INCDA Fundulea

Proiecte de cercetare

(english version)

CONTRACT 51-100

Finanţare: Buget de Stat - Ministerul Educaţiei, Cercetării şi Tineretului,
Programul: 4.Parteneriate in domeniile prioritare
Categoria de proiect: PC
Directia de cercetare: 5.1-Agricultura, siguranta si securitate alimentara
Valoarea contractului: 1 440 000 lei

• de la buget: 1.400.000 lei
• cofinantare:     40.000 lei

Durata contractului:  36 luni (Sept.2007-Sept.2010)
Autoritatea Contractantă: Centrul National de Management Programe
Contractor: Institutul National de Cercetare – Dezvoltare Agricola – Fundulea, str. N.Titulescu. nr. 1, 915200, Fundulea , tel. +40213154040, fax. +40242642044, E-mail: fundulea@ricic.ro, web site: www.incda-fundulea.ro
Director proiect: Dr. ing. Gheorghe ITTU
Parteneri: 
Partener 1 Staţiunea de Cercetare-Dezvoltare Agricolă Şimnic, cu sediul în Şimnicu de Jos, şoseaua Bălceşti nr. 54, jud. Dolj, Cod 200721, tel: 0251417534, fax: 0251417534, e-mail: simnic@simnicscda.ro
Responsabil ştiinţific: Dr. ing. Gabriela Păunescu
Partener 2 SC Prod BioAgro Sibiu SRL, cu sediul în Ciolanesti, jud. Teleorman, tel: 0247336445, fax: 0247336444 , e-mail: pschiopu@asiglobal.com
Responsabil ştiinţific: ing. Petrică Şchiopu

Titlul proiectului:
„Perspective de progres genetic în ameliorarea de soiuri de grâu şi triticale pentru sistemul de agricultură ecologică”
Cuvinte cheie: Agricultură ecologică, genotip, progres genetic

Rezumat
Raportul de activitate pe anul 2006 al Institutului de Cercetări pentru Agricultură Organică FIBL din Elveţia, evidenţiază că una din problemele majore ale agriculturii ecologice este lipsa de genotipuri corespunzătoare sistemelor de agricultură ecologică.
În ultimii ani s-au acumulat numeroase rezultate ştiinţifice şi observaţii practice care sugerează că prin alegerea celui mai adecvat genotip se poate îmbunătăţi eficienţa utilizării substanţelor nutritive, poate creşte competitivitatea cu buruienile, se poate reduce impactul bolilor asupra recoltelor şi se pot obţine recolte diversificate şi de bună calitate, crescând astfel profitabilitatea agriculturii ecologice.
Ameliorarea soiurilor moderne de grâu şi triticale s-a bazat, cel mai adesea, pe performanţa în condiţii de agricultură intensivă, unde se aplică îngrăşăminte şi pesticide chimice. Această performanţă poate să nu corespundă cu comportarea în sistemul de agricultură ecologică, unde accesibilitatea substanţelor nutritive este mai redusă, iar bolile şi buruienile nu sunt combătute chimic. De aceea proiectul îşi propune să studieze relaţia dintre comportarea genotipurilor în agricultura ecologică şi în cea tradiţională şi să precizeze pe această bază obiectivele specifice şi posibilităţile de progres genetic în ameliorarea de soiuri mai potrivite pentru agricultura ecologică.
Rezultatele ştiinţifice sugerează că importanţa relativă a însuşirilor care influenţează comportarea soiurilor în agricultura ecologică este puternic dependentă de condiţiile pedo-climatice, astfel încât ideotipul adecvat agriculturii ecologice trebuie stabilit pentru fiecare ţară în parte şi nu poate fi dedus cu precizie din rezultatele obţinute în alte condiţii.
Cercetarea va cuprinde experimentarea unor genotipuri diverse, în paralel în condiţii de agricultură ecologică şi intensivă, în două unităţi din Sudul ţării şi studiul caracteristicilor morfo-fiziologice şi genetice care conferă avantaje în condiţiile tipice agriculturii ecologice. Variabilitatea genetică a caracteristicilor cele mai importante pentru comportarea în sistemul de agricultură ecologică va fi studiată apoi în cadrul unei colecţii mai largi de germoplasmă, pentru evaluarea şanselor de progres în continuare şi pentru alegerea de genitori în vederea creării în viitor a unor noi soiuri, superioare celor existente ca adaptabilitate pentru fermele ecologice. Prin aplicarea imediată a rezultatelor proiectului în procesul de ameliorare, va fi selectat cel puţin un genotip mai adaptat agricuturii ecologice, care va fi predat pentru testare oficială în vederea înregistrării la Institutul de Stat pentru Testarea şi Înregistrarea Soiurilor.

Obiectivele proiectului
Obiectivul general al proiectului este de a explora şi valorifica posibilităţile genetice de ameliorare a nivelului,  stabilităţii şi calităţii recoltelor de grâu şi triticale produse în sistem ecologic, pornind de la stabilirea prin studiu comparativ a cerinţelor specifice agriculturii ecologice faţă de agricultura tradiţională. În acest scop se au în vedere următoarele obiective specifice:

• - Studiul comparativ al performanţelor de producţie ale soiurilor în sistemul de agricultură ecologică şi în sistemul tradiţional, pentru stabilirea cerinţelor specifice
• - Explorarea diferenţelor genotipice intraspecifice şi de introgresie (gena HGPC) în privinţa eficienţei acumulării azotului în bob în sistemul de agricultură ecologică şi în sistemul tradiţional,
• – Explorarea diferenţelor genotipice în privinţa competitivităţii cu buruienile, incluzând diferenţele în privinţa vigorii timpurii, a gradului de acoperire a solului şi a potenţialului alelopatic
• - Studiul comparativ al manifestării bolilor în sistemul de agricultură ecologică şi în sistemul tradiţional şi caracterizarea rezistenţei soiurilor la bolile principale din sistemul de agricultură ecologică
• Obţinerea de noi materiale de ameliorare care să poată constitui baza unui program de ameliorare de soiuri mai corespunzătoare pentru agricultura ecologică.

Rezumat etapa 1

Soluţiile de abordare propuse în cadrul proiectului includ analiza comparativă complexă a comportării genotipurilor în sistem de agricultură tradiţional şi ecologic, ca şi combinarea unor metode genetice relativ tradiţionale (hibridarea interspecifică şi intraspecifică) cu metode de biotehnologie modernă, cum sunt obţinerea de linii haploide dublate prin eliminarea preferenţială a cromozomilor în urma unor hibridări îndepărtate (metoda Zea). Orientarea cercetărilor spre obţinerea în final a unui candidat de soi de grâu şi a unuia de triticale, care să posede întreg setul de însuşiri necesare pentru obţinerea de recolte ridicate şi stabile, în condiţii de aprovizionare mai slabă cu azot şi care favorizează infestarea cu buruieni şi dezvoltarea unor boli, impune o abordare complexă, multidisciplinară, la nivelul tendinţelor actuale pe plan mondial.
Din inventarierea rsurselor genetice de care dispumem, a rezultat că există o variabiitate genetică destul de mare pentru selecţia şi crearea de genotipuri de grâu şi de triticale care să posede caracteristici pentru realizarea de performanţe bune de producţie şi de calitate în sistemul de agricultură ecologică. Acestă germoplasmă va permite abordarea compexă a cercetărilor ce se vor desfăşura în cadrul acestui proiect ca:
-Studiul comparativ al performanţelor de producţie ale soiurilor în sistemul de agricultură ecologică şi în sistemul tradiţional, pentru stabilirea cerinţelor specifice;
-Explorarea diferenţelor genotipice intraspecifice şi de introgresie (gena Hpc-B 1) în privinţa eficienţei acumulării azotului în bob în sistemul de agricultură ecologică şi în sistemul tradiţional;
-Explorarea diferenţelor genotipice în privinţa competitivităţii cu buruienile, incluzând diferenţele în privinţa vigorii timpurii, a gradului de acoperire a solului şi a potenţialului alelopatic;
-Studiul comparativ al manifestării bolilor în sistemul de agricultură ecologică şi în sistemul tradiţional şi caracterizarea rezistenţei soiurilor la bolile principale din sistemul de agricultură ecologică;
-Obţinerea de noi materiale de ameliorare care să poată constitui baza unui program de ameliorare de soiuri care să realizeze performanţe îmbunătăţite în condiţii de agricultură ecologică.




 

Rezumatul etapa 2
Cercetarile desfasurate la faza a-2-a au vizat verificarea preliminară a ipotezelor privind comportarea genotipurilor de grau si de triticale în sistem organic şi tradiţional si pe baza acestora realizarea modelului experimental.
Studiul a cuprins analiza comportarii unor genotipuri de grau si de triticale incluse in doua culturi comparative , una cu linii si soiuri de grau si una cu genotipuri de triticale, fiecare de cate 25 variante, amplasate in patru localitati, dintre care in doua dintre acestea s-au utilizat  trei sisteme tehnologice (intensiv, cu inputuri scazute si ecologic) iar in celelalte doua doua siteme tehnologice (intensiv si cu inputuri scazute), precum si studiul unei germoplasme noi, efectuat la Fundulea, pentru o serie de caractere utile in realizarea ideotipului morfo-fiziologic de grau si de triticale specific pentru conditiile din sistemul ecologic de cultura.
Date preliminare arata ca performantele de productie la grau, obtinute in sistemul ecologic de cultura se coreleaza mai bine cu rezultatele de productie obtinute in sistemul intensiv. Aceasta presupune ca, in mare parte, progresul genetic obtinut in ameliorare pentru sistemul de tehnologie intensiva sau chiar pentru tehnologia cu inputuri scazute, se poate exploata si in sistemul ecologic de cultura, dar fiind necesara o selectie finala in aceste conditii specifice.
In conditiile de sistem ecologic de tehnologie, au avut performante superioare de productie soiurile care au fost de talie mai inalta, au avut capacitate de a avea o buna instalarea a culturii (densitate mare de plante rasarite pe m²) si care au avut, la maturitate, un numar mai mare de spice pe m². Dintre genotipurile de grau care s-au remarcat in conditii de sistem de agricultura ecologica au fost linia de perspectiva Miranda si noul soi, in curs de extindere in productie, Glosa.
Totusi la grau nivelele productiilor realizate in sistem ecologic de cultura , chiar pe solurile cu fertilitate naturala ridicata, au fost de cca. trei ori mai mici decat cele obtinute in sistem intensiv, ceea ce presupune , in cercetarile urmatoate sa fie selectate genotipuri cu capacitate superioara de utilizare eficienta a cantitatilor scazute de elemente nutritive din aceste conditii dar si imbunatatirea tehnologiei de cultura prin alpicare de ingrasemite naturale si utilizarea de rotatii favorabile.
La triticale productiile din sistemul ecologic de cultura s-au corelat semnificativ cu cele obtinute atat in sistem intensiv cat si in sitem cu inputuri scazute, ceea ce indica o mai buna adaptabilitate a acestei specii, decat alte cereale paiose, la o diversitate mare de aprovizionare a solului cu elemente nutritive.

Triticale printr-o serie de caractere pe care le combina ca : instalarea buna a culturi, ritm rapid de crestere si crestere la temperaturi mai scazute, volum mare de radacini si radacini mai profunde, rezistenta buna la bolile foliare si la unele boli trasmise prin sol (de ex. malura), talia plantei mai inalta etc. se apropie mai bine de ideotipul morfo-fiziologic de planta potrivit pentru sistemul de agricultura ecologica.
Continutul de proteine in bob (%), a scazut drastic in sistemul ecologic comparativ cu celelalte sisteme de cultura, la ambele specii si la toate genotipurile studiate. La grau continutul mediu al procentului de proteine in sistem ecologic a fost cu 4,2 unitati procentuale mai mic decat cel realizat in sistem intensiv de cultura.
Rezultatele fiind numai pe un an, trebuiesc confirnmate din date cumulate pe o perioada mai indelungata de timp, dar cu toate acestea, s-au conturat unele directii care vor fi necesare sa fie abordate pentru imbunatatire ideotipului morfo-fiziologi de planta pentru exploatarea mai buna a conditiilor specifice din sistemul de agricultura ecologica, atat la grau cat si la triticale. Introducerea de variabilitate genetica noua, de la specii salbatice inrudite cu graul dar si cu triticale, dau sperante pentru creare de soiuri mai performante, sub aspectul potentialului de productie si al calitati, in acest sistem de tehnologie. Astfel, pentru calitate transferul genei Hpc-B1 de la specia Triticum diccocoides, care determina accumularea unui continut mai mare de proteina in bob, in germoplasma romaneasca de grau, ca si a genelor majore de rezistenta la malura (Bt 5, 10, 11, 12 etc) si rezistentei la fuzarioza spicului, precum si a rezistentei la BYDV, transferata la grau de la Agropyro intermedium sau la triticale de la secara, pot contribui la realizarea unor soiuri mai adaptate pentru agricultura ecologica.




 

Rezumat etapa 3

Cercetarile efectuate in etapa 3 pe o  germoplasme diverse de grau comun si de triticale in conditii de sistem de agricultura ecologica si in sisteme intesiv si cu inputuri scazute, au avut ca scop definiriea si identificarea idiotipului de soi de grau si de triticale, cel mai potrivite pentru conditiile de agricultura ecologica din Romania.
Pentru identificare de soiuri si linii de perspectiva cu o adaptabilitate cat mai buna la conditii diverse de aprovizionare a solului cu elemente nutitive (prin utilizarea a diferite sisteme de tehnologii, sistem ecologic si tehnologii conventionale de cultura intensive si cu inputuri szute) si in conditii climatice diferite, au fost studiate in doua culturi comparative, una de grau si alta de triticale, a cate 25 de variante fiecare, in patru localitati. Din acest tip de expermentare complexa, s-a urmarit sa se demonstreze daca rezultatele obtinute, la cele doua specii, in domeniul ameliorarii pentru tehnologiile conventionale se pot utiliza direct si in sistemul de agricultura ecologica.
Pentru productia de boabe datele, atat din anul 2009 dar si in medie pe doi ani, atat la grau cat si la triticale, sunt destul de bine corelate, totusi corelatiile fiind mult mai ridicate la specia triticale. Ceea ce trebuie mentionat este faptul ca nivelul productiei au fost mult prea sczute in conditii de sistem de agricultura ecologica comparativ cu celelate sisteme de tehnologii conventionale. In conditii de sistem ecologic de cultura, au avut performante superioare de productie, la ambele specii, genotipurile care au fost de talie mai inalta, au avut capacitate mai buna de instalare a culturii si cele care au realizat un numar mai mare de spice pe m². Genotipurile de triticale, in medie au avut performante de produtie superioare celor de grau.
Valorile inregistrate pentru continutul de proteine (%), in sistem ecologic, a urmat acelasi trend ca si productia de boabe, in timp ce calitatea de panificatie, apreciata prin valoarea de sedimentare, a clasificat soiurile si liniile de grau in aceeasi ordine in sitemul de agricultura ecologica ca si cel din tenologiiile conventionale dar la voalori mai mici decat acestea.
Rezultatele privind eficienta accumularii azotultului in bob, apreciata prin determinarea productiei de proteina la ha, au aratat ca exisita unele diferente genotipice si in sistemul de agricultura organica, dar se impune identificare unei variabilitati genetice mai mari pentru ameliorarea acestei caracteristici.
Pentru prevenirea imburuenarii lanurilor cercetarile efecuate la grau au permis identificarea a doua linii 00628G34-1 si 00628G4-2, cu infuzie genetica de la secara, cu un  efect alelopatic destul de ridicat asupra cresterii unor buruieni. La triticale acest caracter este mult mai raspandit si in plus triticale, din observatiile efectuate in camp, are o capacitate rapida de acoperire a solului prin tufa plantei culcate in faza de infratire, ritm rapid de crestere, frunze late, care determina o reducere a garadului de imburuienare a lanului.
Pentru realizarea in viitor a unor soiuri care sa exploateze cu eficinta mai ridicata resursele limitate de fertilitate ale solului din sistemul ecologic de cultura, a fost transferata in germoplasma de grau adaptata pentru conditiile din Romania, o variabilitate genetica noua de la speciile inrudite cu graul si triticale. Astfe, la grau au fost obtinute primele linii de grau de toaman cu gena Hpc-B1 de la specia Triticum diccocoides, care determina accumularea unui continut mai mare de proteina in bob, linii cu gene majore de rezistenta la malura (Bt 5, 10, 11, 12 etc), linii cu rezistenta la fuzarioza spicului si linii cu o gena de rezistenta la virusul piticirii si ingalbenirii orzului BYDV transferata de la Agropyron elongatum.
Pe baza cercetarilor efectuate anterior si finalizate in cadrul proiectului in cei doi ani, au fost incheiate testarile la doua linii de perspectiva, la linia de grau Nikifor, linie precoce, cu potential ridicat de productiie rezistenta la bolile foliare si ale spicului (inspecial la malura), si la linia de triticale Negoiu, linie cu potential ridicat de productie si stabilitatea acesteia. Ambele linii au fost inscrise in testarile oficiale din reteau ISTIS in vederea omologarii ca soiuri cu posibilitati de extindere in cultura in fermele de agricultura ecologica.




 

Rezumat etapa 4

Etapa a IV-a a avut ca obiective realizarea dispozitivului experimental pentru validarea finala a performantelor produselor si a germoplasmei de grau si de triticale specifice pentru sistemul de agricultura ecologica, corespunzatoarea obiectivelor finale ale proiectului.
Au fost semanate culturile comparative de grau comun de toamna si de triticale cu soiuri si linii de perspectiva in cele cinci sisteme de tehnologii de cultura la INCDA-Fundulea (intensiv irigat si neirigat, inputuri scazute irigat si neirigat si ecologic), in trei sisteme de tehnologii de cultura (intensiv si inputuri scazute neirigat si ecologic) la SCDA-Simnic si in doua sisteme de tehnologii de cultura (intensiv si cu inputuri scazute neirigat) la SCDA Albota si SCDCB Tg. Mures.
Pentru verificarea comportarii in productie in conditii de cultura ecologica in trei localitati (coordonator si la cei doi parteneri din consortiu la proiect), a doua produse finalizate prin acest proiect, linia de grau comun de toamna NIKIFOR si liniia de triticale de toamna NEGOIU, au fost semanate in loturi demonstrative alaturi de doua soiuri de referinta, la grau Dropia si Boema si respectiv la triticale Titan si Stil.
Au fost infiintate experiente speciale, la INCDA-Fundulea, cu germopalsma evidentiata in anii precedenti, cu scopul realizarii selectiei finale de genotipuri care sa intruneasca unele din cel mai importante caracteristici ale ideoptipului morfo-productiv, de adaptabilitate si de calitate, atat la grau cat si la triticale, germoplasma care va sta la baza realizarii, in perioada urmatoare, de progrese in ameliorarea de soiuri cat mai corespunzatoare pentru sistemul de agricultura ecologica.
Pentru caracterizarea completa a calitatii celor 25 de soiuri si linii de grau de perspectiva, testate in cele cinci sisteme tehnologice de cultura la Fundulea, s-ua determinat unii parametrii reologici ai aluatului precum si volumul painii. Rezultatele obtinute au scos in evidenta ca valorile acestor caracteristici au fost in stransa dependenta cu sistemul tehnologic de cultivare utilizat, aprovizionarea solului cu azot (sistemul de tehnologie) dar si cu genotipul.
In coditiile de sisteme tehnologice cu inputuri scazute sau in sistemul ecologic de cultivare, in ciuda unei accumulari mai scazute de proteine in bob, au fost soiuri si linii care au avut valori ale indicilor reologici ai aluatului si volum al painii satisfacatore cerintelor industriei de panificatie. Totusi, este de subliniat ca in cercetarile viitoare sunt necesare eforturi suplimentare, atat pentru imbunatatirea tehnologiei de cultura in sistem ecologic cat si in selectia de soiuri care sa utilizeze cu eficienta superioara elementele nutritive, existente in cantitati scazute in sol in aceste conditii, pentru a creste nivelul productiei dar si al calitatii acesteia.




 

Rezumat etapa 5

Cercetarile desfasurate in etapa 5, efectuate pe un volum mare de germoplasma de grau si de triticale, au vizat, prin testarea unei germoplasme diverse de grau comun si de triticale in conditii de sistem de agricultura ecologica si in sisteme intesiv si cu inputuri scazute, identificarea de soiuri si de linii de perspectiva, la cele doua specii, care sa exploateze cu eficienta cat mai ridicata aprovizionarea scazuta cu elemente nutritive ale solului din sistemul de agricultura ecologica.
Performantele de productie ale soiurilor si liniilor de grau testate in sistem ecologic de cultura din acest an, ca si in medie pe toti anii de experimentare, au fost corelate pozitiv si in marea majoritate a cazurilor, semnificativ cu cele realizate in sistemele conventionale intensiv si cu inputuri scazute, atat in irigat cat si in neirigat. Aceasta sugereaza ca se poate utiliza cu destul de mare precizie progresul genetic obtinut in ameliorare pentru sisteme de tehnologii intensive sau cu inputuri scazute si in sistemul ecologic de cultura, cu mentiunea ca testarile finale ale liniilor de perspectiva sa se efectuieze si in aceste conditii specifice.
Genotipurile de grau care au avut o constanta buna a productiilor realizate, in toti anii de testare, in conditii de sistem de agricultura ecologica, au fost liniile 00628G34-102, Nikifor, Noroc, Miranda si soiurile Glosa  si Litera.
Nivelurile productiilor realizate in sistem ecologic de cultura, au fost in toti anii de testare cu cca. 40-50% mai mici decat cele obtinute in sistem intensiv. Pentru diminuarea acestor diferente este necesar identificarea de genotipuri cu capacitate superioara de utilizare a cantitatilor scazute de elemente nutritive din aceste conditii dar si imbunatatirea tehnologiei de cultura prin alpicare de ingrasamite naturale, ingrasaminte verzi, si utilizarea de rotatii favorabile. Datele de productie obtinute la SCDA Simnic, in anul 2010, in culturile comparative, dupa ogor negru in sitem ecologic, mai mari sau egale cu cele din sitemul conventional de cultura, pun in evidenta importanta tehnologiei de cultura pentru un astfel de sistem de agricultura.
La specia triticale productiile inregistrate in sistemul ecologic de cultura, la liniile si soiurile testate s-au corelat pozitiv si in mare masura semnificativ cu cele obtinute atat in sistem intensiv cat si in sistem cu inputuri scazute, fiind si in acest caz genotipuri cu productii constant ridicata in toti anii de testare (Negoiu, Haiduc, Matroz, Gorun etc.1).
Triticale ca specie, printr-o serie de caractere pe care le combina ca: instalarea buna a culturi, ritm rapid de crestere si crestere la temperaturi mai scazute, volum mare de radacini si radacini mai profunde, rezistenta buna la bolile foliare si la unele boli trasmise prin sol (de ex. malura), talia plantei mai inalta etc., se apropie mai bine de ideotipul morfo-fiziologic de planta potrivit pentru sistemul de agricultura ecologica.
Testarile in conditii de productie in sistem ecologic in trei localitati, INCDA Fundulea, SCDA Simnic, si SC Prod BioAgro Sibiu, punct de lucru Ciolăneşti, au demonstrat ca liniile Nikifor si Negoiu, de grau si respectiv de triticale, finalizate prin cercetarile efectuate in cadrul acestui proiect, au un potential genetic mai bun de a valorifica conditiilor mai putin favorabile de aprovizionare cu elemente nutritive necesare cresterii si dezvoltarii plantelor, inregistrate in coditii de sistem ecologic de cultura.
Prin cercetarile efectuate in cadrul proiectului in anul 2010, cat si in anii precedenti, a fost posibil sa se diversifice nivelul de rezistenta si sa se faca o selectie eficinta pentru principalele boli foliare si ale spicului, importante pentru sistemul de agricultura ecologica si cu frecventa mare de raspandire in zonele cultivate cu grau si cu triticale din Romania. Este de subliniat la grau, ca noutate, introducerea in germoplasma romanesca, pentru prima data, a rezistentei genetice la virusul piticirii si ingalbenirii orzului ( gena Bdv 1, transferata de la Agropyron intermedium si gene de rezistenta de la Secale cereale, via triticale). De semenea, la triticale au fost selectate linii de perspectiva, rezistente la acest virus, prin folosirea ca surse de rezistenta mutanta de secara EM1 si soiul polonez de triticale Malno.
Sunt necesare cercetari ample in continuare in privinta imbunatatirii ideotipului morfo –fiziologic, mai ales la grau, care sa utilizeze cu eficienta superioara conditiile de mediu specifice din sistemul de agricultura organic ca: aprovizionarea scazuta a solului cu elemente nutritive, competitivitate mai buna cu buriuenile, rezistenta genetica la boli si mai ales la cele transmise prin sol.




Rezumat

Raport final

Cercetarile desfasurate in cadrul proiectului 2929, efectuate pe un volum mare de germoplasma de grau si de triticale, timp de 3 ani in doua localitati, au vizat, prin testarea in conditii de sistem de agricultura ecologica si in sisteme intesiv si cu inputuri scazute, identificarea de soiuri si de linii de perspectiva, la cele doua specii, care sa exploateze cu eficienta cat mai ridicata aprovizionarea scazuta cu elemente nutritive ale solului din sistemul de agricultura ecologica.
Performantele de productie ale soiurilor si liniilor testate in sistem ecologic de cultura, in medie pe toti anii de experimentare, atat la grau cat si la triticale, au fost corelate pozitiv si in marea majoritate a cazurilor, semnificativ cu cele realizate in sistemele conventionale intensiv si cu inputuri scazute, atat in irigat cat si in neirigat. Aceasta sugereaza ca se poate utiliza, cu destul de mare precizie progresul genetic obtinut in ameliorare pentru sisteme de tehnologii conventionale si in sistemul ecologic de cultura, cu mentiunea ca testarile finale ale liniilor de perspectiva sa se efectuieze si in aceste conditii specifice.
Nivelurile productiilor realizate in sistem ecologic de cultura, au fost in toti anii de testare cu cca. 40-50% mai mici decat cele obtinute in sistem intensiv.
Pe baza cercetarilor efectuate in cadrul proiectului, au fost selectate doua linii cu performante bune in conditii de sistem ecologic de cultura, una de grau (Nikifor) si una de triticale (Negoiu), care au fost introduse in testarile oficiale pentru inregistrare in reteaua ISTIS.
Sunt necesare cercetari ample in continuare in privinta imbunatatirii ideotipului morfo –fiziologic, mai ales la grau, care sa utilizeze cu eficienta superioara conditiile de mediu specifice din sistemul de agricultura organic ca: aprovizionarea scazuta a solului cu elemente nutritive, competitivitate mai buna cu buriuenile, rezistenta genetica la boli si mai ales la cele transmise prin sol.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CONTRACT: 51-100

Financial suport: State Budget – Ministry of  Education, Research and Youth
Program :4.-Partenerships in the priority fields
Progect category: CP
Research direction: 5.1-Agriculture, food security and safety
Contract value: 1 440 000 lei

• state budget: 1.400.000 lei
• other sources:    40.000 lei

Duration of contract: 36 months (Sept.2007-Sept.2010)
Authority of the contract: National Center for Program Management 
Contractor: National Agricultural Research & Development Institute-Fundulea , N.Titulescu. nr. 1, str. 915200, Fundulea , tel. +40213154040, fax. +40242642044, E-mail: fundulea@ricic.ro, web site: www.incda-fundulea.ro
Project director: Dr. ing. Gheorghe ITTU
Partners: 
Partner 1 Agricultural Research & Development Station –Şimnic, Şimnicu de Jos, şoseaua Bălceşti nr. 54, jud. Dolj, Cod 200721, tel: 0251417534, fax: 0251417534, e-mail: simnic@simnicscda.ro
Scientific coordinator: Dr. ing. Gabriela Păunescu
Partner 2: SC Prod BioAgro Sibiu SRL, center Ciolanesti, jud. Teleorman, tel: 0247336445, fax: 0247336444 , e-mail: pschiopu@asiglobal.com
Scientific coordinator: ing. Petrică Şchiopu
Project title:
„Genetic progress perspectives in breeding wheat and triticale for organic agriculture”
Key words: Organic agriculture, cultivars, genetic and progress

Project summary
The 2006 report of the Swiss Research Institute for Organic Agriculture FIBL shows that one of organic agriculture’s major problems is the lack of adapted cultivars for the specific of this agricultural system. 
Scientific data cumulated over the last years suggest that by choosing the most adequate cultivar it is possible to improve the efficiency of nutrient use, to increase competitiveness with weeds, to reduce the impact of diseases and to obtain diversified high quality production, thus increasing the profitability of organic agriculture.
Breeding modern wheat and triticale cultivars has been based most often on performance under intensive agriculture, where fertilizer and pesticides are applied. This performance might not correspond with performance in organic agriculture, where nutrient accessibility is reduced, and diseases and weeds are nor chemically controlled. The project will attempt to study of the relationship between performance under organic and traditional agriculture, and to define on this basis specific objectives and evaluate possibilities for genetic progress in breeding cultivars better adapted to organic agriculture.
Scientific results suggest that the relative importance of the traits, which influence cultivar behavior in organic agriculture, is strongly dependent on soil and climatic conditions, and therefore the ideotype suitable for organic agriculture must be defined for each country and cannot be exactly deduced from results obtained elsewhere.
Research will include testing various genotypes, under both organic and intensive agriculture in two locations in South Romania, and studying morpho-physiological and genetic characteristics that confer an advantage in the specific conditions of organic agriculture. Genetic variability of the traits most important for behavior under organic agriculture will then be studied in a larger collection of genotypes, in order to evaluate chances for further progress and to select parents for future breeding of new cultivars, superior to the existing ones for adaptability to organic farms.
By immediately applying the project results in breeding, at least one genotype with better adaptation to organic agriculture will be selected and submitted for official testing in view of registration

General and specific objectives of the project.
The general objective of the project is to explore and use genetic possibilities of improving the level, stability and quality of wheat and triticale organic production, starting from establishing through a comparative study, the specific requirements of organic farming as compared with the traditional one. To reach this goal, the following specific objectives will be approached:

• A comparative study of yield performance of cultivars in organic and traditional farming, in order to establish specific requirements;
• A survey of interspecific and introgression induced variation (gene HGPC) in the nitrogen accumulation in the grain, in both crop management systems;
• A survey of genotypic differences in competitiveness against weeds, including differences in early vigor, degree of soil cover and allelopathic potential;
• A comparative study of disease expression in organic and traditional farming, and characterization of cultivar resistance to the main diseases that are important in organic farming;
• Creating new breeding materials, as a basis for a future breeding program for cultivars, better adapted to organic farming.

 

Summary

Phase 1

The researches which will develop in the project have like final aims identification a winter wheat perspective line and one triticale line with important characteristics to perform better than present cultivars in the ecological agricultural system.
The solution proposed in the project involve a complex tests of the performances of wheat and triticale genotypes in conventional and ecological agricultural growing systems and also to combine the relatively traditional methods (intarspecific and alien crosses) with the modern biotechnology method, to accelerate the genetic progress in breeding program.
            In the germplasm exiting in the both breeding program, winter wheat and triticale from
Fundulea, there are a large genetic variation to select the winter wheat and triticale genotypes with improved characteristics for yield, yield stability and quality in the ecological growing system.
Complex researches which will develop on this germplasm in the project will involve:
            Comparative studies of the performances of varieties and perspective lines in the conventional and ecological growing systems;
            The exploration the intarspecific genotypic differences and introgression the new genetic variation (Hpc-B1 gene) to improve the protein content in the kernels in the both growing systems, ecological and conventional;
            The exploration genotypic differences for better weed competitive ability in wheat and in triticale, involve early vigor, prostrate habit of plant, leaf inclination and high allelopathyc effect;
            Comparative studies of diseases development in ecological and conventional growing systems and evaluation the genetic resistance of genotypes for important diseases for ecological growing system;
            New breeding germplasm develop which can be a base for a breeding program to improve the characteristics of the new cultivars with better performances in the ecological agriculture system.




Summary

Phase 2

The aim of the study was, by preliminary tests of wheat and triticale genotypes performances in organic and conventional growing systems, to select the experimental model.
The experiments involved two yield trials with 25 entries, one in wheat and one in triticale, grown in four location, in two of them was used three growing systems (intensive, low input and ecologic) and in the other two only conventional systems (intensive and low input).
The preliminary results obtained, in the both species, indicated that there is a significant positive correlation between the yield in ecological and conventional growing system. The better yield performances in the ecological agricultural system, was obtained by the taller wheat cultivars with good stand establishment and high number of spike per m². These results suggested that it is possible to be used, with the good enough precision, the data from conventional tests in ecological conditions too.
In the both species, wheat and triticale, the level of yield realized in ecological growing system was much lower than in conventional system. Also triticale, like specie, proved to explore more efficiently than wheat, the low fertility of the soil from the ecological growing system.
The protein content in the kernel, in both species (wheat and triticale) was drastically reduced in ecological growing system than in others technological systems.
For improving the morpho-physyilogical idiotype of plant, new genes are under way to be transfer in adapted germplasm of wheat and triticale for Romanian conditions. Such genes are: high protein gene (Hpc-B1) from Triticum dicoccoides, to improve the accumulation of protein in the kernel, resistance genes to BYDV from Agroyron intermedium, and rye in wheat, resistance genes to leaf and spike diseases (bunt, FHB, leaf rust, Stagonospora sp.) etc.




Summary

Phase 3

Researchers developed for identification the varieties and perspective lines with good performances in a large diversity of the soil fertility, it was used the same experimental design like in previously year, but using selected and new obtained germplasm.
            The yield data of the genotypes of the two species, tested in the different conditions of technologies (ecologic, conventional intensive and low input), was positively and significant correlated, but level of correlations been higher in triticale than in wheat. The levels of yield were much lower in the ecological growing system than in others technologies used. Also data from 2009, confirm that in ecological growing conditions, the better performances in wheat, was realized by the cultivars a little bit taller, with good stand establishment and high number of spikes per m².
Protein content values in the kernels follows the same trend like yield, but quality, measured by sedimentation value, was also lower in organic agricultural system but the rank of the genotypes was the same like in conventional technologies. The data performances of cultivars, regarding nitrogen efficiency used, measured by quantity of protein per ha, shown some differences between genotypes, but this where not so much. Father researches in these directions are needed.
In the artificial conditions tests it was selected two lines of wheat, obtained from a triticale-wheat cross, with improved allelopathyc effects against weeds. This characteristic was more evident in the triticale genotypes.
New wheat lines with high level of protein content in the kernel was obtained (gene Hpc-B1 from Triticum diccocoides), also lines with high level of resistance to bunt (Bt5, 10, 11, 12 genes) and to BYDY, gene Bdv1 transfer from Agropyron elongatum.
Based on the researches of this project was finished the tests of the two lines, one from wheat (Nikifor) and one from triticale (Negoiu), which performed better in ecological growing conditions. Both lines where submitted into official network trials of ISTIS for registration.




Summary

Phase 4

In this stage of the research was planted, in the autumn of 2009, the trials for the final validation of the performances for yield, quality and diseases resistance of wheat and triticale selected cultivars for ecologic growing systems. The experimental design involved two trials, wheat and triticale with 25 entries each, planted in four locations, two in ecologic and conventional, intensive and low input technologies and others two in intensive and low input growing systems. Also, in three locations, Fundulea, Simnic and Ciolanesti farm the two perspective lines, finished in the project wheat Nikifor line and triticale Negoiu line was planted in demonstrative productions plots in ecologic growing system, together standards varieties, in wheat Dropia and Boema 1 and in triticale Titan and Stil, the most cultivated varieties in Romania. The data of this studies will be presented in the nest faze (2010).
A complete quality characterization of 25 wheat varieties and perspective lines, tested at Fundulea, under ecologic, intensive and low input growing systems in 2009 has be done. The data for several rheological characteristics and bread volume shown a strong relationship of these traits, mainly with the technologies applied (or by the quantity of the nitrogen from the soil) and also with the genotype.
Among the tested varieties and perspective lines, in the ecologic and low input growing systems, in spite of low protein quantity in the kernels, there were some genotypes (Dropia, Glosa and Faur, Litera, Nikifor), which registered good level of rheological indices and bread volume. That mines that is possible in the ecologic growing system to obtained wheat the quality parameters with minimum values require by the processing industry, but more improving in breeding for high quality varieties and technologies is needed.




Summary

Phase 5

            The final complex tests of the wheat and triticale germplasm selected in the previously years and of the new germplasm obtained which combine several traits required for morpho-physiological idiotype of plants in both species, has been done. The experimental design was presented in the previously faze (4).
Yield performances of varieties and perspective lines obtained in the growing ecologic system, in 2010 and in the average of three years of tests, in the both species, winter wheat and triticale, was significantly positive correlated, in most of cases, with those realized in the conventional, intensive and low input growing systems. That suggested that it is possible to be used, with good enough prediction, the genetic progress obtained in breeding for conventional growing system in ecological system but for a good precision it is necessary that the final selection of the perspective cultivars to be done in ecological system too.
The genotypes with good stability of yield, in the all years of testing, in ecologic growing system were 00628G34-102 (a selection from triticale-wheat cross), Nikifor, Noroc, Miranda, Glosa, and Litera in bread wheat and Negoiu, Haiduc, Matroz and Gorun 1 in triticale.
The levels of yields obtained in the ecological growing system, were in the all years of tests, with 40 till 50% lower than those realized in the conventional growing, intensive and low input systems. For redaction of these differences the future improvement of genotypes characteristics and the technological improvement through natural and green fertilizer applied and select favorable previously crops, is needed. The yield data registered at Simnic ecological growing conditions, in 2010, equal or higher than conventional systems, when the trials was planted after fallow, it shown the importance of the technology applied in such agricultural system.
It is necessary to remark, that data for the three year of tests, suggested that triticale like specie, which combine several traits: good stand establishment, early growth and growth to low temperature, deep and high volume of roots, taller plant, better diseases resistance etc., it is realize more characteristics of the morpho-physiological ideotype, required for ecological agricultural systems.
The data obtained in the ecological farm conditions, in the large plots, in three locations, Fundulea, Simnic, and SC Prod BioAgro Ciolanesti, shown that two perspective line, Nikifor and Negoiu, wheat and triricale respectively, finished by this project, had better yield level than more cultivated in production, in the present in Romania, wheat (Dropia and Boema1) and triticale (Titan and Stil) cultivars.
Based on the researches developed in the project, in 2010 and those from the previously years, it was selected genitors; in both species with improve level of resistance to leaf and soil born diseases. It is important to show, that for the first time in Romanian, it was transferred, in adapted wheat germplasm, genes of resistance to BYDV (gene Bdv 1 from Agropyron elongatum and gene from rye, via triticale) and Hpc-B1 gene for high protein content in the kernel from Triticum diccocoides. Also in triticale resistance to BYDV transferred from the rye mutant EM1 and Polish cultivar Malno.
The date obtained suggested that for improving the morpho-physiological ideotype of plants, required for ecological growing system, mainly in wheat than in triticale, future researches is needed, to developed the genotypes with high nitrogen and phosphorus efficiency, high quality and improve level of resistance to imported wind transmitted and especially to soil born diseases (bunt, fusarium head blight, Stagonospora sp. etc).




 

Summary

Final report

The research developed in the project 2929, based on the large germplasm of winter wheat and triticale, tested, during of three years and two locations, in ecological agricultural system and conventional, intensive and with low input systems, has been the aim to select the perspective line which can performed better in the growing conditions of ecological agriculture system.
Yield performances of varieties and perspective lines obtained in the growing ecologic system, in average of three years of tests, in the both species, winter wheat and triticale, was significantly positive correlated, in most of cases, with those realized in the conventional, intensive and low input growing systems. That suggested that it is possible to be used, with good enough prediction, the genetic progress obtained in breeding for conventional growing system in ecological system, but for a good precision it is necessary that the final selection of the perspective cultivars to be done in ecological system too.
The levels of yields obtained in the ecological growing system, were in the all years of tests with 40 till 50% lower than those realized in the conventional growing, intensive and low input systems.
Based on the researches developed in the project was finished the selection of two perspective lines with better yield performances in the ecological growing system, one in bred wheat (Nikifor) and another one in triticale (Negoiu), which was submitted in official yield tastings for registration
The date obtained suggested that for improving the morpho-physiological ideotype of plants required for ecological growing system, mainly in wheat than in triticale, further researches is needed, to developed the genotypes with high nitrogen and phosphorus efficiency, high quality and improve level of resistance to imported wind transmitted and especially to soil born diseases (bunt, fusarium head blight, Stagonospora sp. etc).