A szőlőtermesztés ökológiai alapjai Abiotikus stresszhatások a szőlőtermesztésben. Szőlész-borász BSc II. évfolyam október 14.

Hasonló dokumentumok
Bevezetés a növénytanba Növényélettani fejezetek 5.

NÖVÉNYGENETIKA. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

NÖVÉNYGENETIKA. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

NÖVÉNYÉLETTAN. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

Borászati technológia I.

Adatgyőjtés, mérési alapok, a környezetgazdálkodás fontosabb mőszerei

Növények búvárruha nélkül stresszválasz belvíz és aszály esetén

Duna Stratégia Zöld minikonferencia október 8. A talajvízforgalom szerepe és jelentősége változó világunkban

A világ szőlőtermelése a klímaváltozás tükrében. Dr. Bálo Borbála

Dr. Bittsánszky András. Növények a jövőnkért. Földes Ferenc Gimnázium Miskolc, február

NÖVÉNYÉLETTAN. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

Ismeretterjesztő előadás a talaj szerepéről a vízzel való gazdálkodásban

TERMÉSZETTUDOMÁNY JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

Paradicsom és paprika tápoldatozása fejlődési fázisai szerint. Szőriné Zielinska Alicja Rockwool B.V

Bevezetés a növénytanba Növényélettani fejezetek 2.

Aszálykárok csökkentése biobázisú talajadalék felhasználásával. Záray Gyula professor emeritus

Globális változások lokális veszélyek

Biofizika szeminárium. Diffúzió, ozmózis

80 éves a Debreceni Egyetem Növénytani Tanszék Ünnepi ülés és Botanikai minikonferencia november

NÖVÉNYGENETIKA. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

Növények víz és ásványi anyag felvétele

NÖVÉNYGENETIKA. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

NÖVÉNYÉLETTAN. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

Az éghajlat és a tájhasználatváltozás hatása a szőlőtermelésre Bihari Zoltán Debreceni Egyetem

A szõlõtõkét anyagcseréje és életfunkciói környezetéhez kapcsolják.

A MEZŐGAZDASÁGI VÍZGAZDÁLKODÁS MÓDSZEREI A VÍZFELHASZNÁLÁS CSÖKKENTÉSÉRE

OkosVezérlők Talajnedvesség Mérés

NÖVÉNYÉLETTAN. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

Big Data technológiai megoldások fejlesztése közvetlen mezőgazdasági tevékenységekhez

Fókuszban a terroir a világban és Magyarországon

Tápanyag antagonizmusok, a relatív tápanyag hiány okai. Gödöllő,

Az embert és szőlőt próbáló 2014-es évjárat

A szőlőt érő hőmérsékleti stresszhatások mechanizmusa

Agrár-környezetvédelmi Modul Vízgazdálkodási ismeretek. KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSI MÉRNÖKI MSc TERMÉSZETVÉDELMI MÉRNÖKI MSc

Dr. Tóth Árpád. Az öntözés és a talaj kapcsolata február 23.

A talajnedvesség mérés módszerei és a mérési eredmények hasznosíthatósága

Dr. Janky Ferenc Rácz Kinga

Evolúcióelmélet és az evolúció mechanizmusai

ÁLTALÁNOS METEOROLÓGIA 2.

TALAJVÉDELEM XI. A szennyezőanyagok terjedését, talaj/talajvízbeli viselkedését befolyásoló paraméterek

Erdészeti meteorológiai monitoring a Soproni-hegyvidéken

A MÉLYMŰVELÉS SZÜKSÉGESSÉGE MÓDJA ÉS ESZKÖZEI

Mérés és adatgyűjtés

Környezeti klimatológia I. Növényzettel borított felszínek éghajlata

Vízgazdálkodástan Párolgás

KÖRNYEZETVÉDELMI- VÍZGAZDÁLKODÁSI ALAPISMERETEK

A levegő Szerkesztette: Vizkievicz András

Az alanyfajták termesztési értékét meghatározó tulajdonságok

RÜGYVIZSGÁLAT EGERBEN (KŐLYUKTETŐ)

Termesztéstechnológia fejlesztés

A nagy termés nyomában. Mezőhegyes, szeptember 11.

TERMÉSZETTUDOMÁNY. ÉRETTSÉGI VIZSGA május 23. KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ NEMZETI ERŐFORRÁS MINISZTÉRIUM

Szőlő növényvédelmi előrejelzés a Pannonhalmi borvidék szőlőtermesztői számára

Az aszály, az éghajlati változékonyság és a növények vízellátottsága (Agroklimatológiai elemzés)

NÖVÉNYÉLETTAN. Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése TÁMOP /1/A

Klimatikus tényezők. 1, fényviszonyok 2, hőviszonyok 3, nedvességviszonyok 4, levegő

Az Agrármérnöki MSc szak tananyagfejlesztése. TÁMOP /1/A projekt

Öntözés alapelvei, öntözés napi és éves görbéi. Szőriné Z. Alicja

A szója oltás jelentősége és várható hozadékai. Mándi Lajosné dr

Városi fák környezeti hasznának vizsgálata. Dr. Hrotkó Károly

Hiányozhatnak a virágzatkezdemények o C-ig egyre több virágzatkezdemény. - Sok szőlőfajta termékenysége a trópusok felé haladva növekszik

Növényélettan Phytophysiologia


Az energia áramlása a közösségekben

óra C

A citoszolikus NADH mitokondriumba jutása

KÖRNYEZETVÉDELMI- VÍZGAZDÁLKODÁSI ALAPISMERETEK

Növények élettana. orem.

KÁLIUM. a minőség és termésbiztonság tápanyaga a szőlőtermesztésben

A 27/2012. (VIII. 27.) NGM rendelet (29/2016. (VIII. 26.) NGM rendelet által módosított) szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

FELSZÍN ALATTI CSEPEGTETŐ ÖNTÖZÉS

A KLÍMAVÁLTOZÁS HATÁSA A GABONANÖVÉNYEK MINŐSÉGÉRE, ÉLELMISZER BIZTONSÁGRA

Szárazodás és annak következményei az Ugróvillás rovarokra (Collembola) TÉMAVEZETŐ: DOMBOS MIKLÓS PH. D.

Mikro- és makroelemek vizsgálata az Egri borvidék talajaiban

Oktatói önéletrajz Dr. Váradi Gyula

Oktatói önéletrajz Dr. Váradi Gyula

METEOROLÓGIAI MÉRÉSEK és MEGFIGYELÉSEK

ÁGAZATI SZAKMAI ÉRETTSÉGI VIZSGA MEZŐGAZDASÁG ISMERETEK EMELT SZINTŰ SZÓBELI VIZSGA MINTAFELADATOK ÉS ÉRTÉKELÉSÜK

ÁGAZATI SZAKMAI ÉRETTSÉGI VIZSGA MEZŐGAZDASÁG ISMERETEK EMELT SZINTŰ SZÓBELI VIZSGA MINTAFELADATOK ÉS ÉRTÉKELÉSÜK

Kutatói pályára felkészítı akadémiai ismeretek modul

Átlagtermés és rekordtermés 8 növénykultúrában

Doktori (PhD) értekezés. Zsófi Zsolt

Trewartha-féle éghajlat-osztályozás: Köppen-féle osztályozáson alapul nedvesség index: csapadék és az evapostranpiráció aránya teljes éves


Mezo- és mikroelemek hiánya a szőlőben

Budapest, II.Magyar Öntözési Konferencia. Tápoldatozás alapjai. Ez csak kémia?

Agrár-környezetvédelmi Modul Vízgazdálkodási ismeretek. KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSI MÉRNÖKI MSc TERMÉSZETVÉDELMI MÉRNÖKI MSc

Bevezetés az ökológiába Szerkesztette: Vizkievicz András

MEMBRÁNKONTAKTOR ALKALMAZÁSA AMMÓNIA IPARI SZENNYVÍZBŐL VALÓ KINYERÉSÉRE

Szőlő morfológia

Csiha Imre Dr. Keserű Zsolt Kamandiné Végh Ágnes NAIK ERTI Püspökladány

borszőlők vörös fajták:

Nagytisztaságú ózonos víz felhasználása a szőlőültetvényekben

Környezeti kémia II. A légkör kémiája

A LÉGKÖR SZERKEZETE ÉS ÖSSZETÉTELE. Környezetmérnök BSc

Készítette: Szerényi Júlia Eszter

ÖDOMÉTERES VIZSGÁLAT LÉPCSŐZETES TERHELÉSSEL MSZE CEN ISO/TS BEÁLLÍTÁS ADAT. Zavartalan 4F/6,0 m Mintadarab mélysége (m)

ÉDESBURGONYA TERMESZTÉS

A KUKORICA CSEPEGTETŐ SZALAGOS ÖNTÖZÉSE

Nedves, sóterhelt falak és vakolatok. Dr. Jelinkó Róbert TÖRTÉNELMI ÉPÜLETEK REHABILITÁCIÓJA, VÁROSMEGÚJÍTÁS ORSZÁGOS KONFERENCIASOROZAT.

Átírás:

A szőlőtermesztés ökológiai alapjai Abiotikus stresszhatások a szőlőtermesztésben Szőlész-borász BSc II. évfolyam 2013. október 14.

Mélység Állag Víz Tápelemek Talaj Klíma Sugárzás Hőmérséklet Páratartalom Szélsebesség Csapadék Párolgás Termesztéstechnológia Sor és tőtáv Nemes/Alany Tápanyag utánpótlás Öntözés Kórokozók/Kártevők Terhelés Talajművelés Életképesség Lombozat A lombozat mikroklímája Művelésmód Indirekt hatás Direkt hatás A tőke fiziológiai állapota Termés-minőség Bor-minőség Borászati technológia

A stressz Selye János 1907-1982 A stressz az összegzése mindannak a kopásnak, amit az élettel járó reakciók valaha is okoztak a szervezet egészén belül. A stressz az élő szervezet válasza, bármilyen természetű megterhelésre. Mindössze két alapvető reakciótípus létezik: aktív válasz, azaz küzdelem, vagy pedig passzív válasz, azaz menekülés vagy eltűrés.

A növényi-stressz meghatározása A stressz az a fiziológiai állapot, amelyben a növény növekedése, fejlődése és szaporodása a fokozott környezeti terhelés miatt a genomban meghatározott lehetőség alatt marad A stresszor a környezet egy eleme, amely a növény élettanában olyan változást okoz, ami csökkent növekedésben, kisebb termésben, élettani alkalmazkodásban, a faj adaptációjában nyilvánul meg.

A stressz fajtái Abiotikus stresszhatások Biotikus stresszhatások Antropogén stresszhatások Eustressz-hatások a növény számára stimulatív Distressz-hatások a növény számára gátló Szinergisták egymást erősítik (magas hőmérséklet + vízhiány) Antagonisták egymást gyengítik (szárazság + fagy)

NÖVÉNYI STRESSZOROK ABIOTIKUS BIOTIKUS ANTROPOGÉN KÜLSŐ SZIGNÁL (jel) SZIGNÁLPERCEPCIÓ (fogadás) SZIGNÁLTRANSZDUKCIÓ (jelátvitel) GÉNEXPRESZIÓ ANYAGCSEREVÁLASZOK

Abiotikus stresszorok fény hőmérséklet UV sugárzás víz sebzés szél/levegő tápanyagok

Biotikus stresszorok rovarok talajlakók gombák (atkák, kabócák) (fonálférgek) (mikrogombák, talajgombák) baktériumok (agrobaktériumos golyva) vírusok (közel 50 vírus)

Antropogén stresszorok Légszennyező anyagok (CO, SO 2 stb...) Savas esők, talajsavanyodás Nehézfém szennyezések Xenobiotikumok: herbicid, fungicid, peszticid UV-stressz stb...

A stresszorok károsításának oka leggyakrabban az oxidatív stressz Az oxigén a légkörben nem-reaktív formában (O 2 ) fordul elő, ami fizikai vagy kémiai úton aktiválható. Ez az aktiválás nemcsak a környezetben, hanem közvetlenül magában a növényben is végbemegy. Reakcióképes oxigénformák: -növények életfunkcióit károsíthatják -a növény számára oxidatív stresszt okoznak. A leggyakrabban előforduló aktív oxigénformák: szinglet oxigén (¹O 2 ) hidroxilgyök (OHº) szuperoxid aniongyök (O 2 º ) hidrogénperoxid (H 2 O 2 ) Az oxigén növénybeli aktiválásának leggyakoribb helye a kloroplasztisz, ahol a fotoszintetikus oxigéntermelés miatt a legnagyobb az oxigénkoncentráció.

A szőlő szárazságtűrése

A szőlő vízellátottsága befolyásolja a lombozat fejlődését, a mikroklíma alakulását, a termés mennyiségének és minőségének alakulását. Természetes körülmények között a mérsékelt égövön a talajnedvesség az eső, ill. hó formájában lehulló csapadékból származik, ami a talajban raktározódik a növény számára. A csapadék leesése és az evaporáció mértéke időben és térben egyenlőtlen. A talaj vízkapacitása és ezen keresztül a növény vízellátása függ -a talaj mélységétől -a talaj szerkezetétől (agyag, iszap, homok mennyisége) -a talaj szerves anyag tartalmától pl. egy finom agyag tartalmú talaj 6x több vizet képes megtartani, mint a durva homok. Noha a növény könnyebben fel tudja venni a vizet a homok talajból, mint az agyagos talajból, a durva homok sokkal gyorsabban kiszárad, így a növény vízfelvétele nehezebb a homoktalajon a vízpotenciál csökkenésével. A talaj száradásával levegő tölti meg az üregeket, ami a kapilláris erőt lecsökkenti.

Robert Mondavi Institute for Wine and Food Science California, Davis

17

A vízfelhasználás hatékonyságának mérése a, WUE (water use efficiency) vízfelhasználási együttható függ: sztóma szabályozástól fotoszintetikus kapacitástól levél és növény anatómiától WUE =A/E egységnyi víz felhasználásával mennyi CO 2 -ot épít be a növény (µmol CO 2 / mol H 2 0) b, 13 C karbon izotóp diszkrimináció -Rubisco (Ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase-oxygenase) megkülönbözteti a két C izotópot 13 C/ 12 C -szárazság esetén több 13 C a mustban

c, A sztóma működés szabályozása -a xilém ABA szállításának megnövekedésével -a xilém ph változása által, mely az ABA ionizációját segíti elő -az ABA bioszintézisének gén-expressziós háttere megváltozik -NO (nitric-oxide=nitrogén monoxid) szintén szignál molekula, sztómazáródást okoz - 18 O% o felhalmozódik a levélben sztómazáródás esetén d, Aquaporinok: a membránban találhatók, nagy méretű proteinek családjába tartozik, vízszállító csatornák, szabályozzák a sejt-sejt közötti víz transzportot. A Vitis genomban 28 féle aquaporint azonosítottak eddig.

-az öntözés idejének és mennyiségének tervezése >talajnedvesség (tenzióméter, penetrométer, Sentek, neutron szonda) >levél vízpotenciál (pre-dawn, midday, stem) >sztóma vezetőképesség, fotoszintézis >sap flow, trunk diameter fluctuation >lombhőmérséklet (infra red thermometry) -távérzékelés szatellit, repülőre szerelt szenzorok, földi mérések >az ültetvények változékonysága >az ültetvények lombsűrűsége >tápanyaghiány >szüret előtti felvételezés (a bogyók fenolos érettsége, színe)

Problémák: -különbség a tenyészedényes és szabadföldi eredmények között -elégtelen mintaszám -molekuláris genetikai vizsgálatoknál nem megfelelő kísérlet beállítás

1000 Az évi csapadékmennyiség változása 1963-2008 között Eger, Kőlyuktető mm 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 526 669 819 759 592 519 600 868 421 656 436 769 724 604 675 526 651 664 468 387 467 591 526 365 469 538 562 490 676 281 462 423 602 553 401 704 812 384 612 523 543 735 679 712 678 621 1963 1964 1965 1966 1967 1968 1969 1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1981 1982 1983 1984 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008

Túl sok víz Túl kevés víz A gyökerek hypoxiája (extrém esetben anoxia)

A tél hideg, csapadékos; a nyár meleg, száraz (a levegő relatív páratartalma sokszor alacsony). Télen a talaj többnyire feltöltődik vízzel a szántóföldi vízkapacitásig /ψ p (-0,01) (-0,03) MPa/ A feltöltődés javítható talajtakaró növények alkalmazásával (segíti az infiltrációt), de később konkurencia lehet a szőlő vízellátásával szemben. A vegetációs időszakban egyenlőtlen vízellátásnál a talajok víztartalma fokozatosan csökken Száraz talajoknál a talaj vízpotenciál értéke ψ p -3 MPa.

Talajnedvesség változása 60 cm-es mélységben tenzióméterrel mérve, Eger, 2003 0 05-14 05-26 06-05 06-11 06-13 06-18 06-25 07-02 07-09 07-16 07-23 07-31 08-07 08-13 08-19 08-27 09-03 09-10 09-17 09-30 cbar -10-20 -30-40 -50-60 -70 O V1 V2 T1 T2-80 Bálo Borbála 2011.11.17. 25

A gázcserenyílások A sztómák elsődleges feladata: megvédeni a növényt a túlzott vízhiánytól, ami a xylémben kavitációt okoz. A szőlő érzékeny a kavitációra, sztómái gyorsan záródnak stressz esetén a felesleges transzspiráció megakadályozására ezzel relative konstans vízpotenciált tart fent.

A szárazság stressz jelei Az első jelek: hajtás és levél növekedés megáll. A kacsok is érzékenyek. Jó vízellátás esetén a kacsok a hajtás csúcs alattig nőnek. Szárazság stressz esetén a hajtásnövekedés leáll, az új kacsok rövidek maradnak, a hajtáscsúcs túlnövi őket. Erősebb stressz esetén a csúcsi növekedés leáll, a legfiatalabb levél széterül a csúcs alatt. A kacsok hamarabb lankadnak, mint a levelek.

A dehidratáció Bálo Borbála 2011.11.17. 29

A dehidráció folyamata I. A növény dehidratációja során abszcizinsav (ABA) szintetizálódik a parenchima sejtekben, elsősorban a gyökér, hajtás, levél szállítószövetei melletti kambium mellett. II. Az ABA fő feladata fenntartani: - a növény vízellátási egyensúlyát, - az ozmotikus potenciált. III. Ennek eszközei: 1, a sztómavezetőképesség szabályozása, 2, dehidrációt gátló proteinek szintézise 3, az auxin antagonistájaként hat (csökkenti a sejtfal merevségét) 4, gátolja a sejtosztódást IV. ABA szintetizálódik a levélben és a gyökérben is V. Az ABA-val ellentétben a citokinin képződés és transzport csökken a gyökerekben.

Hőmérséklet napi változása Levél vízpotenciál napi változása Gyökér vízpotenciál napi változása Talaj vízpotenciál napi változása

A vízpotenciál (Ψ) A növény vízháztartását a talajban rendelkezésre álló víz és a levegő telítési vízhiánya határozza meg. Ha a transzspiráció meghaladja a gyökerek által felvett víz mennyiségét, a sejtek turgora (P), relatív víztartalma (RWC), a sejt térfogata csökken. A sejtek oldott anyag koncentrációja nő, csökkentve ezzel a sejt ozmotikus potenciál értékét. Déli levél vízpotenciál étékek enyhe szárazság stressz - ψ leaf 1,0-1,2 MPa közepes szárazság stressz - ψ leaf < 1,2-1,6 MPa erős szárazság stressz - - ψ leaf > 1,6 MPa Hajnal előtti vízpotenciál értékek enyhe szárazság stressz - ψ leaf 0,2-0,4 MPa közepes szárazság stressz - ψ leaf < 0,4-0,6 MPa erős szárazság stressz - - ψ leaf > 0,6 MPa

Levélvízpotenciál (MPa) A levél vízpotenciál napi változása Mmmm idő

közel-izohidrikus pesszimista Vitis berlandieri Vitis rupestris Vitis vinifera: Cabernet sauvignon Grenache Tempranillo Carignan Kékfrankos közel-anizohidrikus pszeudoizohidrikus pszeudoanizohidrikus optimista Chardonnay Sémillon Sangiovese Syrah (Shiraz) Thompson seedless Concorde

Talajnedvesség mérés Tenzióméterek -nyomásmérő óra -elektromos

Talajnedvesség mérés TDR szonda (time domain reflectometry) -egyik szenzor elektromágneses hullámokat bocsát ki, -a másik szenzor érzékeli

Talajnedvesség mérés Sentek-Diviner 2000 kapacitív ellenállást mér

Egyéb módszerek Folyadék áram mérő Törzs átmérő mérése Hőkamera Földközeli érzékelés

Vízellátottság és termés minőség Optimálisnál több csapadék bogyóhús lazább cukortartalom csökken savtartalom emelkedik bogyóhéj vékonyabb színanyagok mennyisége csökken romlik a szállíthatóság és tárolhatóság gyengébb fagytűrés Vízhiány esetén apró bogyók vastag bogyóhéj cukor-, sav-, szárazanyag- és színanyagtartalom csökken

Talajnedvesség mérés Scholander nyomáskamra A sejt és környezete vízpotenciálja szabja meg a víz áramlásának irányát, mert a víz a magasabb vízpotenciálú helyről az alacsonyabb felé áramlik. Azaz egyszerűen: a fizikai-kémiai értelemben nedvesebb helyről a kevésbé nedves felé. 25 ºC-os, 100 kpa nyomású tiszta víz vízpotenciálja nulla ψ ( pszi ): vízpotenciál A talaj növény légtér esetében állandó vízpotenciál különbség van. Legnagyobb vízpotenciál különbség a hajtás és a légtér között van a hajtás vizet ad le a légtérbe a hajtás vízpotenciálja süllyed a növényi testben vízpotenciálgradiens alakul ki a gyökér vizet vesz fel. A gyökerek vízfelvételre akkor képesek, ha vízpotenciáljuk a talajénál negatívabb.

Öntözési technikák -csepegtető -mikroszórófejes -altalaj -esőztető -árasztásos

Öntözési módszerek RDI (regulated deficit irrigation) szabályozott deficit öntözés (kötődéstől - zsendülésig) PRD (partial root zone drying) részleges gyökér szárítás 1-2 hetente váltják az öntözőcsövet

Öntözési technikák -kijuttatás módja csepegtető, mikroszórófejes, esőztető, árasztásos, altalaj (drip, microsprinkler, rain-fed, furrow, sub-surface) -öntözés szabályozása deficit irrigation RDI (Regulated Deficit Irrigation) SDI (Sustained Deficit Irrigation) partial root zone drying PRD

PRD partial rootzone drying 10-14 nap 10-14 nap 10-14 nap 10-14 nap