Determination of barley nitrogen status with chlorophyll meter for high β-amylase in grains

Abstract

Tutkimuksessa määritettiin Kymppi-ohran lehtivihreäpitoisuuksien raja-arvoja parhaan mahdollisen sadonmuodostuksen ja b-amylaasi-aktiivisuuden kannalta. Lehtivihreämittaukset tehtiin kasvukaudella 1993 ja 1994 pelto-oloihin tarkoitetulla Minoltan SPAD-502 lehtivihreämittarilla. Mittauksissa käytettiin ylimpiä, täysin kehittyneitä lehtiä. Kenttäkokeina olivat typpitasokokeet (0 - 200 kg N ha-1). Lehtivihreämittaukset selittivät b-amylaasi-aktiivisuutta parhaiten tähkälletulovaiheessa (Zadoksin kasvuasteessa 52-58). Taulukossa 4 on yhteenveto Kymppi-ohran lehtivihreän raja-arvoista tässä kasvuasteessa. Lehtivihreän raja-arvo 37 SPAD rajoitti selvästi Kympin sadonmuodostusta. Sadon menetys oli tällöin 1868 kg ha-1. Jos lehtivihreämittaus oli alempi kuin 41 SPAD, laski sadon valkuaispitoisuus 4,7 prosenttiyksikköä ja P-amylaasi-aktiivisuus 143 W.K. Lehtivihreän raja-arvot optimisadolle olivat 37-41 SPAD-yksikköä, ja parhaalle mahdolliselle valkuaispitoisuudelle ja b-amylaasi-aktiivisuudelle 41-45 SPAD-yksikköä. Tutkimus osoitti ohran jyvien Pamylaasin määrän nousevan voimakkaasti vasta sato-optimin jälkeen. Sato-optimin jälkeen jokaista kymmentä b-amylaasi-aktiivisuuden yksikköä kohden tarvitaan lisä-N noin 11 kg ha-1. Paras mahdollinen b-amylaasiaktiivisuus oli keskimäärin 252 W.K. ja vastaava valkuaispitoisuus 14,2 %. Sadonkorjuun jälkeen voidaan ohran jyvien valkuaispitoisuuden avulla arvioida epäsuorasti jyvien b-amylaasi-aktiivisuutta

The production of b-amylase is of great importance in two-rowed spring barley cv. Kymppi (Hordeum vulgare L.) in the Finland, where long-day conditions favour high enzyme activities. Nitrogen (N) fertilization of a crop is the main means of manipulating barley b-amylase activity for industrial purposes. In this study, leaf chlorophyll content determined with a portable chlorophyll meter (Minolta SPAD-502) in the field, was used to predict N availability of cv. Kymppi for b-amylase production. Critical chlorophyll meter readings (SPAD values) were calculated from data deriving from experiments with various N fertilizer levels using the Cate-Nelson procedure. According to the results of this study it can be stated that the critical SPAD values at pollination (i.e. pollen grains on well-developed stigmatic hairs, GS 52-58) are 37 SPAD units for grain yield and 41 SPAD units for P-amylase activity. The optimum grain yield occurred at 41 SPAD units and optimum P-amylase activity was reached at 45 SPAD units. Determination of leaf chlorophyll content using the chlorophyll meter led to more appropriate fertilizer application recommendations and subsequently increased P-amylase activity in grains. Grain protein concentration could he an effective diagnostic tool for post-harvest evaluation of grain b-amylase activity in cv. Kymppi