Comparative analysis of phytohormone translocation, nitrogen metabolism and yield components under nitrate and urea nutrition in oilseed rape

Abstract

Winterraps zeigt hohe Stickstoffbilanzüberschüsse. Mit gezielter Stickstoffernährung sollte die Stickstoffeffizienz verbessert werden. 30 Linien wurden im Feld mit Nitrat oder Harnstoff gedüngt. Durch Nitratgabe wurde in der Wurzel eine erhöhte Cytokininsynthese erwartet. Diese Phytohormone (1) verzögern Seneszenzprozesse und (2) fördern Seitentriebsbildung im Sproß, was zu (1) längerer Wurzelaktivität und (2) mehr möglichen Bildungsorten für Schoten und Samen führen kann. Hingegen wurden durch Harnstoff beschleunigte Seneszenz und geringeres Ertragspotential erwartet. Xylemsaftanalysen zeigten, dass offenbar hochverfügbares Nitrat die Cytokinintranslokation kurzzeitig fördert, während Stickstoff aus Harnstoffdüngerlängerfristig verfügbar war. Da die Stickstoffform die Seitentriebsbildung nicht stetig beeinflusste und wenn, der Samenertrag anders kompensiert wurde, machen die ökonomischen und ökologischen Vorteile gegenüber Nitrat Harnstoff zu einem wertvollen Dünger für den Rapsanbau.

Winter oilseed rape is characterized by a huge nitrogen balance surplus. This work aimed to improve its nitrogen efficiency by targeted nitrogen nutrition using either nitrate or urea to fertilize30 field-grown lines. Nitrate was expected to stimulate root cytokinin synthesis. These phytohormones (1) delay plant senescence and (2)promote branching when exported to shoots, anticipating (1) prolonged root activity and (2) increased potential sites for pod and seed formation. In contrast, urea was assumed to induce earlier senescence and lower the yield potential. Indicated by xylem sap analyzes, apparently highly available nitrate stimulated cytokinin translocation over the short-term, while nitrogen availability from urea fertilizer lasted for longer. As branching was not consistently affected by the nitrogen form, and if so seed yield was compensated by other parameters, its economic and ecological advantages over nitrate make urea a valuable fertilizer for oilseed rape production.