Hvornår er tørke mest farlig?

1. Hvornår er tørke mest farlig? Mathias Neumann Andersen A A R H U S U N I V E R S I T E T Det Jordbrugsvidenskabelige Fakultet

2. Hvornår er tørke mest farlig? Disposition: Afgrøders tørkefølsomhed 1. Planters fordampning og produktion 2. Modeller for udbyttetab pga. tørke 3. Analyse af vandingsforsøg Plantens fysiologiske reaktioner 4. Analyse af frøsætning i majs 5. Genetisk/biokemisk årsag til frøabortion

3. H2O CO2 Hvornår er tørke mest farlig? Planters fotosyntese og fordampning er forbundne

4. Hvornår er tørke mest farlig? Model for udbyttetab pga. tørke: Relativ udbyttenedgang (1-Ua/Up) er en funktion af stressdage: Sdi = (1-Ta/Tp)i og afgrødeudvikling: Tsi = temperatursum fra vækststart til dagnr. i i kombination: 1-Ua/Up =  Sdi (a + b Tsi + c Tsi2 )

5. Vinterbyg Udbyttetab (kr./ha/stressdag) Vinterhvede Vinterraps Dato Hvornår er tørke mest farlig? Vintersæd: 1-Ua/Up =  Sdi (a + b Tsi + c Tsi2 )

6. Spisekartofler Ærter Udbyttetab (kr./ha/stressdag) Vårbyg Vårraps Dato Hvornår er tørke mest farlig? Vårsæd:

7. Hvornår er tørke mest farlig? Udbyttekomponenter i vinterraps:

8. Modeller for vinterraps: Frøfyldning Mod-ning Vegetativ Blomstring Frø-antal Relativt tab per stressdag Lysabsorption Hvornår er tørke mest farlig?

9. Model reduktion i frøantal (%) Målt reduktion i frøantal (%) Model reduktion i lysabsorption (%) Målt reduktion i lysabsorption (%) Hvornår er tørke mest farlig? Modeller for vinterraps:

10. Alternativ udbyttemodel for vinterraps: Frøfyldning Mod-ning Vegetativ Blomstring Relativ udbyttetab per stressdag Hvornår er tørke mest farlig?

11. Opsummering • Afgrøders tørkefølsomhed: • - Produktion og fordampning er koblede – til en vis grad • Flerårige vandingsforsøg afslører tørkefølsomme faser • I vinterraps er blomstring og sidste del af frøfyldningen følsomme • Blomstring: nedgang i frøantal • Frøfyldning: grønt skulpe-areal reduceres (tvangsmodning) Hvornår er tørke mest farlig?

12. Tørke under blomstring Vandet Hvornår er tørke mest farlig? Tørke og frøabortion i majs:

13. 0.3 Sukrose (mg · mg ts -1) 0.2 stigende stress: [tc] [t1] [t2] [t3] [t4] 0.1 bc ab ab ab ab ab ab ab b a c c a b a b b b a ab Hvornår er tørke mest farlig? Sukroseindhold i frøanlæg: - 6 - 4 0 + 3 + 7 Dage fra bestøvning

14. Stigende stress: [tc] [t1] [t2] [t3] [t4] 0.3 Hexoser (mg · mg ts -1) 0.2 0.1 ab ab ab ab ab a b a b b 0.0 - 6 - 4 0 + 3 + 7 Dage fra bestøvning Hvornår er tørke mest farlig? Hexoseindhold i frøanlæg:

15. 500 µm 100 µm Hvornår er tørke mest farlig? Assimilatforsyningsvejen til det unge frøanlæg:

16. Hvornår er tørke mest farlig? Invertaseaktivitet i frøanlæg: Vandet Uvandet

17. A B Ivr2 stadie stress 6 5 4 3 Stigende stress: 2 [tc] [t1] [t2] [t3] [t4] 1 ab ab ab Relativ mRNA mængde 0 a b Incw2 Ivr2: Vakuolær invertase Incw2: Cellevægs invertase 6 5 4 3 2 1 0 0 + 3 + 7 - 4 - 6 Dage fra bestøvning Hvornår er tørke mest farlig? Genekspression af invertase i frøanlæg:

18. Opsummering • Plantens fysiologiske reaktioner: • - Tørke i blomstringsfasen medfører frøabortion • Unge frøanlæg har forhøjet sukrose/hexose-forhold under stress • Dette kan påvirke assimilatforsyningen til frøanlægget • Gen for invertase og enzymaktivitet er nedreguleret under stress • Løsning: forædling for højere invertaseaktivitet? Hvornår er tørke mest farlig?