Kierownik: dr hab. Artur Nosalewicz, prof. IA PAN

Zespół: dr hab. Jerzy Rejman, prof. IA PAN; mgr Anna Rafalska-Przysucha, mgr inż. Katarzyna Kondracka; mgr Joanna Siecińska

W warunkach polowych rośliny uprawne często narażone są na jednoczesne działanie wielu niekorzystnych czynników środowiskowych. Susza glebowa, jeden z najważniejszych stresów abiotycznych prowadzi to do zahamowania wzrostu roślin i wynikającego z niego obniżenia plonowania roślin. Przewidywania zmian klimatu zakładają częstsze występowania ekstremalnych zjawisk pogodowych.
Celem prowadzonych badań jest określenie wpływu oddziaływania wybranych czynników środowiskowych na wzrost, funkcjonowanie i plonowanie roślin uprawnych wzrastających w warunkach suszy glebowej. Badania będą obejmowały analizę reakcji pszenicy na jednoczesne oddziaływanie suszy oraz toksyczności glinu w glebie kwaśnej; suszy i wysokiej temperatury.
Ponadto w badaniach laboratoryjnych i polowych określony zostanie wpływ niedoborów wody w glebie o różnym stopniu zerodowania gleby płowej wytworzonej z lessu i związanych z tym zmian właściwości gleby: retencji wodnej, oporu mechanicznego i przewodnictwa elektromagnetycznej na wzrost oraz plonowanie kukurydzy.
Jednym z najważniejszych czynników ograniczającym wzrost roślin uprawnych w glebach o pH poniżej 5,5 jest toksyczne działanie jonów glinu. Obecnie prowadzone są badania nad nowymi odmianami pszenicy o zwiększonej odporności na toksyczne działanie glinu w glebach kwaśnych. Wykorzystywane mechanizmy odporności tych odmian obejmują min. Intensywne wydzielane kwasów organicznych wiążących glin glebowy. Hodowla tych odmian może w niektórych warunkach być ekonomicznie uzasadniona alternatywą dla wapnowania gleby. Złożone interakcje między:  (i) zawartością i dostępnością dla roślin glinu w roztworze glebach o niskim potencjale wody glebowej i zredukowanym poborem wody glebowej przez rośliny w czasie suszy; (ii) wzrostem oporu mechanicznego gleby ze spadkiem wilgotności gleby i skróceniem korzeni w wyniku toksyczności glinu stanowią interesujący i nie do końca rozpoznany obszar badań.
W warunkach polowych stres suszy i wysokiej temperatury często występują jednocześnie. Reakcja roślin na te stresy nie jest w pełni poznana, a informacja o wpływie tych stresów na wzrost roślin jest potrzebna do przewidywania plonowania roślin i oceny wpływy zmian klimatu na produkcję żywności w przyszłości.
Badania będą prowadzone w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych. Wybrane odmiany będą wzrastały kolumnach glebowych z precyzyjnie kontrolowanym potencjałem wody glebowej. Analizy będą obejmowały określenie wpływu natężenia czynników stresowych na biomasę części nadziemnych i korzeni, rozmieszczenie długości korzeni z głębokością, natężenie fotosyntezy i transpirację, zawartość chlorofilu, funkcjonowanie fotosystemu II (Fv/Fm, test OIJP), efektywność zużycia wody i plon biomasy i ziarna.
Rezultatem tych badań będzie poznanie złożonej reakcji badanych roślin na oddziaływanie wielu stresów co będzie pomocne w opracowaniu sposobów ograniczających wpływ tych czynników na plonowanie roślin uprawnych.