipsei de apă, seceta agricolă este aceea când datorită lipsei de ploi, a lipsei zăpezii de peste iarnă apa din sol este insuficientă.

Schimbarea climatică este o tema de actualitate deoarece amenință omenirea, printre cauzele ei sunt, seceta din ce în ce mai severă în unele zone, uragane, furtuni, desertificarea, căderile de grindină, ploi torențiale, zapezile uneori absente, alteori prea abundente.

Seceta este un factor foarte important care afectează distribuția plantelor în arealele lor naturale, și este una dintre amenințările majore asupra agriculturii alături de salinitate.

Seceta și fenomenele asociate secetei, aridizarea si deșertificarea, reprezintă după poluare problema cea mai importantă cu care se confruntă omenirea. Extinderea fenomenelor de secetă și deșetificare este pusă pe încălzirea globală și a cantitităților de precipitații din ce în ce mai reduse. Acest fenomen de secetă repetată duce la instalarea deșertificării, a unui climat secetos, care se poate recunoaște după scăderea nivelelor de apă, extinderea zonelor nisipoase și scăderea producțiilor agricole care se resimpte asupra omenerii și a nivelului de viață al populației.

Efectele secetei afectează un sfert din suprfața de uscat a Terrei și circa un miliard de locuitori suferă pe seama ei. Condițiile specifice deșertificării caracterizează cea mai mare parte din Africa (Africa de Sud, Africa de Est), Asia (Asia de Sud-Est, Asia de Sud, Afganistan, Java, Filipine) Australia și America (nord-estul Braziliei, [NUME_REDACTAT], Guatemala, Haiti), precum și unele țări din Europa. Deșertificarea produce serioase pagube materiale, care sunt estimate anual la 42 miliarde de dolari SUA. Dintre acestea, circa 9 miliarde de dolari reprezintă pierderi care se înregistrează, anual numai în Africa. (Calitatea vieții, 2004).

Seceta afectează mai mult de 10 la sută din terenurile arabile și reduce randamentul la majoritatea plantelor de cultură, peste 50% (Bartels și Sunkar, 2005).

Stresul abiotic al planetelor poate fi de trei categorii fizic, chimic și biologic, afectând creșterea și dezvoltarea plantelor. Din cauza acestor condiții de stres planta a trebuie să se adapteze unor condiții mai vitrege de viață ceea ce duce la scăderea producției și a calității acesteia, prin urmare la scăderea venitului fermierilor.

Pentru ca efectele secetei să nu lovească așa grav culturile se fac cercetării pentru a se găsi soiuri tolerante și rezistente la secetă. [NUME_REDACTAT] a primit dereglementarea [NUME_REDACTAT] din SUA pentru MON 87460, prima generație de porumb cu trasături tolerante la secetă. Porumbul tolerant la secetă este proiectat să fie introdus ca parte a unui sistem global care ar oferi agricultorilor genetica imbunătățită. (www.monsanto.com).

Apa și azotul din sol sunt într-o stransă legatură ele asigurând substanțele necesare creșterii și dezvoltării plantelor, aspect care a dus la efectuarea de cercetări pentru a se stabili cantitățile optime de apă și azot din sol.

Deoarece absorția azotului depinde de sol și plantă, starea de apă și de disponibilitate a azotului este dominată de regimul de apă din sol (Giese et al., 2011).

Producția agricolă la nivel mondial este afectată în speecial de stresul provocat de secetă datorită impactului și distribuției la scară largă (Pessarakli, 2001).

Seceta este considerataă un factor major de mediu de inhibare a multor procese metabolice, care constrâng în cele din urmă creșterea plantelor și productivitatea culturilor (Chaves și Olivera, 2004). Rezistența plantelor la stresul apei variază în funcție de de speciile de plante și chiar printre cultivarele aceleași specii (Quartaci și colab.,1995).

Hormonii și fitohormonii sunt cei care dau răspunsurile asupra fenomenului de secetă, ducând la schimbarea culorii frunzelor, îngălbenirea lor, răsucirea frunzelor, apariția țepilor, etc.

Seceta fară precedent și restricțiile consumului de apă din California ,,arată că schimbarea climatică nu este o farsă” a declarat guvernatorul acestui stat [NUME_REDACTAT] (www.mediafax.ro).

CAPITOLUL I

ASPECTE GENERALE ALE STRESULUI DATORAT SECETEI ASUPRA PLANTELOR

Stresul abiotic

În productivitatea unei speciei există o mare variabilitate datorată conditiilor de mediu, tipului de sol, agenților patogeni și nu în cele din urmă a factorilor biotici și abiotici toți acesti factori concură la scădera producției medii la hectar, fie ca este vorba de plante cerealiere ori plante pentru nutrețul animalelor (furajere).

Seceta și salinitatea ridicată a solului, în special, sunt cauzele majore de reducere a recoltelor la nivel mondial (Boyer,1982).

Aceste diferențe de producție sunt datorate în cea mai mare parte datorită factorilor abiotici (cum ar fi seceta, inundațiile, razele ultraviolete, solurile saline, scăderea nivelului hidric din sol).

Adaptarea plantelor la aceste medii ostile deviață implică lupta pentru a supraviețui în condiții de stres, deficitul hidric ducând la modificări subtanțiale asupra ritmului de dezvoltarea a plantelor , iar dacă seceta persistă se poate ajunge la moartea plantei.

Conceptul unui hibrid bun în condiții de secetă ar fi: are rezultate bune în condiții de stres hidric și temperatură, rezultatele care le obțin sunt peste media celorlați hibrizi din aceeași grupă de maturitate.

1.2. [NUME_REDACTAT] sau stresul hidric este cauzat de temperaturile mari și de lipsa apei în sol ceea ce duce la scăderea dezvoltării plantelor, stoparea sau chiar regresul plantei. Plantele suferă modificări la nivel celular, metabolic și molecular datorită răspunsului dat asupra secetei.

Apa este o componentă fundamentală, importantă, asupra metabolismului tuturor organismelor vii, facilitând multe reacții biologice vitale, prin simplul fapt că este un solvent, un mediu de transport și un lichid de răcire evaporativ (Bohnert și colab.,1995).

Scăderea conținului de apă din plantă duce la modificări ale membranei celulare, schimbarea culoriii frunzelor (îngălbenirea), răsucirea frunzei sau chiar ofilirea plantei.

Stresul hidric este mai grav când durează mai mult de un sezon de vegetație al plantei, aducând după sine și scăderi asupra populației de animale.

Pe măsură ce apa devine o resursă limitată în mediul inconjurător, volumul vegetal al țesuturilor vegetale scade .În plantele sensibile la desecare, odată ce turgescența este pierdută, tensiunea mecanică de pe membranele celulare și pereții celulelor au ca rezultat colapsul peretelui celular, deteriorarea membranei, aceasta fiind ireparabilă (Willigen și colab., 2001).

Această problemă a deficitului de apă din sol este accentuată și de tăierea pădurilor care au un bine meritat rol de menținere a apei în sol și de prevenire a inundațiilor.

1.3. Adaptarea plantelor la stres

Capacitatea plantei de a se dezvolta în lipsa apei se numește Rezistență la secetă. Adaptarea reprezintă raspunsul pozitiv al cultivarului sau a plantei în lipsa sau abundența unor condiții nefavorabile culturii. Adaptarea este o însușire a tuturor organismelor vii de a supraviețui în condiții de stres și aceasta presupune parcurgerea a două etape: acomodarea și aclimatizarea, amândouă fiind la fel de importante în supraviețuirea unei specii. Acomodarea presupune doar modificări fiziologice, în timp ce în timpul aclimatizării modificările fiziologice sunt exprimate la nivel morfo-anatomic. Adaptarea este importantă și la nivel populațional în perpetuarea unor specii și în lupta pentru supraviețuire.

Cele mai multe studii sau concentrat pe răspunsuri biochimice și fiziologice ,dar mai nou sa dat o mare atenție și genelor care sunt reglate de stres și studiul mecanismelor moeculare care controlează toleranța la stres a celulei vii.

Există trei tipuri de răspuns date de plante la stresul cauzat de lipsa apei din organism: evitare, eliminare și toleranță. Mecanismele de evitare sunt datorate schimbărilor morfologice și fiziologice în timp ce cele de toleranță sunt date de modificări ale celulelor și moleculelor.

1.4. Efectul stresului datorat secetei asupra plantelor

Deși climatul României este caracterizat ca fiind un climat moderat continental în ultimii ani cantitatea de precipitații a variat foarte mult, atât ca distribuție cât și ca volum, ceea ce duce la deficite hidrice în sol, care asociate cu arsița dau fenomenul de secetă pedologică.

Cercetările care s-au efectuat asupra plantelor păioase au arătat ca lipsa apei din sol, face simțit stresul mai ales în timpul dezvoltării paiului. Efectele secetei în perioada de formare a paiului duc la rezultate negative și ireversibile atât asupra fotosintezei cât și a proceselor de creștere și diferiențere a organelor generative, ceea ce duce în cele din urmă la reducerea producției. Sa stabilit că plantele cu o rezistență mai bună la secetă au o viteză mai mică de deshidratare a frunzelor.

Seceta atmosferică este caracterizată printro temperatură mare pe parcursul zilei, și o umiditate relativă a aerului scăzută (circa 10-20%).Pe parcursul nopții condițiile de temperatură și umiditate revin la normal, deficitul hidric echilibrându-se,astfel seceta atmosferică nu afectează solul. Vânturile fierbinți și uscate provoacă pagube deosebite culturilor,uscând frunzele de la baza tulpinilor și organele florale. Dacă seceta atmosferică persistă determină apariția secetei pedologice.

Seceta pedologică se resimpte la sfârșitul verii ca urmare a insufucienței precipitațiilor.Ca urmare a lipsei apei din sol bilanțul de apă al plantelor devine din ce în ce mai deficitar, la început se mamifestă doar un deficit restant, dar prin acumulare de la o zi la alta, planta nu își mai Poate reface turgescența nici pe parcursul nopții.Apa din sol scade sub coeficientul de ofilire, această cantitate de apă fiid neaccesibilă plantelor.

Ca urmare a secetei, este fenomenul de ofilire a plantelor care poate fi temporară s-au de durată (permanentă) dacă seceta persistă.

Ofilirea temporară se produce datorită încălzirii puternice a frunzelor sub acțiunea razelor solare, din cauza dezechilibrului dintre transpirație și absorție și aceasta durează doar câteva ore pe zi, seara planta revenind la starea de turgescență, iar deficitul de apă din plantă se restabilește pe timpul nopții și a doua zi fenomenul se repetă. Când deshidratarea este puternică mișcările de deschidere fotoactivă și închidere hidroactivă sunt blocate. Ofilirea temporară duce la închiderea stomatelor la orele amiezii, astfel parunderea dioxidului de carbon în frunze este stopată și intensitatea fotosintezei este mult diminuată.

Ofilirea permanentă apare atunci când seceta atmosferică se suprapune cu cea pedologică, caz în care deficitul de apă din plantă nu se mai reface pe timpul nopții.

Plantele rezistente la secetă pot pierde cantități mari de apă, în timp ce plantele sensibile prezintă dereglări fiziologice. Din cauza deficitului de apă se reduce creșterea, ăn special ăn faza de alungire a celulelor, plantele sunt pipernicite și vor da o producție mică. Deshidratarea plantelor și seceta solului vor determina modificări importante în metabolismul azotului.

Seceta solului duce la anumite modificări biochimice și fiziologice asupra plantelor, modificări care influențează metamolismul azotului în plantă, acesta având rolul de a regla regimul hidric al plantelor.

1.5. Reacția plantelor la temperaturi ridicate

Temperaturile ridicate (arșița) din timpul verii influențează anmite fenofaze ale dezvoltării plantelor, mai ales cele din perioada antezei (formarea florilor), influentâand în mod direct creșterea și dezvoltarea plantei, ducând la căderea florilor, o slabă fecundare sau chiar sterilitate.

Un cercetǎtor din [NUME_REDACTAT] (ASANA) a studiat, la grâu, legǎtura dintre temperaturile ridicate din timpul antezei pânǎ la maturitate. Concluzia este cǎ fiecare 5°C de creștere a teperaturii aerului, de la 24,2°C pânǎ la 32,3°C duce la scǎderea MMB cu 11,9 – 15,9%. Greutatea boabelor/spic crește constant de la 17°C la 25°C pentru ca apoi sǎ scadǎ semnificativ dacǎ temperatura continuǎ sǎ creascǎ peste 28°C pânǎ la 31°C.

1.6. Mecanisme care duc la reducerea producției

Principalele mecenisme care conduc la scăderea productiei la majoritatea plantelor sunt urmatoarele: accelarea fazelor de creștere vegetativă și dezvoltare generativă, reducerea suprafeței foliare a frunzelor din cauza slabei dezvoltări vegetative, slaba acoperire a solului cu frunze, având consecințe nefavorabile asupra nutriției radiculare, polenizarea și fecundarea defectoasă, crescând radiația calorică pe unitatea de sol proporțional scade eficiența fotosintetică.

1.7. Scopul lucrării

Scopul acestei lucrări este de a monitoriza activarea mecanismelor de reglare a plantelor în cazul conditiilor de stres datorate arșitei și stresului hidric.Găsirea de soiuri cu toleranță mare la secetă versus rezistență mare la secetă.

Selecția unor genotipuri reizstente la secetă, pentru acele regiuni cu mediu secetos.

Îmbunătațirea condițiilor agrochimice ale solului,lucrări de menținere a apei în sol.

Urmărirea caracteristicilor de rezistență la secetă a soiurlor, hibrizilor.

Conceptul rezistenței la secetă,capacitatea unui cultivar de a se dezvolta mai bine în condiții de mediu secetos față de alte cultivare,această capacitate e legată de producția în condiții de secetă respectiv non-secetă.

Acumularea de noi cunoștințe în ceea ce privește evoluiția acestei culturi.

Cunoașterea cerințelor de climă și sol, specifice acestei culturi și a zonelor de cultură ale porumbului.

CAPITOLUL II

STRATEGII PRIVIND IMBUNĂTĂȚIREA REZISTENȚEI LA SECETĂ A PLANTELOR

Principala strategie de îmbunătățire a producției plantelor de cultură în condiții de secetă ar fi crearea de noi cultivare tolerante și rezistente ceea ce ar duce la producții mai bune și în anii secetoși și la scăderea costurilor de producție datorate cheltuielilor aferente irigării.

O altă măsură luată în considerare ar fi agrotehnica aplicată, prin efectuarea de lucrări pentru păstarea apei în sol, evitarea aratului care duce la evaporarea apei din sol și la consumuri mari de carburanți, această lucrare fiind înlocuită de trecerea cu discurile grele ceea ce permite și o încorporare a masei vegetale din cultura precedentă în sol, ducând la afânarea solului și creșterea conținutului de humus din sol.

De asemenea, creearea perdelelor de protecție duce, pe de o parte, la acumularea zăpezii pe timpul iernii în zona culturilor și cedarea pe parcursul anului a acestor resurse de apă acumulate, iar pe de altă parte aceste perdele mai au și rolul de încetinire a vânturilor, aspect care diminuează evaporarea apei din sol.

Argentinienii au izolat gena de rezistență la secetă de la floarea soarelui și au transmis-o prin procedee biotehnologice la porumb, aspect care ar duce la obținerea unor producții ridicate și în anii secetoși. Aceasta este o reușită pentru agricultorii din Argentina care se bazează pe cultura plantelor modificate genetic, primele semințe fiind scoase pe piață în anul 2015.

2.1. Mecanisme de toleranță

Sensibilitatea la secetă se poate manifesta în orice fază de vegetație a plantei, de aceea este necesar să se cunoască fazele critice pentru fiecare plantă în parte. Există mai multe mecanisme , fuga de secetă se poate realiza prin soiuri timpurii și foarte timpurii pentru a se evita seceta de peste vară care devastează culturile. Evitarea secetei se poate realiza și printrun mecanism care menține umiditatea in țesuturi și atunci când umiditatea solului este scăzută,acest mecanism duce la conservarea apei în rădăcini,tulpini,lăstari.Acestea pierând puțină apă prin evapo-transpirație datorită unor depuneri ceroase la suprafața epidermei și reducerea transpirației prin închiderea somală parțială sau totală.

Rezistențele plantelor la secetă poartă numele de plante xerofile.Rezistența plantelor la secetă e asigurată de anumite insușiri morfo-anatomice și fiziologice care constitue caractere de xeromorfism.

2.2. Caracteristici urmărite pentru rezistența la secetă

La plantele anuale cea mai importantă caracteristică ce indică rezistența/sensibilitatea la secetă este producția. Nici o altă caracteristică nu poate înlocui producția ca indicatorul cel mai fidel la secetă.

Alături de producție câteva alte caracteristice pot ajuta în evaluarea rezistenței la secetă a unui genotip. Dintre acestea cele mai importante sunt:capacitatea de evitare a deshidratării țesuturilor în lipsa apei,capacitatea de a tolera deshidratarea țesuturilor,poziționarea frunzelor și capacitatea lor de rulare (închidere) în intervalele orare când temperaturile sunt mari pentru a pierde cât mai puțină apă, formarea unui sistem radicular puternic pentru mai buna absorție a substanțelor nutritive,precocitatea/tardivitatea cultivarelor.

2.3. Caracteristici urmărite pentru rezistența la arșită

În selecția pentru rezistența la arșițǎ vom urmǎrii ca genotipurile sǎ realizeze anteza în perioada timpurie a perioadei de vegetație, când temperaturile medii zilnice sunt mai reduse. Să aibă o creștere vegetativǎ rapidǎ, care sǎ acopere rapid terenul, scăzând astfel cantitatea de cǎldurǎ ce o primește solul. Numǎrul mare de frunze pe plantǎ asigurând o bunǎ umbrire a solului și o eficiențǎ mare a fotosintezei.

În condiții de arșită puternică transpirația plantei va duce la “rǎcorirea” plantelor, iar sistemul radicular bine dezvoltat poate suplinii pierderile masive de apǎ datoritǎ transpirației.

La nivel celular, o stabilitate ridicatǎ a membranelor celulare va conduce la o toleranțǎ ridicatǎ la arșițǎ a acestor genotipuri. De aceea, stabilitatea membranelor celulare, la temparaturi ridicate, poate fi un test decisiv în selecția pentru rezistența la arșițǎ.

2.4. Antioxidanții și toleranța la stres

Adaptarea plantelor presupune lupta pentru supraviețuire în condiții de stres și homeostaziei la nivel celular. Cele mai multe studi sau făcut pe răspunsurile biochimce și fiziologice ale plantelor dar mai nou se pun accentul pe genele reglate de stres și pe studiul mecanismelor moleculare care sunt cele care controlează rezistența la secetă.

La plantele superioare căldura ,seceta,lumina și alte condiții ostile fac parte din stresul abiotic responsabil pentru stresul oxidativ generând un numitor comun în toate aceste condiții nefavorabile,formarea de specii reactive la oxigen ăn interiorul diferiterol compartimente celulare ale celulei vegetale (Jaleel și colab.,2009).Aceste specii sunt derivați ai oxigenului activați sau parțial reduși ,care cuprind atât radicali liberi (O2,OH,OH2)cât și forme non radicale (H2O2),care duc la deteriorarea celulară, tulburări metabolice și procese de senescență (Jaleel și colab.,2009).

Plantele monitorizează în permanență mediul și fac modificări asupra metabolismului pentru acomodarea în condiții de mediu schimbatoarea.

Modificările de potențial osmotic al apei în mediul înconjurator conduc la instalarea unui stres osmotic la celulele plantei care este perceput ca alterare a plasmei cauzată de scăderea presiunii de turgescență.

2.5. [NUME_REDACTAT] punct de vedere morfologic xeromorfismul se manifestă prin dezvoltarea puternică a sistemului radicular și reducerea organelor aeriene, pentru a se realiza un echilibru intre apa absorbită și transpirație.În condiții de deșert suprafața foliară este redusă până la formarea unor țepi iar funcția de asimilare este preluată de catre tulpina plantei.

Anatomic vorbind, organele plantelor prezintă un țesut numit parenchim acvifer ,care are o mare capacitate de reținere a apei. Frunzele prezintă modificări secundare ale membranei,prin cutizare și cerificare, precum și stomate mici, asâșezate în fundul unor cripte.Fiziologic vorbind celulele țesuturilor au o presiune osmotică foarte mare, determinată de acumularea de substanțe osmotice active care conțin mucilagii cu o mare capacitate de reținere a apei.În celule se produce creșterea roportului dintre apa legată și apa liberă și reducerea intensitații transpirației.

2.6. Tehnici de osmotoleranță

Tehnicile de reglare a deficitului de apa la plante este și osmoreglarea sau ajustarea osmotică.Un răspuns de apărare a plantelor in diferite condiții de stres abiotic care duce la deshidratarea celulară cum este seceta ,se bazează pe sinteza osmoliților, compuși organici foarte solubili care se pot acula în concentratii foarte mari în citioplasmă,fiid considerate sunstanțe solubile ,,compatibile,, (Flowers și colab.,1977; Yancei,2005; Szabados și colab.,2011).

Osmoliții sunt diverși dar unul dintre cei mai cunoscuți la plante este prolina,care este considerată marker biochimic de incredere pe măsura ce se acumulează un răspuns de deficit de apă din sol sau temperaturi scăzute(Hare și colab.,1998)

În afară de contributia lor în reglarea osmotică,osmoliții acționează și ca osmoprotectori,proteine de stabilizare și structuri membrană în condiții de stres și mai au rolul de protejare a plantei împotriva daunelor oxidative ,prin activiatea lor de eliminare a speciilor reactive de oxigen (Yancei, 2005; Flowers și Colmer, 2008).

CAPITOLUL III

MATERIALE ȘI TEHNICI UTILIZATE ÎN REZISTENȚA CULTIVARELOR DE PORUMB REZISTENT LA SECETĂ

3.1. Arii de răspândire a porumbului

Cultura porumbului o regăsim la nivel mondial, suprafețele care se cultivă cu porumb au crescut în ultimile decenii, de la o suprafață semănată de 86 milioane hectarea în 1950, la 142,65 milioane hectare în anul 2003. Porumbul ocupă circa 21% din cultura mare,contribuind cu 31% la totalul producția de cereale.

Porumbului este cultivat pe toate continentele, mai ales în America și Asia, deți ocupă doar locul 3 în ceea ce privește suprafața culturilor, porumbul ocupă locul 1 în ceea ceea ce privește producția la hectar și la nivel mondial.

Cele mai importante zone pentru cultivarea porumbului sunt continentul American, după care Asia, Africa și Europa. În romania porumbul este pe primul loc ca suprafață în plantele de cultură ,cultura porumbului ocupând 2,4 – 2,6 milioane de hectare.

În țara noastră din totalul suprafețelor care se cultivă cu porumb 70% se află în câmpiile de sud și subd vest unde sunt satisfăcute cel mai bine condițiile acestei culturi.

3.1.1. Zonarea porumbului pe Glob și în [NUME_REDACTAT] zonarea porumbului trebuie luat în seama perioada de vegetație acestuia, și condițiie de climă ale zonei,astfel încât să ajungă maturitate și să dea cele mai bune producții.

Zonarea porumbului se face în funcție condițiilor pedoclimatice și de caracteristicile porumbului.

La noi în tară au fost delimitate trei zone de cultivare a porumbului, ele se deosebesc între ele prin suma temperaturilor utile care se înregistrează pe parcursul perioadei de vegetație a plantelor:

-zona I cuprinde vestul și sudul țării,cu un regim termic favorbil acestei culturi și soluri fertile (suma temperaturilor din perioada de vegetație fiind cuprinsă între 1400°-1600°C).

-zona II cuprinde zonele coliniare din vestul și sudul țării, estul Moldovei și [NUME_REDACTAT] (suma temperaturilor din perioada de vegetație fiind cuprinsă între 1200°-1400°C).

-zona III cuprinde restul suprafeței din Moldova și Transilvania, zonele premontane, cu climat mai umed și mai răcoros care se pretează culturii porumbului (suma temperaturilor din perioada de vegetație fiind cuprinsă între 800°-1200°C).

Zonele de cultură a porumbuli și structura hibrizilor pe zone

Zone favorabile cultivării porumbului

(Sursă: http://www.scritub.com)

Hibrizii timpurii se vor cultiva în zonele mai reci unde suma temperaturilor este mai redusă pentru cs msturarea bobului să aibă loc, iar cele târzii in sudul și vestul țării,unde și perioada de vegetație este mai lungă.

3.1.2. Hibrizii de porumb cultivați în [NUME_REDACTAT] funcție de rezistența la secetă a porumbului putem spune că există porumb rezistent la secetă și tolerant la secetă. Hibrizii toleranți la secetă au capacitatea de a suporta temperaturile mari din timpul verii și lipsa apei din sol, în timp ce hibrizii rezistenți la secetă au putere de a înfrunta seceta prin caracteristicile ce li sau indus pe parcursul ameliorării lor.

Până la introducerea hibrizilor, în Romînia se cultiva porumb din convarietatea indurata, dentiformis și foarte puțin din convarietățile everta și rugosa. Soiurile de porumb care se cultivau în țara noastră au fost înlocuite treptat cu hibrizi (bazați pe linii cosancvinizate), creerea de hibrizi în țara noatră a început în anii (1961-1962).

În acest moment la noi în țară se cultivă numai hibrii de porumb care sa obținut pe baa liniilor cosancvinizate. În cultură aflânduse hibrizi simpli, dubli și triliniali. Hibrizii simpli

s-au obținut prin încrucișarea a doua linii de porumb cosancvinizate, hibrizii dubli au rezultat prin încrucișarea a doi hibrizi simpli, iar hibrizii triliniali se obțin prin încrucișarea unei linii cosancvinizate cu un hibrid simplu.

Lucrările de creere de hibrizi de porumb se întind pe o perioadă de 5-7 ani, mai întâi bținânduse liniile cosancvinizate prin fecundări repetate.

Perioada de vegetație a hibrizilor aflați în cultură în România este de 115 zile pentru cei timpurii, iar pentru hibrizii tardivi perioada de vegetație depășeste 150 de zile.

Clasificarea hibrizilor de porumb din România ăn funcție de perioada de vegetație

Deși porumbul nu se mișcă acestea își modifică poziția frunzelor pentru ași asigura condiții prielnice creșterii. Aceste modificări datorate condițiilor nesatifăcătoare de climă și mediu, sunt importante deoarece arată capacitatea de supraviețuire a plantei.

Mișcările plantelor sunt:

– mutațiile, ele sunt creșteri neuniforme a organelor (diferentțe de grosimi ale tulpinii), în anumite zone a plantei;

– tropismele sunt mișcări de curbură a organelor plantelor, ele sunt induse de direcția unor factori de mediu externi cum ar fi lumina, nastasiile, variții de creștere sau de turgescență, ele acționează uniform pe toată suprafața plantei.

Hibrizi de porumb sensibili la secetă

Hibrizi sensibili la secetă vor avea fluctuații mari de producții de la an la an în funcție de evoluția pedo-climatică. În anii prielnici acestei culturi ei vor da producții bune în timp ce în anii secetoși aceste culturi vor fi acfectate de secetă.

Hibrii de porumb mediu toleranți la secetă

Evitarea perioadelor de sectetă, este o problemă importantă pentru menținerea nivelurilor relative acceptabile de umiditate chiar în condiții de slabă umiditate a solului, aceste mecanisme conservă apa la toate nivelurile plantei. Cultivarele precoce și foarte precoce evită seceta din mijlocul verii evitând astfel efectele dăunătoare ale lipsei apei ,în acea perioadă când se acumulează substanțele de rezervă în produsul final care este bobul.

Hibrizi de porumb toleranți la secetă

Aceste plante au capacitatea de a realiza performanțe de producții chiar și în condiții de secetă, datorită unor mecanisme care funcționeayă la nivel cellular sau la nivel de țesut.

La porumbul care este tolerant la secetă deshidratarea țesuturilor se va face numai până la nivelul în care activiatea celulară nu va fi influențată negativ.Acest fenomen va fi însoțit de acumularea în cellule a unor cantități mari de proline.

Clischi. Hibridul simplu Clischi a fost creat de compania Monsato SAS,Franța. Hibridul este tolerant la secetă și șiștăvire, fiind rezistent la cădere și frangere. Perioada de vegetație hibridului este mare,ea fiind egală sau mai mare cu 1-2 zile față de martorii Fundulea 376, Olt, PR35P12, PR36V74 și face parte din grupa hibrizilor semitârzii.

Capacitatea de producție. Hibridul a realizat, in medie, in 3 ani o producție de 8493 kg/ha in condiții de neirigare și 11952 kg/ha, in condiții de irigare. Hibridul se poate cultiva in zona I din sudul și vestul țării.

[NUME_REDACTAT]

(Sursa: http://www.gazetadeagricultura.info)

DKC3409. Hibridul simplu DKC3409 a fost creat de compania Monsanto SAS, Franta.

Perioada înfloritului paniculului este medie. Hibridul este tolerant la secetă și șiștăvire. Este rezistent și la cădere și frângere. Perioada de vegetație a hibridului este egală cu martorii Turda 201,Turda 165, PR39D81 și PR39B76 și face parte din grupa hibrizilor extratimpurii.

Capacitatea de producție. Hibridul a realizat, in medie, in 3 ani o producție de

10028 kg/ha.Hibridul se poate cultiva in zona a II-a din Moldova si [NUME_REDACTAT] DKC3409

(Sursa: http://www.gazetadeagricultura.info)

.

PIONER P9718E ete un hibrid simplu waxy P9718E a fost creat de compania [NUME_REDACTAT]

Perioada inflorrescenței feminine și masculine este medie.Hibridul este tolerant la secetă, arșiță și șiștăvire. Este rezistent la cădere șifrangere. Perioada de vegetație a hibridului este egală sau mai mică cu 1-2 zile cu a martorilor [NUME_REDACTAT] Pioner P9718E

(Sursa: http://www.gazetadeagricultura.info)

[NUME_REDACTAT] 332 a fost creat la de Stațiunea de [NUME_REDACTAT] Turda.

Hibridul are o toleranță ridicată la secetă, arșiță și șiștăvire și are și rezistență la cădere și frângere Perioada infloritului paniculului (inflorescenței masculine) și a mătăsitului (inflorescenței feminine) este una mediespre tarzie. Perioada de vegetație a hibridului este egală sau mai mare cu 1-3 zile față de martorii Turda 201, [NUME_REDACTAT], PR38A79 și face parte din grupa hibrizilor timpurii.

[NUME_REDACTAT] 332

(Sursa: http://www.gazetadeagricultura.info)

Hibrizi rezistenți la secetă

Acești hibrizi au rădăccini foarte bine dezvoltate cu care pot să extragă apa din sol chiar și atunci când este în cantități mici, pe tulpinile și frunezele lor există niște depuneri ceroase la suprafața țesuturilor epidermale ăn acest fel fenomenul de evapotranspirație este micșorat.Închiderea stomatelor parțială sau chiar totală este la fel de importantă pentru reducerea evapotranspirației.

Recuperarea. este capacitatea unui genotip de a se recupera vegetativ și productiv după o lungă perioadă de secetă, în momentul în care revin precipitațiile sau se intervine prin irigare. De regulă, soiurile tardive, viguroase cu un sistem radicular puternic au o astfel de capacitate de recuperare.

3.2. Caracteristicile biologice ale porumbului

Porumbul (Zea mays L.) familia Poaceae, popular numindu-se păpușoi sau cucuruz, este o planta originară din [NUME_REDACTAT] cultivată astăzi în foarte multe zone ale lumii. Porumbul este utilizat ca plantă alimentară, industrială și furajeră, reprezentând, alături de grâu, 80% din cele mai cultivate plante (Sârbu, 1999).

Porumbul este o plantă anuală, având o vegetație lungă cuprinsă între 110-150 zile specifică fiecărui hibrid in parte, în funcție de tardivitate.

Rădăcina este mai bine dezvoltată decât la celelalte cereale,având un sistem radicular fasciculat bine înfipt în sol. În timpul germinării emite o singura rădăcină care crește repede și patrunde adânc în sol unde se ramifică,la o perioadă de 3-5 zile după încolțire înainte de a răsări planta apar 4-7 rădăcini primare. Această rădăcină asigură necesarul apei circa 2-3 săptămâni.

Primul nod se formează la o mică adâncime sub sol deasupra axului mezocotil ,lungimea lui fiind determinată de adâncimea de semănat, apoi alte 3-5 noduri subterane de pe care pornesc 8-20 rădăcini adventive, acestea preiau rolul rădăcinilor primare și vor duce apa și substanțele nutritive la plantă până la maturitate.

Rădăcina crește rapid având o lungime de 35-45 cm la 3 frunze,și circa 1 metru în faza când are 8 frunze, la maturitate rădăcina ajunge la lungimi de 2 metre în adâncime și circa 1 metru pe orizontală, dar marea parte a rădăcinilor se situeayă până la adâncimea de 25-30 cm.

Tulpina este mai denumită cocean, strujan, tuleu și are o lungime cuprinsă între

2-2.6 m la hibrizii acuali aflați în producție. Ritmul de creștere variază în funcție de temperatură și cantitatea de apă și sbstanțe nutritive din sol. Înălțimea tulpinii variază în funcție de lungimea perioadei de vegetație cele mai târzii fiind mai înalte și mai bine dezvoltate față de cele timpurii. Hibrizii de porumb care se doresc a fi irigați trebuie să aibă o rezisteță bună la cădere și frângere.

Frunzele apar succesiv la 3-5 zile succesiv până la formarea paniculului, este lunga de 30-80 cm și lată de 5-12 cm cu o nervură mediană care este foarte bine dezvoltată. Nervura frunzei va crește mai încet față de marginea limbului (frunzei) conferindui o mai bună elasticitate. Pe partea superioară a frunei se găsesc celulele bulimorfe, care pe timp secetos duc la pierderea masivă de apă, de aceea planta recurge la răsucirea frunzei la orele amiezii.

Numărul de frunze este specific fiecărui hibrid și variază în funcție de lungimea perioadei de vegetație, având între 11 și 22 de frunze dispuse deasupra fiecarui nod al tulpinii.

Mărimea frunzelor este determinată de desimea în cultura și de cantitatea de substanțe nutritive pe care o poate extrage din sol, cu cât frunzele vor avea o supraviețui mai mult cu atât producția va fi mai mare.

Inflorescența.Porumbul este o plantă unisexat monoică,având inflorescența masculă dispusă terminal mai numită și panicul, iar spadixul (inflorescența femelă) dispusă axilar la mijlocul tulpinii. Inflorescența masculă este lungă de circa 15-20 cm, fiind formată dintr-un ax principal pe care sunt dispuse ramificații, pe aceste ramificații aflânduse săculețele cu polen. Floarea porumbului este alcătuită din 3 stamine și 2 palee. Cantatea insuficientă de apă și temperaturile ridicate duc la scăderea cantității ee polen și la proasta fecundare.

Inflorescența femelă care este mai apoi sțiuletele, este format dintr-un rahis, pe el fiind situate 4-8 perechi de spice fiicare având 2 flori din care doar una va fi fertilă. Ginecele este format dintr-un ovar monocpelar având stigmate filiforme lungi de 10-20 cm, chiar mai lungi până la 70 cm, de culoare albă, verde, roșiatică.

Inflorescența masculă apare cu circa 5-7 zile înaintea inflorescenței femele,chiar cu 10 zile în condiții de temperaturi mari și lipsă a apei.polenul este viabil 1-2 zile.

Știuletele are o greutate cuprinsă între 50-500 de grame și o lungime ce pornește de la 3 la 50 cm, cu un diametru de 1,5-6 cm.fiecare plantă va avea unul sau mai mulți știuleți.

Perioada de vegetație

Porumbul are tulpina înaltă și groasă, neramificată care se numește popular „tuleu”, ”cocean”, „strujan”, cu frunze lungi, aspre și ascuțite la vârf. Porumbul este o plantă unisexuat monoică, pe aceeași plantă găsindu-se atât inflorescențele femele cât și cele mascule. Inflorescențele mascule se găsesc în vârful plantei care se mai numește spic sau panicul, în timp ce inflorescența femelă se găsește la mijlocul tulpinii, la subsoara unei frunze și care se mai numește spadix, reprezentând, de fapt, știuletele plantei (Fig.1).

Fig.1. Alcătuirea unei plante de porumb

(sursa: http://www.selene.ro/articole/graminee)

3.3. Cerințele porumbului față de climă și sol

Cultura porumbului are cerințe ridicate în ceea ce privește factorii de sol și climă, deși arealul de cultură a porumbului este de la paralela de 53° latitudine nordică întâlnit în Rusia și

paraparalela de 42° latitudine sudică în noua Zeelandă. [NUME_REDACTAT] întâlnim cultura porumbului pentru furaj până la paralela de 59°. În ceea ce privește altitudinea la noi în țara îl întâlnim până la altitudini de 700-800 m, în timp ce în Bolivia porumbul e întâlnit pâna la altitudinea de 4200 m.

Pentru o agricultură intensivă, bazată pe producții mari la cultura porumbului avem nevoie de un climat continental sau temperat continental și un sol bogat în substanțe nutritive, porumbul fiind o plata mare consumatoare de azot și potasiu.

Porumbul este o plantă mare consumatoare de substanțe nutritive, pentru a se realizarea o tonă de boabe porumbul va extrage din sol circa 25 kg N, 10 kg P2O5, 22 kg K2O.

Pentru porumbul destinat însilozării, consumul destinat unei tone de porumb siloz este de circa 3,5 kg N, 1,5 kg P, 3 kg K, și 1,2 kg Ca.

3.3.1. [NUME_REDACTAT] este pretențios în ceea ce privește temperatura, el avânduși originile într-un climat tropical și subtropical, factorul care limitează extinderea acestei culturi și în alte yone ale globului este temperatura.

Porumbul germinează la o temperatură minimă de 8°C, însă dacă temperatura va fi mai mare răsărirea se va face mai repede. Dacă se întâmplă ca după semănat temperatura solului să scadă sub valoarea de 10°C, răsărirea culturii se va întârzia, semințele vor fi atacate de boli și dăunatori, ca rezultat al atacurilor vor apărea și goluri în acea cultură.

În condiții de temperaturi cuprinse între 10-12°C răsărirea are loc după circa 12-15 zile, la temperaturi de 15-18°C la 8-10 zile după semănat și la o temperatură de 21°C în 5-6 zile.

Potențialul termic al zonelor din România în care se cultivă porumb

3.3.2. [NUME_REDACTAT] de stres cel mai important dat de mediul înconjurător este seceta. Seceta reprezintă cea mai importante cauză ce afectează securitatea omenirii. Lipsa precipitațiilor pe o perioadă mai lungă de timp și creșterea evapotranspirației conduc la scăderea conținutului de apă al solului sub capacitatea de a-și mai sintetiza substanțele ajungând până la punctul de ofilire. Secetă pedologică – sub 300 metri cubi pe hectar, iar arșita este determinată de scăderea umidității relative a aerului până la 20 – 40 % , determinînând o evapotranspirație excesivă a plantelor. Cele două tipuri de secetă pot acționa separat dar și concomitent ducând la ofilirea plantelor.

Chiar dacă seceta reprezintă în principal o problemă meteorologică, intensitatea ei în agricultură depinde și de tipul solului existent. Cele mai afectate plante vor fi cele de pe solurile nisipoase, solurile cu permeabilitate redusă,solurile compactate sau pe care a stat apa în trecut, rădăcinile neputând dezvoltându-se normal, în profunzime.

Se știe că producțiile cele mai bune la porumb se obțin când factori de mediu sunt buni pe toată durata de vegetație a plantei.

Efectul secetei asupra culturii de porumb este în funcție de momentul în care se instalează, perioada de acțiune și intensitatea. Efectul indirect al lipsei apei este lipsa nutrienților pentru plante și creșterea vulnereabilității acestora față de boli și dăunători.

Porumbul are un consum de circa 2,5 mm apă pe zi, consumul crește până la 8,9 mm apă pe zi pe durata polenizării, apoi scade la 1,27 mm pe zi, când ajunge la maturitate fiziologică (punctul negru). Consumul mare de apă de 178 mm de apă pe perioada VT – R4 demonstrează vulnerabilitatea porumbului în condiții de secetă.

Se pare că 4 zile de ofilire chiar înaintea apariției paniculului pot reduce producția cu 10 – 25%. Cu cât seceta se instalează mai târziu, către fenofaza de maturitate fiziologică cu atât producția este mai puțin afectată.

Lipsa ploilor la începutul perioadei de creștere (VE – V7), nu este atât de periculoasă: pentru că la germinarea semințelor este nevoie de o cantitate mică de apă. Pierderile de producție se datorează evapotranspirței, prin evaporarea apei se pierde apa din sol în prinipal, în această perioadă de creștere. Odată cu creșterea suprafeței foliare, evapotranspirația e principala cale de pierdere a apei în atmosferă. Rularea frunzelor pe timpul zilei nu se traduce neapărat ca un stres suprem. Pierderi se produc când răsucirea începe dimineața devreme și ține câte 12 – 18 ore pe zi.

(sursa: http://www.dekalb.ro/porumb)

(sursa: http://www.dekalb.ro/porumb)

Atunci când planta își pierde toate frunzele pierderile de producție pot ajunge până la 20%. Seceta instalată în stadiul V8 – V16 (cănd începe apariția paniculului) va determina scăderea dimensiunii știuletelui și a numarului de boabe pe știulete (pierderi de 10 – 30% chiar 50% dacă seceta persistă).

Perioada cea mai critică în dezvoltarea porumbului este mătăsirea, seceta va reduce ritmul de creștere al mătăsii, întârziind apariția ei uneori până ce scuturarea polenului a avut loc., inhibând dezvoltarea embrionului după ce polenizarea polenizare. Producțiile pot scădea cu 3 – 8 % pe zi.

Fenofazele de la formarea boabelor până la apriția punctului negru (R2 –R6) sunt mai puțin afectate de lipsa apei, cea mai sensibilă fază este cea imediat după mătăsire (faza de bulă). Efectele vizuale sunt: uscarea frunzelor și scurtarea perioadei de umplere a boblui. În primele 2 săptămâni după mătăsire este cel mai mare risc de avortare datorat secetei. Pierderile pot ajunge la 2,5 – 5,8 % pe zi. Odată bobul ajuns în faza de lapte, ceară, pierderile de producție vor fi determinate doar de deficiența la acumulare în bob, umplerea bobului. ( www.dekalb.ro/porumb)

3.3.2.a.[NUME_REDACTAT] este o alternativă foarte bună pentru a se evita seceta pentru acele zone în care acest lucru este posibil și randamentul cost irigare raportat la producție este în favoarea fermierului, porumbul binembul fiind o plantă care folosește foarte bine apa din irigații.

Pentru cultura irigată se folosesc hibrizi târzii, având capacități mai mari de producție, și numărul de plante care se vor folosi la înfințarea culturii va crește, datorită condițiilor mai bune transport a substanțelor nutritive și dozele de îngrășăminte se vor mări.

Porumbul necesită 2-4 udări la un interval de 12-14 zile, în funcție de condițiile atmosferice și de tipul de sol, cu o normă de udat de 700-800 metri cubi pe hectar.

3.3.3. [NUME_REDACTAT] este un factor foarte important în cultura oricărei plante, porumbul este o plantă căruia îi place lumina intensăde lumină depinzând și fenomenul de fotosinteză. Intensitatea fotosintezei și suprafața foliară fiind în strânsă legătură cu producția care se obține pe o unitate de suprafață.

Energia chimică din biomasa plantei de porumb poate reprezenta 5-6% din energia solară care cade pe frunze,din această energie circa 50% o regăsim mai apoi în boabe.

3.3.4. [NUME_REDACTAT] porumbului are cerințe pretențioasă în ceea ce privește factorii de sol, deși arealul de cultură a porumbului este de la paralela de 53° latitudine nordică întâlnit în Rusia și

paraparalela de 42° latitudine sudică în noua Zeelandă. Cultura porumbului area nevoie un sol bogat în substanțe nutritive, porumbul fiind o plata mare consumatoare de azot și potasiu.

Porumbul este o plantă mare consumatoare de substanțe nutritive, pentru a se realizarea o tonă de boabe porumbul va extrage din sol circa 25 kg N, 10 kg P2O5, 22 kg K2O.

Pentru porumbul destinat însilozării, consumul destinat unei tone de porumb siloz este de circa 3,5 kg N, 1,5 kg P, 3 kg K, și 1,2 kg Ca.

[NUME_REDACTAT] întâlnim cultura porumbului pentru furaj până la paralela de 59°. În ceea ce privește altitudinea la noi în țara îl întâlnim până la altitudini de 700-800 m, în timp ce în Bolivia porumbul e întâlnit pâna la altitudinea de 4200 m.

Porumbul dă cele mai mari producții în solurile fertile ,luto-nisipoase și adânci care

permit o buna dezvoltare a rădăcinii, fiind capabilă să alimenteye planta cu apă și elemente nutritive.

3.4. Tehnici de măsurare a stresului la secetă

Principalele tehnici de măsurare a stresului la secetă se bazează pe măsurarea temperaturii plantei, undelor bioelectrice, cantității de apă oxigenată din organismul plantei, cu ajutorul reflexiei luminii, determinarea caracteristicilor cantitative (QTL).

Toate aceste tehnici de măsurare a stresului datorat secetei se fac pe baza modificărilor la nivel de țesut și celulă la nivelul plantei, cea mai simplă metodă de măsurare a stresului se bazează pe schimbarea temperaturii, sub acțiunea unor factori biotici sau abiotici negativi temperatura plantei va crește, în același timp planta își va intensifica și procesele de transpirație,evapotranspirație.

3.4.1. Conceptul rezistenței la secetă

Rezistenței la secetă, este capacitatea unui cultivar de a se dezvolta mai bine în condiții secetă față de alte cultivare. Această caracteristică de realizare a unor producții bune în anii secetoși comparativ cu anii în care seceta nu își pune amprenta.

Producția poate fi influențată și prin lucrări agrotehnice, sau de mecanismele fiziologice ale plantelor ale plantelor nu neapărat de genotipul plantelor.

3.4.2. Caracterizarea mediului secetos

Seceta este cauzată de temperaturile mari și de lipsa ploilor, a apei în sol ceea ce duce la scăderea dezvoltării plantelor, stoparea sau chiar regresul plantei. Răspunsului plantei datorat secetei se resimpte în modificări la nivel celular, metabolic și molecular.

Secetă pedologică apare atunci când nivelul apei scade sub 300 metri cubi pe hectar.

Apa este componenta esențială supraviețuirii și dezvoltării tuturor organismelor vii, facilitând multe dintre reacțiile biologice vitale, apa este un solvent și în același timp un mediu de transport. Porumbul folosește apa și ca lichid de răcire, folosindo în procesul de evapotranspirație..

Scăderea conținului de apă din plantă duce la modificări ale membranei celulare, prima urmare a scăderii cantității de apă din plantă este schimbarea culoriii frunzelor (îngălbenirea), răsucirea frunzei sau chiar ofilirea plantei.

Pe măsură ce apa devine o resursă limitată în mediul inconjurător, volumul vegetal al țesuturilor vegetale scade .În plantele sensibile la desecare, odată ce turgescența este pierdută, tensiunea mecanică de pe membranele celulare și pereții celulelor au ca rezultat colapsul peretelui celular, deteriorarea membranei, aceasta fiind ireparabilă (Willigen și colab., 2001).

3.4.3. Mecanisme de rezistență la secetă

Seceta se poate instala în oricare dintre fazele dezvoltării porumbului, încă de la răsărire și până la depozitarea substanțelor de rezervă la nivelul bobului.Din această cauză este necesar să se cunoască care sunt adevăratele faze critice în care secetă poate compromite parțial sau total cultura porumbului. Această observare a rezistenței la secetă se poate numai cunoscând caracterele de producție a fiecărui cultivar in parte.

Mecanismele prin care planta se poate proteja împotriva secetei sunt: fuga, evitarea, toleranța și nu în cele din urma recuperarea.

Fuga de secetă se realizează prin semănarea unor cultivare precoce sau foarte precope, pentru a se evita lipsa apei din perioada dezvoltării și umplerii bobului.

Evitarea secetei este un mecanism prin care planta menține acceptabile ale umidității deși umiditatea solului este foarte redusă, ele presupun niște rădăcini bine dezvoltate care să extragă apa din sol chiar și când aceasta este prezentă doar în cantități mici, tulpini și lăstari care să aibă depuneri ceroase pentru a se evita evapotranspirația.

Toleranța este capacitatea plantei de a da producții bune chiar și în anii în care seceta este prezentă asupra culturilor. Deshidratarea la aceste plante se face doar până în stadiul în care planta poate suporta această pierdere de apă din organism.

Recuperarea este capacitatea unor hibrizi de a se recupera după o lungă perioadă de secetă, la apariția ploilor sau a intervenției omului prin administrarea apei cu ajutorul irigării.

3.4.4. Metode de măsurare a secetei

Principalele metode de măsurare a stresului la secetă se bazează pe măsurarea temperaturii plantei, cantității de apă oxigenată din organismul plantei, undelor bioelectrice, cu ajutorul reflexiei luminii, determinarea caracteristicilor cantitative (QTL).

Toate aceste metodă de măsurare a stresului datorat secetei se fac pe baza modificărilor la nivel de țesut și celulă la nivelul plantei, cea mai simplă metodă de măsurare a stresului se bazează pe schimbarea temperaturii, sub acțiunea unor factori biotici sau abiotici negativi temperatura plantei va crește, în același timp planta își va intensifica și procesele de transpirație,evapotranspirație.

3.4.4.1. Metoda termică

Orice plantă sub acțiunea unor factor nefavorabili își schimbă temperatura, dacă planta va fi atacată de un parazit temperatura ei va crește și iși va intensifica respirația și transpirația.

Metoda termică este cea mai simplă metodă de măsurare a stresului se bazează pe schimbarea temperaturii, sub acțiunea unor factori biotici sau abiotici negativi temperatura plantei va crește, în același timp planta își va intensifica și procesele de transpirație, evapotranspirație.

4.4.4.2. Semnalul bioelectric

Legată la un poligraf, plantele stresate vor emite unde bioelectrice puternice.

Plantele sub acțiunea unor factori de mediu nesatisfăcători duc la modificări ale mecanismelor de funcționare ale celulelor și țesuturilor și vor emite unde bioelectrice puternice.

Aceste unde vor fi măsurate de un poligraf și se va stabili nivelul de stres cauzat din cauza secetei asupra fiecărui cultivar în funcție de undele biolectrice care le dă planta în condiții normale de cultură.

3.4.4.3. Cantitatea de apă oxigenată din plante

De obicei aceasta crește in conditii de stres a plantei și fiind fitotoxică și va duce la modificări defavorabile. Vasele capilare din interiorul plantei transportă apa și elementele nutritive de la rădăcină până la frunyă unde au loc procese de transformare fizico chimice.

Cantitatea de apă din vasele capilare și din țesuturile plantei va scădea pe timpul perioadelor de secetă, în condiții de stres aceasta duce la modificări defavorabile culturii.

Măsurând cantitatea de apă oxigenată din plantă se poate stabili stresul plantei.

3.4.4.4. Reflexia luminii

Lumina reflectată de un obiect se desparte in 3 părți esentiale, o parte este reflectata,o altă parte va trece prin acel corp dacă prezintă transparență și o altă parte va fi absorbită de plantă.

Supunând o plantă la o sursă de lumină aceasta va despărți (reflecta) lumina în 3 părți esențiale o parte va trece prin plantă, una va fi absorbita de plantă și una se va reflecta, măsurând cantitatea de lumină care este absorbită de plantă putem afla nivelul de stres pe care îl suportă planta.

3.4.4.5. Tehnica OTL

Este o metoda foarte complexă ce presupune care presupune determinismul genetic al însușirilor de rezistență la secetă ale porumbului. La sorg această tehnică a identificat 17 de gene care răspund de rezistența la secetă, este foarte probabil ca la alte plante de cultură numărul genelor răspunzătoare de rezistența la secetă să fie mult mai mare.

Tehnica QTL este o tehnică foarte bună pentru identificarea celor mai buni genitori.

Cu cât numărul acestor genitori este mai mare și dimensiunea lor este mai mică cu atât șansele de combinare cu alte gene vor crește.

3.4.5. Notarea caracteristicilor plantelor care le conferă rezistență la secetă

Cea mai mare caracteristică care ne exprimă rezistența la secetă la plantele anuale este exprimată la nivel de producție. Producția este cea mai bună caracteristică prin care se poate măsura nivelul de afectare al culturii în anii secetoși.

Notarea cea mai bună a caracteristicilor plantei se face prin exprimarea genotipului plantei.

Cele mai importante caracteristici ale genotipului sunt:

-capacitatea de a evita deshidratarea țesuturilor;

-înzestrarea cu un sistem radicular bine dezvlotat;

-precocitatea, tardivitatea hibrizilor.

-capacitatea de tolerare a țesuturilor supuse deshidratării;

-poziționarea frunzelor și capacitatea acestora de rulare în momentele de secetă puternică pentru a se reduce evapotranspirația.

3.5. METODE DE AMELIORARE pentru rezitența la secetă

Monsanto a primit dereglementarea de la [NUME_REDACTAT] din SUA pentru MON 87460 prima generație de porumb tolerant la secetă a companiei. Porumbul tolerant la secetă este proiectat să fie introdus ca parte a unui sistem global care ar oferi agricultorilor genetica imbunătățite, practici agronomice și trăsătura la secetă.

Monsanto are planuri de a efectua studii privind exploatațiile agricole din 2012, pentru a oferi agricultorilor experiența cu produsul.

Cercetări recente au arătat că mecanismul de rezistență al plantelor cultivtate la secetă, relevă participarea hormonului inhibitor de creștere: acidul abscisic.

Dozarea conținutului de acid abscisic (ABA) a arătat rolul acestui hormon în rezistența la secetă la grâu.

La porumb, acidul abscisic menține potențialul de creștere al rădăcinilor la stresul hidric și arșită până la o temperatură de 35 grade Celsius.

Ingineria genetică a rămas în urmă, reproducere convențională, pentru a crea porumb rezistent la secetă. Soiuri de porumb tolerant la secetă gata în ianuaie 2014 în Nigeria,două soiuri de porumb combinat rezistent și tolerant la seceta, hibrzi extra timpurii de porumb alb, tolerant și rezistent la secetă și conținut scăzut de azot din sol (august 2013)

Succese non modificate genetic cu toleranță la secetă în ciuda tuturor hiperbolelor despre culturi rezistente la secetă modificate genetic a durat până în decembrie 2011, pentru prima dată a fost aprobată vânzarea de organisme modificate genetic oriunde în lume.

(http://www.gmwatch.org/component/content/article/31-need-gm/12319)

Ținând seama de ponderea mare pe care o are porumbul în culturile din țara noastră și de pagubele înregistrate ca urmare a secetei, numeroase cercetări au fost consacrate influenței secetei asupra acestei plante de cultură. Rezultatele experimentelor au arătat că porumbul prezintă o sensibilitate maximă începând cu faza de formare a organelor de reproducere și până după fecudare, în mod deosebit la formarea ovulului, a sacului embrionar și în macrosporogeneză (Mureșan și colab.,1971; Cosmin și colab.,1978).

În funcție de natura hibridului, influența secetei se manifestă printr-o serie de modificări calitative la nivelul bobului, cum sunt modificările conținutului în azot total și în anumite fracții proteice (Hurduc și colab.,1964,1965).

În funcție de rezistența la secetă diferite genotipuri de porumb cultivate în câmp, fie în condiții controlate în casă de vegetație și fitotron se diferențează între ele prin capacitatea de sinteză a glucidelor, prin intensitatea transpirației, valorile presiunii osmotice ale sucului celular, forța de sucțiune (Cosmin și colab.,1978;Fabian și colab.,1981;Țerbea și colab.,1996), acumulare de aminoacizi (Petcu și colab.,1996;Țerbea și colab.,1996).

Ameliorarea unor soiuri precoce, productive și de calitate care sǎ fugǎ de secetǎ.

Selecția unor genotipuri rezistente la secetǎ în condoții specifice de mediu secetos. Presiunea de selecție exercitatǎ de un astfel de mediu va duce la obținerea de cultivare adaptate mediului respectiv.

Incorporarea genelor de rezistențǎ la secetǎ, identificate la cultivarele din zonele cu astfel de condiții, în soiurile moderne de mare productivitate și calitate ridicatǎ. Aceastǎ încorporare poate fi fǎcutǎ prin metodele ameliorǎrii convenționale (hibridare, mutație, retroîncrucișare, poliploidie) sau prin mijloacele ameliorǎrii neconvenționale (mutații in vitro, selecție in vitro, transferul de gene mediat de vectori biologici sau nebiologici).

Metodele de ameliorare convenționalaă sunt de regulă cele mai folosite,există două abordări ale problemei:

Alegerea de specii de semǎnat de o asemenea manierǎ încât plantele sǎ ajungǎ în faza de antezǎ (formarea organelor sexuale și fecundarea) într-un interval rǎcoros al perioadei de vegetație. Practic, speciile semǎnate (plantate) primǎvara târziu (ex. sorg, porumb, tomate etc.) vor trebui să manifeste o vitezǎ mare de parcurgere a fenofazelor pregergǎtoare antezei astfel ca anteza sǎ se desfǎșoare într-o perioadǎ mai rǎcoroasǎ. La speciile semǎnate toamna (grâul de toamnǎ), viteza mare de parcurgere a fenofazelor vegetative trebuie să se manifeste atât înainte de venirea gerurilor de iarnǎ cât și dupǎ ieșirea din iarnǎ, astfel ca anteza sǎ aibǎ loc în martie.

Încorporarea în genotipurile valoroase (retroîncrucișǎri repatate) a unor caracteristici esențiale pentru rezistența la arșițǎ cum sunt: stabilitatea membranelor celulare la temperaturi ridicate;

MMB mare și foarte mare care sǎ sufere mai puțin din cauza pierderilor în greutate a boabelor cauzate de temperaturile ridicate; numǎr mare de frunze pe plantǎ.

CONCLUZII

Având în vedere că schimbarea climatică este o temă de actualitate în strânsă legătură cu creșterea globală a populației și nevoia de hrană pentru supraviețuire, am studiat stresul porumbului la secetă.

Există două tipuri de porumb: tolerant la secetă și rezistent la secetă, cele două tipuri completându-se reciproc.

La porumb acidul abscisic menține potențialul de creștere al rădăcinilor la stresul hidric și arșită până la o temperatură de 35°C.

Sensibilitatea maximă a porumbului la secetă este în perioada de formare a organelor reproducătoare și de înflorire.

Perioada de secetă din timpul verii se reflectă în producțiile scăzute din toamnă și în slaba calitate a recoltelor deoarece din cauza lipsei apei boabele nu vor ajunge la randamentul lor maxim din punct de vedere nutrițional, conținut glucide, lipide, proteine, vitamine, și în cele din urmă la un preț mic asupra producției, care se reflectă în buzunarul fermierului.

Din acest motiv ameliorarea soiurilor de porumb este importantă pentru agricultură, asigurarea de hibrizi adaptați la secetă cu producții bune în anii secetoși.

O altă modalitate mai costisitoare de evitare a secetei ar fi investițiile în instalații de irigare a culturilor agricole.

O fertilizare corespunzătoare care să facă planta viguroasă și să treacă mai ușor peste fenomenul de secetă.

Controlul buruienilor se va face doar chimic, evitându-se astfel alte lucrări ale solului care să conducă la pierderea apei din sol.

Solurile deja uscate se vor pregăti cu lucrări minime, lăsîndu-se pe teren cît mai multe resturi din culturile anterioare pentru a se preveni evaporarea apei din sol.

Semănatul se va face cât mai devreme pentru ca polenizarea să aibă loc înaintea instalării perioadei de secetă.

BIBLIOGRAFIE

ANCA, SÂRBU, 1999, [NUME_REDACTAT] Plantae.

Bartels și Sunkar, 2005

[NUME_REDACTAT] – 1993. Dimensiunea umană a modificărilor globale ale mediului .

AURELIA, BREZEANU Stresul – factor major in instalarea mortii celulare (mc) la plante , Institutul de [NUME_REDACTAT] al [NUME_REDACTAT].

Bohnert H.J., D.E. Nelson, R.G. Jenses – 1995. Adaptions to environmental Stresses.

Bohnert H.J. and R.G. Jenses – 1996. Strategies for engineering water stress tolerance in plants.

Layăr, C., ELENA, PETCU, MARIA, ȚERBEA, 2007, Cercetări în domeniul lor de câmp la Fundulea AN. I.N.C.D.A. VOL LXXV, VOLUM OMAGIAL

Cosmin, O., Neguș, C., Sarca, TR., Căbule, I., ECATERINA, VOICU, 1974 – Ameliorarea conținutului și calității proteinelor la porumb, Probleme de genetică teoretică și aplicată.

CRISTINA HUMĂ, DUMITRU CHIRIAC-2004., Aspecte globale privind fenomenele de secetă, aridizare și deșertificare ,CALITATEA VIEȚII, XV, nr. 1–2, p. 113–121, București, 2004

Fian, GEORGETA, GOMOIU, E., 1981-Relația dintre capacitatea de asimilare și unii factori de stres ecologic la porumb . Probleme de genetică teoretică si aplicată XIII

Flowers T.J., P.F. Troke, a.r. Yeo – 1997.The mechanism of salt tolerance in halophytes. [NUME_REDACTAT] of [NUME_REDACTAT]

Flowers T.J., M.A. Hajibagheri, N.J.W. Clipson – 1986.Halophytes.[NUME_REDACTAT] Review of Biology.

Flowers T.J., and A.R. Yeo – 1995. Breeding for salinity resistance in crop plants:where next? [NUME_REDACTAT] of [NUME_REDACTAT].

Flowers T.J., & S. Flowers – 2005.Why does salinity pose such a difficult probleme for plant breeders.

Flowers T.J., T.D. Colmer – 2008.Salynity tolerance in halophytes.

Flowers T.J.,H.K. Galal and L. Bromham – 2010.Evolution of halophytes: multiple origins of salt tolerance in land plants.

Giese et al.2011

Hare P.D., W.A. Cress, J. [NUME_REDACTAT] -1998.Dissecting the roles of osmolyte accumulation during stress.Plant, Cell &Environment.

Hurduc, N., Stan, Țerbea, Nastasia, I., 1970 – Influența giberelinei asupra absorției fosforului în plantele de porumb.

Jaleel C.A., K. Riadh, R. Gopi, P. Manivannan, J. Ines, H. J. Al-Juburi, et al.(4 de February de 2009). Antioxidant defence responses: physiological plasticity in higeher plants under abiotic constraints. [NUME_REDACTAT] Plantarum.

Mureșan, T., Brad I., Cosmin O., ZOIȚA MARCU , ECATERINA DOBRESCU,1972-Studiul comparativ al izoperoxidazelor din polenul,ovarul și semințele unor genotipuri de porumb.An. I.C.C.P.T.,XXXVIII,seria C: 191-197.

Mureșan ,T.,Cosmin O., Neguț, C., Sarca, TR., Brad,I., ECATERINA, DOBRSCU, ,1973 Hibrizi noi de porumb bogați în lizină.An. I.C.C.P.T.,XXXIX,seria C:121-134.

Mureșan, T., Țerbea, Hurduc, N.,Cosmin,O. – 1975.Relații între intensitatea fenomenului heterozis și unii indici fiziologici la porumb. II.Dinamica fenomenului fotosintetic, An. I.C.C.P.T., XL seria C:117-186.

Mureșan, T., Țerbea, Hurduc, N., MARINA, ȚĂRCOMNICU, 1975- Contribuții la studiul reyistenței fiziologice a hibriyilor de porumb la atacul de Fusarium moniliforme, An. I.C.C.P.T.,40 ,187-196.

MONICA ELENA CĂRASAN , Strategii de răspuns la stresul oxidativ determinat de deficitul hidric la plante, Institutul de [NUME_REDACTAT] al [NUME_REDACTAT], E., Țerbea,M., Dinamica conținului în prolină liberă din plantele de porumb, în condiții de secetă. An. ICDA, LXIII:263-272.

Petcu, E., Țerbea, M., Vrânceanu, A.V.,Craicu D., Yglimbea, R.,1997-Relationship between free proline content and drought tolerance in some Romanian sunflower genotypes. Proc. Intern. Symposium ,,Drought and [NUME_REDACTAT]”,Serbia ,vol.I:43 -445

Petcu, E., Georgesco, F., Arsintescu, A., Stanciu, D., 2001-The efect of hydric stress of some careacteristics of sunflowersplants. [NUME_REDACTAT] Research.

Petcu, E., Arsintescu, A., Stanciu, D,. – The effect of drought stres on fatty acid composition in some [NUME_REDACTAT] [NUME_REDACTAT] L., A.Souvre- 2010 Proline: a multifunctional amido acid.trends [NUME_REDACTAT]

Szabados L., H. Kova`cs, A. Zilberstein, A. Bouchereau -2011. Plants in extreme environments: importance of protective compounds in stres tolerance.Advances in [NUME_REDACTAT].

[NUME_REDACTAT] ., Strategii de adaptare a briofitelor la deficit hydric, Institutul de [NUME_REDACTAT] al [NUME_REDACTAT].

[NUME_REDACTAT] C., N.W. Pammenter, S.G. Mundree, J.M. Farrant – 2001. [NUME_REDACTAT] comparisons between the resurrection grass, Eragrostis nindensis, and the related desiccation-sensitives species, Eragrostis curvula.Journal of [NUME_REDACTAT] Regulation. 35:121-129.

Yancey P.H. -2005 .Organic osmolytes as compatible, metabolic and counteracting cytoprotectants in hight osmolarity and other stresses.Journl of [NUME_REDACTAT]

www.monsanto.com/sitecollectiondocuments/whistlestop-drought-posters.pdf

www.gmwatch.org/component/content/article/31-need-gm/1231

www.monsanto.com/press-release/usda-deregulates-monsantos-first-generation-drought-tolerant-trait-corn.

www.legestart.ro/ghidul-2008-adaptarea-efectele-schimbărilor-climatice-GASC-(MzE3OTc0).htm

www.mediafax.ro

www.gazetadeagricultura.info/plante/cereale/433-porumb/15429-es-ccortes-hibrid-de-porumb-ultra-performant.html

www.gazetadeagricultura.info/plante/cereale/433-porumb/15393-hibrizi-de-porumb-dekalb-pentru-2014.html

www.gazetadeagricultura.info/plante/cereale/433-porumb/13840-productie-de-peste-14-tone-ha-la-porumbul-zp-4324.html

www.gazetadeagricultura.info/plante/cereale/433-porumb/15359-hibrizii-de-porumb-procera.html

www.gazetadeagricultura.info/plante/cereale/433-porumb/15322-monsanto-testeaza-hibrizi-de-porumb-care-produc-18-19-t-ha.html

www.gazetadeagricultura.info/plante/cereale/433-porumb/14174-hibridul-simplu-de-porumb-mas-41b.html

www.gazetadeagricultura.info/plante/cereale/433-porumb/14127-pr35t36-hibrid-de-porumb-foarte-productiv-si-rezistent-la-seceta.html

www.gazetadeagricultura.info/plante/cereale/433-porumb/14032-kerberos-un-excelent-hibrid-de-porumb-rezistent-la-seceta.html

www.gazetadeagricultura.info/plante/cereale/433-porumb/13646-rapsodia-cel-mai-viguros-hibrid-de-porumb.html

www.gazetadeagricultura.info/plante/cereale/433-porumb/13356-fermierii-suceveni-interesati-de-hibrizii-de-porumb-kws.html

http://www.dekalb.ro/porumb

[NUME_REDACTAT].univ.dr. Viorel ION

Fitotehnie facultă………………………………

Catalog hibrizi 2009

Catalog hibrizi 2014