Cercetare: Comportamentul unor hibrizi de porumb în ani cu condiţii climatice diferite

În ultimii ani, evoluţia climatică din ţara noastră a prezentat variaţii anuale si sezonale cu mari amplitudini de temperatură, precipitaţii si alţi factori meteorologici, care au influenţat în mod negativ nivelul şi stabilitatea producţiei la culturile de câmp (Picu; 2003, Picu şi colab. 2003).

În Câmpia Burnasului, variabilitatea foarte mare, atât a cantităţii totale a precipitaţiilor, de la un an la altul, cât şi a distribuţiei acestora pe parcursul anului, determină deficite hidrice frecvente în diferite faze din timpul vegetaţiei porumbului.
Astfel, la Staţiunea de Cercetare Dezvoltare Agricolă Teleorman, situată în aceasta zonă, perioada 2001 – 2003 s-a caracterizat prin manifestarea a trei tipuri distincte de secetă (Mitu si colab. 2004), în sezonul de vegetaţie al porumbului: secetă în partea a doua a verii (anul 2001); secetă în prima parte a verii (anul 2002) şi secetă prelungită (anul 2003).

În lucrarea de faţă se analizează modul cum fluctuaţia puternică a condiţiilor climatice, din anii 2001 – 2004, a influenţat producţia si unele însuşiri morfofiziologice, la unii hibrizi de porumb experimentaţi la S.C.D.A. Teleorman.

MATERIALUL ŞI METODA DE CERCETARE
Observaţiile şi determinările s-au efectuat la 14 hibrizi de porumb româneşti, creaţi la I.N.C.D.A. Fundulea, studiaţi în condiţii de cultură irigată şi neirigată, în perioada 2001 – 2004.

Semănatul s-a realizat între 30.04 – 11.05, folosindu-se o desime de 40.000 – 55.000 pl/ha (în condiţii de neirigare ) si 60.000 – 65.000pl/ha (la irigat).

De menţionat că pentru evitarea compromiterii experienţelor, la neirigat, în anul 2002 s-a aplicat o udare de menţinere cu o normă redusă de apă (300 m3/ha), pe data de 5 iunie.

Maturitatea fiziologică a hibrizilor de porumb a fost notată între 12.08 – 7.09 (în cultură neirigată) şi 21.08 – 14.09 (în cultură irigată).

În condiţiile celor patru ani, la materialul studiat s-au determinat: producţia de boabe (15,5% umiditate), talia plantelor, numărul de plante sterile, decalajul înflorit-mătăsit, randamentul de boabe pe ştiulete şi greutatea medie a ştiuletelui.
Reacţia hibrizilor de porumb la fluctuaţia puternică a condiţiilor climatice, din anii de experimentare, s-a apreciat prin compararea producţiilor şi a unor însuşiri morfofiziologice determinate în condiţii de cultură neirigată şi irigată.
Prelucrarea şi interpretarea rezultatelor obţinute s-au făcut prin calcularea coeficientului de variaţie (Ceapoiu, 1968), analiza regresiilor şi corelaţiilor (Săulescu, 1967; Săulescu şi colab., 1986).

CONDIŢII PEDOCLIMATICE ŞI DE VEGETAŢIE
S-a experimentat pe un cernoziom cambic, caracteristic zonei, într-o rotaţie de trei ani (mazăre – grâu – porumb), asigurându-se un agrofond de 80 kg N+80 kgP205/ha la neirigat şi 120 kg N+80 kgP205/ha la irigat.
În anul 2001, de la semănat şi până la maturitatea fiziologică a porumbului (1.V – 31.VIII) au căzut 220,8 mm precipitaţii, cantitate apreciată ca insuficientă pentru acoperirea necesarului de apă al acestei plante (tabelul1). Distribuţia acestor precipitaţii a fost neuniformă pe parcursul lunilor din perioada de vegetaţie a porumbului.

Astfel, luna iunie a fost mai ploioasă cu 83,7 mm faţă de normala zonei, în timp ce în lunile mai, iulie şi august s-au înregistrat deficite mari de umiditate cifrate la 29,4; 43,5 şi 27,4 mm.

Precipitaţiile mai abundente din decada a doua a lunii iunie (110,9 mm), au influenţat favorabil creşterea vegetativă a porumbului, conducând la realizarea unor talii normale ale plantelor.

Deficitele de umiditate din lunile iulie şi august au creat condiţii nefavorabile în perioada înfloritului, mătăsitului şi a formării boabelor, la porumb, determinând în mod hotărâtor nivelul producţiilor din acest an.

În anul 2002, precipitaţiile cumulate din perioada 1.V – 31.VIII au depăşit cu 51% normala zonei (237,4 mm ), ceea ce sugerează condiţii climatice favorabile pentru cultura porumbului (tabelul 1). Dar repartiţia acestor precipitaţii nu a fost în concordanţă cu cerinţele porumbului de-a lungul sezonului de vegetaţie.

Astfel, lunile iunie, iulie şi august au fost mai ploioase cu 44,0, 32,8 şi 76,3 mm faţă de media multianuală, iar în luna mai s-a înregistrat un deficit de umiditate de 32,1 mm.

Deficitul hidric din luna mai şi din prima decadă a lunii iunie a influenţat în mod negativ ritmul de creştere al plantelor şi implicit talia acestora.

Ploile mai abundente din ultimele două decade ale lunilor iunie şi iulie, precum şi cele din prima decadă a lunii august, au avut o influenţă favorabilă asupra proceselor de înspicare, înflorire, mătăsire, fecundare şi formarea boabelor, la porumb, conducând la obţinerea unor producţii relativ mari.

În anul 2003, precipitaţiile din intervalul 1.V – 31.VIII au reprezentat numai 45 % din media multianuală a zonei (237,4 mm), sugerând condiţii climatice total nefavorabile pentru cultura porumbului (tabelul 1).

Seceta din acest an a debutat încă din primele două decade ale lunii mai, când deficitul de apă din sol şi temperaturile maxime din aer, de 30 – 360C ( pe parcursul a 12 zile ), au influenţat în mod negativ germinarea boabelor, răsărirea şi ritmul de creştere al plantelor în primele faze.

După aceea, prelungirea secetei accentuate pe toata durata perioadei de vegetaţie, la porumb, a avut un efect dăunător asupra proceselor de fructificare (înspicat, înflorit, mătăsit şi fecundat), determinând realizarea unor nivele foarte scăzute de recoltă.

În anul 2004, de la semănat şi până la maturitatea fiziologică a porumbului (1 mai – 10 septembrie) s-au acumulat 326.5 mm precipitaţii, cantitate apreciată ca satisfăcătoare pentru necesarul de apă al acestei plante.

Distribuţia acestor precipitaţii a fost însă diferită pe parcursul lunilor din perioada de vegetaţie a porumbului (tabelul 1).
Astfel, lunile mai şi iulie au fost mai ploioase cu 30,4 si 56,4 mm faţă de normala zonei, iar lunile iunie şi august au avut un caracter normal, suma precipitaţiilor lunare depăşind sau fiind inferioară mediei multianuale cu valori foarte mici (1,5 - 3,0 mm).

Ploile mai abundente din ultimele două decade ale lunilor mai şi iulie precum şi precipitaţiile normale din lunile iunie şi august, au influenţat în mod favorabil ritmul de creştere al plantelor şi procesele de înspicare, înflorire mătăsire, fecundare şi formarea boabelor, la porumb, determinând realizarea unor producţii relativ ridicate.

În toţi anii de experimentare (2001 – 2004), temperatura medie a lunilor de vară (VI –VIII) a fost mai mare cu 0,9 – 3,60C, faţă de normala zonei (tabelul 2), ceea ce confirmă tendinţa actuală de încălzire a vremii în ţara noastră.
Fenomenul de ”arşiţă” s-a manifestat cu o intensitate ridicată în anul 2003 (tabelul 3), când în perioada lunilor de vară s-au înregistrat 51 zile, cu temperatura maximă a aerului cuprinsă între 32-400C şi 61 zile, cu umiditatea relativă minimă a aerului coborâtă până la 20 – 30 %.

În ceilalţi ani, 2001, 2002 şi 2004 acest fenomen a avut o intensitate mai redusă, temperatura maximă în aer, din lunile de vară, fiind ≥320C în 23 -42 zile, iar umiditatea relativă minimă a aerului ≤30 % în 31 – 44 zile.

Analizând condiţiile climatice, din cei patru ani de cercetare, se poate afirma că acestea au fost foarte diferite, îndeosebi datorită fluctuaţiei puternice a cantităţilor de precipitaţii, atât de la un an la altul, cât şi de la o fenofază la alta, din perioada de vegetaţie a porumbului.

REZULTATE OBŢINUTE
Producţiile realizate la hibrizii de porumb (media grupelor de precocitate), la neirigat, în cei patru ani de studiu, reflectă cantitatea totală de precipitaţii din intervalul 1. V – 31. VIII., fiind cele mai mari în anii 2002 şi 2004, minime în 2003 şi intermediare în anul 2001 (tabelul 4).

Valorile foarte mari ale coeficienţilor de variaţie ai producţiei în cultură neirigată (52 – 53%), faţă de cele din cultură irigată (6 – 8%), arată că în perioada de cercetare (2001 – 2004), schimbările climatice de la an la an, sau în cursul aceluiaşi an, de la un interval la altul, au determinat o fluctuaţie puternică a recoltei de porumb.

Analiza producţiilor realizate de hibrizii de porumb, cu şi fără irigare, arată influenţa condiţiilor climatice diferite, din cei patru ani de experimentare, asupra comportării acestora.

Astfel, corelaţia dintre producţiile obţinute, în condiţii de irigare şi neirigare, la hibrizii din grupa FAO 401 – 500 (fig.1), a fost nesemnificativ pozitivă (r = 0,284; r = 0,884 şi r = 0,046) în anii 2001 şi 2002 cu secete parţiale în perioada de vegetaţie a porumbului, precum şi în anul 2004, cu un regim pluviometric favorabil pentru această plantă.

În anul 2003, cu secetă accentuată pe toată durata sezonului de vegetaţie al porumbului, corelaţia dintre producţiile realizate, la irigat şi neirigat, a fost nesemnificativ negativă (r = -0.766).

Se observă că hibridul Paltin (în anul 2001) şi Partizan (în 2002 şi 2004) au dat producţii superioare mediei în ambele condiţii de cultură. Hibridul Paltin a avut o comportare bună şi în anii 2002, 2003 şi 2004, când a realizat producţii mai mari decât media de la neirigat. Hibridul Partizan a manifestat o productivitate superioară, la irigat, în toţi anii de cercetare, ceea ce indică un potenţial de producţie mai ridicat al acestuia.

Hibrizii Fundulea 322 şi Milcov au dat producţii inferioare, mediei la neirigat, în cei patru ani de studiu, sugerând o capacitate de adaptare redusă la condiţii climatice diferite.

La hibrizii din grupa FAO 501 – 600 (fig. 2), corelaţia dintre producţiile obţinute în condiţii de cultură irigată şi neirigată, a fost nesemnificativ pozitivă (r = 0,600; r = 0,472 şi r = 0,508) în anii 2001,2002 şi 2003 cu diferite tipuri de secetă în perioada de vegetaţie a porumbului şi semnificativ pozitivă (r = 0,763*) în anul 2004, cu condiţii climatice favorabile pentru cultura porumbului.

Indiferent de intensitatea corelaţiei medii, în fiecare din cei patru ani se pot identifica hibrizi cu comportare bună, atât în condiţii de irigare, cât şi la neirigat, ceea ce demonstrează o bună plasticitate ecologică a acestora în ani cu condiţii climatice diferite. Aceşti hibrizi sunt : Campion, Olt şi Rapsodia (în anul 2001), Campion, Danubiu şi Faur (în 2002), Campion, Rapsodia şi Danubiu (în 2003) şi Campion, Faur, Rapsodia, Danubiu, Fundulea 376, Olt şi Octavian (în 2004).
În anul 2003, cu secetă puternică şi de lungă durată, hibrizii Fundulea 376 şi Olt au manifestat o productivitate mai redusă în condiţii de irigare, dar au avut o comportare bună la neirigat, ceea ce sugerează o capacitate bună de adaptare a acestora la condiţii de mediu nefavorabile (secetă şi arşiţă).

Pe de altă parte, pot fi menţionaţi şi hibrizi puternic afectaţi de secetă: Orizont în anul 2001, Vultur, Orizont şi Granit în 2002, Vultur, Octavian şi Granit în 2003.

Corelaţia negativă şi mai puternică (r = - 0, 78300) dintre frecvenţa plantelor sterile (fără ştiuleţi) şi producţie demonstrează că, în anii cu condiţii climatice foarte variate, sterilitatea plantelor reprezintă factorul determinant în reducerea recoltei la porumb (tabelul 5).

De aceea, s-a căutat să se stabilească factorii climatici implicaţi în manifestarea acestui fenomen (tabelul 6).
Din datele obţinute se observă că precipitaţiile căzute în lunile de vară (1.VI. – 31. VIII.), au redus în mod semnificativ (r = - 0,7960) frecvenţa plantelor sterile.

Între temperatura maximă, medie, a aerului din intervalul 1.VI. – 31. VIII şi procentul de plante sterile, s-a stabilit o corelaţie distinct pozitivă (r = 0,908xx).

O corelaţie negativă, destul de strânsă (r = -0,7150), s-a determinat între umiditatea relativă minimă a aerului (media 1.VI. – 31. VIII) şi numărul de plante sterile.

Corelaţii pozitive puternice s-au stabilit între numărul de zile cu temperaturi maxime absolute în aer (≥ 300C), din perioada 1.VI. – 31. VIII şi procentul de plante sterile (r = 0,948**), precum şi între numărul de zile cu umiditatea relativă minimă foarte scăzută a aerului (≤ 30%), din acelaşi interval şi frecvenţa plantelor sterile (r = 0,905**).
Aceste rezultate arată că, în anii cu condiţii climatice diferite, precipitaţiile mai abundente şi umiditatea relativă a aerului mai ridicată, din perioada lunilor de vară (1.VI. – 31. VIII.), au determinat reducerea sterilităţii plantelor, iar temperaturile maxime în aer şi frecvenţa mare a zilelor foarte călduroase şi uscate, din acest interval, au amplificat manifestarea acestui fenomen.

Legătura directă dintre cantitatea de precipitaţii, căzute într-o anumită perioadă calendaristică sau fenofază a porumbului şi producţie este redată de coeficienţii de corelaţie calculaţi, pe anii 2001 – 2004, în condiţiile de la S.C.D.A. Teleorman (tabelul 7).

Se constată că precipitaţiile din lunile aprilie, mai, iunie şi cele din intervalele 1.V. – 30.VI şi 1.V. – 20.VI. au influenţat în mod nesemnificativ recolta de porumb. O influenţă favorabilă au avut precipitaţiile din lunile iulie şi august, precum şi cele din perioadele: 1.VII. – 31.VIII., 21.VI. – 31.VIII., 1.VI. – 31. VIII şi 1.V –31.VIII., care s-au corelat semnificativ sau distinct semnificativ pozitiv (r = 0,911**; r = 0,733*; r = 0,903**; r = 0,829*; r = 0,836* şi r = 0,942** ), cu producţia de porumb.

La Staţiunea de Cercetare Dezvoltare Agricolă Teleorman, între anii 2001 – 2004, cel mai mare coeficient de corelaţie (r = 0,950**) s-a determinat între precipitaţiile cumulate din perioada semănat – maturitate fiziologică a porumbului şi producţie.

În anul 2003, cu secetă accentuată şi prelungită, scăderea puternică a producţiei a fost asociată cu modificarea principalelor însuşiri morfoproductive, ale hibrizilor de porumb (tabelul 8).

Astfel, în condiţii de neirigare, faţă de irigat, talia plantelor a fost cu 24% mai mică, frecvenţa plantelor sterile a crescut de 7,8 ori, randamentul de boabe pe ştiulete a rămas practic acelaşi, greutatea medie a unui ştiulete s-a redus cu 48%, iar umiditatea boabelor la recoltare a fost mai mică cu 15%.

Analiza variaţiei unor însuşiri morfofiziologice ale hibrizilor de porumb experimentaţi, la neirigat, între anii 2001 – 2004 (tabelul 9), arată că frecvenţa plantelor sterile, numărul de zile de la înflorit la mătăsit şi greutatea media a ştiuletelui au prezentat o variabilitate foarte mare (c.v. = 47 – 150%), comparativ cu înălţimea plantelor şi umiditatea boabelor la recoltare, care au avut o fluctuaţie mai redusă (c.v. = 15 – 16%). De menţionat că randamentul de boabe pe ştiulete nu s-a modificat sub acţiunea condiţiilor climatice diferite, din cei patru ani de cercetare (c.v. = 1%).

Pe baza acestor rezultate şi având în vedere corelaţiile distinct negative dintre decalajul la înflorit (zile) şi producţie (r =-0,67900 ) (tabelul 5), precum şi dintre frecvenţa plantelor sterile şi recoltă (r = -0,78300), rezultă că în anii cu condiţii climatice diferite, fluctuaţia puternică a acestor însuşiri determină instabilitatea ridicată a producţiei de porumb.
De aceea, este necesar ca în cadrul lucrărilor de ameliorare a porumbului, să se urmărească o selecţie mai severă a materialului biologic, sub aspectul coincidenţei la înflorit şi a rezistenţei la sterilitatea plantelor, în vederea creării de genotipuri noi cu capacitate sporită de adaptare la schimbările climatice anuale şi sezonale.

Influenţa cantităţii şi distribuţiei precipitaţiilor, din sezonul de vegetaţie, asupra producţiei porumbului, în perioada 2001 – 2004, este prezentată în tabelul 10.

Se observă că, în anul 2001 cu secetă în partea a doua a verii, la neirigat, producţia medie a celor 14 hibrizi studiaţi, a depăşit cu 1.860 kg/ha, pe cea din anul 2003 cu secetă prelungită, luată ca martor.

În anul 2002 cu secetă în prima parte a verii, în condiţii de neirigare, sporul de producţie faţă de anul 2003, a fost mai mare şi cifrat la 5.380 kg/ha.

Sporul de producţie cumulat, al anilor 2001 şi 2002, comparativ cu anul 2003, a fost de 7240 kg/ha.

Anul 2001 cu repartiţia predominantă a precipitaţiilor (81%), în perioada creşterii vegetative a porumbului (1.V. – 20.VI.) şi numai 19% în timpul înfloritului şi formării boabelor (21.VI. – 31.VIII.), a influenţat sporul de producţie cumulat în proporţie de 26%.

Anul 2002 cu distribuţia excedentară a precipitaţiilor (76%) în perioada polenizării şi umplerii boabelor la porumb (21.VI – 31.VIII) şi un regim pluviometric deficitar (24%) în faza creşterii intense a plantelor (1.V. – 20.VI.), a determinat sporul de producţie cumulat în proporţie de 74%.

Se mai constată că în anul 2004, deşi precipitaţiile din intervalul 1.V. – 31.VIII. au fost inferioare cu 65 mm, comparativ cu anul 2002, repartiţia mai uniformă a acestora, 45% în perioada creşterii vegetative (1.V. – 20.VI.) şi 55% în perioada creşterii generative a porumbului (21.VI – 31.VIII), a condus la realizarea unui spor de producţie de 675 kg/ha, faţă de anul 2002 şi 6.055 kg/ha, faţă de anul 2003.

CONCLUZII
La hibrizii din grupa FAO 401 – 500, corelaţia dintre producţiile obţinute, în condiţii de irigare şi neirigare, a fost nesemnificativ pozitivă în anii 2001 şi 2002 cu secete parţiale în perioada de vegetaţie a porumbului şi nesemnificativ negativă în anul 2003 cu secetă severă şi prelungită.

La hibrizii din grupa FAO 501 – 600, corelaţia dintre producţiile realizate, la irigat şi neirigat, a fost nesemnificativ pozitivă în anii 2001, 2002 şi 2003, cu diferite tipuri de secetă, în sezonul de vegetaţie al porumbului.

În fiecare din cei patru ani, s-au identificat hibrizi de porumb cu comportare bună, atât în cultură irigată cât şi neirigată: Paltin, Partizan, Campion, Rapsodia, Danubiu, Faur, Olt şi Fundulea 376, ceea ce sugerează o capacitate ridicată de adaptare a acestora, în ani cu condiţii climatice diferite.

În anii cu condiţii climatice variate, fluctuaţia foarte puternică a decalajului la înflorit (zile) şi a frecvenţei plantelor sterile a determinat instabilitatea producţiei de porumb.

Un regim pluviometric şi termic favorabil în perioada 1.VI. – 31.VIII. a redus sterilitatea plantelor, iar frecvenţa mare a zilelor cu arşiţă, din acest interval, a amplificat manifestarea acestui fenomen.

Cea mai puternică corelaţie pozitivă, s-a stabilit între suma precipitaţiilor, din perioada semănat – maturitate fiziologică a porumbului şi producţie.

Între anii 2001 – 2004 cu modificări climatice majore, producţia porumbului a fost influenţată în mod favorabil, atât de cantitatea totală a precipitaţiilor, cât şi de distribuţia acestora, în perioada de vegetaţie a acestei plante.

descarca tabele
Precipitaţiile predominante din faza creşterii intense a plantelor (1.V. – 20.VI.) au determinat sporirea producţiei porumbului în proporţie de 26%, iar cele din timpul înfloritului, polenizării şi formării boabelor (21.VI. – 31. VIII.), în procent de 74%.