Pobierz PDF
advertisement
ISSN 1895–4421 EPISTEME CZASOPISMO NAUKOWO-KULTURALNE KRAKÓW Nr 18, t. I/2013 EPISTEME CZASOPISMO NAUKOWO-KULTURALNE Redakcja: Zdzisław Szczepanik (red. naczelny) Katarzyna Daraż-Duda (sekretarz redakcji) Piotr Walecki Grzegorz Chajko Krzysztof Duda Roman Turowski (red. techniczny) Rada Naukowa: Prof. dr hab. Dariusz Rott Prof. dr hab. Włodzimierz Sady Prof. dr hab. Michał Śliwa Prof. dr hab. inż. Ryszard Tadeusiewicz Prof. dr hab. Bogdan Zemanek Ks. Prof. dr hab. Władysław Zuziak Prof. nadzw. dr hab. Wiesław Alejziak Prof. Ignatianum i UJ, dr hab. Józef Bremer SJ Prof. dr przew. kwal. II Paweł Taranczewski Prof. dr Olga E. Kosheleva Prof. dr Marko Jacov Prof. dr Aleksandr Lokshin Prof. dr Hans Jørgen Jensen Prof. dr Oleksandr Chyrkov Prof. dr Iryna Diachuk Prof. dr Luiza Arutinov Prof. dr hab. Michaił Pawłowicz Odesskij Prof. dr hab., dr. phil. Andrzej Wiercinski Prof. dr eng. Elena Horska Wydawca: Stowarzyszenie Twórców Nauki i Kultury „Episteme” ul. Okólna 28/87 30-669 Kraków www.episteme-nauka.pl © Stowarzyszenie Twórców Nauki i Kultury „Episteme” i Autorzy Szanowni Państwo, Z wielką radością oddajemy do Państwa dyspozycji następny numer Episteme, czasopisma naukowo - kulturalnego. Czynimy to z tym większą przyjemnością, że numer ten posiada trzy tomową edycję. Zaś zawarte w nim artykuły są niezwykle starannie dobranymi pracami z zakresu nauk przyrodniczych. Badania zaprezentowane w przedstawionych artykułach wnoszą nowe wyniki w dyscypliny, które sobą reprezentują i są następnym przyczynkiem do dalszego rozwoju tak ich autorów, jak i obszaru dociekań naukowych. Życząc Państwu dobrej lektury zachęcamy do wnikliwych analiz oraz być może odniesienia się do zaprezentowanych wyników lub ich uzupełnienia własnymi. Redakcja SPIS TREŚCI A. INZYNIERIA AGRARNA Krzysztof Dziedzic, Bogusława Łapczyńska-Kordon, Wojciech Szymacha ANALIZA ZMIAN WYBRANYCH WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNYCH PIETRUSZKI PODCZAS SUSZENIA . . . . . . . . . . . . . . . . 13 Krzysztof Dziedzic, Krzysztof Molenda PROJEKT I IMPLEMENTACJA INTERNETOWEGO KREATORA KART TECHNOLOGICZNYCH ZAKŁADANIA PLANTACJI WIERZBY ENERGETYCZNEJ . . . . . . . . 23 Magdalena Giemza-Mikoda, Adam Zych Plonowanie i obsada jęczmienia jarego uprawianego w różnych systemach uprawy . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Agnieszka Kamińska, Kamila Klimek OCENA WYKORZYSTANIA TECHNOLOGII INFORMATYCZNYCH I INTERNETU W PROCESIE EDUKACYJNYM PRZEZ STUDENTÓW STUDIÓW O PROFILU PRZYRODNICZYM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 Monika Nowak, Dariusz Kwaśniewski ZASOBY ZIEMI A WYKORZYSTANIE PROGRAMÓW ROLNOŚRODOWISKOWYCH W GOSPODARSTWACH EKOLOGICZNYCH . . . . . . . . 47 Réka Tóth, Miklós Daróczi CHANGE OF TECHNICAL AND ECONOMIC PARAMETERS OF AGRICULTURAL TRACTORS AND HARVESTERS IN THE LAST FEW DECADES . . . . 59 B. GEODEZIA ARGRARNA I GOSPODARKA PRZESTRZENI Maria Zygmunt, Ewa Podczaszy MOŻLIWOŚCI WYKORZYSTANIA TECHNOLOGII NAZIEMNEGO SKANINGU LASEROWEGO W REWITALIZACJI ZESPOŁÓW DWORSKO-PARKOWYCH NA PRZYKŁADZIE FRAGMENTU PARKU DUCHACKIEGO W KRAKOWIE . . . . . 69 Renata Urbańska PROBLEMATYKA UJAWNIANIA DZIAŁKI EWIDENCYJNEJ NA OBSZARZE PAŃSTWOWEGO GOSPODARSTWA LEŚNEGO LASY PAŃSTWOWE . . . . . . 79 spis treści C. ROLNICTWO Małgorzata Borek, Katarzyna Żmuda, Przemysław Kopeć, Tomasz Krępski WPŁYW 24-EPIBRASINOLIDU ORAZ (22S, 23S) -HOMOBRASINOLIDU NA KONDYCJĘ ROŚLIN TYTONIU SZLACHETNEGO (NICOTIANA TABACUM L.) . . . . 89 Marta Czekaj Dynamika zmian zużycia nawozów wapniowych w Polsce . . . . . 95 Paweł Frąk, Aleksander Szmigiel STRUKTURA KOLB KUKURYDZY UPRAWIANEJ NA ZIARNO . . . . . . . . . . . 105 Anna Furmańczuk, Kamila Klimek, Jolanta Molas Wpływ kobaltu na skład mineralny fasoli szparagowej odmiany Laurina . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115 Dorota Gala, Anna Gorczyca, Andrzej Oleksy Szkodliwość skrzypionek (Oulema spp.) w uprawie ozimej pszenicy twardej i zwyczajnej w latach 2009–2011 . . . . 123 Marta Gas, Monika Białkowska, Małgorzata Krotowska MOŻLIWOŚĆ KSZTAŁTOWANIA ZAWARTOŚCI I PROFILU ALKALOIDÓW W NASIONACH ŁUBINU ANDYJSKIEGO (LUPINUS MUTABILIS SWEET) PRZEZ OPÓŹNIENIE TERMINU SIEWU I GENOTYP . . . . . . . . . . . . . . . . 131 Marzena Albrycht, Monika Górecka, Monika Pigulak-Kuś DYNAMIKA LICZEBNOŚCI POPULACJI ZAJĄCA (LEPUS EUROPAEUS) I KUROPATWY (PERDIX PERDIX) NA TERENIE PŁASKOWYŻU PROSZOWICKIEGO W LATACH 2009 – 2011 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139 Beata Grygierzec, Kamila Musiał Wpływ nawożenia na skład florystyczny oraz wybrane wskaźniki wartości paszowej runi pastwiskowej . . . 147 Andrzej Joniec PORÓWNANIE WYBRANYCH PARAMETRÓW FIZYCZNYCH GLEBY W TRADYCYJNEJ I UPROSZCZONEJ UPRAWIE PSZENICY OZIMEJ . . . . . 161 Katarzyna Juzoń, Edyta Skrzypek, Izabela Marcińska, Ilona Czyczyło-Mysza Zmiany zawartości osmoprotektantów w liściach grochu siewnego i łubinu żółtego w warunkach suszy glebowej . . . . 169 Agnieszka Kalandyk, Tomasz Krępski, Piotr Waligórski, Franciszek Dubert ZMIANY PARAMETRÓW FIZJOLOGICZNYCH SIEWEK ŁUBINU WĄSKOLISTNEGO I GROCHU SIEWNEGO SPOWODOWANE SUSZĄ DZIAŁAJĄCĄ NA ROŚLINY MACIERZYSTE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179 spis treści Anna Krysa, Dariusz Ropek, Krzysztof Frączek WPŁYW ZADRZEWIEŃ ŚRÓDPOLNYCH NA ILOŚĆ I JAKOŚĆ GRZYBÓW W POWIETRZU ATMOSFERYCZNYM AGROCENOZY . . . . . . . 189 Inga Kurzydłowska, Joanna Dziamba, Leszek Rachoń WPŁYW SPOSOBU STOSOWANIA BIOPREPARATU EM NA PLONOWANIE KUKURYDZY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199 Beata Kuziemska, Wiesław Wieremiej, Beata Bik, Anna Jasińska WPŁYW ZANIECZYSZCZENIA GLEBY NIKLEM NA ZAWARTOŚĆ SODU I TYTANU W KUPKÓWCE POSPOLITEJ (DACTYLIS GLOMERATA L.) . . . . . 207 Anna Lehmann, Marta Jabłońska, Ewelina Szydełko-Rabska Rola międzyplonów w regulacji zachwaszczenia . . . . . . . . . 217 Anna Maksymowicz, Michał Dziurka, Agnieszka Ostrowska, Magdalena Mirek WPŁYW 24-EPIBRASINOLIDU NA ZAWARTOŚĆ BIAŁLKA, TŁUSZCZÓW, CUKRÓW W NASIONACH GROCHU I ŁUBINU . . . . . . . . . . 225 Adam Malinowski POTRZEBY DORADCZE I INNOWACYJNOŚĆ ROLNIKÓW Z TERENU ZAMOJSZCZYZNY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 235 Renata Matysik-Pejas Innowacyjność producentów żywności w Polsce na tle producentów z krajów Unii Europejskiej . . . . . . . . . . . 245 Kamila Musiał, BeataGrygierzyc Wybrane zbiorowiska łąkowe terenu Lainzer Tiergarten usytuowanego na obrzeżach Wiednia . . . . . . . . . . 253 Rafał Ogórek, Agnieszka Lejman Wrażliwość grzybów Fusarium spp. na substancje aktywne wybranych fungicydów . . . . . . . . . . . . . . 263 Agnieszka Rola, Magdalena Jaworksa WPŁYW WARUNKÓW SIEDLISKOWYCH NA WYSTĘPOWANIE MSZYCY GROCHOWEJ (ACYRTHOSIPHON PISUM H.) I JEJ WROGÓW NATURALNYCH . . . . . 277 Anna Romanowicz, Roman Prażak CHARAKTERYSTYKA NIEKTÓRYCH CECH ILOŚCIOWYCH MIESZAŃCÓW TRITICUM AESTIVUM L. Z AEGILOPS COLUMNARIS ZHUK . . . . . . . . . . . . . . 287 Anna Skrzypik, Roman Prażak CECHY ILOŚCIOWE LINII MIESZAŃCOWYCH AEGILOPS JUVENALIS (THELL.) EIG. I AE. VENTRICOSA TAUSCH. Z TRITICUM DURUM DESF. I T. AESTIVUM L. . . . 295 spis treści Bartłomiej Spyrka WPŁYW WARUNKÓW GLEBOWYCH ORAZ TERMICZNYCH NA POWSTAWANIE USZKODZEŃ MECHANICZNYCH BULW ZIEMNIAKA FRYTKOWEGO PODCZAS ZBIORU . . . . . . . . . . . . . . 303 Agnieszka Świst-Kawala, Mariusz Stepaniuk, Jolanta Molas Ocena fizjologicznej skuteczności chelatów Ni-EDTA i Ni-Glu w nawożeniu mocznikiem jęczmienia jarego . . . . . . . . 313 Joanna Szkutnik, Piotr Kacorzyk, Mirosław Kasperczyk WPŁYW NAWOŻENIA NA ZAWARTOŚĆ I POBRANIE Ca, Mg, Na, Z RUNIĄ PASTWISKA GÓRSKIEGO . . . . . . . . . . 321 Ewelina Szydełko-Rabska, Marta Jabłońska, Anna Lehman WPŁYW NAWOŻENIA AZOTOWEGO I WARUNKÓW POGODOWYCH NA CECHY BIOMETRYCZNE SORGA CUKROWEGO . . . . . . . . . . . . . . . 329 Katarzyna Utnik-Banaś, Elżbieta Sowula-Skrzyńska Makro- i mikroekonomiczne determinanty rozwoju małych i średnich przedsiębiorstw na przykładzie przedsiębiorstwa branży mięsnej (stadium przypadku) . . . . . . 337 Katarzyna Utnik-Banaś, Elżbieta Sowula-Skrzyńska Wybrane ekonomiczne aspekty produkcji jaj konsumpcyjnych na przykładzie fermy niosek . . . . . . . . . . . 347 D. AGRONOMIA I AGROTURYSTYKA Michał Borychowski EKONOMICZNE MOŻLIWOŚCI WYKORZYSTANIA ROŚLIN OLEISTYCH DO PRODUKCJI ESTRÓW W UNII EUROPEJSKIEJ . . . . . . . . . 359 Tadeusz Konrad Grabowski Studium statystyczne zmian cen ziemi . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 367 Marcin Kobuszewski, Michał Cupiał ANALIZA PROGRAMÓW POMOCOWYCH „MODERNIZACJA GOSPODARSTW ROLNYCH” I „TWORZENIE I ROZWÓJ MIKROPRZEDSIĘBIORSTW” W RAMACH PROW 2007-2013 W WOJEWÓDZTWIE MAŁOPOLSKIM . . . . . . . . 373 Małgorzata Krotowska, Monika Białkowska, Marta Gas SPOŁECZNE I EKONOMICZNE PRZESŁANKI INTEGRACJI POZIOMEJ W ROLNICTWIE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 381 spis treści Łukasz Paluch GENEZA I ISTOTA KONCEPCJI ZRÓWNOWAŻONEGO ROZWÓJU (SUSTAINABLE DEVELOPMENT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389 Łukasz Paluch KONCEPTUALIZACJA POJĘCIA ZRÓWNOWAŻONY ROZWÓJ (SUSTAINABLE DEVELOPMENT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 405 Łukasz Paluch PROBLEMY POMIARU I OCENY ZRÓWNOWAŻONEGO ROZWOJU (SUSTAINABLE DEVELOPMENT) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417 Łukasz Paluch INSTRUMENTY POLITYKI LOKALNEJ STOSOWANE W KREOWANIU ZRÓWNOWAŻONEGO ROZWOJU (SUSTAINABLE DEVELOPMENT) . . . . . 429 Virág Szabó, Anett Krisztina Szabó CHALLENGES OF THE DISTRIBUTION OF THE HUNGARIAN ORGANIC PRODUCTS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443 Monika Szafrańska CZYNNIKI DETERMINUJĄCE PŁATNOŚCI KARTAMI NA OBSZARACH WIEJSKICH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453 E. EKONOMIA Izabella Majewska, Witold Trela, Elżbieta Kornalska Formy promocji stosowane w zarządzaniu uczelnią wyższą (na przykładzie Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie) . . . . . . . . 465 Łukasz Satoła Skala ograniczania działalności gospodarstw rolniczych w Polsce . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 473 Witold Trela, Elżbieta Kornalska, Izabella Majewska BEZROBOCIE W POLSCE W OKRESIE 2001-2012 W ŚWIETLE CYKLU KONIUNKTURALNEGO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 483 Agnieszka Kamińska, Kamila Klimek KORZYSTANIE ZE SRODKÓW Z FUNDUSZY UNIJNYCH PRZEZ STUDENTÓW Z WOJEWÓDZTWA LUBELSKIEGO PRACUJĄCYCH W ROLNICTWIE . . . . . . . . . . . . 491 A. INŻYNIERIA AGRARNA Krzysztof Dziedzic Bogusława Łapczyńska-Kordon Wojciech Szymacha EPISTEME 18/2013, t. 1 s. 13–21 ISSN 1895-2241 ANALIZA ZMIAN WYBRANYCH WŁAŚCIWOŚCI MECHANICZNYCH PIETRUSZKI PODCZAS SUSZENIA ANALYSIS OF SELECTED MECHANICAL PROPERTIES OF PARSLEY DURING THE DRYING PROCESS Abstrakt. Jedną z najpopularniejszych metod utrwalania żywności jest suszenie. W trakcie przeprowadzania tego procesu właściwości fizyczne suszonej tkanki ulegają zmianom. Celem badań było określenie zmian zawartości wody w funkcji czasu w pietruszce suszonej przepływowo z wymuszonym obiegiem powietrza i jej wpływu na zmiany gęstości, skurczu suszarniczego oraz wskaźnika kształtu. Badano również wpływ blanszowania na te wielkości. Na podstawie analizy otrzymanych wyników stwierdzono, że obróbka wstępna ma istotny wpływ na zmianę badanych właściwości. Zmiany badanych właściwości w zależności od zawartości wody opisano modelami empirycznymi. Słowa kluczowe: suszenie, skurcz suszarniczy, wskaźnik kształtu Summary. One of the most popular methods of food preservation is drying process. In the course of this process, the physical properties of the dried tissue are changing. The aim of the study was to determine the water content changes as a function of time, change in density, drying shrinkage and shape index in the dry parsley. Also studied the effect of blanching. Based on the analysis of the results obtained, it was found that the pretreatment has a significant impact on the change of the studied properties. The use of pre-treatment also affects the drying time, volume, rate of drying shrinkage and shape. Changes in the characteristics of respondents depending on the water content described by the empirical models. Key words: drying, drying shrinkage, the rate of shape 13 Krzysztof Dziedzic, Bogusława Łapczyńska-Kordon, Wojciech Szymacha Wstęp Termiczne utrwalanie płodów rolnych ma duże znaczenie w przetwórstwie rolno-spożywczym. Jedną z podstawowych metod utrwalania produktów rolniczych jest suszenie. Dynamiczny rozwój suszarnictwa jest spowodowany wymaganiami co do jakości suszu jak i do racjonalnego gospodarowania energią elektryczną. Początkowo suszarnictwo ograniczało się do suszenia zielonek i ziaren zbóż. Obecnie, suszeniu poddaje się owoce, warzywa i grzyby, których przechowywanie w postaci nieprzetworzonej powoduje znaczne straty ilościowe i jakościowe. O właściwościach suszonych owoców i warzyw decyduje zastosowana wstępna obróbka i metoda suszenia [Lis, Lis 2001]. Najczęściej stosowaną metodą pozyskiwania suszu jest suszenie konwekcyjne, rzadziej mikrofalowe. Metoda suszenia, parametry suszenia oraz rodzaj obróbki wstępnej materiału to główne kryteria decydujące o finalnej jakości produktu [Lewicki, Sitkiewicz 1998, Piotrowski, Lenart 1997]. Celem badań było określenie zmian zawartości wody w funkcji czasu w pietruszce suszonej konwekcyjnie z wymuszonym obiegiem powietrza i jej wpływu na zmiany gęstości, skurczu suszarniczego oraz wskaźnika kształtu. Badano również wpływ blanszowania na te wielkości i analizowano zmiany naprężeń w materiale podczas suszenia mikrofalowo próżniowego. Materiał i metody Materiał badawczy stanowiła pietruszka odmiany berlińska. Charakteryzuje się ona średnią wielkością korzenia w przedziale 2030cm, nie gąbczasta, bez pustych przestrzeni. Materiał był przechowywany w chłodnym pomieszczeniu, bez dostępu światła. Materiał rozdrobniono i suszono w postaci plastrów o grubości 5 mm w suszarce przepływowej w temperaturze 510C i szybkości przepływu czynnika suszącego 0,3m·s-1. Materiał podzielono na dwie części. Jedną suszono bez obróbki wstępnej, drugą poddano blanszowaniu. Część próbek blanszowano w wodzie o temperaturze 80oC przez 3 minuty. Mierzone ubytki masy materiału suszonego zostały przeliczone na zawartość wody według wzoru 1 [Pabis, 1982]: 14 Analiza zmian wybranych właściwości mechanicznych pietruszki podczas suszenia (1) Gdzie: u(τ) – zawartość wody w czasie [kg·kg s.m-1] ms – sucha masa materiału [kg] m(τ) – masa w czasie [kg] Wskaźnik kształtu R obliczono stosując metodę J.K. Curraya [Haman, Byszewski 1977] jako stosunek powierzchni badanej próbki do powierzchni próbki wzorcowej (równanie 2). Powierzchnie próbki określono za pomocą komputerowej analizy obrazu przy użyciu oprogramowania MultiScan v18.03. Obraz do komputera przekazywany był z kamery, która w sposób ciągły rejestrowała obraz badanej próbki podczas suszenia. (2) Gdzie: Ap – powierzchnia badanej próbki [m2] Ac – powierzchnia próbki wzorcowej [m2] Skurcz suszarniczy s wyznaczono na podstawie równania 3. Gdzie: (3) s – skurcz suszarniczy [%] V(τ) – objętość próbek w czasie [m3] V0 – objętość początkowa [m3] Wszystkie pomiary zostały wykonane w siedmiu powtórzeniach. Wyniki i dyskusja Na podstawie otrzymanych wyników przeprowadzona została analiza statystyczna. Korzystając z estymacji nieliniowej opisano zmiany badanych wielkości w funkcji zawartości wody za pomocą modeli empirycznych oraz semiempirycznych. Rycina 1 przedstawia zmiany zawartości wody w funkcji czasu dla próbek blanszowanych oraz nieblanszowanych. 15 Krzysztof Dziedzic, Bogusława Łapczyńska-Kordon, Wojciech Szymacha Ryc. 1. Zmiany zawartości wody w zależności od czasu suszenia dla próbek blanszowanych i nieblanszowanych. Kinetykę suszenia opisano modelem semiempirycznym (równanie 4) sformułowanym przez Hendersona [za Pabis 1982] (4) Gdzie: ur – równowagowa zawartość wody w materiale [kg·kg s.m-1] uτ – zawartość wody w czasie [kg·kg s.m-1] Wartości stałych występujących w modelu oraz współczynników korelacji przedstawiono w tabeli 1. Tab. 1. Zestawienie wartości stałych oraz współczynników korelacji opisujących kinetykę suszenia próbek blanszowanych i nieblanszowanych w suszarce konwekcyjnej. A B C D E F Współczynnik korelacji Pietruszka blanszowana -0,00301 0,601682 0,017491 0,1295 -0,0051 0,27219 0,96071 Pietruszka nieblanszowana 0,001386 1,365341 0,0122238 -0,19278 0,001275 -0,044207 0,93102 Zaobserwowane tendencje zmiany zawartości wody podczas suszenia w badanych próbkach są zgodne z prezentowanymi w literaturze dla innych warzyw [Lisiecki, Replińska 1994; ŁapczyńskaKordon 2000]. Próbki blanszowane szybciej osiągnęły równowagową zawartość wody. Wynika to zapewne z faktu naruszenia struktury 16 Analiza zmian wybranych właściwości mechanicznych pietruszki podczas suszenia wewnętrznej pietruszki podczas blanszowania co umożliwiło większą swobodę dyfundowania roztworu na powierzchnię próbki. Zmiany gęstości badanego materiału obrazują wykresy przedstawione na rycinie 2. Ryc. 2. Zmiany gęstość w zależności od zawartości wody dla próbek blanszowanych i nieblanszowanych. Po przeprowadzeniu analizy statystycznej za pomocą estymacji nieliniowej stwierdzono, że zmiany gęstości od zawartości wody najlepiej opisuje model empiryczny opisany równaniem 5. (5) Gdzie: u – zawartość wody w materiale [kg·kg s.m-1] ρ – gęstość materiału [kg·m3 -1] Wartości stałych występujących w modelu oraz współczynników korelacji przedstawiono w tabeli 2. Wartość współczynników korelacji wskazuje, że powyższe równanie jest prawidłowo przyjętym modelem. Tab. 2. Zestawienie wartości stałych oraz współczynników korelacji dla funkcji opisującej zależność gęstości od zawartości wody. A 601,3573 659,9629 B C Współczynnik korelacji Pietruszka blanszowana 172,2273 -13,6554 0,97159 Pietruszka nieblanszowana 202,0560 -34,8561 0,91332 Gęstość materiału w próbkach suszonych konwekcyjnie początkowo wzrosła, a następnie malała (Rys. 2). Wynika to z charakteru pierwszego i drugiego okresu suszenia. Drugi okres susze17 Krzysztof Dziedzic, Bogusława Łapczyńska-Kordon, Wojciech Szymacha nia zaczyna się od krytycznej zawartości wody, której wartość w tym przypadku to około 3,5 kg/kg s.s (Rys. 2). Wraz ze zmniejszaniem się zawartości wody suszony materiał kurczy się. To zjawisko nazwano skurczem suszarniczym. Wykres zmian skurczu badanego materiału w funkcji czasu przedstawia rycina 3. Ryc. 3. Zmiany skurczu w zależności od zawartości wody dla próbek blanszowanych i nieblanszowanych. Po analizie wyników badań stwierdzono, że stosowanie obróbki wstępnej powoduje zmniejszenie końcowej wartości skurczu suszarniczego. Korzystając z estymacji nieliniowej za pomocą zależności 6 opisano model empiryczny zmian skurczu od zawartości wody: (6) Gdzie: u – zawartość wody w materiale [kg·kg s.m-1] s – skurcz suszarniczy [%] Tabela 3 zawiera wartości stałych A, B i C oraz współczynniki korelacji. Tab. 3. Zestawienie wartości stałych oraz współczynników korelacji dla funkcji opisującej zależność skurczu suszarniczego od zawartości wody. A B C Współczynnik korelacji Pietruszka blanszowana 73,04372 -17,2896 0,517820 0,96156 Pietruszka nieblanszowana 85,82602 18 -13,4616 -0,184616 0,87158 Analiza zmian wybranych właściwości mechanicznych pietruszki podczas suszenia Wraz z ubytkiem zawartości wody pietruszka kurczy się co prowadzi do zmian geometrycznych. Zmiany te w literaturze opisuje się jako zmiany wskaźnika kształtu. Rycina 4 przedstawia wykresy zmian wskaźnika kształtu w funkcji zawartości wody dla pietruszki blanszowanej i nieblanszowanej. Korzystając z estymacji nieliniowej opisano model empiryczny zmian wskaźnika kształtu w funkcji zawartości wody równaniem 7. (7) Gdzie: u – zawartość wody w materiale [kg·kg s.m-1] R – wskaźnik kształtu [-] Wartości stałych występujących w modelu oraz współczynników korelacji przedstawiono w Tabeli 4. Tab. 4. Zestawienie wartości stałych oraz współczynników korelacji dla funkcji opisującej zależność wskaźnika kształtu od zawartości wody. A B C Współczynnik korelacji Pietruszka blanszowana 0,597746 0,046613 -0,008512 0,80683 Pietruszka nieblanszowana 0,546088 0,015087 -0,000720 0,85709 Ryc. 4. Zmiany wskaźnika kształtu w zależności od zawartości wody dla próbek blanszowanych i nieblanszowanych. Wskaźnik kształtu dla próbek blanszowanych waha się w przedziale 0,6 do 0,69 natomiast dla próbek nieblanszowanych w przedziale 0,53 do 0,61. Różnica ta jest najprawdopodobniej spowodowana uszkodzeniem struktury wewnętrznej pietruszki w procesie blanszowania. 19 Krzysztof Dziedzic, Bogusława Łapczyńska-Kordon, Wojciech Szymacha Podsumowanie i wnioski Na podstawie przeprowadzonych badań kinematyki suszenia sformułowano następujące wnioski: • Gęstość pietruszki podczas suszenia przepływowego wzrosła do krytycznej zawartości wody (1000–1100 kg·m3 -1), a następnie malała. • Skurcz suszarniczy pietruszki rośnie wraz ze spadkiem zawartości wody. • Podczas suszenia, wraz ze spadkiem zawartości wody, malała wartość wskaźnika kształtu do 0,64 dla próbek blanszowanych i 0,59 dla nieblanszowanych. • Obróbka wstępna wywarła wpływ na wielkość skurczu suszarniczego i wskaźnika kształtu. • Przyjęte modele empiryczne poprawnie opisują zmiany gęstości, skurczu i kształtu w zależności od zawartości wody co potwierdzają współczynniki korelacji (R2 od 0.80 do 0,97). LITERATURA Byszewski W., Haman J., 1977. Gleba maszyna roślina PWN, Warszawa. Lewicki P. P., Sitkiewicz I., 1998. Wpływ obróbki wstępnej przed suszeniem konwekcyjnym na właściwości reologiczne suszonej cebuli. Zeszyty Problemowe Postępu Nauk Rolniczych z. 454, cz.2, s. 48 Warszawa. Lis H., Lis T., 2001. Wpływ procesu suszenia na gęstość wybranych odmian jabłek. Acta Agrophysica 45; 131–142. Lisiecki K., Replińska A., 1994. Badanie kinetyki suszenia pojedynczych obiektów marchwi w warunkach konwekcji naturalnej. Zeszyty Problemowe Postępu Nauk Rolniczych, z. 417. Łapczyńska-Kordon B. 2000. Zmiany gęstości i struktury wewnętrznej selera podczas suszenia. Inżynieria Rolnicza. Nr 7 (18). s. 91–98. Pabis S., 1982. Teoria konwekcyjnego suszenia produktów rolniczych. PWRiL, Warszawa. Piotrowski D., Lenart P., 1998. Suszenie jabłek przy stałych i zmiennych parametrach procesu. Właściwości fizyczne suszu. Zeszyty Problemowe Postępu Nauk Rolniczych z.454, cz.2, Warszawa. 20 Analiza zmian wybranych właściwości mechanicznych pietruszki podczas suszenia mgr inż. Krzysztof Dziedzic Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Wydział Inżynierii Produkcji i Energetyki Katedra Inżynierii Mechanicznej i Agrofizyki Tel. 600-230-309 e-mail: [email protected] 21 Krzysztof Dziedzic Krzysztof Molenda EPISTEME 18/2013, t. 1 s. 23–30 ISSN 1895-2241 PROJEKT I IMPLEMENTACJA INTERNETOWEGO KREATORA KART TECHNOLOGICZNYCH ZAKŁADANIA PLANTACJI WIERZBY ENERGETYCZNEJ PROJECT AND IMPLEMENTATION OF INTERNET CREATOR OF TECHNOLOGICAL CARDS OF ESTABLISHING THE ENERGY WILLOW PLANTATION Abstrakt. W chwili obecnej brak jest ogólnodostępnych programów komputerowych umożliwiających rolnikowi oszacowanie kosztów założenia plantacji wierzby energetycznej. Niniejsza praca wyszła naprzeciw temu zapotrzebowania stworzono aplikację internetową dającą możliwość wspomagania decyzji rolnika w tematycznym zakresie. Głównym założeniem była dostępność i prostota obsługi aplikacji. Stąd wybór padł na środowisko Internetu, gdyż dostarcza ono ujednoliconych i prostych mechanizmów nawigacyjnych oraz nie wymaga od użytkownika instalacji żadnego dodatkowego oprogramowania oprócz dostępnej w każdym systemie operacyjnym przeglądarki internetowej. Opracowany daje możliwości wygenerowania kart technologicznych zakładania plantacji wierzby energetycznej. Aplikacja uwzględnia karty technologiczne zróżnicowane pod względem poziomu kultury rolnej pola, powierzchni uprawy, zabiegów uprawowych oraz sposobu sadzenia. Daje możliwości szacowania nakładów pracy i energii oraz kosztów założenia plantacji. Słowa kluczowe: karta technologiczna, wierzba energetyczna, kreator, system doradczy Summary. Presently there is lack of studies or computer programs open for general enabling agriculturists to estimate the cost of establishing the plantation of the energy willow. Present paper meets this demand halfway by creating the framework of software supporting decisions made by agriculturists in the thematic range. The main assumption of the program creating is its accessibility and user-friendliness. Therefore the internet environment has been chosen for it provides unified and straightforward navigation mechanisms and it do not require from the user an extra software installation except any web browser open to public in all operating systems. The objective of this paper is devising the computer program working in the web browser enabling generating the technological card of establishing the energy willow’s plantation diversed with regard to the standard of the agricultural field culture, farming area, pre-cultivation endeavours and the method of planting. Key words: technology card, energy willow, wizard, advisory system 23 Krzysztof Dziedzic, Krzysztof Molenda Wstęp Wśród odnawialnych źródeł energii biomasa pochodząca z tzw. upraw energetycznych zajmuje główne pozycje. Wierzba energetyczna, ślazowiec pensylwański czy tez miskant olbrzymi to rośliny znajdujące się w czołówce roślin uprawianych na potrzeby energetyczne. W Polsce najbardziej popularna jest wierzba odmiany Salix viminalis var. gigantea lub jej klony [Faber i in. 2009]. Stosowanie systemów wspomagania decyzji dotyczącej wybranej dziedziny proble­mowej pozwala potencjalnemu odbiorcy na podjęcie szybkiej i trafnej decyzji. Systemy te z reguły mają postać instrukcji bądź kreatora tzw. wizarda. Zadaniem komputerowych systemów doradczych – tzw. systemów taktycznych [Coulouris i in. 1998] w rol-nictwie jest przekazywanie rolnikom szczegółowych informacji w możliwie jak najprostszej formie i najkrótszym czasie [Bartkowski i in. 2000]. Osiąganie wysokiej jakości produktów obliguje rolników do stosowania nowoczesnych metod zarządzania i korzystania z informacji w ilości daleko większej niż przed kilkoma dekadami. Ułatwić to mogą technologie informatyczne. Jakość decyzji podejmowanych przez plantatora jest pochodną wielu czynników – wynika z cech charakteru, wiedzy i umiejętności zarządzającego. Ze względu na dynamikę procesów w nowoczesnych gospodarstwach i ich otoczeniu, wielką rolę odgrywają także źródła informacji. Powinny one zapewniać informacje kompletne, aktualne i dokładne. Warunkiem odbioru informacji jest ich wartość, która zależy przede wszystkim od sposobu jej postrzegania przez plantatora. Można przewidywać, iż wraz z rosnącą złożonością procesów produkcyjnych i zmiennością warunków produkcji w rolnictwie będzie także rosło zapotrzebowanie na informacje pochodzące ze spersonalizo­ wanych systemów wspomagania decyzji [Jensen i inni 2000]. Wobec tego zwiększy się także akceptacja tych systemów i popyt na nie [Werner i inni 2000]. Celem pracy było zaprojektowanie i stworzenie przejrzystego i dostępnego systemu komputerowego (aplikacji internetowej) pracującego w środowisku Internetu, wspomagającego potencjalnego plantatora poprzez możliwość generowania kart technologicznych zakładania plantacji wierzby energetycznej. 24 Projekt i implementacja internetowego kreatora kart technologicznych... Analiza wymagań systemu i model obliczeniowy – metodyka Pracę realizowano zgodnie z zaleceniami inżynierii oprogramowania [Sommerville 2003]. Proces wytworzenia aplikacji rozpoczęto od analizy struktury rozpatrywanego systemu doradztwa w zakresie zakładania plantacji roślin energetycznych oraz określenia wymagań oraz potrzeb osób, do których ten system, odwzorowany do postaci komputerowego systemu doradczego, jest kierowany. Analiza pozwoliła na wyznaczenie szczegółowych wymagań funkcjonalnych i niefunkcjonalnych projektowanego systemu: – system powinien zawierać elementy wspomagające proces decyzji (np. zdjęcia, wykresy, animacje), – wyniki działania systemu powinny być wyświetlane w czytelny, przejrzysty sposób, – system powinien mieć funkcjonalność pozwalającą na uruchomienie go w dowolnej przeglądarce internetowej bez konieczności instalowania dodatkowych komponentów, – system powinien uruchamiać się na urządzeniach mobilnych wyposażonych w przeglądarkę internetową. Projektowanie tematycznej aplikacji wymagało stworzenia modelu obliczeniowego kosztów oraz nakładów pracy i energii niezbędnych do założenie plantacji. W projekcie wykorzystano model obliczeniowy zgodny z metodyką obliczeń opracowaną w Instytucie Inżynierii Rolniczej i Informatyki Wydziału Inżynierii Produkcji i Energetyki Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie. Metodyka ta składa się z trzech etapów: – obliczenia nakładów pracy, – obliczenie nakładów energetycznych, – obliczenia kosztów eksploatacji maszyn, – obliczenia kosztów materiałowych. Przykładowy model obliczeniowy dla wierzby przedstawiono na rycinie 1. 25 Krzysztof Dziedzic, Krzysztof Molenda Projekt i implementacja systemu doradczego Kolejnym etapem realizacji systemu – po określeniu wymagań oraz opracowaniu podstaw teoretycznych – jest szczegółowe określenie jego struktury oraz analiza i wytypo­wanie technologii informatycznych spełniających wszystkie założenia [Płodzień i in. 2005]. Strukturę systemu, jego podział i powiązanie między poszczególnymi elementami przedstawiono wykorzystując diagram klas języka UML (Ryc. 2). Zaprojektowane modele były podstawą implementacji kodu aplikacji. Zakodowanie w wybranym środowisku i języku programowania jest najważniejszym etapem tworzenia aplikacji. Kierując się założeniami projektowymi oraz analizując dostępność oraz funkcjonalność wybranych rozwiązań informatycznych wytypowano technologie informatyczne spełniające te kryteria. Fundament całej aplikacji stanowią uniwersalne języki, takie jak: PHP, HTML, JavaScript, CSS oraz SQL. Dzięki zastosowaniu tak powszechnych rozwiązań aplikacja może być uruchomiona na wszystkich popularnych przeglądarkach internetowych bez konieczności instalowania dodatkowych komponentów. Zaprojektowany system doradczy jest systemem pracującym w technologii klient-serwer. Kod programu, napisany w języku PHP, generuje kolejne strony HTML. Rozbicie aplikacji na wiele plików skutkuje koniecznością zrealizowania mechanizmu przekazywania wartości zmiennych między stronami. Wykorzystano standardowy mechanizm sesji zaimple­men­towany w języku PHP. Kod programu komunikuje się z bazą danych umieszczoną na serwerze za pomocą zapytań języka SQL. Moduł prezentacji, będący głównym elementem interfejsu użytkownika, udostępnia dane zapisane w bazie danych oraz aktualny stan postępu informujący użytkownika o aktualnie wykonywanym kroku. Najważniejszym elementem zaprojektowanego systemu jest moduł generujący karty technologiczne zakładania plantacji roślin energetycznych. Karta taka jest generowana na podstawie wprowadzonych przez użytkownika danych oraz informacji zgromadzonych w bazie danych. Jest ona uzupełniona o informację dotyczące całkowitych 26 Projekt i implementacja internetowego kreatora kart technologicznych... kosztów oraz nakładów energetycznych związanych z zakładaniem plantacji (ryc. 3). Ryc. 3. Karta technologiczna zakładania plantacji wierzby energetycznej. Podsumowanie Efektem pracy jest opracowany system doradczy wspomagający potencjalnego plantatora w procesie decyzyjnym zakładania plantacji roślin energetycznych. System i kreator kart technologicznych udostępnia infor­macje dotyczące nakładów pracy, nakładów energetycznych, kosztów eksploatacji maszyn, kosztów materiałowych 27 Krzysztof Dziedzic, Krzysztof Molenda oraz całkowitych kosztów założenia plantacji odniesionych do jednego hektara. Aplikacja uwzględnia karty technologiczne zróżnicowane pod względem poziomu kultury rolnej pola, powierzchni uprawy, zabiegów uprawowych oraz sposobu sadzenia. Zastosowane technologie pozwalają na uruchomienie systemu na dowolnym urzą­dzeniu wyposażonym w przeglądarkę internetową oraz dostęp do Internetu bez konieczności instalowania dodatkowych komponentów. Prostota i intuicyjność użycia pozwala na korzy­stanie z systemu osobom, które posiadają podstawowe umiejętności obsługi Internetu. LITERATURA Bartkowski J., Matuszak E. 2000. Zadania doradztwa rolniczego w procesie integracji z Unią Europejską. Coulouris G., Dollimore J., Kindberg T. 1999. Systemy rozproszone podstawy i projektowanie. WNT. Warszawa. ISBN: 83-204-2284-1. Faber A., Kuś J., Matyka M. 2009: Uprawa roślin na potrzeby energetyczne. Ian Sommerville 2003. Inżynieria Oprogramowania. Wydawnictwo NaukowoTechniczne. Jensen A.L., Boll P.S., Thysen I., Pathak B.K. 2000. Pl@nteInfo® – a web-based system for personalised decision support in crop management. Computers and Electronics in Agriculture, 25(2000): 271–293. Płodzień J., Stemposz E. 2005. Analiza i projektowanie systemów informatycznych. Wydawnictwo PJWSTK. Warszawa. ISBN 83-89244-42-X. Werner A., Bachinger J., Sodtke R., Roth R., Jarfe A., Zander P., Schuler J. 2000. Decision Support Systems in Crop Production on the Farm and Field Level. Pam. Puł. 120:511–535. 28 Projekt i implementacja internetowego kreatora kart technologicznych... mgr inż. Krzysztof Dziedzic Uniwersytet Rolniczy im Hugona Kołłątaja w Krakowie Wydział Inżynierii Produkcji i Energetyki Katedra Inżynierii Mechanicznej i Agrofizyki tel. 600-230-309 e-mail: [email protected] 29 Magdalena Giemza-Mikoda Adam Zych EPISTEME 18/2013, t. 1 s. 31–38 ISSN 1895-2241 Plonowanie i obsada jęczmienia jarego uprawianego w różnych systemach uprawy The yield and plant density of spring barley grown in different cultivation systems Abstrakt. Jęczmień jary jest ważną gospodarczo rośliną na świecie. W Polsce zajmuje on około 1 mln ha. Mimo niższych plonów, w stosunku do formy ozimej, zalety jęczmienia jarego (większa odporność na suszę niż pszenica jara) sprawiają, iż jest on popularny w uprawie wśród rolników. W doświadczeniu badano wpływ czterech systemów uprawy tej rośliny (dwóch z orką przedzimową na głębokość 20 i 15 cm, jednego gdy orka została zastąpiona kultywatorowaniem oraz siewu bezpośredniego) przy zmiennym nawożeniu azotowym: 40 (obniżonym), 80 (optymalnym) i 120 kg.ha-1 (podwyższonym). Wykazano istotne zróżnicowanie plonu ziarna i obsady w zależności od wariantu uprawowego. Największy plon ziarna uzyskano w wariancie z orką na głębokość 20 cm, najmniejszy zaś, gdy zastosowano siew bezpośredni. Uzyskane wyniki potwierdzają wcześniejsze rezultaty innych autorów. Słowa kluczowe: jęczmień jary, systemy uprawy, uprawa uproszczona Summary. Spring barley is an important economic crop in the World. In Poland, it is about 1 million hectares. Despite lower yields, when compared to the winter form, spring barley advantages (greater resistance to drought than spring wheat) makes that it is popular in cultivation among farmers. In the experiment the effect of four systems (two with winter plowing depth of 20 and 15 cm, one where plow was replaced cultivator and direct drilling) with varying nitrogen fertilization: 40 (low), 80 (optimum) and 120 kg ha-1 (high). There were significant differences in grain yield and plant density depending on the growing variant. The highest grain yield was obtained in the variant with plowing to a depth of 20 cm, and the lowest when direct drilling was used. The results confirm previous results of other authors. Key words: spring barley, cultivations systems, reduced tillage 31 Magdalena Giemza-Mikoda, Adam Zych WSTĘP Tradycyjna uprawa roli przy użyciu pługa jest kosztowna. Składa się na to duże zużycie paliwa ze względu na znaczne masy przemieszczanej gleby [Białczyk, Cudzik, Koryło 2008]. Wielu badaczy m.in. Białczyk [2009], Lepiarczyk i in. [2009] uzyskuje mniejsze plony w uprawach uproszczonych co zniechęca rolników do tego systemu. Znaczącym kosztem w całej agrotechnice są nawozy azotowe. W przeprowadzonym doświadczeniu próbowano określić wpływ ograniczenia zabiegów uprawowych w połączeniu ze zróżnicowanym nawożeniem azotowym na plon i obsadę jęczmienia jarego. MATERIAŁ I METODY Doświadczenie zostało przeprowadzone w latach 2009–2011, w Rolniczym Zakładzie Doświadczalnym Swojec we Wrocławiu na czarnej ziemi właściwej wytworzonej z gliny lekkiej zalegającej na glinie średniej podścielonej gliną lekką. Jęczmień jary uprawiano w płodozmianie: burak cukrowy – pszenica jara – jęczmień jary. Eksperyment był założony metodą losowanych podbloków w trzech powtórzeniach – powierzchnia poletek wynosiła 27,5 m2. Do badań wybrano odmianę jęczmienia jarego Mercada. W międzyplonie ścierniskowym wysiewano gorczycę białą odm. Rotha w ilości 20 kg·ha-1. Czynnikiem pierwszego rzędu były różne systemy uprawy (tab. 1). Miarą uproszczenia był stopień ingerencji narzędziami uprawowymi w obrębie warstwy ornej. Na obiekcie kontrolnym (uprawa tradycyjna „A”) po zbiorze pszenicy jarej zastosowano podorywkę pługiem. Zięblę wykonano jesienią na głębokość 20 cm. Wiosną stanowisko przygotowano agregatem uprawowym składającym się z brony wirnikowej i wału strunowego. Nasiona wysiano siewnikiem tradycyjnym w rozstawie rzędów 12 cm. Uprawa tradycyjna z międzyplonem (obiekt B) polegała na podorywce pługiem a następnie wysianiu międzyplonu ścierniskowego (gorczyca biała). Orkę przedzimową wykonaną na głębokość 15 cm. Wiosenna agrotechnika wyglądała identycznie jak na obiekcie „A”. Na obiekcie „C” (uprawa uproszczona) podorywkę wykonano kultywatorem podorywkowym po czym wysiano międzyplon ścierniskowy, który pozostawiono do wiosny, a następnie poletka przygotowano do siewu 32 Plonowanie i obsada jęczmienia jarego uprawianego w różnych systemach uprawy agregatem uprawowym. Na obiekcie „D” (uprawa zerowa) po zbiorze pszenicy wysiano międzyplon ścierniskowy, który pozostał na polu do wiosny. Przed siewem zdesykowano go herbicydem zawierającym glifosat a następnie wykonano siew bezpośredni w rozstawie 15 cm. Czynnikiem drugiego rzędu było natomiast nawożenie azotowe. Zastosowano trzy dawki tego składnika: 40, 80, 120 kg · ha-1 . Celem takiego rozwiązania było sprawdzenie jak reaguje jęczmień jary na redukcję dawki azotu w zastosowanych systemach uprawy. Nawożenie azotowe stosowano w zależności od dawki w jednym, dwóch lub trzech terminach. Jednakową we wszystkich systemach dawkę nawozów fosforowych, potasowych i wapniowych dostarczono według zasobności gleby. Pozostałe zabiegi agrotechniczne wykonano zgodnie z obowiązującymi zaleceniami. WYNIKI BADAŃ I DYSKUSJA Obsada jęczmienia jarego w okresie wschodów była istotnie warunkowana jedynie przez systemy uprawy (tab. 2). Na poletkach, gdzie stosowano uprawę zerową była ona o 20% mniejsza niż tam, gdzie prowadzono uprawę tradycyjną. Na obiekcie, na którym spłycono orkę przedzimową o 5 cm (uprawa tradycyjna + międzyplon), w stosunku do uprawy tradycyjnej uzyskano o 5% mniejszą obsadę jednakże różnica ta była statystycznie nieudowodniona. Tab. 2. Obsada jęczmienia jarego w fazie BBCH 10–13 (szt . m2). System uprawy Dawki azotu kg · ha-1 40 80 120 średnio A. Uprawa tradycyjna 329 323 308 320 B. Uprawa tradycyjna + międzyplon 257 308 351 305 C. Uprawa uproszczona + międzyplon 275 283 322 293 D. Uprawa zerowa+ międzyplon 268 271 232 257 Średnio 282 296 303 – NIR0,05 dla systemów uprawy – 29 NIR0,05 dla N – r.n. NIR0,05 dla interakcji – r.n 33 Magdalena Giemza-Mikoda, Adam Zych Uprawa uproszczona charakteryzowała się o 13%, większą obsadą w porównaniu z uprawą zerową. Średnie zagęszczenie roślin w fazie BBCH 10–13 na obiektach z uprawą tradycyjną (A i B) było na podobnym poziomie co uprawa uproszczona. Plonowanie jęczmienia jarego było istotnie zróżnicowane, zależne od systemów uprawy i poziomu nawożenia azotem oraz ich interakcji (tab. 3). Najlepsze rezultaty osiągnięto na obiekcie z orką przedzimową wykonaną na głębokość 20 cm (obiekt A). W uprawie tradycyjnej z międzyplonem (obiekt B) uzyskano o 12% mniejsze plony ziarna, a w uprawie uproszczonej o 9%. Plon uzyskany na poletkach z uprawą zerową wyniósł zaledwie 53% w porównaniu z uprawą tradycyjną (obiekt A). Największy plon ziarna zebrano przy 120 kg · ha-1, a o 4% mniejszy po zastosowaniu 80 kg.ha-1, różnica jednak w tym przypadku była statystycznie nieudowodniona. Najniższy plon ziarna otrzymano po zastosowaniu 40 kg N.ha-1. Współdziałanie obu czynników najlepsze efekty wykazało przy uprawie tradycyjnej jęczmienia jarego i nawożonej 120 kg N.ha-1 (5,25 t . ha-1), najgorsze przy uprawie zerowej i nawożonej 40 kg N.ha-1(2,49 t. ha-1) Tab. 3. Plon ziarna jęczmienia jarego t . ha-1. System uprawy Dawki azotu kg · ha-1 80 120 5,06 5,25 A. Uprawa tradycyjna 40 4,42 średnia 4,90 B. Uprawa tradycyjna + międzyplon 3,82 4,43 4,70 4,32 C. Uprawa uproszczona + międzyplon 3,94 4,53 4,80 4,43 D. Uprawa zerowa+ międzyplon 2,49 2,74 2,71 2,64 Średnio 3,66 4,19 4,36 – NIR0,05 dla systemów uprawy – 0,35 NIR0,05 dla N – 0,20 NIR0,05 dla interakcji – 0,48 Osiągnięte wyniki są zgodne z literaturą [Małecka i in. 2004, Biskupski i in. 2009, Orzech 2009]. Chodzi o drastyczny spadek plonowania w przypadku uprawy zerowej i nieco mniejszy gdy zastosowano uprawę uproszczoną. Niezależnie od systemów uprawy i poziomu nawożenia azotowego potencjał plonotwórczy jęczmienia jarego nie został osiągnięty, gdyż 34 Plonowanie i obsada jęczmienia jarego uprawianego w różnych systemach uprawy według badań COBORU odmiana Mercada może plonować na poziomie 6,0 t · ha-1, a w doświadczeniu własnym osiągnięto maksymalny na poziomie 5,25 t · ha-1. Rok 2010 i 2011 charakteryzowały się odmiennymi warunkami wodnymi. W okresie największego zapotrzebowania na wodę przypadającego dla jęczmienia jarego w maju, w 2010 roku odnotowano znacznie przekraczające średnią z wielolecia sumy opadów co skutkowało późniejszymi podwoziami. Natomiast w 2011 roku ograniczający wpływ na plon tej rośliny mógły mieć nie tylko miesięczne sumy opadów ale ich niekorzystny rozkład. W przeprowadzonym doświadczeniu potwierdzono zdanie Arvidsona i Hakansona [1996] o zmniejszeniu obsady w uprawie zerowej na skutek wzrostu zagęszczenia roli. Solne’a i in. [2012] podają, iż w uprawie uproszczonej uzyskuje się porównywalne lub minimalnie mniejsze plony, w stosunku do uprawy orkowej, co również okazało się prawdą, gdyż różnica wyniosła zaledwie 0,5 t·ha-1. Bardzo zbliżone do otrzymanych w przedmiotowych badaniach rezultatów uzyskali Małecka i in. [2004]. W ich doświadczeniu w systemie orkowym jęczmień plonował na poziomie 4,5 t · ha-1, w uprawie uproszczonej 4,12 t · ha-1 oraz w uprawie zerowej 3,92 t · ha-1 (1,3 t . ha-1 mniej w porównaniu do obiektu z orką) Kurowski i in. [2005] po orce otrzymali o 1,5 t · ha-1 mniejszy plon ziarna jęczmienia jarego. W przypadku zastosowania siewu bezpośredniego również otrzymano najmniejsze plony Kolejnymi badaczami, którzy stwierdzili, że najwyższe plony uzyskuje się na obiektach gdzie stosowano orkę byli Lepiarczyk i Stępnik [ 2009]. Biskupski i in. [2009] uzyskali w systemie orkowym 3,58 t·ha-1, w przypadku siewu bezpośredniego autorzy otrzymali o 32,2% mniejszy plon ziarna jęczmienia jarego. Orzech i in. [2009] otrzymali o 20% mniejszy plon ziarna na obiektach, na których zastosowano uprawę zerową w stosunku do orki przedzimowej, ta różnica wyniosła 25%. Rezultaty osiągnięte w doświadczeniu własnym nie można uznać za porównywalne z tymi które uzyskali Orzech i in. [2011]. Cytowani badacze uzyskali 2,9 t · ha-1 ziarna w technologii orkowej, 0,27 t · ha-1 mniej w uprawie uproszczonej, oraz 1,77 t · ha-1 gdy zastosowano siew bezpośredni. Uzyskane w przedmiotowych badaniach wyniki potwierdzają również spostrzeżenie Białczyka i Cudzik [2008], że wprowadzenie uprawy uproszczonej i siewu bezpośrednie35 Magdalena Giemza-Mikoda, Adam Zych go skutkuje spadkiem plonowania. Morell i in. [2011] otrzymali odmienne wyniki. Autorzy Ci, w siewie bezpośrednim uzyskali o 66%, a w uprawie uproszczonej o 57% większe plony ziarna jęczmienia w stosunku do orki. Odmienność wyników cytowanych autorów od rezultatów otrzymanych w przedmiotowych badaniach mogła wynikać z specyficznych warunków klimatycznych jakie panują w rejonie Dolnego Śląska. Różnią się one nie tylko z tymi panującymi w Kanadzie i USA, ale i z mikroklimatem pozostałych regionów Polski. W warunkach przeprowadzonego doświadczenia najbardziej korzystną dla plonów jęczmienia jarego była dawka 120 kg·ha-1 azotu, chociaż gdy zastosowano o 40 kg.ha-1 azotu uzyskano rezultat na tym samym poziomie statystycznym. Potwierdzono zatem zdanie Pecio [2003] która uważa, że za najbardziej optymalną dla rozwoju jęczmienia jarego dawką azotu jest 80 kg·ha-1. Wielu badaczy uważa, że jęczmień należy nawozić azotem w ilości nie przekraczającej łącznie 100 kg·ha-1 [Koszański i in 1995, Bishop i MacEachern 1979, Tkaczyk i in. 2010]. Jest to wynik zgodny z rezultatem otrzymanym w przedmiotowym doświadczeniu. WNIOSKI 1. Najwyższe plony jęczmienia jarego odnotowano na obiekcie z uprawą tradycyjną (4,9 t·ha-1). Siew bezpośredni spowodował istotne obniżenie plonów o 46,1% w porównaniu do uprawy tradycyjnej. 2. Zmniejszenie plonów ziarna jęczmienia jarego w zerowym systemie uprawy roli wynikało głownie z mniejszej obsady jęczmienia na jednostce powierzchni w okresie wschodów. 3. Intensyfikacja nawożenia azotem powodowała sukcesywny i istotny wzrost plonu ziarna pszenicy. Zwiększając nawożenie azotowe z 40 do 80 kg·ha-1 stwierdzono wyższy plon o 14,5%. Również dalsza intensyfikacja nawożenia z 80 do 120 kg·ha-1przyczyniła się do zwiększenia plonu głównego o 4,1%. LITERATURA 1. Arvidsson J., Hakansson I. 1996. The effects of soil compaction persist after ploughing? Results from 21 long-term field experiments in Sweden. Soil Till. Res., 39 (3/4), 175–197. 36 Plonowanie i obsada jęczmienia jarego uprawianego w różnych systemach uprawy 2. Białczyk W. Cudzik A. Koryło S. 2008. Ocena uproszczeń uprawowych w aspekcie ich energio- i czasochłonności oraz plonowania roślin. Inż. Rol. 4(102),75–79. 3. Bishop R.F., MacEachern C.R. 1971. Response of spring wheat and barley to nitrogen, phosforus and pottasium. Can. J. Soil Sci., 51(1), 1–11. 4. Biskupski A.,Włodek S., Pabin J. 2009. Wpływ zróżnicowanej uprawy roli na wybrane wskaźniki architektury łanu i plonowanie roślin. Fragm. Agron. 4, 7–13. 5. Koszański Z., Karczmarczyk S., Podsiadło C. 1995. Wpływ deszczowania i nawożenia azotem na jęczmień browarny i pastewny uprawiany na glebie kompleksu żytniego dobrego. Część 1. Plonowanie roślin. Zesz. Nauk. AR. Wroc. Konferencje IX nr 267, 162–170. 6. Kurowski T.P., Marks M., Kurowska A., Orzech K. 2005. Stan sanitarny i plonowanie jęczmienia jarego w zależności od sposobu uprawy roli. Acta Agrobot. 58(2), 335–346. 7. Lepiarczyk A., Stępnik K. 2009. Produkcyjność jęczmienia jarego uprawianego w płodozmianie w zależności od systemu uprawy roli. Fragm.Agron 1, 59–66. 8. Małecka I., Blecharczyk A., Pudełko J. 2004. Możliwości uproszczeń w uprawie roli pod jęczmień jary. Acta Sci. Pol., Agricultura 3(2), 89–96. 9. Morell F.J., Lampurlanes J., Alvaro-Fuentes J.,Cantero-Martinez C. 2011. Yield and water use efficiency of barley in semiarid Mediterranean agroecosystem: Long- term effects of tillage and N fertilization. Soil Till. Res. 117, 76–84. 10. Orzech K., Marks M., Dragońska E., Stępień A. 2009. Plonowanie jęczmienia jarego w zależności od warunków pogodowych i różnych sposobów uprawy gleby średniej. Acta Agrophys. 14(1), 167–175. 11. Orzech K., Rychcik B., Stępień A. 2011. Wpływ sposobów uprawy roli na zachwaszczenie i plonowanie jęczmienia jarego. Fragm. Agron. 2, 67–70. 12. Pecio A .2003. Uprawa jęczmienia jarego na cele browarne. Instrukcja upowszechnieniowa 93/03, Puławy, 3–48. 13. Soane’a B.D., Ball B.C., Arvidsson J., Basch G., Moreno F., Roger- Estrade J. 2012. No-till in western and south-western Europe. A review of problems and oppurtunities for crop production and the enviroment. Soil Till. Res. 118, 66–87. 14. Tkaczyk P., Bednarek W., Dresler S.2010. Plonowanie jęczmienia jarego w zależności od niektórych właściwości gleby i zabiegów agrotechnicznych. Ann. Univ. Mariae Curie-Skłodowska, E Agric vol. LXV (3), 10–16. 37 Magdalena Giemza-Mikoda, Adam Zych Magdalena Giemza-Mikoda Katedra Kształtowania Agroekosytemów i Terenów Zieleni Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu pl. Grunwaldzki 24a, 50–363 Wrocław e-mail: [email protected] Opiekun naukowy: Prof. dr hab. Lesław Zimny 38 Agnieszka Kamińska Kamila Klimek EPISTEME 18/2013, t. 1 s. 39–46 ISSN 1895-2241 OCENA WYKORZYSTANIA TECHNOLOGII INFORMATYCZNYCH I INTERNETU W PROCESIE EDUKACYJNYM PRZEZ STUDENTÓW STUDIÓW O PROFILU PRZYRODNICZYM ASSESSMENT OF THE USE OF INFORMATION TECHNOLOGY AND THE INTERNET IN THE PROCESS OF EDUCATING BY LIFE SCIENCES STUDENTS Abstrakt. Przeprowadzono ankietę wśród wybranej grupy 281 studentów kierunków o profile przyrodniczym, w aspekcie wykorzystania technologii informacyjnych oraz Internetu w procesie kształcenia. Badania wykazały wysoką przydatność i powszechność korzystania ze sprzętu komputerowego i zasobów internetowych, w szczególności do potrzeb związanych ze studiowaniem. Ankietowani ocenili bardzo dobrze swoje umiejętności w zakresie edycji tekstów, wykonywania obliczeń i poruszania się w sieci Internet, wystawiając sobie wyższe oceny w stosunku do okresu poprzedzającego rozpoczęcie studiów wyższych. Słowa kluczowe: Internet, technologia informacyjna, kształcenie studentów, analiza statystyczna danych ankietowych Summary. The analysis was conducted on the chosen group of 281 students of life sciences in aspect of utilization of computers, software and Internet in the process of education. Standardized interview method was used. Studies have shown that those are very useful and popular, especially in studying. Respondents evaluated very well their skills in word processing, calculations and surfing the web. They set themselves better marks in refer to the period prior to study. Key words: Internet, education of student, information technology, statistical analysis of survey data 39 Agnieszka Kamińska, Kamila Klimek Wstęp Każde studia, w szczególności o charakterze przyrodniczym, wymagają obecnie umiejętności efektywnego wykorzystania technik informatycznych i informacji znajdujących się w Internecie. Uczelnie wyższe coraz chętniej umożliwiają swoim studentom komunikację oraz dostęp do wielu informacji związanych ze studiowaniem przez sieć internetową. Badania przeprowadzone przez Główny Urząd Statystyczny wykazały, że w latach 2011–2012 tylko 1,2% osób w wieku 16–24 lat nie korzystało nigdy z komputera, a 1,6% z Internetu i żadna z tych osób nie legitymowała się wykształceniem wyższym [GUS 2012]. Powszechność wykorzystania przez studentów zarówno komputerów jak i zasobów internetowych do różnych celów wykazały badania Lorencowicza i Kociry [Lorencowicz i Kocira 2009]. Feiner już w 2003 zaprezentował wyniki ankiet , w których prawie 80% respondentów uważało, że dostęp do sieci Internet wpływa w dużym stopniu na jakość studiowania [Fejner 2003]. Niniejsza praca stanowi rozszerzenie i kontynuacje prowadzonych wcześniej badań. Celem przeprowadzonych badań było: • • • określenie poziomu wykorzystania przez studentów posiadanego sprzętu komputerowego oraz dostępu do zasobów internetowych, w szczególności w procesie kształcenia, zbadanie opinii studentów na temat przydatności technik informatycznych i Internetu w różnych obszarach, w szczególności związanych z nauką, ocena i porównanie umiejętności w zakresie wykorzystania technologii informacyjnych i Internetu przez studentów przed rozpoczęciem edukacji wyższej i w trakcie jej trwania. Materiał i metody Badaniami ankietowymi objęto 281 studentów studiów pierwszego stopnia Uniwersytetu Przyrodniczego w Lublinie, którzy pozytywnie zaliczyli zajęcia z technologii informacyjnej. Ankietę wypełnili studenci następujących wydziałów: Agrobioinżynieria – 48 studentów, Biologii i Hodowli Zwierząt – 88 studentów, Inżynierii Produkcji – 80 studentów, Wydziału Ogrodniczego – 54 studentów oraz Agrobiznes – w liczbie 11 studentów. 40 Ocena wykorzystania technologii informatycznych i internetu... Ankieta zawierała pytania pogrupowanie w następujące bloki dotyczące: • • • częstotliwości korzystania z komputera i zasobów internetowych przez studentów, w szczególności w studiowaniu, przydatności technik informatycznych i Internetu w studiowaniu, badaniach naukowych, życiu codziennym i zawodowym, oceny umiejętności ( w zakresie od 1 do 6) w zakresie edycji tekstu, wykonywaniu obliczeń oraz korzystania z zasobów internetowych przez studentów przed rozpoczęciem edukacji wyższej i w trakcie jej trwania. Zebrane dane poddano selekcji pod względem kompletności informacji, a następnie dokonano ich analizy wykorzystując metody tabelaryczne i statystyczne. Wyniki i dyskusja W badaniu uczestniczyło 142 kobiety i 139-ciu mężczyzn. Z terenów wiejskich pochodziło 53% osób (149), a z miasta 47% (132). 84% ankietowanych (237) legitymowało się wykształceniem ogólnym, a tylko 16% (44) miało wykształcenie techniczne. Pozytywnym jest małe zróżnicowanie wiekowe wśród studentów. Aż 165 studentów było w wieku 18–20 lat, a 116 osób było starszych. Pośród badanych tylko 50 osób (18%) zamieszkiwało w domu studenckim natomiast na stancjach aż 127 studentów (45%), a 104 (37%) w domu rodzinnym. Zastanowienia wymaga fakt podjęcia pracy przez aż 81 studentów (29%), z czego 46 pracowało dorywczo, a 35 na stałe. Nie pracowało 200 studentów (71%). Zgodnie z oczekiwaniem zdecydowana większość ankietowanych posiadała komputer, mianowicie aż 267, co stanowiło 95% ogółu. Posiadanie własnego komputera miało istotny wpływ na częstotliwość korzystania z niego. Mianowicie, aż 91% studentów (256) zadeklarowało, że codziennie korzysta z komputera, 6,5% (18) korzysta kilka razy w tygodniu, a rzadziej tylko 2,5% (7). Posiadanie i częstotliwość użytkowania sprzętu komputerowego w naturalny sposób przeniosło się bezpośrednio na korzystanie z Internetu, ponieważ, aż 92,5% ankietowanych (260) stwierdziło, że robi to codziennie, kilka razy w tygodniu 5% (14), a pozostali, stanowiący tylko 2,5% (7) rzadziej (tabela 1). 41 Agnieszka Kamińska, Kamila Klimek korzystanie z komputera Liczba odp. 256 Struktura w % 91,10% Liczba odp. 260 korzystanie z Internetu poza zajęciami na uczelni Struktura w % 92,53% 99 do poszukiwania Liczba odp. informacji związanymi ze studiami Struktura w % 35,23% 54 do poszukiwania Liczba odp. informacji związanym z orgaStruktura w % 19,22% nizacją studiów nie korzystam rzadziej raz w tygodniu kilka razy w tygodniu Wyszczególnienie codziennie Tab. 1. Częstotliwość korzystania z komputera i Internetu przez studentów. 18 4 3 0 6,41% 1,42% 1,07% 0,00% 14 5 2 0 4,98% 1,78% 0,71% 0,00% 143 27 11 1 50,89% 9,61% 3,91% 0,36% 110 48 64 5 39,15% 17,08% 22,78% 1,77% Źródło: obliczenia własne na podstawie ankiet. Zauważyć należy bardzo pozytywny trend w postaci wykorzystania Internetu do poszukiwania informacji związanych z szeroko rozumianym studiowaniem, w szczególności z organizacją studiów. Większość ankietowanych robiła to przynajmniej kilka razy w tygodniu – 86% (242) w celu zasięgnięcia informacji związanych ze studiami, a ponad 58% (164) w sprawach organizacyjnych (tab. I). Tab. 2. Ocena przydatności komputerów. Wyszczególnienie niezbędne przydatne czasami przydatne nieprzydatne Liczba odp. 176 96 9 0 Struktura w % 62,63% 34,17% 3,20% 0,00% Liczba odp. 178 85 14 4 Struktura w % 63,35% 30,25% 4,98% 1,42% w życiu codzi- Liczba odp. ennym Struktura w % 124 131 22 4 44,13% 46,62% 7,83% 1,42% W studiowaniu w badaniach naukowych 42 Ocena wykorzystania technologii informatycznych i internetu... w pracy zawo- Liczba odp. dowej Struktura w % 136 114 22 9 48,40% 40,57% 7,83% 3,20% Źródło: obliczenia własne na podstawie ankiet. Przydatność komputera i Internetu w studiowaniu, badaniach naukowych, życiu codziennym i zawodowym została oceniona przez studentów bardzo pozytywnie. Ponad 90% respondentów uznała, że zarówno komputer jak i Internet są co najmniej przydatne do każdego z wymienionych celów. Należy zauważyć, że ponad połowa ankietowanych uznała je za niezbędne zarówno w studiowaniu jak i badaniach naukowych. Szczegółowe wyniki zestawiono w tab. II i tab. III. Tab. 3. Ocena przydatności Internetu. niezbędne przydatne czasami przydatne nieprzydatne Liczba odp. 190 88 3 0 Struktura w % 67,62% 31,32% 1,06% 0,00% Liczba odp. 159 106 11 5 Struktura w % 56,58% 37,72% 3,92% 1,78% 170 100 10 1 60,50% 35,59% 3,56% 0,35% 129 122 24 6 45,91% 43,42% 8,54% 2,13% Wyszczególnienie W studiowaniu w badaniach naukowych Liczba odp. w życiu codziennym Struktura w % w pracy zawo- Liczba odp. dowej Struktura w % Źródło: obliczenia własne na podstawie ankiet. W tab. IV zestawiono podstawowe charakterystyki dla wystawionych sobie ocen przez studentów w zakresie edycji tekstu, wykonywaniu obliczeń oraz korzystania z zasobów internetowych przed rozpoczęciem edukacji wyższej i w trakcie jej trwania. Wynika z niej, że ankietowani oceniają swoje umiejętności w zakresie korzystania z Internetu bardzo dobrze. Jeszcze przed rozpoczęciem studiów ocenili się średnio na 4,75, a w czasie studiów 5,27. Połowa badanych wystawiła sobie ocenę co najmniej bardzo dobrą w obu momentach czasowych, a najczęściej wystawiana oceną była 6. Jeżeli chodzi 43 Agnieszka Kamińska, Kamila Klimek o umiejętności edytorskie i obliczeniowe studenci wystawili sobie niższe oceny. Przed rozpoczęciem studiów ich średnie oceny nie przekraczały 3, natomiast na chwile obecną, ich średnie oceny przekroczyły 4. Zauważyć należy, że umiejętności edytorskie zostały jednak ocenione wyżej – połowa ankietowanych wystawiła sobie ocenę co najmniej dobrą jeszcze przed rozpoczęciem studiów i była to też najczęściej powtarzająca się ocena. Natomiast w obszarze obliczeniowym ta ocena była o jeden stopień niższa. Na chwilę obecną, po zrealizowanych zajęciach z technologii informacyjnej, połowa studentów wystawiła sobie ocenę co najmniej bardzo dobrą i była to również najczęściej powtarzająca się nota. Tab. 4. Statystyki opisowe dla różnych zastosowań komputerów. Statystyki opisowe Zmienna Średnia Mediana Moda Liczebność mody Internet_przed 4,78 5,00 6,00 98 Internet_obecnie 5,27 5,00 6,00 131 edycja_przed 3,95 4,00 4,00 67 edycja_obecnie 4,76 5,00 5,00 96 obliczanie_przed 3,57 3,00 3,00 84 obliczanie_obecnie 4,47 5,00 5,00 104 Źródło: obliczenia własne na podstawie ankiet. Ponadto z analizy tab. IV wynika, iż studenci ocenili swoje obecne umiejętności wyżej w stosunku do ocen wystawionych przed rozpoczęciem studiów. W tab. V przedstawiono współczynniki korelacji R Spearmana i Tau Kendalla dla rozpatrywanych obszarów zastosowań, których wartości wskazują na wysoce istotne statystycznie korelacje dodatnie w każdym z analizowanych przypadków ( p-value < 0,01). Oznacza to, iż umiejętności edytorskie, obliczeniowe oraz w zakresie poruszania się w środowisku internetowym przez studentów należy uznać stastystycznie za istotnie lepsze w stosunku do okresu poprzedzającego edukacje wyższą. 44 Ocena wykorzystania technologii informatycznych i internetu... Tab. 5. Wartości współczynników korelacji dla różnych zastosowań komputerów. Zastosowanie komputera R Spearman Poziom p Tau Poziom p p-value Kendalla p-value Internet_przed & Internet_obecnie 0,75 <0,01 0,69 <0,01 edycja_przed & edycja_obecnie 0,76 <0,01 0,69 <0,01 obliczenia_przed & obliczenia_obecnie 0,69 <0,01 0,61 <0,01 Źródło: obliczenia własne na podstawie ankiet. Wnioski Przeprowadzone badania wykazały wysoką przydatność i powszechność korzystania ze sprzętu komputerowego i zasobów internetowych przez studentów studiów przyrodniczych. Ponad 90% respondentów tak uznała w obszarze szeroko pojętego studiowania, badaniach naukowych, życiu codziennym i zawodowym, a więcej niż połowa ankietowanych uznała je wręcz za niezbędne. Studenci ocenili bardzo dobrze swoje umiejętności w zakresie edycji tekstów, wykonywania obliczeń i poruszania się w sieci Internet, wystawiając sobie wyższe oceny w stosunku do okresu poprzedzającego rozpoczęcie studiów wyższych. Wykazano, iż należy je uznać za statystycznie istotnie lepsze w stosunku do okresu poprzedzającego edukacje wyższą. Literatura Feiner J. 2003. Metodyczne aspekty wykorzystania technologii informacyjnej i Internetu w procesie edukacyjnym AGH [online: http://winntbg.bg.agh. edu.pl/skrypty/0037/cz4-r39.pdf]. Lorencowicz E., Kocira S. 2009. Wykorzystanie komputerów i Internetu przez studentów studiów o profilu rolniczym. Inżynieria Rolnicza, nr 9 (118): 121–129. Wydawnictwo GUS. 2012. Wykorzystanie technologii informacyjno-telekomunikacyjnych w przedsiębiorstwach i gospodarstwach domowych w 2012 roku [online: www.stat.gov.pl/gus/5840_wykorzystanie_ict_PLK_ HTML.htm]. 45 Agnieszka Kamińska, Kamila Klimek dr Agnieszka Kamińska Katedra Zastosowań Matematyki i Informatyki Zakład Statystyki Matematycznej Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie e-mail: [email protected] mgr inż. Kamila Klimek Katedra Zastosowań Matematyki i Informatyki Zakład Statystyki Matematycznej Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie e-mail: [email protected] 46 Monika Nowak Dariusz Kwaśniewski EPISTEME 18/2013, t. 1 s. 47–57 ISSN 1895-2241 ZASOBY ZIEMI A WYKORZYSTANIE PROGRAMÓW ROLNO-ŚRODOWISKOWYCH W GOSPODARSTWACH EKOLOGICZNYCH LAND RESOURCES AND USING OF AGRIENVIRONMENTAL PROGRAMS IN ORGANIC HOLDINGS Abstrakt. W pracy przedstawiono wykorzystanie pakietów rolno-środowiskowych w aspekcie posiadanych zasobów ziemi, w wybranych gospodarstwach ekologicznych z certyfikatem. Badania przeprowadzono w 50 gospodarstwach położonych na terenie Polski południowej w województwie małopolskim, podkarpackim i świętokrzyskim. Roczne dopłaty bezpośrednie na gospodarstwo wynosiły średnio 8693,2 zł., natomiast dopłaty przyznane w ramach pakietu „Rolnictwo ekologiczne” to 7280,7 zł. W ogólnej strukturze subwencji dało to odpowiednio 46,6 i 42,5%, zaś najmniejszy udział przypadał na dotacje uzyskiwane z tzw. pozostałych pakietów rolnośrodowiskowych (10,9%). Słowa kluczowe: gospodarstwa ekologiczne, powierzchnia użytków rolnych, pakiety rolno-środowiskowe Summary. The paper presents the use of agri-environmental packages in terms of the resources of the earth, in selected certified organic farms. The study was conducted in 50 farms located in the southern Polish in the Malopolska province, Subcarpathian and Świętokrzyskie. Annual direct payments per farm averaged 8,693.2 zł., While subsidies granted under the package „Organic Farming” is 7280.7 zł. The overall structure of the subsidies it gave respectively 46.6 and 42.5%, while the smallest share fell to grants obtained from the so-called. other agri-environmental packages (10.9%). Key words: organic farms, agricultural area, agri-environmental packages 47 Monika Nowak, Dariusz Kwaśniewski Wstęp Produkcja ekologiczna w rolnictwie staje się coraz bardziej popularna, gdyż z jednej strony stymuluje ją zwiększająca się presja konsumentów, którzy oczekują żywności lepszej jakościowo, a z drugiej zachęty ekonomiczne w postaci dopłat [Sokół 2009, Malaga-Tobola 2012]. Jedną z możliwości dofinansowania produkcji ekologicznej jest wsparcie w ramach programów rolno-środowiskowych. Podobnie jak dopłaty bezpośrednie wsparcie w ramach programów, nie są uzależnione od wartości produkcji a jedynie od powierzchni użytków rolnych. Programy rolno-środowiskowe na lata 2004–2006 i 2007–2013 zawierają pięć niezmiennych pakietów: rolnictwo zrównoważone, rolnictwo ekologiczne, ochrona gleb i wód, strefy buforowe (poprzednio tworzenie stref buforowych) oraz ochrona lokalnych ras zwierząt gospodarskich. Utrzymanie łąk i pastwisk ekstensywnych zostało na lata 2007–2013 połączono w jeden pakiet o nazwie ekstensywne trwałe użytki zielone. Część wymogów tych pakietów zawiera się także we wprowadzonych dwóch nowych pakietach, którymi są: ochrona zagrożonych gatunków ptaków i siedlisk przyrodniczych poza i na obszarach Natura 2000. Nowym pakietem na lata 2007– 2013 był pakiet: zachowanie zagrożonych zasobów genetycznych roślin w rolnictwie [ekoportal.gov.pl] Programy strefowe cieszą się największym powodzeniem, ponieważ realizowane są w wydzielonych obszarach i zawężone do ściśle określonych celów, które związane są z ochroną różnorodności biologicznej [Niewęgłowska 2003]. Programy horyzontalne obejmują popularne działania, takie jak: rolnictwo ekologiczne, ochrona użytków zielonych, tworzenie stref buforowych, ochrona lokalnych ras zwierząt gospodarskich. Sumaryczne wydatki na nie są wyższe. Z kolei programy strefowe mają wyższe koszty administracyjne w przeliczeniu na hektar [Liro 2000]. Wsparcie finansowe dla gospodarstw ekologicznych stanowią przede wszystkim dopłaty do powierzchni upraw ekologicznych w ramach pakietu Rolnictwo ekologiczne. Aby uzyskać dopłaty w ramach programu rolno-środowiskowego, rolnik zobowiązany jest złożyć wniosek do Agencji Restrukturyzacji i Modernizacji Rolnictwa wraz z zaświadczeniem o posiadaniu statusu gospodarstwa w systemie 48 Zasoby ziemi a wykorzystanie programów rolno-środowiskowych produkcji ekologicznej (przyjętego do kontroli, w okresie przestawiania na produkcję ekologiczną lub z certyfikatem produkcji ekologicznej). Ponadto, rolnik jest zobowiązany do sporządzenia 5-letniego planu rolno-środowiskowego dla swojego gospodarstwa [Komorowska 2009]. Materiał i metody Celem pracy było przedstawienie otrzymywanych subwencji w ramach pakietów rolno-środowiskowych z jakich korzystali właściciele badanych gospodarstw ekologicznych z certyfikatem. Określono także procentowy udział poszczególnych pakietów w całkowitych dotacjach uzyskiwanych w badanych gospodarstwach na tle posiadanych zasobów ziemi. Zakresem badań objętych było 50 ekologicznych gospodarstw rolnych położonych na terenie województwa małopolskiego, podkarpackiego i świętokrzyskiego. Badania zostały wykonane w ramach grantu rozwojowego nr NR 12-0165-10 „Innowacyjne oddziaływanie techniki i technologii oraz informatycznego wspomagania zarządzania na efektywność produkcji w gospodarstwach ekologicznych”. Zebrane informacje uzyskano na podstawie wywiadu kierowanego przeprowadzonego z właścicielem gospodarstwa. Informacje dotyczyły roku 2011, a zebrane dane pozwoliły m.in. określić strukturę agrarną w badanych gospodarstwach. Gospodarstwa podzielono na cztery grupy ze względu na wielkość powierzchni użytków rolnych. I tak: w grupie obszarowej do 5 ha UR znalazło się 12 obiektów, w grupie od 5,01 do 10 ha – 17 obiektów, w grupie od 10,01 do 20 ha – 12 obiektów natomiast do grupy o powierzchni użytków rolnych powyżej 20,01 ha zaliczono 9 gospodarstw ekologicznych. Wyniki W tabeli 1 przedstawiono powierzchnię użytków rolnych w badanych gospodarstwach ekologicznych. Największą powierzchnię ogółem w badanych obiektach zajmowały trwałe użytki zielone (TUZ) (średnio 6,39 ha), przy średniej powierzchni gospodarstwa wynoszącej 12,48 ha. Na drugim miejscu znalazły się grunty orne (GO) – 5,61 ha, następnie sady – 0,44 ha i plantacje wieloletnie – 0,04 ha (tj. maliny, truskawki). 49 Monika Nowak, Dariusz Kwaśniewski Tab. 1. Powierzchnia użytków rolnych w gospodarstwach ekologicznych. Grupa gospodarstw do 5 ha 5,01 do10 ha 10,01 do 20 ha powyżej 20 ha Ogółem Parametr 18,3 19,9 58,4 GO Razem UR średnia 1,93 0,66 0,65 0,08 3,33 odch.stand. 1,40 0,64 0,94 0,14 1,01 średnia 4,22 1,97 0,68 0,04 6,90 odch.stand. 2,04 1,94 1,29 0,09 1,53 średnia 8,23 6,54 0,24 0,05 15,05 odch.stand. 5,93 5,91 0,71 0,14 3,33 średnia 9,64 22,16 – – 31,80 odch.stand. 7,47 8,25 – – 8,93 średnia 5,61 6,39 0,44 0,04 12,48 odch.stand. 5,24 8,99 0,96 0,11 10,86 GO 3,4 Powierzchnia użytków [ha] Plantacje TUZ Sady wieloletnie TUZ Sady 0,6 0,5 10,9 2,1 26,3 43,3 Plantacje wieloletnie 1,1 8,6 69,9 62,2 54,2 36,7 53,6 30,1 do 5 ha 5,01 do10 ha 10,01 do 20 ha powyżej 20 ha ogółem Rys. 1. Struktura użytków rolnych w badanych gospodarstwach ekologicznych [%]. W ogólnej strukturze użytków rolnych (rys. 1) grunty orne stanowiły 53,6%, przy 36,7%-owym udziale trwałych użytków zielonych. W grupie gospodarstw o powierzchni większej niż 20 ha aż 69,9% stanowiły trwałe użytki zielone, zaś grunty orne osiągnęły zaledwie 30,1%. W grupie tej nie występowały sady ani plantacje wieloletnie, co świadczy o kierunkowości produkcji w tych gospodarstwach. 50 Zasoby ziemi a wykorzystanie programów rolno-środowiskowych Charakterystykę struktury zasiewów w badanych gospodarstwach zamieszczono na rys. 2. W strukturze tej ocenianej ogółem dla 50 obiektów dominowały zboża – ponad 44,9%, następnie rośliny pastewne – 33,3%, warzywa, okopowe, natomiast najmniejszy udział przypadł na zioła, bo zaledwie 1,8% powierzchni. Gospodarstwa z grupy o powierzchni od 10,01 do 20 ha charakteryzowały się największą różnorodnością zasiewów. Zarówno ta grupa, jak i grupa gospodarstw o powierzchni powyżej 20 ha posiadała w swojej strukturze zasiewów znaczący udział roślin pastewnych odpowiednio 40,6% oraz 70,6%. 2,7 11,3 13,3 9,2 Zboża Okopowe 8,6 Pastewne 4,8 Warzywa 0,2 Zioła 9,2 14,5 22,6 10,3 40,6 1,8 70,6 33,3 8,8 63,4 do 5 ha 10,0 52,5 5,01 do10 ha 3,8 30,1 25,5 10,01 do 20 ha powyżej 20 ha 44,9 ogółem Rys. 2. Struktura zasiewów w badanych gospodarstwach ekologicznych [%]. W tabeli 2 przedstawiono warianty pakietu „Rolnictwo ekologiczne”, z których korzystali właściciele badanych gospodarstw ekologicznych, a w tabeli 3 pokazano ich strukturę. Wysokość dopłat zależy od tego czy gospodarze posiadają certyfikowane uprawy, a także od struktury użytków rolnych. I tak największa stawka dopłat z pakietu rolno-środowiskowego przeznaczonego dla gospodarstw ekologicznych przypadała uprawom rolniczym. Średnio było to 2847,5 zł·rok-1. Natomiast najmniejszą odnotowano dla upraw sadowniczych i jagodowych z certyfikatem i dla upraw zielarskich. Należy także nadmienić, że wysokość takich dopłat zmienia się rokrocznie ze względu na ilość składanych wniosków i powierzchni upraw deklarowanych przez rolników. 51 Monika Nowak, Dariusz Kwaśniewski Ogółem wysokość dopłat do powierzchni upraw ekologicznych z pakietu „Rolnictwo ekologiczne” w badanych obiektach wyniosła średnio 7280,7 zł·rok-1 na gospodarstwo. Mimo największego udziału TUZ w powierzchni użytków rolnych (tabela 1) – największą wartość dopłat średnio odnotowano dla upraw rolniczych, bo 2847,5 zł·rok-1 na gospodarstwo, co stanowiło 47,2% w strukturze. Uprawy sadownicze+jagodowe Razem 180,0 1170,2 3051,7 odch. stand. 936,3 112,0 179,2 623,5 1576,4 1226,9 średnia 2136,1 429,8 988,1 – 1594,0 4996,0 odch. stand. 1645,3 373,9 1353,6 – 3337,5 2724,1 średnia 3280,8 1449,9 1946,4 966,7 170,3 7814,1 odch. stand. 2961,2 1384,6 3059,1 3348,6 284,8 3741,4 średnia 5494,2 10849,0 180,6 – – 16523,8 odch. stand. 4892,3 15717,6 541,7 – – 14472,2 średnia 2847,5 2468,2 875,6 275,2 848,8 7280,7 odch. stand. 2992,0 7536,3 1810,3 1662,5 2128,4 7877,2 Uprawy zielarskie 176,1 Uprawy warzywnicze 88,5 Trwałe użytki zielone 1437,0 Uprawy rolnicze średnia Parametr Grupa obszarowa Tab. 2. Warianty dla pakietu „Rolnictwo ekologiczne” realizowane w ciągu roku, w przeliczeniu na gospodarstwo. [zł·rok-1] do 5 ha 5,01 – 10,00 ha 10,01 – 20,00 ha Pow. 20,00 ha Ogółem W tabeli 4 pokazano pakiety Krajowego Programu Rolno-środowiskowego 2007–2013 z których korzystano w badanych gospodarstwach ekologicznych. Były to dwa pakiety nazwane jako pozostałe: „Ochrona zagrożonych gatunków ptaków i ochrona siedlisk przyrodniczych na obszarach NATURA 2000” i „Zachowanie zagrożonych zasobów genetycznych zwierząt w rolnictwie”, a w nim wariant „Zachowanie lokalnych raz bydła”. Należy tutaj zaznaczyć, że w obiektach 52 Zasoby ziemi a wykorzystanie programów rolno-środowiskowych najmniejszych obszarowo (do 5 ha) nie realizowano tych pakietów. Ogółem gospodarstwo na rok otrzymywało średnio 4547,9 złotych z wymienionych powyżej pakietów. Pakiet, który przynosił największe korzyści finansowe właścicielom badanych gospodarstw związany był z wariantem „Zachowanie lokalnych ras bydła” – średnio dla wszystkich obiektów było to 4307,6 zł·rok-1. Gospodarstwa o powierzchni powyżej 10 ha otrzymały największe dopłaty z tego wariantu. Wynikało to głównie z charakteru prowadzonej produkcji, która nastawiona była na produkcję zwierzęcą (mleko, żywiec wołowy), przy dużych powierzchniach łąk i pastwisk i dużej obsadzie krów mlecznych. Tab. 3. Struktura wariantów dla pakietu „Rolnictwo ekologiczne” (wartości średnie). Grupa obszarowa Uprawy rolnicze Trwałe użytki zielone Uprawy warzywnicze Uprawy zielarskie Uprawy sadownicze+ jagodowe [%] do 5 ha 52,9 2,7 6,0 4,5 34,0 5,01 – 10,00 ha 47,3 13,8 20,1 – 18,8 10,01 – 20,00 ha 44,4 23,9 23,3 6,1 2,3 Pow. 20,00 ha 43,3 55,2 1,4 – – Ogółem 47,2 21,0 14,1 2,5 15,1 W tabeli 5 przedstawiono kwoty otrzymane z pakietów przeznaczonych wyłącznie dla produkcji ekologicznej, następnie z innych możliwych pakietów dostępnych horyzontalnie i strefowo oraz dopłaty bezpośrednie przysługujące każdemu gospodarstwu powyżej 1 ha użytków rolnych. I tak średnio dla badanych gospodarstw dopłaty bezpośrednie wynosiły 8693,2 zł na hektar na rok, natomiast dopłaty do ekologii związane również ze strukturą i powierzchnią użytków rolnych nieco mniej, bo 7280,7 złotych na gospodarstwo na rok. Strukturę dotacji, z których korzystali właściciele badanych obiektów pokazano na rysunku 3. W ogólnej strukturze subwencji główny składnik stanowiły dopłaty bezpośrednie – 46,6%, nieco mniej dotacje przyznane z pakietu „Rolnictwo ekologiczne” – 42,5%, zaś najmniejszy udział przypadł kwotom uzyskanym z pozostałych pakietów rolno-środowiskowych. 53 Monika Nowak, Dariusz Kwaśniewski Razem Zachowanie zagrożonych zasobów genetycznych zwierząt w rolnictwie (Wariant – zachowanie lokalnych ras bydła) Ochrona zagrożonych gatunków ptaków i ochrona siedlisk przyrodniczych na obszarach NATURA 2000 Parametr Grupa obszarowa Tab. 4. Pozostałe pakiety rolno-środowiskowe realizowane w badanych gospodarstwach. [zł·rok-1] do 5 ha 5,01 – 10,00 ha 10,01 – 20,00 ha Pow. 20,00 ha Ogółem średnia – – – odch. stand. – – – średnia – 1179,4 1179,4 odch. stand. – 2567,4 2567,4 średnia 761,0 5225,0 5986,0 odch. stand. 1898,6 8715,4 8493,0 średnia – 8993,3 8993,3 odch. stand. – 7129,4 7129,4 średnia 240,3 4307,6 4547,9 odch. stand. 1095,5 6821,4 6780,5 Jak wcześniej wspomniano, w grupie gospodarstw najmniejszych obszarowo nie odnotowano wykorzystywania pozostałych pakietów oprócz „Rolnictwa ekologicznego”. Natomiast najmniejszy udział w strukturze dotacji, związany z wykorzystaniem pozostałych pakietów pobieranych w ramach Krajowego Programu Rolno-środowiskowego, był charakterystyczny dla gospodarstw z grupy od 5,01 ha do 10,00 ha i wynosił 6,8%. Z kolei w przypadku dwóch grup gospodarstw największych – udział ten był porównywalny i wynosił odpowiednio 20,4 i 20,3%. Średnio dla badanych gospodarstw ekologicznych było to 10,9%. 54 Zasoby ziemi a wykorzystanie programów rolno-środowiskowych Tab. 5. Pakiety rolno-środowiskowe i dopłaty bezpośrednie. Grupa obszarowa Pakiet Rolnictwo ekologiczne Parametr Pozostałe Dopłaty pakiety rolno- bezpośrednie środowiskowe bez ONW Razem [zł·rok-1] do 5 ha 5,01 – 10,00 ha 10,01 – 20,00 ha Pow. 20,00 ha Ogółem średnia 3051,7 – 2539,4 5591,1 odch. stand. 1226,9 – 1260,3 2087,0 średnia 4996,0 1179,4 6022,6 12198,1 odch. stand. 2724,1 2567,4 2680,0 3647,2 średnia 7814,1 5986,0 11276,3 25076,4 odch. stand. 3741,4 8493,0 4231,9 7713,5 średnia 16523,8 8993,3 18498,4 44015,6 odch. stand. 14472,2 7129,4 6836,3 23191,4 średnia 7280,7 3456,4 8693,2 19430,3 odch. stand. 7877,2 6210,2 6737,5 17040,1 Pakiet - Rolnictwo ekologiczne Pozostałe pakiety rolno-środowiskowe Dopłaty bezpośrednie bez ONW 44,4 55,6 do 5 ha 49,4 45,8 45,3 6,8 20,4 20,3 33,8 34,3 10,01 do 20 ha powyżej 20 ha 43,8 5,01 do10 ha 46,6 10,9 42,5 ogółem Rys. 3. Struktura dotacji w gospodarstwach ekologicznych [%]. 55 Monika Nowak, Dariusz Kwaśniewski Wnioski Największe dotacje z których korzystali właściciele badanych gospodarstw ekologicznych w ramach programu rolno-środowiskowego i pakietu „Rolnictwo ekologiczne” były charakterystyczna dla wariantu – uprawy rolnicze. Natomiast najmniejsze przypadały dla wariantów – uprawy sadownicze i jagodowe z certyfikatem i uprawy zielarskie. Wśród tzw. pozostałych pakietów rolno-środowiskowych, które przynosiły największe korzyści finansowe właścicielom badanych gospodarstw, był pakiet „Zachowanie zagrożonych zasobów genetycznych zwierząt w rolnictwie”, a w nim wariant „Zachowanie lokalnych raz bydła”. Subwencje w tym przypadku wynosiły średnio 4307,6 zł·rok-1. Roczne dopłaty bezpośrednie na gospodarstwo wynosiły średnio 8693,2 zł., natomiast dopłaty przyznane w ramach pakietu „Rolnictwo ekologiczne” to 7280,7 zł. W ogólnej strukturze subwencji dało to odpowiednio 46,6 i 42,5%, zaś najmniejszy udział przypadał na dotacje uzyskiwane z tzw. pozostałych pakietów rolno-środowiskowych (10,9%). Literatura Komorowska D. 2009. Ekonomika produkcji ekologicznej w Polsce. Zeszyty Naukowe SGGW „Ekonomika i Organizacja Gospodarki Żywnościowej” Nr 73. Warszawa. s. 143–153. Liro A., 2000. Ochrona środowiska w rolnictwie. Fundacja Programów Pomocy dla Rolnictwa FAPA, Warszawa. Malaga-Toboła U. 2012. Wyposażenie techniczne wybranych gospodarstw ekologicznych ukierunkowanych na produkcję mleka. Inżynieria Rolnicza. Nr 2 (137). s. 185–192. Niewęgłowska G. 2003. Polski Program Rolno-środowiskowy na tle programów Unii Europejskiej. IERiGŻ, Komunikaty, raporty, ekspertyzy. Tom 490, Warszawa. Sokół J. 2009. Ekologiczne produkty zwierzęce jedną z ofert gospodarstw agroturystycznych. Zeszyty Naukowe Politechniki Białostockiej. Ekonomia i Zarządzanie 14. s. 111–120. ekoportal.gov.pl Dostęp02.02.2013:[www.ekoportal.gov.pl/opencms/opencms/ekoportal/warto_wiedziec_i_odwiedzic/artykuly/OchronaRoznorodnosciBiologicznejWsi.html]. 56 Zasoby ziemi a wykorzystanie programów rolno-środowiskowych mgr inż. Monika Nowak dr hab. inż. Dariusz Kwaśniewski Instytut Inżynierii Rolniczej i Informatyki Uniwersytet Rolniczy w Krakowie ul. Balicka 116B, 30–149 Kraków e-mail: [email protected] 57 Réka Tóth Miklós Daróczi EPISTEME 18/2013, t. 1 s. 59–66 ISSN 1895-2241 ZMIANA technicznych i ekonomicznych PARAMETRÓW traktorów i kombajnów w ostatnich dziesięcioleciach CHANGE OF TECHNICAL AND ECONOMIC PARAMETERS OF AGRICULTURAL TRACTORS AND HARVESTERS IN THE LAST FEW DECADES Abstrakt. W naszym artykule przedstawiono badania zmian głównych parametrów technicznych i ekonomicznych traktorów i kombajnów w ciągu ostatnich 20–25 lat. Badania przeprowadzono w kontekście gospodarki rolniczej na Węgrzech. Skupiamy się głównie na wydajności silnikowej i obszarowej maszyn, zużyciu paliwa i oleju, zmianie wymagań dotyczących naprawy i utrzymania techniki. Parametry ekonomiczne pokazują z kolei zmianę kosztów dotyczących użytkowania maszyn. Głównym celem badań jest pokazanie tendencji i skutków postępu technicznego poprzez analizy i obliczenia różnych parametrów technicznych i ekonomicznych techniki. Stwierdzono, że wydajność badanej techniki wzrosła, czemu jednak towarzyszy wzrost kosztów jej utrzymania. Pomimo wzrostu wydajności badanej techniki, zużycie paliwa i oleju nie wzrosło w stopniu znaczącym. Ilość czasu, wymagana do obsługi maszyn przy tym znacząco spadła. Słowa kluczowe: maszyny rolnicze, parametry techniczne, parametry ekonomiczne Summary. In our present study, the main technical and economic parameters and their change in the last 20–25 years of agricultural tractors and harvesters are examined, which are very determining regarding the output of Hungarian agriculture. We mainly focus on the engine and area performance of machines, fuel and oil consumption, requirements of repair and maintenance among the examined technical parameters. The economic parameters demonstrate the development of costs, and further costs regarding the use of machinery. The primary objective of this research is to emphasize the tendencies and effects of technical development by data analyses and calculations of different technical and economic indices. It can be stated, that the capacity of the machines increased the same as the costs. In spite of the growing of capacity, the fuel and oil utilization did not increased consumedly. The service time of all the examined machines decreased. Key words: agricultural machines, technical- economic parameters 59 Réka Tóth, Miklós Daróczi Introduction The terms of the agricultural machinery operation are altering because of the changes of the production’s conditions. The economic situation of the last few years resulted the remission of machine purchases, therefore the time usage of machines is increasing, but their utilization is decreasing, in this way the operational costs are increasing significantly. [Peszeki 2001] In the last few decades, the assortment of agricultural machines and the number of machine types increased significantly in Hungary, and their scope widened. [Németi 2003] The machines became more complicated, and the automation intensified. As a result of these and because of the significant inflation of the last years, the investment and operational cost increased notably. [Magó 2002] Materials and methods The performance of machines can be expressed with index numbers (for example working hours, working equivalents). In Hungary, the working hours are usually measured by shift hours. Shift hours contain the following elements: • basic time (machine in operation), • supplementary time (turning, work without production, time of technological service), • time of technical service, • loss of time (technological and technical errors), • other loss of time. From the working equivalents, the normal hectares (nha) are used for measuring the quantity of machine work in Hungary. The conversion factors of normal hectares are defined by four territorial categories, depending on the relief. The normal hectare unit means, that the tractors – in case of good technical conditions and equivalent load – fulfill one normal hectares machine works with ca. 9,5 liters (8,0 kg) of diesel oil consumption. So the calculation of normal hectares can be monitored easily for every agricultural works. The normal hectares • phrase the machinery work effectively fulfilled by tractors and engine, • are an index number, uniformly adaptable for every tractors and supplementary sectors, 60 Change of technical and economic parameters of agri-cultural tractors... • • are more precise than the working equivalents, can be measured by instruments. The prices of harvesters are different from the commercial price catalog. This means, that the price of the machine does not contain the price of the trimmer, because certain basic machines make different work operations with different adapters. The price of the basic machine contains only one or two adapters. [Gockler and Lakatos 1990] In order to be able to match the costs of the machines, the inflation is needed to be taken into consideration. The costs are annualized to 1990 by discounting with the measure of inflation of the certain years, so the costs can be compared. (1 EUR = 290 HUF) Results In our present paper, we examine two tractors and two harvesters to present the changes of technical and economical parameters. In some cases the model number of the machines changed because of the technical development, so another type was selected with similar engine efficiency. In selection of the type we made allowance for the available data. Technical parameters Examined tractors: John Deere 4650, K-701 Fuel [kg/ year] Oil [kg/ year] Service [wh/ year] Annual working hours [wh/ year] Annual normal hectares [nha/year] 1990 1995 2000 2005 2008 Engine efficiency [kW] Fig. 1. John Deere 4650 [Gockler and Lakatos 1990, 1995] [Gockler 2000, 2005, 2008]. 141 143 143 147 147 36130 32245 29667 30496 28400 538 484 445 457 426 570 540 540 540 540 2500 2200 2200 2200 2100 4525 4031 4031 4143 3859 61 Réka Tóth, Miklós Daróczi Fuel [kg/ year] Oil [kg/year] Service [wh/ year] Annual working hours [wh/year] Annual normal hectares [nha/year] 1990 1995 2000 2005 2008 Engine efficiency [kW] Fig. 2. K-701 [Gockler and Lakatos 1990, 1995] [Gockler 2000, 2005, 2008]. 203 224 220 257 257 39586 45920 45100 52684 52684 1504 1240 1218 1422 1422 900 760 760 760 760 2000 2000 2000 2000 2000 4925 5740 563 6586 6586 The engine efficiency increased in both machines. In case of John Deere tractor ~20%, while in case of K-701 ~27% growth can be observed. In spite of the growth of engine efficiency, the fuel consumption decreases with ~22% by John Deere, while increases ~33% by K-701. At the same time, examining the fuel consumption according to one nha, we can observe minimal decrease. The yearly utilization of oil is showing a decreasing trend as well: ~21% decrease by John Deere, and ~5% by K-701. With the development of engineering, the service time is decreasing: ~5% by John Deere and ~17% by K-701. The annual working hours are static by K-701 tractor, while between 1990 and 1995 decreased about 10% by John Deere, and after that the value is almost static. Examined harvesters: Claas Dominator 108, DON 1500 62 Fuel [kg/ year] Oil [kg/year] Service [wh/ year] Annual working hours [wh/ year] Annual normal hectares [nha/year] 1990 1995 2000 2005 2008 Engine efficiency [kW] Fig. 3. Claas Dominator 108 [Gockler and Lakatos 1990, 1995] [Gockler 2000, 2005, 2008]. 151 163 163 163 163 8154 7335 6748 6748 7423 204 183 169 169 186 770 640 640 640 640 600 500 500 500 600 1019 917 648 917 1009 Change of technical and economic parameters of agri-cultural tractors... Fuel [kg/ year] Oil [kg/year] Service [wh/ year] Annual working hours [wh/year] Annual normal hectares [nha/year] 1990 1995 2000 2005 2008 Engine efficiency [kW] Fig. 4. DON 1500 [Gockler and Lakatos 1990, 1995] [Gockler 2000, 2005, 2008]. 162 162 185 185 185 5184 5184 5920 5920 7400 156 156 178 178 222 900 700 710 710 710 400 400 400 400 500 648 648 740 740 925 The engine efficiency increases in both machines: in case of Claas Dominator ~8%, while in case of DON 1500 ~15% growth can be observed. In spite of the growth of engine efficiency, the fuel consumption decreases with ~9% by Claas Dominator, while increases ~43% by DON 1500. At the same time, examining the fuel consumption referring to one nha, we can observe minimal decrease. The yearly utilization of oil is showing changing trend: ~9% decrease by Claas Dominator, and ~42% increase by DON 1500. With the development of engineering, the service time is decreasing: ~14% by Claas Dominator and ~21% by DON 1500. The annual working hours are decreased in 1995, then in 2008 it grew to the same value in 1990, while it increased ~43% by DON 1500. Economical parameters Tractors Fig. 5. John Deere 4650 [Gockler and Lakatos 1990, 1995] [Gockler 2000, 2005, 2008]. 1990 1995 2000 2005 2008 Investment cost [EUR] Fuel and oil [EUR/ year] Service costs [EUR/ year] 12 414 16 658 20 540 16 146 22 016 2 566 3 814 4 342 3 842 3 875 1 430 1 607 2 190 2 666 2 430 63 Réka Tóth, Miklós Daróczi Fig. 6. K-701 [Gockler and Lakatos 1990, 1995] [Gockler 2000, 2005, 2008]. 1990 1995 2000 2005 2008 Investment cost [EUR] 4 973 8 811 12 390 13 864 13 479 Fuel and oil [EUR/year] 2 921 5 471 6 684 6 769 7 230 Service costs [EUR/year] 2 137 2 147 2 874 3 977 3 789 In the examination of investment increasing costs can be observed. The price of John Deere tractor increased with ~77%, while the price of K-701 grew with ~170%. Although the quantity of utilized fuel and oil decreased, their cost pretends significant increasing: ~51% by John Deere tractor, and ~140% by K-701 tractor. The service costs grew as well: ~70% by both tractors. Harvesters Fig. 7. Claas Dominator 108 [Gockler and Lakatos 1990, 1995] [Gockler 2000, 2005, 2008]. 1990 1995 2000 2005 2008 Investment cost [EUR] 14 776 18 132 20 615 20 510 19 941 Fuel and oil [EUR/year] 594 882 1 010 883 1 041 Service costs [EUR/year] 1 315 1 815 2 473 2 511 2 871 Fig. 8. DON 1500 [Gockler and Lakatos 1990, 1995] [Gockler 2000, 2005, 2008]. 1990 1995 2000 2005 2008 64 Investment cost [EUR] 4 490 6 551 8 428 9 033 8 782 Fuel and oil [EUR/year] 377 621 883 768 1 041 Service costs [EUR/year] 879 1 082 1 685 1 711 2 038 Change of technical and economic parameters of agri-cultural tractors... In the examination of investment increasing costs can be observed in the case of harvesters too. The price of Claas Dominator increased with ~35%, while the price of DON 1500 grew with ~96%. Although the quantity of utilized fuel and oil decreased, their cost pretends significant increasing: ~75% by Claas Dominator, and ~176% by DON 1500. The service costs increased as well: ~118% by Claas Dominator, ~123% by DON 1500. Conclusion In our present study, the main technical and economic parameters and their change in the case of agricultural tractors and harvesters were examined. We mainly focused on the engine and area performance of machines, utilization of fuel and oil, requirements of repair and maintenance among the examined technical parameters. The economic parameters demonstrate the increase of investment, and further costs regarding to the use of machinery. It can be stated, that the capacity of the machines increased as much as the costs. In spite of the growing of capacity, the fuel and oil utilization did not increased consumedly. The service time decreased at all examined machines. References Gockler L. Lakatos I. 1990. Mezőgazdasági gépek ára és üzemeltetési költsége 1990-ben. MÉM Műszaki Intézet. Gockler L. Lakatos I. 1995. Mezőgazdasági gépek ára és üzemeltetési költsége 1995-ben. FVM Műszaki Intézet. Gockler L. 2000. Mezőgazdasági gépek ára és üzemeltetési költsége 2000-ben. FVM Műszaki Intézet. Gockler L. 2005. Mezőgazdasági gépek ára és üzemeltetési költsége 2005-ben. FVM Mezőgazdasági Gépesítési Intézet. Gockler L. 2008. Mezőgazdasági gépek ára és üzemeltetési költsége 2008-ban. FVM Mezőgazdasági Gépesítési Intézet. Magó L. 2002. A minimális használati költségű szántóföldi erőgéprendszer kialakításának elvi és módszertani összefüggései. Doktori (PhD) értekezés. Szent István Egyetem. Gödöllő. 157 p. 65 Réka Tóth, Miklós Daróczi Németi L. 2003. A magyar agrárgazdaság az ezredfordulón. Szaktudás Kiadó Ház. Budapest. Peszeki Z. 2001. A magyar mezőgazdaság technikai erőforrásainak vizsgálata a 90-es években. PhD értekezés. Szent István Egyetem. Gödöllő. 157 p. Réka Tóth Szent István University, Hungary e-mail: [email protected] dr. Miklós Daróczi Szent István University, Hungary e-mail: [email protected] 66 B. GEODEZIA ARGRARNA I GOSPODARKA PRZESTRZENI Maria Zygmunt Ewa Podczaszy EPISTEME 18/2013, t. 1 s. 69–78 ISSN 1895-2241 MOŻLIWOŚCI WYKORZYSTANIA TECHNOLOGII NAZIEMNEGO SKANINGU LASEROWEGO W REWITALIZACJI ZESPOŁÓW DWORSKO-PARKOWYCH NA PRZYKŁADZIE FRAGMENTU PARKU DUCHACKIEGO W KRAKOWIE POSSIBILITY OF USING TERRESTRIAL LASER SCANNING TECHNOLOGY IN THE REVITALIZATION OF A PARK AND MANOR COMPLEX AS EXEMPLIFIED BY A PORTION OF PARK DUCHACKI IN KRAKOW Abstrakt. Naziemny skaning laserowy to nowoczesna technologia, pozwalającą na automatyczne pozyskanie olbrzymiej ilości obserwacji, w postaci chmury punktów. W ostatnich latach technologia ta stała się jedną z najczęściej wykorzystywanych metod pozyskiwania danych dla różnorodnych zastosowań. W dalszym ciągu prowadzone są liczne badania, mające na celu poszerzenie zakresu jej przydatności. Na szczególną uwagę zasługuje idea wdrożenia skaningu laserowego do procesu rewitalizacji, pełniącego ważną rolę w kreowaniu przestrzeni krajobrazowej. W artykule zaprezentowano badania nad możliwością zastosowania skanowania w tym procesie. Prace wykonane na fragmencie Parku Duchackiego w Krakowie dowiodły, że nowoczesna technologia, przenosząca cały zeskanowany obszar do wirtualnej przestrzeni, może znaleźć zastosowanie niemal we wszystkich etapach rewitalizacji zespołów dworsko – parkowych, wzbogacając stosowane dotychczas w tym procesie techniki. Słowa kluczowe: chmura punktów, rewitalizacja parków, projektowanie Summary. Terrestrial laser scanning is an advanced technology that allows for automatic acquisition of significant numbers of observations in the form of a point cloud. In recent years, the technology has become one of the most widely used methods of collecting data for a variety of applications. Still, numerous studies are being conducted with a view to broadening the scope of its utilization. Particularly noteworthy is the implementation of the idea of laser scanning to the process of revitalization which plays an important role in shaping the landscape. The paper presents research on the application of the scanning process. The work performed on a fragment of Park Duchacki in Krakow has shown that modern technology, transferring the whole scanned area to the virtual space, can be used at almost all stages of the revitalization of park and manor areas, adding to the previously used methods in the process. Key words: point cloud, revitalization of parks, design 69 Maria Zygmunt, Ewa Podczaszy WSTĘP Rewitalizacja polega na ożywieniu, ponownym zdefiniowaniu atrakcyjności miejsca poprzez funkcjonalne i estetyczne korekty, które zaowocują zwiększeniem witalności przestrzeni [Zieliński 2011]. W dobie nadmiernej urbanizacji i „pochłaniania” terenów zielonych, proces ten pomaga chronić zespoły dworsko-parkowe o szczególnych walorach przyrodniczo-kulturowych, jak również jest sposobem przywrócenia im dawnej świetności. Naziemny skaning laserowy to nowoczesna technologia, umożliwiająca precyzyjny pomiar obiektów przestrzennych, poprzez wyznaczenie współrzędnych punktów, od których odbita została wiązka lasera. Pomiar przebiega automatycznie, z prędkością kilkuset tysięcy punktów na sekundę, dostarczając w bardzo krótkim czasie dużej liczby obserwacji w postaci tzw. „chmury punktów” [Boehler i Marbs 2003]. Możliwości technologii skanowania laserowego spowodowały, że w ostatnich latach stała się ona jedną z najczęściej wykorzystywanych metod pozyskiwania danych dla różnorodnych zastosowań. W dalszym ciągu prowadzone są liczne badania, mające na celu poszerzenie zakresu jej przydatności. Na szczególną uwagę zasługuje idea wdrażania skaningu do złożonego procesu rewitalizacji zespołów parkowo–dworskich, będącego zbiorem działań z zakresu geodezji, leśnictwa, architektury i planowania przestrzennego, co umożliwi wykorzystanie potencjału tej metody na wielu płaszczyznach. Technologię skanowania laserowego z powodzeniem zaadoptowano już do pomiaru drzew i drzewostanów [Tompalski 2009, Wężyk i in. 2009 ]. Metoda ta sprawdziła się również w geodezji [Gielsdorf i in. 2008], architekturze i ochronie zabytków [Genechten i Schuermans 2009]. Artykuł prezentuje wyniki badań nad zastosowaniem chmury punktów w inwentaryzacji geodezyjno-dendrologicznej założenia parkowego, w procesie wspomagania decyzji planistycznych oraz realizacji wstępnej koncepcji rewitalizacji. Prace badawcze wykonano dla fragmentu Parku Duchackiego w Krakowie. Do analiz wykorzystano skany oraz dane referencyjne pozyskane w ramach praktyk terenowych realizowanych przez studentów kierunku Architektura Krajobrazu na Uniwersytecie Rolniczym w Krakowie. 70 Możliwości wykorzystania technologii naziemnego skaningu laserowego... MATERIAŁ I METODY Teren badań stanowił fragment Parku Duchackiego w Krakowie, który położony jest w rejonie ulicy Estońskiej, w miejscu dawnego XV-wiecznego folwarku klasztornego zakonu Duchaków. Przekształcony na zespół dworsko–parkowy folwark, to miejsce wyróżniające się osobliwą kompozycją przestrzenną oraz swoistym charakterem stworzonym przez naturalność występującej tam roślinności. Dwór wraz z otoczeniem figuruje w gminnej ewidencji obiektów zabytkowych i jest najstarszym założeniem parkowym Krakowa. W obrębie obszaru badawczego zostały zachowane elementy kompozycyjne założenia oraz starodrzew, który od lat niepielęgnowany zatracił swoją pierwotną formę. Projekt rewitalizacji poprzedza dokładny opisu stanu istniejącego. Inwentaryzację obszaru badawczego zrealizowano technologią naziemnego skaningu laserowego. W celu pozyskania danych referencyjnych przed skanowaniem, teren parku pomierzono metodami tradycyjnymi. Pomiar szczegółów sytuacyjnych wykonano tachimetrem Topcon GTS 105N, w oparciu o osnowę szczegółową III klasy. Natomiast dane biometryczne drzew pomierzono za pomocą taśmy pomiarowej i wysokościomierza. Naziemne skanowanie laserowe fragmentu parku wykonano instrumentem fazowym Faro Focus3D, charakteryzującym się wysoką dokładnością pomiaru oraz znacznym polem widzenia (360°×305°). Dane pozyskano z 10 stanowisk (Ryc. 1), w trybie pracy ¼ pełnej rozdzielczości instrumentu. Jako punkty wiążące skany wykorzystano sztuczne obiekty w postaci jednoznacznie identyfikowalnych w chmurze kul referencyjnych o średnicy 14.5 cm (Ryc. 1). a) b) Ryc. 1. Lokalizacja stanowisk i kul referencyjnych (a), rozkład kul na pierwszym skanie (b) 71 Maria Zygmunt, Ewa Podczaszy Otrzymane technologią naziemnego skaningu laserowego dane poddano wstępnej obróbce w oprogramowaniu Faro SCENE 5.0. Opracowanie skanów rozpoczęto od eliminacji punktów odstających. Za pomocą automatycznych filtrów skutecznie oczyszczono chmury z szumów pomiarowych. Następnie znajdujące się we własnych układach współrzędnych, o początku w centrum urządzenia, nie pozostające ze sobą w relacjach przestrzennych skany, zorientowano i połączono w jedną chmurę punktów, w oparciu o rozmieszczone w terenie kule referencyjne. Rejestracje przeprowadzono z błędem średnim RMS=4 mm. W wyniku czego wszystkie zeskanowane punkty otrzymały współrzędne we wspólnym, lokalnym układzie skanu nr. 1. Wstępnie opracowana chmura, składająca się z milionów punktów, gdzie błąd położenia każdego z nich w przestrzeni stanowi wielkość rzędu kilku milimetrów, okazała się nieocenionym źródłem informacji przestrzennej. Wykonane na niej obserwacje, nazywane pomiarami wirtualnymi, pozwoliły na dokładną inwentaryzację założenia (Ryc. 2). Dostępne w oprogramowaniu SCENE narzędzia pomiarowe umożliwiły pozyskanie wybranych danych biometrycznych drzewostanu. Mierząc odległości pomiędzy odpowiednio wskazanymi punktami wyznaczono wysokości drzew oraz określono zasięgi rzutów ich koron. Pomiar pierśnic drzew przeprowadzono półautomatycznie. Wpasowując walce we fragmenty pni drzew, otrzymano informacje o ich średnicy. Dostępne narzędzia pomiarowe pozwoliły również na odczytanie współrzędnych X, Y, Z dowolnie wybranego punktu chmury. Transformacja danych do układu 2000, w oparciu o pomierzone technologią RTK, za pomocą odbiornika Ryc. 2. Wirtualne pomiary na chmurze punktów 72 Możliwości wykorzystania technologii naziemnego skaningu laserowego... Topcon GR-3, z wykorzystaniem systemu ASG-EUPOS, współrzędne punktów dostosowania, umożliwiła pozyskanie informacji przestrzennych w przyjętym układzie odniesienia. Przekształcając zespół dworsko-parkowych należy, w myśl ogólnej zasady zgodnej z ekologiczną teorią projektowania, szukać idei w miejscu, wykorzystując zastane zasoby, a nie dostosowywać miejsce do idei [Wolski 2006]. Technologia skanowania laserowego przenosząca cały pomierzony teren do wirtualnej rzeczywistości, dostarczająca informacji o jego rzeczywistych współrzędnych, umożliwiła opracowanie wstępnej koncepcji rewitalizacji parku według powyższej zasady. Integrując chmurę punktów z wykonanymi przez kamerę cyfrową skanera zdjęciami uzyskano realistyczną wizualizację parku, którą wykorzystano do podejmowania decyzji planistycznych. Wstępne założenia do projektu rewitalizacji fragmentu Parku Duchackiego wykonano w programie AutoCAD wraz z nakładką Pointools Model, która umożliwiła pracę z dużą ilością danych zarejestrowanych technologią skaningu w przystosowanym do projektowania środowisku, rozszerzając jego standardowe narzędzia o dodatkowe funkcje. Dysponując danymi w skali 1:1, o znanych rzeczywistych współrzędnych i naturalnej barwie, za pomocą prostych zabiegów ukształtowano istniejący fragment przestrzeni (Ryc. 3). Na chmurze punktów dokonano wirtualnej wycinki istniejących drzew i przeprowadzono modyfikacje ich koron. Doprojektowano obiekty tzw. małej architektury oraz zasadzono nowe drzewa, dokonując przy tym natychmiastowej oceny wizualnej uzyskanych efektów. Ryc. 3. Tworzenie szybkich koncepcji projektowych na chmurze punktów 73 Maria Zygmunt, Ewa Podczaszy WYNIKI I DYSKUSJA Dokładność chmury punktów jako bazy danych o sytuacyjno– wysokościowym rozmieszczeniu obiektów zbadano za pomocą różnic położenia 25 punktów (4 narożników budynku, 6 krawędzi chodnika, 2 studzienek kanalizacyjnych i 13 drzew), wyznaczonych w oparciu o współrzędne pomierzone tachimetrem i odczytane z chmury punktów. Średnia różnica położenia wyniosła 0.12 m, przy odchyleniu standardowym równym 0.19 m. Na zlokalizowanych w pobliżu stanowisk narożnikach dworku, studzienkach i krawędziach chodnika, występowały tylko subcentymetrowe rozbieżności. Natomiast w wyniku nie zawsze właściwego pomiaru tachimetrycznego środków drzew oraz zmniejszającej się gęstości punktów chmury wraz ze wzrostem odległości od instrumentu, rozbieżności w lokalizacji drzew położonych najdalej od skanera przekraczały 0.20 m. Uzyskane dokładności uznano jednak za wystarczające do odpowiedniego zinwentaryzowania terenu w procesie rewitalizacji. Z chmury punktów pozyskano również dane biometryczne 15 drzew. Najdokładniej wyznaczone zostały pierśnice, które w stosunku do pomiarów referencyjnych różniły się średnio o 0.025 m, przy odchyleniu standardowym równym 0.042 m. Wirtualne pomiary wysokości drzew wykonano ze średnią różnicą 0.65 m i odchyleniem standardowym 1.49 m. Uzyskane rozbieżności w stosunku do danych referencyjnych wynikały przede wszystkim z trudności w określeniu lokalizacji wierzchołków drzew. Na chmurze punktów wyznaczono również szerokości koron, uzyskując średnią dokładność na poziomie 0.28 m przy odchyleniu różnic 0.67 m. Znaczne różnice w tym wypadku wynikały z dużego zagęszczenia drzewostanu i wzajemnego przesłaniania się gałęzi. Mimo występujących rozbieżności pomiary wykonane technologią skaningu uznano za wysoce zadowalające. Technologia ta uważana jest powszechnie za znacznie dokładniejszą od metod tradycyjnie stosowanych w leśnictwie [Tompalski 2009]. Chmura punktów przenosząca cały obszar do wirtualnej przestrzeni pozwoliła na dowolne kształtowanie terenu parku. Natychmiastowa ocena wizualna uzyskanych efektów oraz możliwość uniknięcia ewentualnych kolizji pomiędzy istniejącymi i nowo projektowanymi elementami czynią ją bezkonkurencyjną w procesie podejmowania decyzji planistycznych. Wykonana technologią skaningu 74 Możliwości wykorzystania technologii naziemnego skaningu laserowego... laserowego koncepcja rewitalizacji umożliwiła wydobycie charakteru i układu przestrzennego obszaru oraz pozwoliła połączyć niezwykłe walory przyrodniczo-kompozycyjne terenu ze współczesnymi potrzebami, potwierdzając tym samym przydatność tej metody w pracach projektowych. Dodatkowo za pomocą aplikacji „TrueView”, wykonany na chmurze punktów wstępny projekt rewitalizacji można udostępnić wszystkim zainteresowanym poprzez przeglądarkę internetową, pozwalając na przeprowadzenie konsultacji społecznych z przyszłymi lub aktualnymi użytkownikami terenu. Wstępna koncepcja wykonana technologią skaningu może posłużyć również jako podkład projektowy. Zastosowanie tradycyjnych oprogramowań wraz z specjalistycznymi nakładkami, które rozszerzą zakres zastosowania tych aplikacji o bezpośrednią obsługę chmur punktów, umożliwia na podstawie tak opracowanej wstępnej koncepcji, dokładne wymodelowanie geometrii istniejących obiektów, ich odnowienie oraz skomponowanie z doprojektowanymi elementami. WNIOSKI W pracy, na przykładzie fragmentu Parku Duchackiego, zbadano możliwość zastosowania technologii naziemnego skaningu laserowego w procesie rewitalizacji zespołów dworsko–parkowych. Nowoczesna metoda pomiarowa okazała się przydatna zarówno na etapie opisu stanu istniejącego jak i w pracach projektowych. Otrzymane wyniki potwierdziły wysoką dokładność tej metody w inwentaryzacji. Technologia ta sprawdziła się zarówno w pomiarze cech biometrycznych zadrzewienia jak i w sytuacyjno-wysokościowym rozmieszczeniu obiektów. Wstępnie opracowana chmura punktów, obrazująca stan istniejący fragmentu parku, okazała się także doskonałym narzędziem wspomagającym procesy planistyczne. Na podstawie pozyskanych skanerem danych ukształtowano istniejący fragment przestrzeni, tworząc szybką koncepcje projektową. Chmurę punktów, wraz z danymi geodezyjnymi, potraktowano jako bazę do opracowania wstępnego projektu zagospodarowania, przedstawiającego badany teren w nowej, ożywionej formie (Ryc. 4). Prace wykonane na fragmencie Parku Duchackiego w Krakowie dowiodły, że nowoczesna technologia, przenosząca cały zeskanowany obszar do wirtualnej przestrzeni, może znaleźć zastosowanie w głównych etapach rewi75 Maria Zygmunt, Ewa Podczaszy talizacji zespołów dworsko – parkowych, wzbogacając stosowane dotychczas w tym procesie techniki. Ryc. 4. Wstępny projekt zagospodarowania fragmentu parku. BILBLIOGRAFIA Boehler W., Marbs A., 2003. 3D scanning instruments. Institute for Spatial Information and Surveying Technology. FH Mainz. University of Applied Sciences. Mainz. Gielsdorf F., Gruendig L., Milev I. 2008. Deformation analysis with 3D laser scaning. Of the 13th FIG Symposium on Deformation Measurement and Analysis. Lisbon. Genechten B., Schuermans L. 2009 Laserscanning for heritage documentation. Conservation News, 26: 727–737. 76 Możliwości wykorzystania technologii naziemnego skaningu laserowego... Tompalski P. 2009. Naziemny skaning laserowy w inwentaryzacji zieleni miejskiej na przykładzie plant w Krakowie. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, 20: 421–431. Wężyk P. Sroga R. Szwed P. Szostak M. Tompalski P. Kozioł K. 2009. Wykorzystanie technologii naziemnego skaningu laserowego w określaniu wybranych cech drzew i drzewostanów. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, 19: 447–458. Wolski P. 2006. Współczesny park miejski w Europie. Konferencja regionalna nt.: „Wizja Rozwoju Wojewódzkiego Parku Kultury i Wypoczynku im. Gen. Jerzego Ziętka”. Katowice. Zieliński M. 2011. Regeneracja czy rewitalizacja miejskiej przestrzeni publicznej? Przestrzeń i Forma, 15: 163–178. mgr inż. Maria Zygmunt Katedra Geodezji Uniwersytet Rolniczy w Krakowie ul. Balicka 253c, 30–198 Kraków e-mail: [email protected] mgr inż. Ewa Podczaszy Katedra Geodezji Rolnej, Katastru i Fotogrametrii Uniwersytet Rolniczy w Krakowie ul. Balicka 253c, 30–198 Kraków e-mail: [email protected] Opiekuni naukowi: dr hab. inż. Andrzej Kwinta, dr hab. inż. Wojciech Przegon prof. UR 77 Renata Urbańska EPISTEME 18/2013, t. 1 s. 79–86 ISSN 1895-2241 PROBLEMATYKA UJAWNIANIA DZIAŁKI EWIDENCYJNEJ NA OBSZARZE PAŃSTWOWEGO GOSPODARSTWA LEŚNEGO LASY PAŃSTWOWE THE ISSUE OF LAND PARCEL PRESENTING IN AREA OF THE STATE FOREST NATIONAL FOREST HOLDING Abstrakt. Celem badania była analiza spójności danych zawartych w katastrze nieruchomości oraz w branżowej ewidencji Państwowego Gospodarstwa Leśnego Lasów Państwowych, ze szczególnym uwzględnieniem przedstawiania działki ewidencyjnej. Przeanalizowano akty prawne regulujące prowadzenie katastru nieruchomości oraz gospodarki na obszarach leśnych oraz przepisy wewnętrzne PGL LP. Przeprowadzono analizę danych zawartych w katastrze nieruchomości oraz w branżowej ewidencji PGL LP w zasięgu wszystkich nadleśnictw.Określono nieprawidłowości występujące w katastrze nieruchomości prowadzonym na obszarach leśnych odnoszące się do podstawowego obiektu katastralnego jakim jest działka ewidencyjna. Zwrócono uwagę na niespójności z definicją działki zawartą w rozporządzeniu w sprawie ewidencji gruntów i budynków oraz nieprawidłowe oznaczenia numerów działek. Wskazano na konieczność jednoznacznego zdefiniowania zakresu danych katastralnych odnoszących się do obszarów leśnych. Słowa kluczowe: kataster nieruchomości, działka ewidencyjna Summary. The purpose of the study was the coherence analysis of data contained in the cadastre and in the forest industry records which is guided by The State Forest National Forest Holding. The main emphasis was put on the land parcels presentation. The applicable legal regulations connected with keeping the cadastre and forest industry records was analyzed. The cadastral and forest industry records data bases were examined in each State Forest Superintendencies. The irregularities occurring in cadastre on forest areas related to land parcels presentation was defined. The following issues will be described in the article: inconsistency with the land parcel definition contained in the Regulation of the land and buildings, failure to accuracy requirement for the boundary points, the incorrect designation of land parcels numbers. The necessity of defining unequivocal cadastral data range related to the forest areas was demonstrated. Key words: cadastre, land parcel 79 Renata Urbańska WSTĘP Ustawa z 1989 r. Prawo geodezyjne i kartograficzne narzuciła obowiązek prowadzenia katastru nieruchomości (ewidencji gruntów i budynków) w części dotyczącej lasów z uwzględnieniem przepisów o lasach (art. 20 ust. 3a). Głównym aktem prawnym regulującym zasady prowadzenia gospodarki leśnej, powiększania zasobów leśnych ich ochrony i zachowania oraz powiązania tych zasad z gospodarką narodową jest ustawa z dnia 28 września 1991 r. o lasach. Z ustawy wynika obowiązek prowadzenia ewidencji majątku Skarbu Państwa będącego w zarządzie Państwowego Gospodarstwa Leśnego Lasy Państwowe, natomiast szczegółowe zasady prowadzenia tej ewidencji branżowej zdefiniowane są w zarządzeniach i decyzjach wydawanych przez Dyrektora Generalnego Państwowego Gospodarstwa Leśnego Lasy Państwowe. W roku 2001 Dyrektor Generalny wydał zarządzenie nr 67 w dniu 17 lipca 2001 r. w sprawie sposobu ewidencjonowania lasów, gruntów i innych nieruchomości w Lasach Państwowych, na podstawie którego miało nastąpić dostosowanie branżowej ewidencji prowadzonej przez Lasy Państwowe w zakresie gruntów, budynków i lokali do katastru nieruchomości. Zarządzenie to zapewnia jednolitość danych uwidacznianych w obu ewidencjach, gdyż dane dotyczące działek ewidencyjnych przyjmowane są przede wszystkim z państwowego zasobu geodezyjnego i kartograficznego, lecz niestety często dane dotyczące obszarów leśnych Lasów Państwowych są niekompletne, a ich pierwotne źródło pochodzenia stanowią mapy gospodarcze nadleśnictw i pomiary wykonywane podczas tworzenia planów urządzania lasów czy ich rewizji. Zatem mamy do czynienia z następującą sytuacją: dane dotyczące gruntów będących w zarządzie Lasów Państwowych pobierane są z zasobu geodezyjnego i kartograficznego, lecz trafiły one do zasobu z dawnych ewidencji leśnych. Dlatego też mimo zmieniających się przepisów prawnych dotyczących katastru nieruchomości, dane ewidencyjne dotyczące obszarów leśnych często nie spełniają wymogów postawionych przed obiektami ewidencyjnymi w obowiązujących przepisach, a działka na obszarze Lasów Państwowych nadal funkcjonuje jako oddział leśny, czyli zgodnie z zapisami nieobowiązującego zarządzenia z 1969 roku w sprawie ewidencji gruntów. 80 Problematyka ujawniania działki ewidencyjnej na obszarze państwowego... MATERIAŁY I METODY W celu zapoznania się ze skalą problemu dotyczącego nieprawidłowości przedstawiania działki ewidencyjnej na obszarach Lasów Państwowych przeprowadzone zostały badania obejmujące swoim zasięgiem wszystkie podstawowe jednostki organizacyjne Lasów Państwowych jakimi są nadleśnictwa. Obecnie w Polsce istnieje 430 nadleśnictw. W trakcie wykonywania badań skorzystano ze zbiorów zarówno katastru nieruchomości jak i branżowej ewidencji Lasów Państwowych. Zasięg terytorialny nadleśnictw został określony w oparciu o zapisy pochodzące z zarządzeń Dyrektora Generalnego Lasów Państwowych. Lokalizację kompleksów leśnych w granicach nadleśnictw określono na podstawie mapy numerycznej udostępnianej przez PGL LP. Inne informacje dotyczące branżowej ewidencji leśnej pozyskano z różnych opracowań kartograficznych: map gospodarczych, przeglądowych i tematycznych oraz map numerycznych. Dane dotyczące działek ewidencyjnych, ich przybliżoną identyfikację i położenie przestrzenne oraz oszacowanie powierzchni przyjęto na podstawie Geoportalu Infrastruktury Informacji Przestrzennej, który jest udostępniany pod adresem internetowym: www.geoportal .gov.pl. Zgodnie z regulaminem umieszczonym na stronie internetowej Geoportalu jest on „utworzony i utrzymywany przez Głównego Geodetę Kraju jako centralny punkt dostępu do usług, o których mowa w art. 9 ust. 1 ustawy z dnia 4 marca 2010 r. o infrastrukturze informacji przestrzennej, w pełnym zakresie tematycznym i terytorialnym infrastruktury”. Do głębszej analizy treści ewidencyjnych użyto danych pochodzących z ewidencji gruntów i budynków wybranego starostwa powiatowego, od którego uzyskano analogowe mapy ewidencyjne w skali 1: 5000 obrazujące zwarte kompleksy leśne oraz mapę ewidencyjną w postaci numerycznej. Pozyskano również wypisy ze skorowidza działek ewidencyjnych oraz informacje z ksiąg wieczystych prowadzonych dla wybranych nieruchomości leśnych stanowiących własność Skarbu Państwa, a będących w zarządzie PGL LP. 81 Renata Urbańska WYNIKI I DYSKUSJA Z przeprowadzonych badań wynika, że w każdym z 430 nadleśnictw, działka ewidencyjna przyjęta została na podstawie istniejącego podziału przestrzennego lasu jako oddział leśny, czyli jest to sytuacja niezgodna z obowiązującym rozporządzeniem w sprawie ewidencji gruntów i budynków, według którego działka zdefiniowana jest jako: ciągły obszar gruntu, położony w granicach jednego obrębu, jednorodny pod względem prawnym, wydzielony z otoczenia za pomocą linii granicznych. Na rysunku zamieszczonym poniżej, po lewej stronie zaprezentowano podział zwartego kompleksu leśnego na działki ewidencyjne zgodnie z zapisami już nieobowiązującego zarządzenia Ministrów Rolnictwa i Gospodarki Komunalnej z 1969 r. w sprawie ewidencji gruntów. Wg tego zarządzenia na terenach PGL LP działkę stanowił oddział leśny lub część oddziału, czyli granice działek ewidencyjnych przyjmowane były na podstawie linii podziału przestrzennego lasu. Rysunek po prawej stronie przedstawia podział kompleksu leśnego na działki ewidencyjne, zgodnie z obowiązującymi przepisami (rozporządzeniem ministra rozwoju regionalnego i budownictwa z 2001 r. w sprawie ewidencji gruntów i budynków). Granicę działki stanowią zewnętrzne granice zwartego kompleksu leśnego. Jeżeli przez kompleks przebiega grunt, będący przedmiotem odrębnego władania (np. droga gminna), wówczas grunt ten rozdziela kompleks leśny na poszczególne działki. Ryc. 1. Podział zwartego kompleksu leśnego na działki ewidencyjne: zgodnie z zarządzeniem z 1969 r. w sprawie ewidencji gruntów (lewa strona), zgodnie z rozporządzeniem z 2001 r. w sprawie ewidencji gruntów i budynków (prawa strona). 82 Problematyka ujawniania działki ewidencyjnej na obszarze państwowego... W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono również liczne nieprawidłowości odnoszące się do formy numeru działki ewidencyjnej, który powinien przyjmować postać liczby naturalnej lub ułamka zwykłego w postaci q/p, gdy miał miejsce podział nieruchomości (wówczas q oznacza numer działki przed podziałem, p jest najmniejszą liczbą naturalną umożliwiającą wyróżnienie każdej nowej działki ewidencyjnej). Numerację działek rozpoczyna się od północno-zachodniego narożnika obrębu ewidencyjnego i prowadzi się w sposób ciągły w kierunku południowo-wschodnim (rozporządzenie z 2001 r. w sprawie ewidencji gruntów i budynków oraz instrukcja techniczna G-5). Do nieprawidłowego sposobu prezentacji numeru działki ewidencyjnej w katastrze nieruchomości na obszarach leśnych przyczynia się w znacznej mierze nieobowiązujące zarządzenie z 1969 r. w sprawie ewidencji gruntów, zgodnie z którym: działki na obszarze PGL LP zachowują numerację nadaną oddziałom leśnym (§ 36 ust.3). Zarządzenie nie przewiduje sposobu rozwiązania sytuacji, gdy numery oddziałów leśnych pokrywają się z numerami już istniejących w obrębie ewidencyjnym działek, które nie pozostają w zarządzie PGL LP i nie są lasami. Podczas prowadzonych badań zaobserwowano wiele niezgodności w sposobie numeracji działek ewidencyjnych na terenach leśnych będących w zarządzie PGL LP. Przykłady tych nieprawidłowości są następujące: • dodanie do numeru działki ewidencyjnej w postaci liczby naturalnej skrótów literowych: „L”, „LP” lub „LPB” • oprócz dodania powyższych skrótów literowych do numeru działki ewidencyjnej, niektóre numery są prezentowane w postaci ułamka, mimo iż działki nie zostały wyodrębnione w wyniku podziału nieruchomości, • niezgodność kierunku numeracji działek z treściami rozporządzenia z 2001 r. w sprawie ewidencji gruntów i budynków oraz instrukcji technicznej G-5, numeracja rozpoczyna się w północnowschodnim narożniku obrębu, a nie w północno zachodnim, czyli w sposób charakterystyczny dla numeracji oddziałów leśnych, • nadanie działkom ewidencyjnym na obszarach leśnych stanowiących zwarty kompleks leśny, numeru w postaci ułamka 83 Renata Urbańska q/p, gdzie q jest przyjętą liczbą stałą dla każdej działki z kompleksu leśnego, p – numerem kolejnej działki wchodzącej w skład kompleksu, działki te nie zostały wydzielone w procesie podziału nieruchomości, zapis numeru działki w postaci ułamka q/p, gdzie p jest liczbą naturalną niezmienną, natomiast q stanowi kolejne numery działek Ryc. 2. Przykład nieprawidłowego zapisu numerów działek ewidencyjnych w zwartym kompleksie leśnym – zebrane zaobserwowane przypadki (opracowanie własne). WNIOSKI Gwarancją sprawnego zarządzania przestrzenią jest prawidłowo działający kataster nieruchomości oraz spójność danych w nim zawartych z danymi znajdującymi się w innych branżowych ewidencjach. System katastralny ma służyć celom ogólnokrajowym i powinien być źródłem informacji o gruntach, budynkach i lokalach dla innych resortów, instytucji i podmiotów gospodarczych. Z przeprowadzonych badań wynika, że kataster nieruchomości istniejący na terenach leśnych będących w zarządzie Państwowe84 Problematyka ujawniania działki ewidencyjnej na obszarze państwowego... go Gospodarstwa Leśnego Lasy Państwowe w odniesieniu do podstawowego obiektu katastralnego jakim jest działka ewidencyjna prowadzony jest w sposób niejednolity i niejednoznaczny. Zaobserwowane nieprawidłowości można podzielić na następujące grupy: – nieprawidłowe przedstawianie w katastrze nieruchomości działki ewidencyjnej jako oddziału leśnego (niezgodność z definicją działki zawartą w rozporządzenia z 2001 r. w sprawie ewidencji gruntów i budynków), – nieprawidłowe przedstawianie numerów działek ewidencyjnych na obszarach lasów. Aby system katastralny mógł działać prawidłowo, niezbędne jest doprowadzenie do pełnej jednoznaczności danych w nim zawartych. Przeprowadzone badania pokazują mnogość błędów jakie występują w katastrze nieruchomości na obszarach leśnych, czyli na ok. 30% powierzchni lądowej Polski. LITERATURA Ustawa z dnia 17 maja 1989 r. Prawo geodezyjne i kartograficzne (Dz. U. 2010, nr 193 poz. 1287, ze zm.). Ustawa z dnia 28 września 1991 r. o lasach (Dz. U. 2011, nr 12 poz. 59, ze zm.) Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 9 listopada 2011 r. w sprawie standardów technicznych wykonywania geodezyjnych pomiarów sytuacyjnych i wysokościowych oraz opracowywania i przekazywania wyników tych pomiarów do państwowego zasobu geodezyjnego i kartograficznego (Dz.U. 2011, nr 263 poz. 1572). Rozporządzenie Ministra Rozwoju Regionalnego i Budownictwa z dnia 29 marca 2001 r. w sprawie ewidencji gruntów i budynków (Dz. U. 2001, nr 38 poz. 454). Zarządzenie nr 67 Dyrektora Generalnego Lasów Państwowych z dnia 17 lipca 2001 r. w sprawie sposobu ewidencjonowania lasów, gruntów i innych nieruchomości w Lasach Państwowych (Znak: ZS-210-622000/01). Rozporządzenie Ministrów Gospodarki Przestrzennej i Budownictwa oraz Rolnictwa i Gospodarki Żywnościowej z dnia 17 grudnia 1996 r. w sprawie ewidencji gruntów i budynków (Dz. U. 1996, nr 158, poz. 813). Zarządzenie Ministrów Rolnictwa i Gospodarki Komunalnej z dnia 20 lutego 1969 r. w sprawie ewidencji gruntów (M.P. 1969, nr 11, poz. 98). GUS; Leśnictwo 2012, Warszawa 2012. 85 Renata Urbańska Raport o stanie lasów w Polsce w 2011 roku, Warszawa, czerwiec 2012 – wydany na zlecenie Generalnego Dyrektora Lasów Państwowych. Geomatyka w Lasach Państwowych; Centrum Informacyjne Lasów Państwowych; 2010. Dokument przyjęty przez Radę Ministrów z dnia 22 kwietnia 1997 r. Polityka Leśna Państwa. Instrukcja techniczna G-5 Ewidencja gruntów i budynków. 86 C. ROLNICTWO Małgorzata Borek, Katarzyna Żmuda Przemysław Kopeć, Tomasz Krępski EPISTEME 18/2013, t. 1 s. 89–94 ISSN 1895-2241 WPŁYW 24-EPIBRASINOLIDU ORAZ (22S, 23S) -HOMOBRASINOLIDU NA KONDYCJĘ ROŚLIN TYTONIU SZLACHETNEGO (NICOTIANA TABACUM L.) THE INFLUENCE OF 24-EPIBRASSINOLIDE AND (22S, 23S) -HOMOBRASSINOLIDE ON THE CONDITION OF TOBACCO (NICOTIANA TABACUM L.) PLANTS Abstract. Badano wpływ 24-epibrasionlidu oraz (22S, 23S)-homobrasinolidu na kondycję młodych roślin tytoniu szlachetnego (Nicotiana tabacum L.) odmiany Małopolanin. Brasinosteroidy aplikowano poprzez oprysk roślin w fazie 4–6 liści. W drugim tygodniu po zastosowaniu oprysku wykonano pomiary biometryczne (liczba i powierzchnia liści, wysokość roślin) oraz dokonano oceny wydajności aparatu fotosyntetycznego roślin tytoniu poprzez pomiar tzw. indeksu zieloności liści, a także badanie parametrów fluorescencji chlorofilu a. Wykazano, że zastosowane brasinosteroidy wpłynęły istotnie na rozwój roślin tytoniu. Rośliny traktowane wyższym stężeniem 24-epibrasionlidu (5µl/l) były niższe od roślin kontrolnych oraz wykształcały większe blaszki liściowe, co ma duże znaczenie dla producentów tytoniu. Na podstawie parametrów fluorescencji stwierdzono, że kondycja aparatu fotosyntetycznego roślin nie uległa zmianie pod wpływem użytych brasinosteroidów. Słowa kluczowe: brasinosteroidy, zawartość chlorofilu, aparat fotosyntetyczny, parametry fluorescencji, tytoń szlachetny, zdrowotność rozsady Summary. The effect of 24-epibrassionlide and (22S, 23S)-homobrassinolide on the condition of tobacco young plants (Nicotiana tabacum L.) cv. Małopolanin was investigated. Brassinosteroids were spray applied on plants in the 4–6 leaves stage. Two weeks after spraying biometric analysis (leaf number and leaf area, plant height) was performed and leaf greenness and chlorophyll a fluorescence parameters were measured. Brassinosteroides significantly improved the development of tobacco plants. Plants treated with higher concentration of 24-epibrasionlidu (5μl/l) were lower than the control plants but developed larger leaf blades, which is important for the tobacco producers. Brassinosteroids did not change photosynthetic activity in plants. Key words: brassinosteroids, chlorophyll content, photosynthetic apparatus, fluorescence parameters, tobacco, seedling health 89 Małgorzata Borek, Katarzyna Żmuda, Przemysław Kopeć, Tomasz Krępski WSTĘP Brasinosteroidy to hormony steroidowe odkryte w roślinach ponad 30 lat temu [Zullo i Kohout 2004]. Związki te dają możliwość sterowania wzrostem i rozwojem roślin. Od kilku lat z powodzeniem wykorzystuje się je w uprawach rolniczych (Chiny, Rosja). Podwyższają odporność roślin nie tylko na różnego rodzaju stresy abiotyczne (niska temperatura, susza, duże zasolenie), ale również i biotyczne (fitopatogeny). Podobnie jak w przypadku innych hormonów roślinnych wywołane przez nie efekty fizjologiczne zależą od użytego stężenia. Niskie stężenia brasinosteroidów wpływają na wzrost roślin, szczególnie we wczesnych stadiach wzrostu wegetatywnego [Bajguz i Tretyn 2003]. Do oceny zdrowotności roślin stosuje się różne narzędzia i metody badawcze. Dużo informacji o kondycji roślin dostarczają badania procesu fotosyntezy. Przy wykorzystaniu pomiarów fluorescencji chlorofilu a możemy w sposób szybki i nieinwazyjny określić sprawność aparatu fotosyntetycznego badanych fragmentów roślin [Krause, Weis 1991; Lichtenthaler 1996; Schweiger i in. 1996]. Celem niniejszej pracy było określenie wpływu brasinosteroidów – 24-epibrasionlidu oraz (22S, 23S)-homobrasinolidu na kondycję sadzonek tytoniu szlachetnego (Nicotiana tabacum L.) odmiany Małopolanin. MATERIAŁ I METODY Doświadczenie wykonano w 2012 r. w Katedrze Fizjologii Roślin Wydziału Rolniczo-Ekonomicznego Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie. Materiał roślinny stanowiła rozsada tytoniu szlachetnego (Nicotiana tabacum L.) odmiany Małopolanin (tytoń ciemny – dark aircured). Produkcja rozsady odbywała się w ladzie chłodniczej w warunkach kontrolowanych: temp. 23 ºC dzień/ 18ºC noc; fotoperiod: 14 h dzień/ 12 h noc. Nasiona tytoniu wysiano w płaskiej donicy wypełnionej świeżą lekko kwaśną ziemią ogrodową (pH 6,0–6,3) wymieszaną z piaskiem w stosunku 3:1. Donicę przykryto agrowłókniną w celu zapewnienia odpowiedniej wilgotności gleby. Wschody miały miejsce ok. 2–3 tygodnie po wysiewie. Rozsadę przesadzono do wazonów w momencie, gdy rośliny wykształciły po 4–5 liści. Dalsza wegetacja odbywała się w szklarni fitotronu, w temp. 20−25ºC dzień/17−20ºC noc, przy wilgotności względnej 30−50%. Oprysk wykonano tydzień po przeniesieniu roślin do szklarni w fazie ok. 4–6 liści. 90 Wpływ 24-epibrasinolidu oraz (22S, 23S) - homobrasinolidu na kondycję Stosowanie brasinosteroidów: Zastosowano następujące kombinacje: K − kontrola; rośliny pryskane wodą destylowaną, KEtOH − kontrola zawierająca śladowe ilości etanolu 96% (v/v) jakie użyto do rozpuszczenia brasinosteroidów, E1 − wodny roztwór 24-epibrasionlidu o stężeniu 5µl/l, E2 − wodny roztwór 24-epibrasionlidu o stężeniu 1µl/l, H1 − wodny roztwór (22S, 23S)-homobrasinolidu o stężeniu 5µl/l, H2 − wodny roztwór (22S, 23S)-homobrasinolidu o stężeniu 1µl/l. Pomiary i analizy: Badania biometryczne roślin tytoniu obejmowały następujące cechy: • liczbę liści wykształcanych przez roślinę w kolejnych tygodniach wegetacji, • wysokość roślin, • parametry blaszek liściowych tj. powierzchnia oraz świeża masa liści. Do pomiaru świeżej masy pobierano 3. liść licząc od wierzchołka rośliny. Liście bezpośrednio po odcięciu ważono na wadze analitycznej z dokładnością do 0,001 g (RadWag, Polska). Powierzchnię liści (tuż po ich zważeniu) wyznaczono poprzez zeskanowanie liści w skanerze płaskim oraz analizę obrazu programem ImadeJ. Badanie aparatu fotosyntetycznego liści tytoniu obejmowało następujące pomiary: • pomiar indeksu zieloności liścia pozwalający wyznaczyć tzw. względną (ogólną) zawartość chlorofilu (metoda fotometryczna; za pomocą urządzenia Cl-01). Uzyskane wartości liczbowe są proporcjonalne do zawartości chlorofilu, • pomiar parametrów fluorescencji chlorofilu a przy pomocy modulowanego fluorymetru FMS-2 (prod. Hansatech, Wlk. Brytania). W analizie wykorzystano następujące parametry: Fv/Fm – maksymalną (potencjalną) wydajność fotochemiczną PSII, Fv’/Fm’ – fluorescencję zmienną liści zaadaptowanych do światła, ΦPSII, Yield – wydajność kwantową reakcji fotochemicznych w PSII, NPQ − wygaszanie niefotochemiczne w PSII. Analiza statystyczna wyników: Dane opracowano statystycznie metodą analizy wariancji oraz testem Duncana. Istotność różnic określono dla p = 0,05. 91 Małgorzata Borek, Katarzyna Żmuda, Przemysław Kopeć, Tomasz Krępski WYNIKI I DYSKUSJA W pierwszych dwóch tygodniach po zastosowaniu oprysku z 24-epibrasionlidu oraz (22S, 23S)-homobrasinolidu u roślin tytoniu odmiany ‘Małopolanin’ nie stwierdzono wpływu badanych regulatorów na liczbę wykształcanych liści (dane nie prezentowane). Wykazano jedynie, że użyte stężenia brasinosteroidów wpłynęły istotnie na wysokość roślin oraz parametry biometryczne blaszek liściowych: powierzchnia i świeża masa liści; Tab. 1. Rośliny traktowane obiema dawkami 24-epibrasionlidu były niższe w stosunku do roślin kontrolnych, traktowanych wodą destylowaną. Podobne wyniki uzyskał Hunter [2001], który wykazał, że zastosowanie epibrasionlidu w przypadku soi owłosionej także przyczyniało się do zahamowania wzrostu łodygi. Ciekawe było to, że rośliny tytoniu traktowane obiema dawkami brasinosteroidów wykształcały większe blaszki liściowe (Tab. 1.). Ma to duże znaczenie dla producentów tytoniu, dzięki temu można bowiem uzyskać więcej surowca do produkcji wyrobów tytoniowych. Tab. 1. Wpływ 24-epibrasionlidu oraz (22S, 23S)-homobrasinolidu na cechy biometryczne tytoniu szlachetnego odmiany ‘Małopolanin’ w 2. tyg. po wykonaniu oprysku. Średnie oznaczone tą samą literą nie różnią się istotnie wg testu Duncana na poziomie istotności p=0,05; Podano średnie ± odchylenie standardowe (SD); n=5. Zabieg Wysokość roślin [cm] Powierzchnia liści [cm2] Świeża masa liścia [g] K 7,5±0,4 a 93,2±7,1 b 3,5±0,3 c KEtOH 5,8±0,8 bc 106,7±12,5 b 4,2±1,1 bc E1 5,1±0,5 c 164,5±21,0 a 5,9±0,6 a E2 6,2±0,8 b 152,4±15,7 a 5,5±0,3 a H1 7,0±0,4 ab 138,1±13,3 a 5,0±1,3 b H2 6,9±0,9 ab 145,4±20,1 a 5,4±0,6 ab Ogólna zawartość chlorofilu w liściach tytoniu spadła po zastosowaniu wyższej dawki 24-epibrasionlidu (5µl/l) w stosunku do kontroli wodnej i etanolowej (Tab. 2.). Prawdopodobnie ma to związek z tym, że regulator ten prowadząc do powiększenia rozmiarów blaszki liściowej, spowodował jednocześnie rozproszenie się barwnika na większej powierzchni. W przypadku pozostałych dawek brasinosteroidów nie stwierdzono istotnych statystycznie różnic. 92 Wpływ 24-epibrasinolidu oraz (22S, 23S) - homobrasinolidu na kondycję Tab. 2. Ogólna zawartość chlorofilu (mierzona fotometrycznie) oraz wartości parametrów fluorescencji chlorofilu a liści roślin tytoniu szlachetnego odmiany ‘Małopolanin’. Pomiary wykonano na 3. liściu licząc od wierzchołka rośliny. Podano średnie ± odchylenie standardowe (SD); n=5. Parametry fluorescencji Zabieg Ogólna zawartość chlorofilu Fv/Fm Fv’/Fm’ ΦPSII NPQ K 15,6±0,5 b 0,838±0,005 a 0,719±0,008 n.s. 0,509±0,040 n.s. 0,819±0,059 n.s. KEtOH 18,0±1,2 a 0,834±0,005 a 0,692±0,028 n.s. 0,489±0,055 n.s. 1,007±0,227 n.s. E1 13,1±1,8 c 0,814±0,005 b 0,698±0,018 n.s. 0,496±0,037 n.s. 0,828±0,063 n.s. E2 16,3±0,5 ab 0,837±0,004 a 0,710±0,032 n.s. 0,491±0,046 n.s. 0,785±0,210 n.s. H1 15,7±0,6 b 0,820±0,007 b 0,717±0,019 n.s. 0,528±0,031 n.s. 0,760±0,123 n.s. H2 15,8±1,9 b 0,839±0,006 a 0,731±0,013 n.s. 0,508±0,021 n.s. 0,692±0,061 n.s. Fotosynteza jest procesem bardzo czułym na stresy środowiskowe [Murkowski, 2004] i w związku z tym dzięki monitorowaniu parametrów fluorescencji chlorofilu a można badać wpływ różnych czynników na zdrowotność roślin. Efektywność reakcji fotosyntezy w liściach tytoniu odmiany ‘Małopolanin’, ocenianych na podstawie takich parametrów jak: Fv’/Fm’, ΦPSII oraz NPQ nie zmieniła się pod wpływem badanych brasinosteroidów (Tab. 2.). Jedynym parametrem, którego spadek wartości zanotowano pod wpływem wyższej dawki 24-epibrasionlidu był parametr Fv/Fm. Prawdopodobnie wiąże się to ze zmniejszoną zawartością chlorofilu w liściach. Warto jednak zaznaczyć, że wartości tego parametru mieszczą się w przedziale wyznaczonym dla zdrowych roślin. 93 Małgorzata Borek, Katarzyna Żmuda, Przemysław Kopeć, Tomasz Krępski WNIOSKI Rośliny tytoniu traktowane badanymi brasinosteroidami wykształcały większe blaszki liściowe, co z punktu widzenia producentów tytoniu jest zjawiskiem korzystnym. Kondycja aparatu fotosyntetycznego roślin tytoniu nie uległa zmianie pod wpływem badanych brasinosteroidów. W związku z tym, związki te można bezpiecznie stosować do oprysku roślin. LITERATURA Bajguz A., Tretyn A., 2003. Brassinosteroidy – hormony roślinne. Wydawnictwo Uniwersytetu Mikołaja Kopernika., 232–238. Doroszewska T. 2007. Najważniejsze choroby i szkodniki tytoniu. Wieś Jutra., 7(108): 35–37. Hunter W. J. 2001. Influence of root-applied epibrassinolide and carbenoxolone on the nodulation and growth of soybean (Glycine max. L.) seedlings. J. Agron. Crop. Sci. 186: 217–221. Krause G.H., Weis E. 1991. Chlorophyll fluorescence and photosynthesis: the basics. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol., 42: 313–49. Murkowski A. 2004. Zastosowanie luminescencji chlorofilu do badania reakcji aparatu fotosyntetycznego roślin pomidora na stres świetlny oraz chłód. Acta Agroph., 4(2), 431–439. Radomski J., Jasnowski J. 1986. Botanika. Przegląd systematyczny okrytozalążkowych PWN, Warszawa. Schweiger J., Lang M., Lichtenthaler H.K. 1996. Differences in fluorescence excitation spectra of leaves between stressed and non-stressed plants. J. Plant Physiol., 148: 536–547. Zullo M., Kohout L., 2004. Semisystematic nomenclature of brassinosteroids. Plant Growth Reg. 42, 15–28. Małgorzata Borek Wydział Rolniczo-Ekonomiczny, Katedra Fizjologii Roślin Uniwersytet Rolniczy w Krakowie ul. Podłużna 3, 30–239 Kraków e-mail: [email protected] Opiekun naukowy: prof. dr hab. Marcin Rapacz 94 Marta Czekaj EPISTEME 18/2013, t. 1 s. 95–104 ISSN 1895-2241 Dynamika zmian zużycia nawozów wapniowych w Polsce Dynamics of changes in the calcium soil fertilization in Poland Abstrakt. Opracowanie podejmuje zagadnienia zmian w zakresie poziomu zużycia nawozów wapniowych w Polsce oraz poszczególnych województwa kraju. Głównym celem prowadzonych analiz było określenie kierunku zmian oraz wskazanie ich przyczyn. Przeprowadzone obliczenia miały ponadto wskazać obszary Polski charakteryzujące się wysokim oraz niskim zużyciem nawozów wapniowych. W opracowaniu podjęto również próbę określenie trendu zmian zużycia nawozów wapniowych dla poszczególnych województw. W celu uchwycenia zmian we wspomnianych zakresach wykorzystane zostały dane statystyki masowej GUS za okres 2002 do 2010 z podziałem na województwa na tle zmian zachodzących w kraju. W toku badań wskazane zostały województwa charakteryzujące się najwyższym (opolskie i dolnośląskie) oraz najniższym (świętokrzyskie i małopolskie) poziomem zużycia nawozów wapniowych w przeliczeniu na czysty składnik CaO/ ha UR. Stwierdzono również ogólną tendencję typową dla wszystkich (poza lubuskim) województw – w badanym okresie następował systematyczny spadek ilości stosowanych nawozów wapniowych, przy czym tendencja ta nie była istotna statystycznie. Jako najważniejsze czynniki wpływające na obniżenie ilości stosowanych nawozów wapniowych wskazane zostały rosnące ceny nawozów wapniowych oraz zaniechanie dotacji do nawozów wapniowych z budżetu państwa od sezonu 2005/2006. Słowa kluczowe: nawozy wapniowe, zmiany zużycia Summary. The main aim of the study was to describe dynamics of changes in the calcium soil fertilization in Poland. The results show changes of fertilizing the soil in years 2002 – 2010. Presented data show in which regions in Poland decrease in fertilizer use was the biggest and the smallest. The main reason for decline in calcium fertilization was elimination of subsidies for fertilizer calcium from the season 2005/2006. Key words: fertilizing the soil, calcium 95 Marta Czekaj Wstęp Nawozy mineralne to produkty, które w swoim składzie posiadają wszystkie komponenty niezbędne do życia roślin. Produkty te powstają w wyniku przeróbki lub syntezy surowych kopalin. Poszczególne nawozy różnią się między sobą takimi cechami jak np. skład chemiczny, właściwości fizyczne czy przydatność do produkcji roślinnej. Nawozy mineralne zwiększają zasobność gleby w łatwo przyswajalne dla roślin składniki pokarmowe [Breś i in. 2008]. Mówiąc o nawożeniu zwykle odnosimy się do takich składników jak azot, fosfor i potas (NPK) zapominając często o szeregu innych, których brak może nie tylko niekorzystnie wpływać na rośliny, ale również limitować pobór składników podstawowych. Takie właśnie działanie limitujące występuje w przypadku nawozów wapniowych stosowanych do obniżenia kwasowości gleby – możemy tu mówić o działaniu prawa minimum Liebiga. Wapnowanie – oprócz wspomnianego obniżania kwasowości gleby – wpływa także na poziom przyswajalności składników pokarmowych dostarczanych roślinom (np. fosforu, potasu czy magnezu). Przykładem może tu być fosfor zawarty w nawozach mineralnych stosowanych przez producentów rolnych i fosfor glebowy, które są szybciej uruchamiane i lepiej wykorzystywane przez rośliny wraz ze wzrostem pH gleby. Ponadto wapnowanie ogranicza także ilość stosowanych nawozów fosforowych, poprzez wspomniany proces lepszego wykorzystywania przez rośliny fosforu glebowego. Wapnowanie wpływa także pozytywnie na pobór składników pokarmowych przez rośliny w warunkach stosowania nawozów organicznych. W takiej sytuacji zastosowanie nawozów wapniowych przyspiesza proces mineralizacji nawozów organicznych, przez co łatwiej uruchamiają się składniki wykorzystywane przez rośliny, a sam proces dostarczania ich roślinom ulega przyspieszeniu [Hołubowicz-Kliza 2006]. O zasadności stosowania wapnowania świadczy także szereg innych korzyści. Nawozy wapniowe poprzez poprawę odczynu gleby pozwalają na zwiększenie aktywności pożytecznych mikoorganizmów, zmniejszają zawartość szkodliwych dla rozwoju roślin grzybów i pasożytów, wzmacniają roślinę i umożliwiają przez to lepszą jej ochronę przed różnymi chorobami, zmniejszają toksycz96 Dynamika zmian zużycia nawozów wapniowych w Polsce ne działanie glinu i manganu, ograniczają dostępność dla metali ciężkich, poprawiają przyswajalność mikoelementów przez rośliny, wpływają także na poziom zachwaszczenia, bowiem większość chwastów lepiej rozwija się na glebach kwaśnych. Wśród właściwości przemawiających za stosowaniem nawozów wapniowych niebagatelnego znaczenia w dobie rosnącego zainteresowania konsumentów sposobami produkcji żywności oraz jej wpływu na organizm ludzki nabiera informacja, że nawozy wapniowe polepszają jakość zdrowotną i technologiczną płodów rolnych [www.ppr]. Nawozy wapniowe nie powinny być jednakże stosowane w nadmiarze. Zbyt duże ich dawki oddziałują negatywnie na jakość pasz. Powodować mogą ograniczony dostęp roślin do związków fosforu, magnezu, żelaza czy boru. Nadmiar stosowanych nawozów wapniowych może wywoływać zmiany chorobowe u zwierząt żywionych paszami pochodzącymi z takich użytków z racji na ograniczone ilości wymienionych wcześniej składników zawartych w skarmianych paszach. Materiały i metody Głównym celem opracowania było określenie zmian w zakresie stosowania nawozów wapniowych w gospodarstwach rolniczych. Okres badawczy obejmował lata 2002 – 2010. Prezentowane informacje dotyczą gospodarstw działających w Polsce ogółem oraz z podziałem na województwa. Materiałem źródłowym wykorzystanym w opracowaniu były dane GUS. Część wyników opracowano z zastosowaniem prostych metod statystycznych wyznaczając współczynniki trendu (posługując się testem t-Studenta przy p = 0,05) dla zużycia nawozów wapniowych dla Polski i poszczególnych województw. Za każdym razem, gdy w opracowaniu wykorzystywane jest sformułowanie „zużycia nawozów wapniowych” jest to zużycie wyrażane w czystym składniku – kilogramy CaO. Część wykorzystanych w opracowaniu danych pochodzi z Raportu opracowywanego przez autorkę artykułu w ramach projektu „Wiedza, praktyka, kadry...” – staże dla pracowników naukowych w przedsiębiorstwach, prowadzonego przez Małopolską Agencję Rozwoju Regionalnego w Krakowie. Projekt ten porusza tematykę oceny ekonomiczno-środowiskowych aspektów nawożenia gleby niekonwencjonalnymi nawozami wapniowymi. 97 Marta Czekaj Wyniki Zgodnie z sygnalizowanymi wcześniej informacjami w procesie produkcji rolniczej niezmiernie ważne jest dostarczenie do gleby odpowiedniej ilości nawozów wapniowych wpływających na poziom jej kwasowości. Słaba jakość gleb w powiązaniu z nieodpowiednim pH to problem, z którym spotyka się większość rolników w Polsce. Kwasowość bądź zasadowość gleby ocenia się za pomocą odczynu gleby. Wyróżnia się zatem: gleby kwaśne, dla których pH < 6,6. Dokładniejszy podział gleb kwaśnych pozwala na wyodrębnienie gleb silnie kwaśnych (pH < 4,5), gleb kwaśnych (pH od 4,6 do 5,5) oraz gleby lekko kwaśnych (pH od 5,6 do 6,5). Obok gleb kwaśnych wyróżniamy gleby obojętne (z pH mieszczącym się w przedziale od 6,6 do 7,2) oraz gleby zasadowe (pH>7,2) [Czekaj 2012]. % gleb kwaśnych i bardzo kwaśnych Ryc. 1. Regionalne zróżnicowanie odczynu gleb w Polsce Źródło: Hołubowicz-Kliza G. Wapnowanie gleb w Polsce. Instrukcja upowszechnieniowa. Nr 128Wydawnictwo IUNG-PIB, Puławy, 2006 Ocenia się, że ponad 90% gleby w Polsce zostało wytworzonych na kwaśnych skałach naniesionych przez lodowce. Na skałach tych mamy do czynienia z intensywnym wymywaniem składników zasadowych, a proces ten jest szczególnie nasilony na obszarach o wysokiej sumie rocznych opadów (rejony górskie i nadmorskie) [Hołubowicz-Kliza 2006]. Na ryc. 1 przedstawiono zróżnicowa98 Dynamika zmian zużycia nawozów wapniowych w Polsce nie odczynu gleby w Polsce z podziałem na województwa. Wynika z niej, że największe problemy z utrzymaniem właściwego pH gleby występują w województwach łódzkim, mazowieckim, podlaskim oraz podkarpackim – na obszarze tych województw notowany jest najwyższy (sięgający od 61 do 100%) udział gleby kwaśnych i bardzo kwaśnych. Najlepiej w tej sytuacji wypadają województwa kujawskopomorskie oraz opolskie. Dla porównania warto dodać, że w Republice Czeskiej, na Litwie czy w Słowacji gleby kwaśne zajmują około 22% użytków rolnych [Purta 2012]. Na silne zakwaszenie gleb w Polsce wpływa szereg różnych czynników, związanych nie tylko z procesem naturalnego ich kształtowania, czy podłożem, na którym powstały, ale przede wszystkim z ilością wprowadzanych do niej nawozów wapniowych. W tab. 1 zaprezentowane zostały dane za okres od 2002 do 2010 dotyczące zmian zużycia nawozów wapniowych w gospodarstwach rolniczych w Polsce. Zauważyć można silne zróżnicowanie w ilości stosowanych nawozów pomiędzy województwami. W roku wyjściowym analizy najniższe zużycie nawozów wapniowych zanotowano dla województwa lubuskiego (26,4 kg Cao/ha UR). Natomiast najwyższe zużycie wystąpiło w województwach dolnośląskim i opolskim – niemal 190 kg. W roku bazowym średnie zużycie nawozów wapniowych dla Polski zostało ustalone na poziomie 97,7 kg. Obserwując zmiany w ilości stosowanego nawozu wapniowego zauważyć można bardzo silne załamanie tej wielkości od sezonu 2005/2006. Spowodowane było to w głównie zaniechaniem dotacji do nawozów wapniowych z budżetu państwa od tego właśnie sezonu. Zróżnicowanie w ilości stosowanych nawozów wapniowych w poszczególnych województwach widoczne było także w kolejnych latach analizy i utrzymało się aż do roku 2010. W ostatnim roku najwyższe zużycie tych nawozów wystąpiło – podobnie jak w roku 2002 – w województwach opolskim (102,7 kg/ha UR) i dolnośląskim (70,4 kg/ha UR). Natomiast najniższe dawki nawozów wapniowych stosowane były w województwach świętokrzyskim i małopolskim – odpowiednio 9,5 oraz 11,7 kg czystego składnika CaO na 1 ha UR. Dane dla roku 2010 pozwalają ponadto zauważyć, że najmniej nawozów wapniowych zużywa się w Polsce południowo-wschodniej, a najwięcej w północno-zachodnich województwach. 99 100 6,9 24,2 19,6 15,4 13,2 4,8 36,4 47,4 62,8 57,1 99,6 38,9 37,4 48,1 34,4 11,7 36,2 26,9 15,0 14,2 9,5 37,8 45,3 65,9 70,4 102,8 47,9 57,2 39,8 39,5 16,0 23,2 29,3 22,8 2009 2010 Źródło: opracowanie własne na podstawie danych GUS. 39,5 40,4 46,1 35,9 100,4 51,1 77,6 52,4 40,7 9,9 13,4 14,8 36,0 36,5 7,8 23,3 44,9 2008 38,2 30,1 38,3 42,3 104,2 76,6 56,1 45,9 42,2 9,7 11,7 10,7 38,5 31,0 8,2 26,0 40,2 2007 55,0 36,0 73,3 66,1 113,6 122,5 82,3 75,9 35,7 19,6 19,9 6,6 40,1 86,8 13,9 47,6 40,8 2006 95,6 174,3 81,2 89,3 202,7 158,3 90,1 78,7 33,5 82,1 60,0 74,5 62,9 80,5 72,9 54,6 133,3 2005 98,4 178,4 90,7 78,9 218,0 170,4 104,6 73,2 41,2 59,4 59,7 74,2 69,8 100,0 72,0 54,7 128,8 2004 99,2 169,6 107,6 97,3 196,5 171,6 123,3 72,9 31,7 66,8 56,1 74,3 69,9 118,0 79,8 52,0 99,4 2003 97,7 147,2 88,9 116,2 187,2 188,0 120,4 74,9 26,4 70,7 59,2 65,4 75,1 98,0 88,6 54,1 103,5 2002 POLSKA WARMIŃSKO-MAZURSKIE POMORSKIE KUJAWSKO-POMORSKIE OPOLSKIE DOLNOŚLĄSKIE ZACHODNIO-POMORSKIE WIELKOPOLSKIE LUBUSKIE ŚWIĘTOKRZYSKIE PODLASKIE PODKARPACKIE LUBELSKIE ŚLĄSKIE MAŁOPOLSKIE MAZOWIECKIE ŁÓDZKIE Lata Marta Czekaj Tab. 1. Poziom zużycia nawozów wapniowych (w czystym składniku CaO) w poszczególnych województwach oraz w Polsce w latach 2002–2010. Zużycie nawozów wapniowych w kg/1 ha UR (gosp. ogółem) Województwo Dynamika zmian zużycia nawozów wapniowych w Polsce Tab. 2. Średnie zużycie nawozów wapniowych w latach 2002–2010 oraz zmiany zużycia nawozów wapniowych w analizowanym okresie. Województwo Średnie zużycie nawozów wapniowych w latach 2002–2010 (w kg/1ha) Zmiana zużycia w latach 2002 – 2010 (rok 2002 = 100%) w kg/ha w% Trend ŁÓDZKIE 71,5 - 74,2 - 71,69 - 13,11 MAZOWIECKIE 39,0 - 31,3 - 57,86 - 5,41 MAŁOPOLSKIE 40,2 - 76,9 - 86,79 - 11,99 ŚLĄSKIE 67,9 - 61,8 - 63,06 - 11,75 LUBELSKIE 48,8 - 48,2 - 64,18 - 7,26 PODKARPACKIE 38,9 - 50,4 - 77,06 - 9,35 PODLASKIE 34,2 - 45,0 - 76,01 - 7,49 ŚWIĘTOKRZYSKIE 36,9 - 61,2 - 86,56 - 10,04 LUBUSKIE 36,2 11,4 43,18 1,12 WIELKOPOLSKIE 62,9 - 29,6 - 39,52 - 4,49 ZACHODNIOPOMORSKIE 87,0 - 54,5 - 45,27 - 8,13 DOLNOŚLĄSKIE 118,4 - 118 - 62,55 - 18,90 OPOLSKIE 147,2 - 84,4 - 45,09 - 16,03 KUJAWSKO-POMORSKIE 68,1 - 68,3 - 58,78 - 9,69 POMORSKIE 68,9 - 31,7 - 35,66 - 7,83 WARMIŃSKO-MAZURSKIE 95,9 - 107 - 72,96 - 20,24 POLSKA 66,4 - 58,2 - 59,54 - 10,04 Źródło: opracowanie własne na podstawie danych GUS. Informacje bardziej uszczegółowione w zakresie zmian zużycia nawozów wapniowych znalazły się w tab. 2, w której ukazano średnie ich zużycie w badanym okresie oraz zmiany w zużyciu porównując rok 2010 z 2002. Największy spadek w ujęciu bezwzględnym zanotowano dla województwa warmińsko-mazurskiego (107,0 kg). Znaczne spadki zanotowano dla województwa opolskiego (84,4 kg), które zgod101 Marta Czekaj nie z danymi z tab. 1 charakteryzowało się najwyższymi stosowanymi dawkami tego nawozu niemal w każdym roku w badanym okresie, województwa małopolskiego (76,9 kg) oraz łódzkiego (74,2 kg). Ujęcie względne, w którym rok 2002 został przyjęty jako bazowy pozwoliło zauważyć, że najwyższy spadek w zużyciu nawozów wapniowych wystąpił w województwie małopolskim i świętokrzyskim (niemal 87%). Wzrost dawki stosowanych nawozów wapniowych i to zarówno w ujęciu względnym jak i bezwzględnym wystąpił tylko w przypadku województwa lubuskiego, przy czym analizując dane z tab. 1 zauważyć można, że gospodarstwa działające w tym województwie w badanym okresie stosowały nawozy wapniowe w dość wyrównanych dawkach. Podsumowując można powiedzieć, że w latach 2002 – 2010 następował spadek ilości stosowanych nawozów wapniowych, a likwidacja dopłat do wapnowania pogłębiła mocno ten regres. Dla żadnego z województw jak również dla przypadku Polski zmiana zużycia nawozów wapniowych na 1 ha UR w przeliczeniu na czysty składnik nie okazała się istotna statystycznie, natomiast zużycie to wykazało tendencję malejącą (za wyjątkiem wspomnianego województwa lubuskiego, gdzie zużycie miała tendencję rosnącą, aczkolwiek zmiana ta również nie była istotna statystycznie). Wnioski 1. Nawozy wapniowe to jedne z ważniejszych środków stosowanych do podnoszenia jakości gleby. Służą one przede wszystkim do zapewniania odpowiedniego odczynu gleby, szczególnie w sytuacji uwarunkowań produkcji rolniczej w Polsce, gdzie ponad 90% gleb utworzonych zostało na kwaśnych skałach naniesionych przez lodowce. 2. Nawozy wapniowe oprócz podstawowej funkcji, jaką jest zmiana odczynu gleby, pełnią również szereg innych, m.in. przyspieszają i zwiększają poziom poboru innych składników mineralnych dostarczanych w nawozach sztucznych, organicznych oraz zawartych w glebie. 3. Ważną korzyścią wynikającą ze stosowania nawozów wapniowych jest ich pozytywny wpływ na jakość zdrowotną i technologiczną płodów rolnych. 102 Dynamika zmian zużycia nawozów wapniowych w Polsce 4. Stan zakwaszenia gleb w Polsce jest zróżnicowany, przy czym najwyższy udział gleb kwaśnych i bardzo kwaśnych występuje w województwach łódzkim, mazowieckim, podlaskim i podkarpackim, a najniższy w województwach opolskim i kujawsko-pomorskim. 5. Analiza poziomu zużycia nawozów wapniowych wykazała, że jest ono silnie zróżnicowane regionalnie, przy czym najmniej nawozów zużywa się w południowo-wschodniej części kraju, a najwięcej w województwach północno-zachodnich. 6. Najwyższy poziom zużycia nawozów wapniowych w roku 2010 zanotowano dla województw opolskiego i dolnośląskiego, natomiast najniższy dla województw małopolskiego i świętokrzyskiego. 7. W badanym okresie następował spadek zużycia nawozów wapniowych w poszczególnych województwach. Proces ten został znacznie przyspieszony po likwidacji dotacji do nawozów wapniowych na przełomie lat 2005/2006. Wyjątek stanowiło jedynie województwo lubuskie, gdzie poziom zużycia nawozów wapniowych utrzymywał się na dość wyrównanym poziomie, a w roku 2010 zwiększył w stosunku do roku 2002. Obliczone dla poszczególnych województw zmiany w zakresie ilości i kierunku zmian stosowania nawozów wapniowych nie okazały się istotne statystycznie. Literatura Breś W., Golcz A., Komosa A., Kozik E., Tyksiński W. 2008: Nawożenie roślin ogrodniczych. Wydawnictwo UP w Poznaniu. Czekaj M. 2012: Raport styczeń, luty, marzec, maj: Analiza i ocena ekonomicznych aspektów rolniczego wykorzystania popiołu paleniskowego. Materiały niepublikowane. Hołubowicz-Kliza G. 2006: Wapnowanie gleb w Polsce. Instrukcja upowszechnieniowa. Nr 128Wydawnictwo IUNG-PIB, Puławy. Purta J. 2012: Podstawą wysokich plonów jest wapnowanie gleb. Dostęp on line www.agronews.com.pl www.wodr.konskowola.pl www.arimr.gov.pl/fileadmin/pliki/pomoc_na_rynku/akty_prawne/rozporzadzenie_IP.pdf www.ppr.pl www.stat.gov.pl 103 Marta Czekaj dr inż. Marta Czekaj Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Wydział Rolniczo-Ekonomiczny Katedra Zarządzania i Marketingu w Agrobiznesie Al. Adama Mickiewicza 21, 31–120 Kraków e-mail: [email protected] 104 Paweł FRĄK Aleksander SZMIGIEL EPISTEME 18/2013, t. 1 s. 105–114 ISSN 1895-2241 STRUKTURA KOLB KUKURYDZY UPRAWIANEJ NA ZIARNO The structure of maize cobs cultivated for grain Abstrakt. Celem pracy było określenie struktury kolb dwóch odmian kukurydzy w zależności od różnych dawek nawożenia N. U odmiany Dumka po zastosowaniu dawki 60 i 180 kg N·ha-1 zaobserwowano zmniejszenie (w stosunku do obiektu kontrolnego) udziału ziarna w kolbie z 81,6% do odpowiednio 81,4% i 81% oraz zwiększenie udziału liści okrywowych z 4,4% do 4,6% i 4,9%. Dawka pośrednia spowodowała istotny wzrost udziału ziarna do 82,4% i spadek udziału liści do 3,5%. Różne dawki azotu miały istotny wpływ na udział ziarna i liści okrywowych w kolbie, natomiast nie wpływały istotnie na udział rdzeni kolbowych. U odmiany PR-39T84 stosowanie coraz wyższych dawek N powodowało wzrost udziału ziarna przy jednoczesnym spadku udziałów liści i rdzeni kolbowych. Słowa kluczowe: kukurydza na ziarno, struktura kolby Summary. The aim of this study was to determine the structure of corn cobs, depending on the different doses of nitrogen fertilization N in two maize varieties. In variety Dumka at doses of 60 and 180 kg N·ha-1 was observed reduction (compared to the control) the share of grain in cob from 81,6% respectively to 81,4% and 81% and increasing the share of cover leaves from 4,4% to 4,6% and 4,9%. Intermediate dose of fertilization resulted a significant increase in the proportion of grain to 82,4% and a decrease of share of leaves to 3,5%. Different doses of nitrogen had a significant impact on the proportion of grain and cover leaves in the cob, but they were not significant effect on the share of rachis. In variety PR-39T84 use of increasingly higher doses of N caused an increase the share of grain with a decline in the shares of leaves and of rachis. Key words: corn grain, cobs structure 105 Paweł Frąk, Aleksander Szmigiel Wstęp Na tle zbóż kukurydza posiada najwyższą wartość energetyczną [Kaszkowiak i Kaszkowiak 2011, Szmigiel i in. 2012a]. Zróżnicowane zastosowanie kukurydzy wpływa na wzrost powierzchni jej uprawy zarówno na świecie jak i w Polsce [Księżak 2008, Michalski 2012, Szmigiel i in. 2012b]. Kukurydza jest wszechstronnie użytkowaną rośliną uprawianą z przeznaczeniem na ziarno oraz na kiszonkę. W ostatnich latach, na skutek wdrożenia przez hodowców nowoczesnych, plennych i wcześniej dojrzewających odmian, uprawa kukurydzy na ziarno w Polsce zaczyna przeważać w całym areale jej zasiewów. Wzrasta również znaczenie pasz z ziarna kukurydzy w produkcji zwierzęcej. Opłacalność uprawy kukurydzy na ziarno uwarunkowana jest przede wszystkim czynnikami najsilniej oddziałującymi na wielkość plonu, czyli przebiegiem warunków pogodowych podczas sezonu wegetacyjnego [Szmigiel i Oleksy 2006]. Często zbyt niestabilny pogodowo okres wegetacyjny sprawia, że zbierane ziarno jest mocno wilgotne i wymaga dosuszania. Spurtacz i in. [2008] po kilkuletnich obserwacjach wykazali, że niezależnie od korzystności warunków pogodowych, w Polsce największe nakłady w uprawie kukurydzy na ziarno ponoszone są na zakup nawozów mineralnych i dosuszanie ziarna. Rozwiązaniem mogącym obniżyć koszty uzyskania wysokoenergetycznej paszy jest kiszonka z rozdrobnionych kolb kukurydzy (CCM). Prawidłowym jest zbiór kukurydzy na CCM (Corn Cob Mix) przy wilgotności ziarna poniżej 40%. Nie jest zatem uzależniony od przebiegu warunków pogodowych jesienią i może być wykonywany nawet o kilka dni wcześniej od zbioru na ziarno. Dobrą kiszonkę z ześrutowanych kolb kukurydzy powinien charakteryzować przyjemnie kwaskowy zapach, niezmieniona konsystencja i barwa fragmentów roślin oraz brak zanieczyszczeń i grzybów. Zatem jakość kiszonki CCM zależna jest od wielu czynników począwszy od wyboru odmiany ziarna kukurydzy, terminu i sposobu jej siewu, poprzez wybór i zastosowanie odpowiednich środków ochrony roślin i nawozów mineralnych, a skończywszy na zastosowaniu precyzyjnego sprzętu do zbioru kolb, ich ześrutowania i sposobu zakiszania [Hołaj 2009, Moszczyńska i in. 2012]. W zależności od przeznaczenia, możemy przygotować kiszonkę z ziar106 Struktura kolb kukurydzy uprawianej na ziarno na razem z częścią rdzeni (CCM-I), z kolb właściwych po oczyszczeniu ich z liści okrywowych (CCM-II) oraz z kolb zbieranych razem z liśćmi okrywowymi (CCM-III). Najlepsza jakościowo ze względu na niewielką zawartość włókna CCM-I jest idealną paszą dla trzody chlewnej. Nieco niższą i zmienną, ze względu na różną dokładność oczyszczalnia kolb z koszulek, wartość żywieniową ma CCM-II. Natomiast CCM-III ze względu na duży udział włókna w składzie stanowi doskonałą paszę treściwą dla krów mlecznych i opasów. Celem pracy było określenie struktury kolb dwóch odmian kukurydzy pastewnej w zależności od różnych dawek nawożenia N. Materiał i metody Dwuczynnikowe doświadczenie polowe realizowano w 2012 roku na czarnoziemie zdegradowanym o składzie granulometrycznym pyłu zwykłego, wytworzonym z lessu, zaliczanym do kompleksu pszennego bardzo dobrego i I klasy bonitacyjnej, wykazującym wysoką zasobność w przyswajalny fosfor i magnez, średnią w potas oraz lekko kwaśny odczyn. Czynnikiem I-rzędu było nawożenie azotem w postaci saletry amonowej: I – obiekt kontrolny, II – 60 kg N·ha-1 (przedsiewnie), III – 120 kg N·ha-1 (90 kg przedsiewnie + 30 kg pogłównie) i IV – 180 kg N·ha-1 (120 kg + 60 kg). Czynnikiem II-rzędu była odmiana. Badaniami objęto kolby dwóch odmian kukurydzy pastewnej: średnio wczesny, potrójny mieszaniec Dumka (FAO 230) i średnio późny mieszaniec pojedynczy PR-39T84 (FAO 250). Ziarniaki obu odmian wysiano w trzeciej dekadzie kwietnia w ilości 110 tys. szt·ha-1. Nawożenie fosforem i potasem zastosowano przedsiewnie w dawkach 80 kg P2O5·ha-1 i 120 kg K2O·ha-1 . W fazie 2–3 liści zastosowano herbicyd Titus 25 WG (60 g/ha) + Trend 90 EC (stężenie 0,1%). Kolby do badań pobierano losowo w fazie ich dojrzałości pełnej. Odkoszulkowanie i łuskanie ziarna z kolby przeprowadzono ręcznie. Średnią masę ziarniaków, rdzeni i liści okrywowych określono na podstawie 68 kolb dla każdej interakcji odmiana – dawka N. Masę badanych elementów wyznaczano na wadze laboratoryjnej z dokładnością do 0,1g. Udział ziarna, rdzeni i liści okrywowych w masie całkowitej kolby (razem z liśćmi) określono zgodnie z: 107 Paweł Frąk, Aleksander Szmigiel U(z)(r)(l) = m( z )( r )( l ) mk ×100 [%] gdzie: U(z)(r)(l) – (odpowiednio) udział ziarna, rdzeni kolbowych, liści okrywowych [%]; m(z)( r)(l) – (odpowiednio) masa ziarna, rdzeni kolbowych, liści okrywowych [g]; mk – masa kolb właściwych (z liśćmi) [g]. Ocenę uzyskanych wyników badań przeprowadzono w oparciu o metodę analizy wariancji. Wyniki i dyskusja W 2012 roku warunki termiczne były sprzyjające dla kukurydzy. W okresie od kwietnia do września średnia temperatura powietrza była wyższa w stosunku do średniej wieloletniej (tab. 1). Stosunkowo wysokie temperatury w drugiej i trzeciej dekadzie kwietnia pozwoliły na wysianie ziarna kukurydzy w odpowiednio nagrzaną glebę. Utrzymująca się wysoka temperatura powietrza, a także dostępność wody z opadów występujących dość regularnie do połowy maja zapewniły sprzyjające warunki dla kiełkowania. Niedobór opadów w drugiej połowie maja spowodował zahamowanie wschodów, jednak dość wysokie opady występujące już od początku czerwca wznowiły prawidłowy rozwój roślin. Pomimo, że kukurydza jest rośliną bardzo wrażliwą na nierównomierny rozkład opadów w okresie wegetacyjnym [Liszka-Podkowa 2009], to deficyt wody w maju, sierpniu i we wrześniu oraz wysokie opady w czerwcu nie wpłynęły znacząco na wielkość plonu ziarna. Tab. 1. Rozkład średnich miesięcznych temperatur powietrza [oC] i sum opadów [mm] w okresie wegetacji. Rok Miesiąc IV V VI VII VIII IX IV–IX Temperatura [ C] o 2012 9,8 15,0 17,3 20,0 19,0 14,8 16,0 Średnia z 30 lecia 8,1 13,7 16,5 18,2 17,9 13,4 14,6 108 Struktura kolb kukurydzy uprawianej na ziarno Opady [mm] 2012 64,7 22,8 143,1 68,7 23,9 34,6 357,8 Średnia z 30 lecia 50,2 65,3 80,0 74,5 78,5 64,5 413,0 Udział poszczególnych frakcji w kolbach badanych odmian kukurydzy zmieniał się wraz ze zmianą stosowanej dawki azotu. U odmiany Dumka ziarno stanowiło 81,0–82,4% kolby. Udział ziarna w masie całkowitej kolby był istotnie większy niż w przypadku odmiany PR-39T84, gdzie ziarno stanowiło 76,2–79,0% jej masy (tab. 2). Udział rdzeni kolbowych był zdecydowanie bardziej ustabilizowany u odmiany Dumka. Masa rdzeni stanowiła 14,0–14,1% masy kolby, a ilość zastosowanego azotu jedynie w dwóch najwyższych jego dawkach minimalnie zwiększyła ich udział. Rdzenie kolbowe odmiany PR-39T84 stanowiły 13,7–15,4% masy całkowitej kolb. Najmniejszą frakcją zarówno u odmiany Dumka jak i PR-39T89 były liście okrywowe i stanowiły odpowiednio 3,5–4,9% oraz 7,0–8,4% masy całej kolby (tab. 2). Niedziółka i in. [2007] również stwierdzili, że największy udział w strukturze kolby kukurydzy pastewnej ma ziarno, a najmniejszy liście okrywowe. Obie badane odmiany najwyższy plon ziarna uzyskały po zastosowaniu 180 kg N·ha-1 (tab. 3). Reakcja badanych odmian na azot, podobnie jak u Gołębiewskiej i Wróbla [2009], nie była jednakowa. Odmiana PR-39T83 już po zastosowaniu najniższej dawki azotu zareagowała istotnym zwiększeniem plonu ziarna. U odmiany Dumka dopiero zastosowanie 120 kg N·ha-1 spowodowało znaczny przyrost plonu ziarna. W przypadku średniopóźnej odmiany PR39T84 wraz ze wzrostem dawki stosowanego azotu wzrastał średni plon ziarna oraz udział ziarna w kolbie (ryc. 1) przy jednoczesnym systematycznym zmniejszaniu się udziału liści okrywowych (ryc. 3). Inaczej kształtowała się interakcja masy ziarna z udziałem ziarna w kolbie u odmiany Dumka. Uzyskanie największej masy ziarniaków było równoznaczne z najmniejszym ich udziałem w kolbie (81%), a zarazem największym udziałem liści okrywowych (4,9%). 109 Paweł Frąk, Aleksander Szmigiel Dawka N [kg·ha-1] Tab. 2. Struktura kolby właściwej (z liśćmi okrywowymi). Dumka PR – 39T84 Udział ziarna [%] Udział rdzeni [%] Udział liści [%] Udział ziarna [%] Udział rdzeni [%] Udział liści [%] 0 81,6 14,0 4,4 76,2 15,4 8,4 60 81,4 14,0 4,6 77,1 14,6 8,3 120 82,4 14,1 3,5 78,2 13,7 8,1 180 81,0 14,1 4,9 79,0 14,0 7,0 Tab. 3. Średnia masa ziarna z jednej kolby kukurydzy [g]. Dawka N [kg·ha-1] Dumka PR – 39T84 Średnia dla nawożenia 0 108,0 87,0 97,5 60 113,0 113,0 113,0 120 136,0 119,0 127,5 180 149,0 135,0 142,0 Średnia dla odmian 126,5 113,5 120,0 NIR α=0,05 dla: nawożenia 6,8, odmiany 4,9, interakcji odmiany x nawożenie 13,1. Średniowczesna odmiana Dumka najwyższy udział ziarna (82,4%) oraz najniższy liści okrywających kolbę (3,5%) osiągnęła po zastosowaniu 120 kg N·ha-1. Świadczy to, iż największy wpływ na masę rdzeni kolbowych miała najwyższa stosowana w przedmiotowych badaniach dawka azotu. Masa ziarna odmiany Dumka uzyskana po zastosowaniu dwóch najwyższych w doświadczeniu dawkach N stanowiła jednorodną grupę. Natomiast udział ziarna i liści okrywowych był w obu przypadkach skrajnie różny. 110 Struktura kolb kukurydzy uprawianej na ziarno Udział ziarna [%] Ryc. 1. Udział ziarna w masie całkowitej kolby w zależności od dawki nawożenia N. 83 82 81 80 79 78 77 76 75 74 73 0 60 Dumka 120 180 Dawka N [kg/ha] PR - 39T84 Udział rdzeni [%] Ryc. 2. Udział rdzeni w masie całkowitej kolby w zależności od dawki nawożenia N. 16 15,5 15 14,5 14 13,5 13 12,5 0 60 Dumka 120 PR - 39T84 180 Dawka N [kg/ha] Zwiększenie dawki azotu ze 120 do 180 kg·ha-1 nie wpłynęło na udział rdzeni w kolbach kukurydzy wcześniejszej odmiany (ryc. 2). Udział rdzeni kolbowych (oraz liści okrywowych) u późniejszej odmiany zmniejszał się wraz ze zwiększaniem dawki azotu. A najmniejszą część kolby właściwej stanowiły po zastosowaniu 120 kg N·ha-1. Zróżnicowany udział rdzeni i liści okrywowych w masie całkowitej kolb różnych odmian badanego gatunku uprawianego na ziarno potwierdza częściowo wyniki badań Szymanka i in. [2010]. Stwierdzili oni, że to właśnie odmiana wywiera istotny wpływ na udział frakcji odpadowych w produkcji ziarna kukurydzy. 111 Paweł Frąk, Aleksander Szmigiel Udział liści [%] Ryc. 3. Udział liści okrywowych w masie całkowitej kolby w zależności od dawki nawożenia N. 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 60 Dumka 120 180 Dawka N [kg/ha] PR - 39T84 Wyniki tych badań pokazały, że wybór odmiany i dawki nawożenia azotem mają wpływ na wielkość plonu ziarna oraz jego udział w strukturze kolby. Cechy te niewątpliwie przekładają się na jakość i koszty wyprodukowania kiszonki CCM, co potwierdza opracowany przez Hołaja i Zaliwskiego [2008] model służący do wyboru korzystnej technologii produkcji CCM. Wnioski 1. U średniowczesnej odmiany Dumka (FAO 230) po zastosowaniu dawki azotu 60 i 180 kg·ha-1 zaobserwowano zmniejszenie (w stosunku do obiektu kontrolnego) udziału ziarna w kolbie z 81,6% do odpowiednio 81,4% i 81% oraz zwiększenie udziału liści okrywowych z 4,4% do 4,6% i 4,9%. Dawka pośrednia spowodowała istotny wzrost udziału ziarna do 82,4% i spadek udziału liści do 3,5%. Różne dawki azotu miały istotny wpływ na udział ziarna i liści okrywowych w kolbie, natomiast nie wpływały istotnie na udział rdzeni kolbowych. 2. U odmiany średniopóźnej PR-39T84 stosowanie coraz wyższych dawek N powodowało wzrost udziału ziarna przy jednoczesnym spadku udziałów liści i rdzeni kolbowych. 3. U obu odmian plon ziarna wzrastał wraz ze wzrostem dawki azotu. U odmiany Dumka największy przyrost plonu zauważono po zwiększeniu dawki N z 60 do 120 kg·ha-1, zaś u odmiany PR-39T84 po zastosowaniu 60 kg N·ha-1. 112 Struktura kolb kukurydzy uprawianej na ziarno 4. Warunki pogodowe i dawki nawożenia N mają wpływ na strukturę kolby kukurydzy, a tym samym na plon ziarna oraz jakość CCM. Spośród badanych odmian, ze względu na mniejszy udział rdzeni kolbowych i liści okrywowych w kolbie właściwej oraz większy plon ziarna, odmianę Dumka można sklasyfikować jako lepszą do uprawy z przeznaczeniem na CCM. LITERATURA Gołębiewska M., Wróbel E. 2009. Wpływ nawożenia azotem na plonowanie kukurydzy. Biuletyn Instytutu Hodowli i Aklimatyzacji Roślin, 251: 121–136. Hołaj J. 2009. Potrzeby informacyjne producentów kukurydzy uprawianej na CCM. Inżynieria Rolnicza, 5(114): 77–83. Hołaj J., Zalewski A. S. 2008. Modelowanie technologii produkcji kukurydzy uprawianej na CCM. Inżynieria Rolnicza, 2(100): 43–50. Kaszkowiak E., Kaszkowiak J. 2011. Wykorzystanie ziarna kukurydzy na cele energetyczne. Inż. Ap. Chem. 50(3): 35–36. Księżak J. 2008. Regionalne zróżnicowanie uprawy kukurydzy w Polsce w latach 2000–2006. Acta Sci. Pol., Agricultura 7: 47–60. Liszka-Podkowa A. 2009. Wpływ konkurencji międzygatunkowej na plon kukurydzy i bobiku uprawianych współrzędnie. Fragm. Agron. 29(4): 111–119. Michalski T. 2012. Kukurydza – roślina z przyszłością. Konferencja pt. „Kukurydza i sorgo – produkcja, wykorzystanie, rynek”. Poznań. Moszczyńska E., Ogórek R., Weber R. 2012. Zbiorowiska grzybów w sianokiszonce, kiszonce z ziarna oraz kiszonce z całych roślin kukurydzy. Postępy w ochronie roślin. 52(2): 377–380. Niedziółka I., Szymanek M., Zuchniarz A. 2007. Ocena właściwości energetycznych i mechanicznych brykietów z masy pożniwnej kukurydzy. Inżynieria Rolnicza, 7(95): 153–159. Spurtacz S., Pudełko J., Majchrzak L. 2008. Opłacalność uprawy kukurydzy na ziarno w warunkach produkcyjnych w latach 2005–2007. Acta Sci. Pol., Agricultura 7(4): 117–124. Szmigiel A., Barabasz W., Frąk P. 2012. Gospodarka odpadami komunalnymi. Szymański K. (red.). VIII, PAN Koszalin: 447–452. Szmigiel A., Oleksy A. 2006. Uprawa kukurydzy na ziarno w Beskidzie Niskim. Pam. Puł. 142: 513–524. Szmigiel A., Oleksy A., Frąk P. 2012. Produkcja kukurydzy w województwie małopolskim. Fragm. Agron. 29(3): 152–159. 113 Paweł Frąk, Aleksander Szmigiel Szymanek M., Dreszer K. A., Kołtyś S. 2010. Wpływ wybranych odmian kukurydzy cukrowej na udział frakcji odpadowych w produkcji ziarna na cele spożywcze. Inżynieria Rolnicza, 4(122): 229–335. mgr inż. Paweł Frąk prof. dr hab. inż. Aleksander Szmigiel Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Instytut Produkcji Roślinnej Zakład Szczegółowej Uprawy Roślin e-mail: [email protected] Opiekun naukowy: Prof. dr hab. inż. Aleksander Szmigiel 114 Anna Furmańczuk1 Kamila Klimek2 Jolanta Molas EPISTEME 18/2013, t. 1 s. 115–121 ISSN 1895-2241 Wpływ kobaltu na skład mineralny fasoli szparagowej odmiany Laurina The effect of cobalt on mineral composition of string bean of Laurina cultivar Abstrakt. Przedmiotem niniejszej pracy było określenie wpływu wzrastających dawek kobaltu na zawartość N, P, K, Ca, Fe, Cu, Mn i Zn w słomie i strąkach fasoli szparagowej odmiany Laurina. Doświadczenia przeprowadzono w kulturach wazonowych, w których jako podłoże zastosowano czysty chemicznie piasek. Wyniki badań wykazały, że kobalt w ilości 7,5 mg · kg-1 podłoża korzystnie wpływa na skład mineralny badanej odmiany fasoli, w szczególności na zawartość N, P, K i Fe. Dodany w ilości 30 mg · kg-1 podłoża powoduje zmniejszenie zawartości wszystkich analizowanych pierwiastków w biomasie roślinnej, w stopniu największym P, Fe i Mn. Wyniki badań wykazały także, że efektywność agronomiczna kobaltu istotnie zależała od dawki tego pierwiastka. Słowa kluczowe: kobalt, makroelementy, mikroelementy, nawożenie fasoli szparagowej Summary. The main objective of the present study was to determine the influence of increasing doses of cobalt on the content of P, K, Ca, Fe, Cu, Mn and Zn in straw and pods of string bean cv. Laurina. In the pot experiment, a chemically clean sand was used. The achieved results have shown that when cobalt was used in the amount of 7.5 mg · kg-1 of the substrate it has a positive effect on the mineral composition of the bean cultivar under study and on the content of P, K and Fe in particular. Added in the amount of 30 mg · kg-1 of the substrate, cobalt reduces the content of all analysed elements in plant biomass and the content of P, Fe and Mn to the greatest extent. The results have also shown that agronomic effectiveness of cobalt depended largely on the dose of the element. Key words: cobalt, macroelements, microelements, string bean fertilization 115 Anna Furmańczuk, Kamila Klimek, Jolanta Molas Wstęp Kobalt jest pierwiastkiem niezbędnym w rozwoju roślin motylkowatych, żyjących w symbiozie z bakteriami z rodzaju Rhizobium [Marschner 1995]. Wchodzi on bowiem w strukturę porfiryn budujących koenzym kobalaminy (witaminy B12), będącej składnikiem systemu wiązania N2. Ponadto, pierwiastek ten w ilościach śladowych stymuluje infekcyjność i nodulację korzeni, fitoprzyswajalność niektórych makro- i mikroelementów oraz wzrost i plonowanie roślin [Marschner 1995, Vinay i in. 1996, Hala Kandil 2007, Molas 2008, Furmańczuk 2010]. Kobalt w ilościach śladowych korzystnie wpływa także na wzrost, gospodarkę mineralną i plonowanie roślin niemotylkowatych [El-Kobbia i Osman 1987, Laila i Nadia Gad 2002, Nadia Gad 2005, Nadia Gad i Hala Kandil 2008, 2010]. Jednak, pobrany przez rośliny w nadmiarze wykazuje działanie toksyczne, niezależnie od genotypu rośliny [Marschner 1995, Liu i in. 2000]. Celem niniejszej pracy było określenie wpływu kobaltu, aplikowanego do podłoża w trzech wzrastających dawkach, na plon i skład mineralny fasoli szparagowej odmiany Laurina. Materiał i metody Doświadczenia przeprowadzono w kulturach wazonowych, w których wykorzystano czysty chemicznie, gruboziarnisty piasek (5 kg na wazon). Nasiona przed wysiewem zaprawiono nitraginą otrzymaną z Katedry Mikrobiologii IUNG w Puławach. W kulturach piaskowych zastosowano pożywkę wodną bez azotu, którą przygotowano według Tolley-Henry i Rapera [1985]. Kobalt aplikowano do podłoża w postaci siarczanowej w dawkach: 7,5, 15 i 30 mg Co · kg-1 piasku. Odczyn podłoża utrzymywano na poziomie pH 6,7, a maksymalną pojemność wodną na poziomie 65%. Doświadczenia przeprowadzono w fitotronie (temp. 20oC, W = 75%, intensywność światła w zakresie FAR = 185 µmol·m-2·s-1). Każdy wariant doświadczenia przeprowadzono w czterech powtórzeniach, a doświadczenie powtórzono w dwóch terminach: luty-kwiecień oraz maj-lipiec 2012 r. W dojrzałej fazie fizjologicznej zbierano strąki i metodą wagową oznaczono ich plon biologiczny z wazonu. Po zbiorze strąków zebrano słomę i metodą suszarkowo-wagową oznaczono jej suchą 116 Wpływ kobaltu na skład mineralny fasoli szparagowej odmiany Laurina masę. Produktywność jednostkową nawozu kobaltowego oceniono obliczając jego efektywność agronomiczną netto (EAnetto = plon roślin z obiektu kontrolnego – plon roślin z obiektu testowanego/dawka kobaltu) [Grzebisz 2009]. Zawartość N-ogólnego w suchej masie strąków i słomy oznaczono metoda Kiejldahla, a P według metody molibdenianowej [Ostrowska i in. 1991]. Zawartość pozostałych składników mineralnych, czyli K, Ca, Fe, Mn, Cu i Zn, oznaczono metodą spektrometrii absorpcji atomowej, po uprzedniej mineralizacji suchej masy w mieszaninie spektralnie czystych kwasów HClO4 i HNO3 [Ostrowska i in. 1991]. Wyniki i dyskusja Wyniki przeprowadzonych badań wykazały, że kobalt wpływa na plonowanie i skład mineralny fasoli szparagowej odmiany Laurina, przy czym wpływ ten zależy od jego dawki aplikowanej do podłoża. Wyniki te potwierdziły więc wyniki badań innych autorów [Hala Kandil 2007, Molas 2008, Nadia Gad i Hala Kandil 2008, 2010, Furmańczuk 2010], według których kobalt w ilościach śladowych wykazuje w roślinach aktywność mikroelementu, a w ilościach nadmiernych jest dla nich toksyczny. Najbardziej korzystny wpływ kobaltu na plon biologiczny strąków i słomy badanej odmiany fasoli zanotowano przy najmniejszej dawce tego pierwiastka (7,5 mg · kg-1), przy czym w tej dawce kobalt korzystniej wpłynął na plon biologiczny strąków niż słomy (Tab.1). Wartość wskaźnika informującego o produktywności jednostkowej kobaltu aplikowanego w dawce 7,5 mg · kg-1 podłoża, czyli EAnetto, była prawie czterokrotnie większa w odniesieniu do uzyskanego plonu strąków niż słomy (Tab. 1). Kobalt aplikowany do podłoża w dawce dwukrotnie większej, czyli 15 mg · kg-1, także istotnie zwiększał plon słomy fasoli szparagowej, jednakże jego EAnetto była znacznie mniejsza niż w dawce 7,5 mg · kg-1 podłoża (Tab. 1). Pomimo, że kobalt w ilości 15 mg · kg-1 podłoża zwiększał plon słomy, to obniżał plon biologiczny strąków, a ujemna wartość EAnetto wskazywała na jego fizjologicznie niekorzystne działanie (Tab. 1). Także w dawce największej z zastosowanych w doświadczeniu, czyli 30 mg · kg-1 podłoża, kobalt obniżał plon 117 Anna Furmańczuk, Kamila Klimek, Jolanta Molas strąków i słomy, przy czym w stopniu znacznie większym plon strąków, co potwierdziły także obliczone wartości EAnetto (Tab. 1). Tab. 1. Plon fasoli szparagowej odmiany Laurina oraz efektywność agronomiczna kobaltu. Dawka kobaltu (mg · kg-1 gleby) Plony EAnetto słomy (g s.m./wazon) strąków (g/wazon) (g słomy/ wazon) (g strąków/ wazon) 0 (kontrola) 6,21 18,52 – – 7,5 7,63 24,07 0,19 0,74 15,0 6,98 16,20 0,05 - 0,15 30,0 5,37 10,89 - 0,03 - 0,25 NIRp 0,05 0,64 2,17 – – Kobalt aplikowany do podłoża w ilościach 7,5 i 15 mg · kg-1 korzystnie wpływał na zawartość makroskładników w słomie i strąkach fasoli szparagowej odmiany Laurina (Tab. 2). W tych warunkach nawożenia kobaltem, istotnie wzrastała zawartość N-ogólnego, P, K i Ca, przy czym w stopniu znacznie mniejszym Ca niż N, P i K. W warunkach intensywnego nawożenia kobaltem (30 mg · kg-1 podłoża) zmniejszała się natomiast zawartość wszystkich analizowanych makroskładników zarówno w słomie, jak i w strąkach rośliny testowej, w szczególności P i K. Tab. 2. Zawartość makroelementów w słomie i strąkach fasoli szparagowej. N-ogółem P Dawka kobaltu (mg · kg-1 gleby) K Ca % s.m. słoma strąki słoma strąki słoma strąki słoma strąki 0 (kontrola) 1,76 2,65 0,39 0,46 1,16 1,37 0,37 0,28 7,5 2,31 3,17 0,58 0,63 1,34 1,57 0,39 0,29 15,0 2,08 2,79 0,45 0,49 1,30 1,48 0,30 0,28 30,0 1,59 2,30 0,25 0,27 0,86 0,75 0,29 0,27 NIRp 0,05 0,18 0,35 0,09 0,07 0,12 0,21 0,05 0,09 118 Wpływ kobaltu na skład mineralny fasoli szparagowej odmiany Laurina Kobalt modyfikował także zawartości oznaczanych mikroelementów w roślinie testowej, przy czym w stopniu większym Fe i Mn niż Cu i Zn (Tab. 3). Aplikowany do podłoża w dawce najmniejszej z zastosowanych w doświadczeniu wykazywał działanie synergistyczne w stosunku do Fe, Mn i Zn, natomiast w dawce największej – antagonistyczne. W odniesieniu do zawartości Mn efekt antagonistyczny zaznaczy się znacznie bardziej niż synergistyczny. W stopniu najmniejszym kobalt wpływał na zawartość Cu zarówno w słomie, jak i strąkach badanej odmiany fasoli (Tab. 3). Zanotowany w warunkach nadmiaru kobaltu niewielki, choć istotny spadek zawartości tego pierwiastka w roślinie testowej raczej wynikał ze zmniejszenia powierzchni sorpcyjnej korzenia niż antagonizmu jonowego. Tab. 3. Zawartość mikroelementów w słomie i strąkach fasoli szparagowej. Fe Mn Dawka kobaltu (mg · kg-1 gleby) Cu Zn mg · kg-1 s.m. słoma strąki słoma strąki słoma strąki słoma strąki 0 (kontrola) 148,2 75,7 65,3 49,7 13,7 7,9 46,9 30,8 7,5 181,9 92,9 68,2 52,1 13,9 8,3 48,7 35,7 15,0 131,4 65,7 57,0 35,4 13,1 7,5 47,3 31,9 30,0 84,7 40,7 40,3 31,0 12,8 6,4 40,9 26,7 NIRp 0,05 17,1 6,9 4,7 4,2 1,3 0,85 2,2 2,7 Podobny wpływ kobaltu na skład mineralny roślin do przedstawionego w niniejszej pracy zanotowali także w swoich badaniach Vinay i in. [1996], Laila i Nadia Gad [2002], Hala Kandil [2007], Nadia Gad i Hala Kandil [2008, 2010]. Wyniki przeprowadzonych badań potwierdziły także fitotoksyczne działanie kobaltu [Marschner 1995, Liu i in. 2000], przejawiające się m.in. zaburzeniem gospodarki mineralnej roślin oraz obniżeniem ich plonu. 119 Anna Furmańczuk, Kamila Klimek, Jolanta Molas Wnioski Kobalt zastosowany w nawożeniu fasoli szparagowej odmiany Laurina w dawce 7,5 mg · kg-1 podłoża korzystnie wpływa na plon słomy i strąków, w dawce dwukrotnie większej (15 mg · kg-1) zwiększa plon słomy, lecz obniża plon strąków, natomiast w dawce 30 mg · kg-1 podłoża obniża zarówno plon słomy, jak i strąków. Kobalt aplikowany do podłoża w dawce 7,5 mg · kg-1 powoduje zwiększenie zawartości N, P, K, Ca, Fe, Cu, Mn i Zn w biomasie organów nadziemnych rośliny testowej, w szczególności zawartość N, P, K i Fe. Aplikowany w dawce 15 mg · kg-1 podłoża zwiększa zawartość N, P, K i Zn, lecz zmniejsza zawartości Ca, Fe, Mn i Cu. Zastosowany w doświadczeniu w dawce największej, czyli 30 mg · kg-1 podłoża, istotnie obniża zawartość wszystkich analizowanych pierwiastków zarówno w słomie, jak i strąkach fasoli, w stopniu największym P, K, Fe i Mn. Literatura El-Kobbia T. Osman A. 1987. Salinity and cobalt interactions in tomato plants. Soil Sci. Rural Soc. 47: 103–111. Furmańczuk A. 2010. Ocena efektywności nawożenia kobaltem fasoli szparagowej odmiany Dacota. Zesz. Problem. Post. Nauk Roln. 556: 685–692. Grzebisz W. 2009. Nawożenie roślin uprawnych. Wyd. PWRiL, Poznań. Hala Kandil 2007. Effect of cobalt fertilizer on growth, yield and nutrients status of faba bean (Vicia faba L.) plants. J. Appl. Sci. Res. 3(9): 867–872. Laila M.H. Nadia Gad. 2002. Effect of cobalt fertilization on the yield, quality and the essential oil composition of parsley leaves. Arab. J. Agric. Sci. 10: 803–829. Liu J. Reid R.J. Smith F.A. 2000. The mechanism of cobalt toxicity in mung beans. Physiol. Plant. 110: 104–110. Marschner H. 1995. Mineral nutrition of higher plants. Academic Press, London–San Diego–New York–Boston–Sydney–Tokyo–Toronto, 427–430. Molas J. 2008. Effect of excess of Co(II)-Gly and Co(II)-EDTA chelates on the nitrogen fixation and structure of N2-fixing region of Lucerne root nodules. Ecol. Chem. Eng. A 15(11): 1301–1320. Nadia Gad 2005. Interactive effect of cobalt and salinity on tomato plants. I. Growth and mineral composition as affected by cobalt and salinity. Res. J. Agric. Biol. Sci. 1(3): 261–269. 120 Wpływ kobaltu na skład mineralny fasoli szparagowej odmiany Laurina Nadia Gad, Hala Kandil 2010. Influence of cobalt on phosphorus uptake, growth and yield of tomato. Agric. Biol. J. N. Am. 1(5): 1069-1-75. Nadia Gad, Hala Kandil. 2008. Responses of sweet potato (Ipomoea batatas L.) plants to different levels of cobalt. Aust. J. Basic & Appl. Sci. 2(4): 949–955. Ostrowska A. Gawliński S. Szczubiałka Z. 1991. Metody analizy i oceny właściwości gleb i roślin. Katalog. Wyd. IOŚ, Warszawa. Tolley-Henry L., Raper D.G. 1985. Cyclic variations in nitrogen uptake rate of soybean plants. Plant Physiol. 91: 1345–1350. Vinay S. Singh H.B. Singh V. 1996. Influence of cobalt and phosphorous on their uptake and growth of cluster bean. Indian J. Plant Physiol. 39: 219–224. mgr inż. Anna Furmańczuk Zakład Biologii Roślin Wydział Nauk Rolniczych w Zamościu Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie e-mail: [email protected] Opiekun naukowy: Dr hab. Jolanta Molas, prof. of ULS mgr Kamila Klimek Katedra Zastosowań Matematyki i Informatyki Zakład Statystyki Matematycznej Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie e-mail: [email protected] Opiekun naukowy: Prof. dr hab. Zofia Hanusz dr hab. Jolanta Molas, prof. UP Zakład Biologii Roślin Wydział Nauk Rolniczych w Zamościu Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie e-mail: [email protected] 121 Dorota Gala Anna Gorczyca Andrzej Oleksy EPISTEME 18/2013, t. 1 s. 123–130 ISSN 1895-2241 Szkodliwość skrzypionek (Oulema spp.) w uprawie ozimej pszenicy twardej i zwyczajnej w latach 2009–2011 Harmfulness of leaf beetles (Oulema spp.) in cultivation of winter durum wheat and common wheat in the years 2009–2011 Abstrakt. Celem badań była ocena szkodliwości skrzypionek w uprawie pszenicy twardej odmiany Komnata i pszenicy zwyczajnej odmiany Ostka Strzelecka. Doświadczenie polowe przeprowadzono w Stacji Doświadczalnej Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie w miejscowości Prusy w latach 2009–2011. Eksperyment założono metodą losowanych bloków w czterech powtórzeniach. Pszenicę uprawiano w dwóch poziomach agrotechniki – średnio intensywnym oraz intensywnym. Na podstawie przeprowadzonych badań wykazano, że pszenica twarda była częściej uszkadzana przez skrzypionki niż pszenica zwyczajna, szczególnie w niższym poziomie agrotechniki. Jednak jedyną istotną statystycznie różnicą był zanotowany wyższy poziom uszkodzenia odmiany Komnata w sezonie 2009/10 w średnim poziomie agrotechniki w porównaniu do wszystkich pozostałych kombinacji doświadczalnych. Wszystkie czynniki eksperymentalne były istotne dla kształtowania się wskaźnika LAI w doświadczeniu. Słowa kluczowe: skrzypionki, pszenica twarda, pszenica zwyczajna, wskaźnik pokrycia liściowego (LAI) Summary. The aim of the research was to estimate the harmfulness of leaf beetles in cultivation of durum wheat cv. Komnata and common wheat cv. Ostka Strzelecka. The field experiment was conducted at the Experimental Station of Cracow University of Agriculture in Prusy in the years 2009–2011. It was set in the randomized blocks design with four replications. The wheat was grown in two levels of agrotechnology – middle-intensive and intensive. The conducted research allowed to state that durum wheat was more often damaged by beetles than common wheat, especially in the lower level of agricultural technology. However, the only statistically significant difference was noted a higher level of damage of cv. Komnata in the season 2009/10 in the average level of agricultural technology compared to all other experimental combinations. All experimental factors were important in shaping the rate of LAI in the experiment. Key words: leaf beetles, durum wheat, common wheat, leaf area index (LAI) 123 Dorota Gala, Anna Gorczyca, Andrzej Oleksy Wstęp Pszenica jest rośliną charakteryzującą się nie tylko wysokimi wymaganiami środowiskowymi oraz agrotechnicznymi, ale także wysoką wrażliwością na występowanie fitopatogenów, szkodników i chwastów [Budzyński (red.) 2012]. W Polsce szkodnikami o największym znaczeniu gospodarczym w uprawie pszenicy są mszyce i skrzypionki [Korbas i in. 2008; Kaniuczak i in. 2011]. Na polach uprawnych z pszenicą występują powszechnie dwa gatunki skrzypionek – tj.: skrzypionka zbożowa Oulema melanopa L. i skrzypionka błękitek Oulema gallaeciana Heyden [Walczak 2005; Budzyński (red.) 2012]. Należą one do rzędu chrząszczy oraz do rodziny stonkowatych. U obydwu gatunków szkodliwe są osobniki dorosłe i larwy. Skrzypionki niszczą blaszki liściowe pszenicy wyjadając podłużne, wąskie rowki o długości do kilkunastu centymetrów. Następuje redukcja powierzchni asymilacyjnej dwóch górnych liści: flagowego i podflagowego (które najistotniej wpływają na ilość i jakość plonu) nawet o 50–80% [Korbas i in. 2008]. Znajduje to odbicie w obniżce plonu ziarna zwykle o 0,3–0,5 t · ha-1. Oprócz szkód bezpośrednich skrzypionki powodują również straty pośrednie – poprzez uszkodzone tkanki wnikają do wnętrza roślin bakterie, wirusy i grzyby, które są sprawcami wielu groźnych chorób, wywołujących dalsze straty. Rozpoznanie szkodliwości owadów, w tym skrzypionek, żerujących na pszenicy twardej w Polsce jest niewystarczające. Przypuszcza się, iż ich negatywny wpływ na rośliny tego gatunku jest zbliżony do szkodliwości odnotowywanej na pszenicy zwyczajnej [Budzyński (red.) 2012]. Celem podjętych badań było porównanie szkodliwości skrzypionek w uprawie pszenicy twardej odmiany Komnata i pszenicy zwyczajnej odmiany Ostka Strzelecka w latach 2009–2011 w wybranym rejonie Małopolski. Materiał i metody Doświadczenie polowe przeprowadzono na terenie Stacji Doświadczalnej Zakładu Szczegółowej Uprawy Roślin Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie w miejscowości Prusy. Eksperyment trwał trzy sezony wegetacyjne (2008/09, 2009/10, 2010/11). Badano dwie ozime odmi124 Szkodliwość skrzypionek (Oulema spp.) w uprawie ozimej pszenicy twardej... any pszenicy: Komnatę i Ostkę Strzelecką, uprawiane w dwóch poziomach agrotechniki: średnio intensywnym A1 (bez ochrony fungicydowej, o niższym nawożeniu azotowym) i intensywnym A2 (dwukrotny oprysk preparatem grzybobójczym, wyższe dawki azotu). Zastosowano cztery powtórzenia w układzie doświadczalnym losowanych bloków. Pszenice uprawiano na czarnoziemie zdegradowanym, należącym do I. klasy bonitacyjnej. Przedplonem w pierwszym sezonie był bobik na nasiona, w drugim i trzecim – ziemniak. Po zbiorze rośliny poprzedzającej wykonano podorywkę, bronowanie i orkę siewną. Przed siewem dla obu technologii zastosowano w jednakowej ilości nawożenie fosforowe oraz potasowe – 80 kg P2O5 · ha-1 i 150 kg K2O · ha-1. Ziarno zostało zaprawione zaprawą nasienną Funaben T 480 FS. Siew wykonano w 1. dekadzie października w obsadzie 450 szt. · m-2, na głębokość 2–3 cm. Pierwszą dawkę azotu podano po ruszeniu wegetacji – w technologii A1 było to 70 kg N · ha-1, w A2 – 80 kg N · ha-1. Drugą, jednakową dla obu poziomów, wynoszącą 50 kg N · ha-1, zastosowano w fazie strzelania w źdźbło. Trzecia dawka azotu – 30 kg N · ha-1 – została zaaplikowana w stadium kłoszenia (jedynie w poziomie intensywnym). Chwasty jednoliścienne zwalczano herbicydem Puma Uniwersal 069 EW w dawce 1,0–1,2 l · ha-1, dwuliścienne preparatem Lintur 70 WG w dawce 150–180 g · ha-1. Ochrona fungicydowa (tylko dla A2) objęła dwa zabiegi. Pierwszy przeprowadzono fungicydem Tilt Plus 400 EC w dawce 1 l · ha-1 (strzelanie w źdźbło), drugi – środkiem Artea 330 EC w dawce 0,5 l · ha-1 (kłoszenie). W intensywnej technologii uprawy równocześnie z aplikacją środków grzybobójczych zostało zastosowane dolistne nawożenie mikroelementami (nawóz Basfoliar 36 Extra – 9 l · ha-1, nawóz Yaravita Zboże – 1 l · ha-1). Analiza uszkodzeń polegała na obserwacji roślin pszenicy w celu oceny stopnia ubytków blaszki liściowej powodowanych przez skrzypionki. Podczas każdej analizy oceniano 10 losowo pobranych roślin z każdego powtórzenia odmiany i poziomu agrotechniki. Wykorzystano ogólnie przyjętą 5-stopniową skalę graficzną (1° – całkowite zniszczenie liści, 5° – brak uszkodzeń), w której stopień uszkodzenia określany jest w oparciu o przybliżony procent zniszczenia liści. Otrzymane w skali wyniki zostały przeliczone na procentowy indeks uszkodzenia. 125 Dorota Gala, Anna Gorczyca, Andrzej Oleksy Dokonano statystycznego opracowania uzyskanych wyników, wykorzystując do tego celu trzyczynnikową analizę wariancji (sezon wegetacyjny, odmiana, poziom agrotechniki). Istotność zróżnicowania danych weryfikowano przy pomocy testu t-Studenta (z transformacją Bliss`a dla danych procentowych i bez transformacji dla danych liczbowych) na poziomie istotności α=0,05. Warunki pogodowe Duże znaczenie dla szkodliwości owadów w uprawie roślin odgrywają warunki pogodowe, szczególnie istotne są średnie temperatury powietrza oraz sumy opadów atmosferycznych. Podczas trzech sezonów badań odnotowano widoczną zmienność warunków termiczno-wilgotnościowych na tle wielolecia, co przedstawia ryc. 1. W sezonie wegetacyjnym 2008/09 oraz 2009/10 w terminie grudzień–luty zanotowano znacznie niższe średnie temperatury powietrza w porównaniu do wielolecia, co potencjalnie powinno ograniczyć przezimowanie populacji szkodników, szczególnie w sytuacji, gdy opady atmosferyczne nie były nasilone i nie występowała chroniąca szkodniki, diapauzujące w glebie, okrywa śnieżna. Na tle wielolecia opady atmosferyczne w sezonach badawczych były znacznie intensywniejsze w terminach: wiosna 2009 roku, a szczególnie wiosna–lato 2010 roku. Odmienna sytuacja wystąpiła w ostatnim sezonie badań, który okazał się znacznie bardziej suchy w odniesieniu do typowego notowanego w rejonie badań. 350 25 300 20 15 250 10 200 5 [oC] [mm] 150 0 100 -5 50 -10 0 -15 IX X XI XII I 2008 r. Opady sezon badań II III IV V VI VII VIII IX X XI XII I 2009 r. Opady wielolecie II III IV V VI VII VIII IX X XI XII I 2010 r. Średnia dobowa temperatura w sezonie badań II III IV V VI VII VIII 2011 r. Średnia dobowa temperatura dla wielolecia Ryc. 1. Przebieg warunków pogodowych podczas uprawy pszenicy ozimej w latach 2009–2011 w Stacji Doświadczalnej Prusy k. Krakowa na tle wielolecia (1977–2007). 126 Szkodliwość skrzypionek (Oulema spp.) w uprawie ozimej pszenicy twardej... Wyniki i dyskusja Uzyskane indeksy uszkodzenia liści przez skrzypionki zestawiono w tab. 1. Stwierdzono, że liście pszenicy twardej były częściej uszkadzane niż liście pszenicy zwyczajnej. Jednakże pomiędzy średnim indeksem uszkodzenia odmiany Komnata, wynoszącym – 11,66% (a), i średnim wskaźnikiem uszkodzenia odmiany Ostka Strzelecka – 8,73% (a) – analiza statystyczna nie wykazała istotnego zróżnicowania. Indeks uszkodzenia liści przez skrzypionki w średnio intensywnym poziomie agrotechniki był wyższy niż w poziomie intensywnym, ale ponownie różnica ta nie była istotna statystycznie. Stwierdzono jedynie istotne statystycznie większe zniszczenia liści pszenicy w sezonie badań 2009/10 w porównaniu do dwóch pozostałych sezonów badawczych. Tab. 1. Indeks uszkodzenia pszenicy przez skrzypionki zanotowany w doświadczeniu [%]. Sezon wegetacyjny Poziom agrotechniki Odmiana A1 (średnio intensywny) Komnata 11,31 a* 8,87 a Ostka Strzelecka 10,88 a 9,44 a Komnata 27,82 b 13,14 a Ostka Strzelecka 11,72 a 10,51 a Komnata 6,84 a 6,35 a Ostka Strzelecka 5,90 a 5,06 a Średnia dla poziomu agrotechniki 11,69 a** 8,71 a 2008/2009 2009/2010 2010/2011 A2 (intensywny) Średnia dla sezonu 10,10 a*** 15,27 b 6,02 a – *Średnie oznaczone tymi samymi literami nie różnią się istotnie według testu t-Studenta (α=0,05); **Średnie oznaczone tymi samymi literami dla poziomu agrotechniki nie różnią się istotnie według testu t-Studenta (α=0,05); ***Średnie oznaczone tymi samymi literami dla sezonu uprawy nie różnią się istotnie według testu t-Studenta (α=0,05). Kaniuczak i in. [2011] zaznaczają, że rozwojowi skrzypionek sprzyjają ciepłe i suche lata. W badaniach własnych w sezonie z najwyższą liczbą opadów odnotowano jednak największe indeksy uszkodzenia roślin, co mogło być spowodowane korzystnym układem warunków ter127 Dorota Gala, Anna Gorczyca, Andrzej Oleksy miczno-wilgotnościowych w okresie wczesnowiosennym, czyli, jak podają Mrówczyński i in. [2004], gdy chrząszcze opuszczają leże zimowe i rozpoczynają żerowanie. Mrówczyński i Wachowiak [2009] informują także, że ciepła i słoneczna pogoda, właśnie w tym okresie, sprzyja zwiększeniu ilości składanych przez samice jaj. W doświadczeniu oceniono również wpływ roku, odmiany i agrotechniki na wskaźnik pokrycia liściowego (LAI). Uzyskane wyniki, zestawione w tab. 2., wskazują, że wszystkie czynniki wpływały istotnie na wartość LAI. Statystycznie istotne różnice widoczne są między sezonami badań – najwyższy średni LAI w sezonie z największą ilością opadów, jak i technologiami uprawy – wyższy średni LAI w technologii intensywnej. Również odnotowany średni wskaźnik pokrycia liściowego dla odmiany Ostka Strzelecka – 4,04 m2 · m-2 (b) ze statystycznego punktu widzenia jest istotnie wyższy niż odmiany Komnata – 3,61 m2 · m-2 (a). Tab. 2. Powierzchnia projekcyjna liści (LAI) zanotowana w doświadczeniu [m2 · m-2]. Sezon wegetacyjny Poziom agrotechniki Odmiana A1 (średnio intensywny) Komnata 3,44 abc* 3,46 abc Ostka Strzelecka 3,82 bcd 4,09 cd Komnata 3,71 bc 5,35 e Ostka Strzelecka 4,67 de 5,01 e Komnata 2,64 a 3,08 ab Ostka Strzelecka 3,40 abc 3,28 abc Średnia dla poziomu agrotechniki 3,61 a** 4,04 b 2008/2009 2009/2010 2010/2011 A2 (intensywny) Średnia dla sezonu 3,70 b*** 4,69 c 3,10 a – *Średnie oznaczone tymi samymi literami nie różnią się istotnie według testu t-Studenta (α=0,05); **Średnie oznaczone tymi samymi literami dla poziomu agrotechniki nie różnią się istotnie według testu t-Studenta (α=0,05); ***Średnie oznaczone tymi samymi literami dla sezonu uprawy nie różnią się istotnie według testu t-Studenta (α=0,05). Jak podają Biskupski i in. [2004] wartość wskaźnika LAI jest uzależniona zarówno od cech genetycznych rośliny, jak i czynników siedliskowych. Różnicowanie przez warunki pogodowe powierzchni blaszek liściowych, a tym samym indeksu LAI jest zjawiskiem często 128 Szkodliwość skrzypionek (Oulema spp.) w uprawie ozimej pszenicy twardej... opisywanym. O istotnym wpływie warunków wilgotnościowo-termicznych na wielkość wskaźnika LAI donoszą m.in. Szmigiel i Oleksy [2004] i Woźniak i in. [2005]. Biskupski i in. [2004] oraz Oleksy i in. [2009] wykazali, iż na wielkość indeksu LAI wpływa również poziom nawożenia azotem i chemicznej ochrony roślin. Na podstawie badań własnych można stwierdzić, że stopień uszkodzenia liści przez skrzypionki decyduje o tak ważnym wskaźniku stanu roślinności jakim jest LAI. Odmiana Komnata chętniej uszkadzana przez skrzypionki niż odmiana Ostka Strzelecka, charakteryzowała się także istotnie mniejszą powierzchnią projekcyjną liści. Podobnie w średnio intensywnym poziomie uprawy, w którym zniszczenia powodowane przez skrzypionki były większe, odnotowano istotnie niższy indeks LAI. Jedynie w przypadku sezonu uprawy, nie stwierdzono takiej zależności. Wnioski 1. Blaszki liściowe pszenicy twardej odmiany Komnata były częściej uszkadzane przez skrzypionki niż pszenicy zwyczajnej odmiany Ostka Strzelecka, zwłaszcza w średnio intensywnym poziomie agrotechniki, ale stwierdzane różnice nie były istotne statystycznie. 2. Intensywność żerowania chrząszczy Oulema spp. była związana z temperaturą powietrza. W okresie wegetacji o najniższych średnich temperaturach (2010/11) odnotowano najmniejszą szkodliwość tych owadów. 3. Wskaźnik pokrycia liściowego (LAI) istotnie statystycznie zależał od przebiegu warunków klimatycznych w sezonie, intensywności uprawy oraz odmiany. 4. Stwierdzono zależność pomiędzy stopniem uszkodzenia blaszek liściowych pszenicy a indeksem LAI – im większe zniszczenie liści, tym niższy wskaźnik LAI. LITERATURA Biskupski A., Kaus A., Pabin J., Włodek S. 2004. Wpływ zróżnicowanego nawożenia azotem na wskaźnik powierzchni liści (LAI), średni kąt nachylenia liści (MTA) i plon wybranych odmian pszenicy jarej. Ann. UMCS, Sec. E, 59 (2): 649–654. 129 Dorota Gala, Anna Gorczyca, Andrzej Oleksy Budzyński W. (red.). 2012. Pszenice – zwyczajna, orkisz, twarda. Uprawa i zastosowanie. PWRiL, Poznań, 328 ss. Kaniuczak Z., Bereś P.K., Kowalska J. 2011. Skuteczność zwalczania larw skrzypionek (Oulema spp.) w pszenicy w gospodarstwie ekologicznym w latach 2008–2010. J. Res. Appl. Agric. Eng. 56 (3): 196–199. Korbas M., Mrówczyński M., Paradowski A. 2008. Program ochrony pszenicy ozimej i jęczmienia jarego na rok 2008. Plantpress, Kraków, 91 ss. Mrówczyński M., Boroń M., Wachowiak H., Zielińska W. 2004. Atlas szkodników kukurydzy. IOR, Poznań, Syngenta Crop Protection, Warszawa, 79 ss. Mrówczyński M., Wachowiak H. 2009. Skrzypionki zbożowe – szkodniki zbóż. Wiadomości rolnicze 57 (5): 6. Oleksy A., Szmigiel A., Kołodziejczyk M. 2009. Plonowanie oraz kształtowanie się powierzchni liści wybranych odmian pszenicy ozimej w zależności od poziomu agrotechniki. Fragm. Agron. 26 (4): 120–131. Szmigiel A., Oleksy A. 2004. Kształtowanie się powierzchni liści dwóch odmian pszenżyta jarego w zależności od jego udziału w mieszance z pszenicą. Biul. IHAR 231: 211–221. Walczak F. 2005. Determination of developmental periods of leaf beetle (Oulema ssp.) for short-term forecasting. J. Plant Prot. Res. 45 (3):145–153. Woźniak A., Gontarz D., Staniszewski M. 2005. Wpływ zmianowania na plonowanie i wartość wskaźnika LAI pszenicy twardej (Triticum durum Desf.). Biul. IHAR 237/238: 13–21. mgr inż. Dorota Gala Katedra Agrotechniki i Ekologii Rolniczej, e-mail: [email protected] dr inż. Anna Gorczyca Katedra Ochrony Środowiska Rolniczego, e-mail: [email protected] dr inż. Andrzej Oleksy Zakład Szczegółowej Uprawy Roślin, e-mail: [email protected] Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Al. Adama Mickiewicza 21, 31‐120 Kraków Opiekun naukowy: dr inż. Anna Gorczyca 130 Marta Gas Monika Białkowska Małgorzata Krotowska EPISTEME 18/2013, t. 1 s. 131–137 ISSN 1895-2241 MOŻLIWOŚĆ KSZTAŁTOWANIA ZAWARTOŚCI I PROFILU ALKALOIDÓW W NASIONACH ŁUBINU ANDYJSKIEGO (LUPINUS MUTABILIS SWEET) PRZEZ OPÓŹNIENIE TERMINU SIEWU I GENOTYP THE POSSIBILITY OF FORMATION OF ALKALOIDS CONTENTAND ALKALOIDS PROFILE IN ANDEAN LUPINE (LUPINUS MUTABILIS SWEET) SEEDS BY THE DELAY OF DATE OF SOWING AND BY GENOTYPE Abstrakt. Doświadczenie polowe przeprowadzono w 2011 roku w Pawłowicach, k. Wrocławia. W trzyczynnikowym doświadczeniu założonym w układzie „split-plot” badano w kolejności: I. dwie formy morfologiczne ł. andyjskiego: a) semiepigonalna, b) epigonalna; II. terminy siewu: a) najwcześniejszy: siew 30.03.2011, b) 14 dni później; III. liczbę wysianych nasion na 1 m2: 60, 90 i 120. Celem badań było określenie wpływu wybranych czynników agrotechnicznych na kształtowanie w nasionach łubinu andyjskiego zawartościi profilu alkaloidów. W nasionach oznaczono 11 alkaloidów. Dominowała sparteina, lupanina i 13-α-hydroxy-lupanina, a ich udział w strukturze wszystkich oznaczonych alkaloidów wynosił od 92,3 do 96,1% i zależał od genotypu i terminu siewu. Forma semiepigonalna, w porównaniu z epigonalną, gromadziła o 35% więcej lupaniny i mniej o 76% sparteiny i o 68% 13-α-hydroxy-lupaniny. Opóźnienie terminu siewu, zmniejszyło udział sparteiny o 32%. Słowa kluczowe: łubin andyjski, alkaloidy, profil alkaloidów Summary. The field experiment was conducted in 2011 in Pawłowice, near Wrocław.A factorial ‘split-plot’ experiment with three factors tested in a following order: I. the two Andean lupine morphological types: a) semiepigonal, b) epigonal; II. sowing dates:a) the earliest – 30 March 2011, b) 14 days later; III. Number of seeds sown per 1 m2: 60, 90 and 120. The aim of the study was to determine the impact of some agronomic factors on the formation of alkaloids contents and profile of alkaloids in seeds of the Andean lupine. In the seeds of andean lupine 11 alkaloids were marked. Sparteine, lupanine and 13-α-hydroxy-lupanine preponderated, and their contribution in the structure of all identified alkaloids ranged from 92.3 to 131 Marta Gas, Monika Białkowska, Małgorzata Krotowska 96.1% and depended on genotype and sowing date. The semiepigonal type, compared to the epigonal type, contained about 35% more of lupanine and about 76% less of sparteine and about 68% less of 13-α-hydroxy-lupanine. The delay of sowing date, reduced the contribution of sparteine for about 32%. Key words: Andean lupine, alkaloids, profile of alkaloids WSTĘP Łubin andyjski (Lupinus mutabilis Sweet) wykazuje wiele korzystnych cech. Na podkreślenie zasługuje wysoka zawartość tłuszczu (około 20%) i białka (ponad 40%) w nasionach [Brücher 1989; Hatzold 1983; National Research Coucil 1989; Mason i Romero 1990, Torres 1976]. Wymaga jednak ulepszenia i wyselekcjonowania genotypów, które będą przystosowane do warunków glebowo – klimatycznych Europy [Brücher 1989; National Research Coucil 1989; Roemer i John-Doesbauch 1988, 1989, 1992; Roemer i Weissmann 1991]. Cechą niekorzystną jest wysoki poziom w nasionach alkaloidów, co uniemożliwia ich wykorzystanie na paszę. Duża zawartość alkaloidów w nasionach nadaje paszy gorzki smak, co zmniejsza łaknienie i dlatego przed skarmianiem należy je usunąć [Cook i in. 2009, Brücher 1989, Gross i in. 1988, Hatzold 1983, Pakendorf 1974, Sawicka 1993, Williams i in. 1984]. Celem badań było określenie wpływu wybranych czynników agrotechnicznych na kształtowanie w nasionach łubinu andyjskiego zawartości i profilu alkaloidów. MATERIAŁ I METODY Przedmiotem badań były nasiona pochodzące z doświadczenia polowego prowadzonegow 2011 roku na polach Stacji Dydaktyczno – Naukowej należącej do Katedry Szczegółowej Uprawy Roślin Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu, zlokalizowanej w Pawłowicach (17°02’E, 51°31’N, na wysokości 122 m n.p.m.). Doświadczenie trzyczynnikowe założone było w układzie „splitplot”. Badano w kolejności: I. dwie formy morfologiczne łubinu andyjskiego: a) semiepigonalna, b) epigonalna; II. terminy siewu: a) najwcześniejszy – siew 30.03.2011 r., b) 14 dni później; III. liczbę 132 Możliwość kształtowania zawartości i profilu alkaloidów... wysianych nasion na 1 m2: 60, 90 i 120 sztuk. W zebranych nasionach łubinu andyjskiego określono zawartość oraz profil alkaloidów. Zawartość alkaloidów w nasionach i ich profil określono przy pomocy chromatografii gazowej. Przy oznaczeniu zawartości alkaloidów zastosowano kolumnę ZB-5 (30 m × 0,32 mm × 0,50 μm). Warunki analizy: gaz nośny stanowił hel, przepływający z prędkością 1 ml ∙ min-1, temperatura komory nastrzykowej – 250°C, temperatura detektora – 300°C, program temperaturowy pracy kolumny – 180°C przez 2 min, przyrost temperatury do 300°C z szybkością 5°C ∙ min-1, temperatura końcowa utrzymywana była przez 10 min. Całkowity czas analizy – 36 min. Wyniki podajemy w przeliczeniu na ekwiwalenty lupaniny. W tym celu należy zrobić krzywą wzorcową lupaniny ze standardem wewnętrznym – kofeiną i z tej krzywej odczytać ilości alkaloidów w próbie. Profil alkaloidów określono przy pomocy kolumny ZB-1 (30 m × 0,25 mm ×0,25 μm). Gazem nośnym był hel, z przepływem 1 ml ∙ min-1. Parametry programu były następujące: temperatura początkowa: 100 oC następnie 20 o C ∙ min-1 do 200 oC i przez3 min; później 10 oC o 250 oC i przez 5 min; oraz 20 oC do 300 oC i przez 4 minuty trzymane w tej temperaturze. Identyfikacji alkaloidów dokonano, porównując ich indeksy retencji Kovaca i rozpady masowe (analiza widm jonów fragmentacyjnych EI MS) z dostępnymiw bazach danych (NIST 2013 oraz bazą MassFinder 4.0), rozpady EI MS z NIST05 i danych litaraturowych lub odnosząc je do otrzymanych dla dostępnych substancji wzorcowych. Do wyznaczenia indeksów Kovaca zastosowano serię n-alkanów od C-6 do C-28. Wyniki opracowano statystycznie zgodnie z metodyką doświadczeń polowych w układzie „split-plot” [Elandt 1964]. Uzyskane wyniki oceniono testem t Studenta za pomocą NIR (Najmniejszej Istotnej Różnicy) przy poziomie ufności P = 0,05. WYNIKI I DYSKUSJA Zawartość alkaloidów w nasionach łubinu andyjskiego kształtowała się od 25,7 do 30,5 g ∙ kg-1 suchej masy nasion (tab. 1). Nie wykazano istotnego wpływu badanych czynników na zawartość alkaloidów. W nasionach łubinu andyjskiego oznaczono 11 alkaloidów (tab. 1). W największej ilości wystąpiła sparteina, lupanina i α-hydroxy133 Marta Gas, Monika Białkowska, Małgorzata Krotowska lupanina, a ich suma w strukturze wszystkich alkaloidów wynosiła od 92,3 do 96,1% i zależała od genotypu. Forma semiepigonalna, w porównaniu z epigonalną, gromadziła o 35% więcej lupaniny i mniej o 76% sparteinyi o 68% 13-α-hydroxy-lupaniny. Opóźnienie terminu siewu, w porównaniu z pierwszym terminem, zmniejszyło zawartość sparteiny o 32%. 134 Suma 2+8+9 100 100 100 95,9 100 95,8 100 100 0,568 0,817 95,7 96,1 95,2 95,4 11 0,169 0,248 0,430 0,861 0,675 0,882 10 4,8 5,7 0,345 0,126 0,411 0,361 9 5,4 5,6 4,3 88,9 87,1 5,0 8 86,5 85,2 88,6 0,686 0,725 88,4 7 0,578 0,568 0,561 0,579 0,636 0,673 6 1,362 1,178 0,690 0,552 0,647 0,650 5 0,736 0,652 1,304 1,067 1,736 0,995 4 0,030 0,093 0,792 0,724 0,711 0,717 3 2,2 3,0 0,185 0,081 0,008 0,365 2 3,5 4,4 3,2 0,010 0,005 2,3 1 28,6 28,3 0,015 0,003 0,007 0,005 Zawartość sumy alkaloidów 26,2 26,8 26,5 90 28,4 Liczba wysianych nasion na 1m2 90 Alkaloidy 120 II 60 120 semiepigonalna I 60 Termin siewu Forma morfologiczna Tab. 1. Wpływ badanych czynników na zawartość sumy alkaloidów w [g ∙ kg-1] suchej masy nasion oraz struktura alkaloidów w nasionach łubinu andyjskiego (chromatografia gazowa) r.n. 0,34 r.n. r.n. 0,47 4,8 0,114 0,091 0,411 0,415 1,482 1,544 0,697 0,639 1,108 1,002 74,5 10,3 77,7 10,7 r.n. r.n. r.n. r.n. r.n. r.n. r.n. r.n. 8,5 0,144 0,417 1,282 0,686 1,096 75,1 11,2 4,9 3,4 3,1 15,8 64,7 5,1 87,5 1,467 0,643 0,722 0,614 1,752 1,274 0,103 0,722 0,078 0,127 13,0 0,017 0,008 – r.n. 94,8 100 r.n. 0,550 100 100 – 1,9 94,8 94,4 r.n. 0,602 0,708 100 93,5 100 95,7 0,604 0,706 1,030 0,242 0,787 1,218 0,242 1,729 0,277 9,6 epigonalna 27,5 semiepigonalna 29,2 – r.n. r.n. r.n. r.n. r.n. r.n. r.n. r.n. r.n. 16,1 16,0 70,3 19,0 63,3 15,9 62,7 15,0 62,0 15,4 62,2 100 94,0 100 93,7 100 93,7 100 92,3 100 93,1 100 94,3 0,315 0,706 0,773 0,991 0,726 0,114 1,394 1,160 1,406 2,246 2,158 2,008 13,6 67,9 1,521 1,341 1,813 1,490 1,298 1,337 0,707 0,879 0,761 0,721 0,618 0,644 1,638 1,942 1,467 2,146 1,957 1,360 0,258 0,009 0,016 0,043 0,149 0,143 13,7 0,129 0,230 0,017 0,056 0,027 0,007 11,4 r.n. 7,4 16,7 30,5 60 12,5 30,8 90 r.n. 25,7 120 0,010 0,010 0,006 0,021 0,027 0,030 28,4 60 r.n. 29,5 90 I 30,5 120 II r.n. NIR (α = 0,05) 6,5 r.n. 0,009 0,016 r.n. 0,014 r.n. 27,8 29,0 r.n. 28,4 I NIR (α = 0,05) II NIR (α = 0,05) 60 epigonalna Możliwość kształtowania zawartości i profilu alkaloidów... Średnie dla czynników 135 94,5 100 100 – 10,4 9,9 r.n. 94,6 76,6 76,6 r.n. r.n. 1,079 0,990 r.n. 0,746 0,669 0,637 0,681 r.n. r.n. 1,507 1,749 r.n. 1,004 0,975 0,419 0,401 r.n. r.n. 0,090 0,074 r.n. r.n. 7,5 0,010 0,014 r.n. 8,1 28,9 27,8 NIR (α = 0,05) r.n. 90 120 Marta Gas, Monika Białkowska, Małgorzata Krotowska Legenda: [%] Termin siewu: I – 31.03.2011; II – 14.04.2011. Alkaloidy: 1. α-isosparteina; 2. sparteina; 3. β-isosparteina; 4. ammodendrina; 5. tetrahydrorhombifolina; 6. α-isolupanina; 7. 5,6-dehydrolupanina; 8. lupanina; 9. 13-α-hydroxy-lupanina; 10. 13-(angeloyloxy)lupanina; 11. 4,13-dihydroxylupanina Wpływ pozostałych badanych czynników na kształtowanie profilu alkaloidów był mały. Podobne wyniki uzyskali Gross i in. [1988] oraz Wink i in. [1995]. Metodami hodowli można obniżyć zawartość alkaloidów do tysięcznych części procenta. Odmiana Inti zawiera poniżej 0,01 g ∙ kg-1 [Gross i in. 1988]. Również Sawicka [1993] uważa, że zróżnicowanie pod względem zawartości alkaloidów w nasionach wskazuje na możliwość znalezienia form o bardzo niskiej zawartości alkaloidów. Wink i in. [1995] wykazali, że udział lupaniny w strukturze alkaloidów dochodzi do 50%. Badania własne wykazały, że udział tego alkaloidu jest znacznie większy i zależy od genotypu. Udział 13-α-hydroxy-lupaniny u Winka i in. [1995] w strukturze alkaloidów wynosił 7%, a w badaniach własnych, w zależności od formy wynosił od 5 do 16%. Hatzoldi in. [1983] stwierdzili, że w nasionach najwięcej było lupaniny, następnie 13-α-hydroxy-lupaniny i sparteiny. Suma tych alkaloidów wynosiła 80% i była niższa niż w badaniach własnych. WNIOSKI Genotyp, termin siewu oraz liczba wysianych nasion nie miały istotnego wpływu na zawartość alkaloidów w nasionach łubinu andyjskiego. W strukturze alkaloidów dominowała lupanina. Suma sparteiny, lupaniny i 13-α-hydroxy-lupaniny wyniosła ok. 94% i kształtowała się pod wpływem genotypu. 136 Możliwość kształtowania zawartości i profilu alkaloidów... LITERATURA Brücher H., 1989. 2. Lupinus mutabilis Sweet, in: Useful Plants of Neotropical Origin and Their Wild Relatives, Springer – Verlag: 80–84. Elandt R., 1964. Statystyka matematyczna w zastosowaniu do doświadczalnictwa rolniczego. PWN, Warszawa: 272–289. Gross R., Baer E. von, Koch F., Marquard R., Trugo L., Wink M, 1988. Chemical composition of a new variety of the Andean lupin (Lupinus mutabilis cv. Inti) with low-alkaloid content. Journal of Food Composition and Analysis Vol. 1 No. 4: 353–361. Cook D., Lee S. T, Gardner D. R., Pfister J. A., Welch K. D., Green B. T., Davis T. Z., Panter K. E., 2009. The alkaloid profiles of Lupinus sulphureus. J. Agric. Food Chem. 57(4): 1646–53 (2009), PMID 19182952. Hatzold T., Elmadfa I., Gross R., Wink M., Hartmann T., Witte L., 1983. Quinolizidine Alkaloids in Seeds of Lupinus mutabilis. J. Agric. Food Chem. 1983, 31: 934–938. Mason L. & N. Romero, 1990. Fatty acid composition of the fat extracted from different lupin seeds varieties, Abstracts 6th Int. Lupin Conf., Temuco – Pucon, Chile, Nov., 1990: 13. National Research Council, 1989. Lost Crops of the Incas: Little-Known Plants of the Andes with Promise for Worldwide Cultivation, National Academy Press, Washington: 414. Pakendorf K. W., 1974. Studies on the use of mutagenic agents in Lupinus. II. Some mutants of Lupinus mutabilis after the application of gamma-irradiation, Z. Pflanzenzüchtg., 72: 152–159. Roemer P., Jahn-Deesbach W., 1988. Proc. 5th Int. Lupin Conf., Poznań, Poland, 40–50. Roemer P., Jahn-Deesbach W., 1989. XII Eucarpia Congress, Vörtrage für Pflanzezüchtg., 15, 14–11. Roemer P., Jahn-Deesbach W., 1992. EUR 14102, 77–85. Roemer P., Weissmann E., 1991. Proc. 6th Int. Lupin Conf., Temuco-Pucon, Chile, 350–362. Sairam T., Khanna, P., 1971. Effect of tyrosine and phenylalanine on growth and production of alkaloids in Dathura tubula , Tissue Culture. Lloydia, 34. Sawicka E.J. 1993. Indukowane mutacje u Łubinu andyjskiego (Lupinus mutabilis Sweet), Prace ogrodu botan. PAN, Warszawa-Powsin; Zeszyt 3, 1993: 10–13. Williams W., Harrison J.E.M. & S. Jayasekera. 1984. Genetical control of alkaloid production in Lupinus mutabilis and the effect of a mutant allele mutal isolated following chemical mutagenesis, Euphytica, 33: 811–817. Wink M., Meissner C., Witte L. 1995: Patterns of quinolizidine alkaloids in 56 species of the genus Lupinus. Phytochemistry, Vol. 38, No. 1: 139–153. 137 Marta Gas, Monika Białkowska, Małgorzata Krotowska mgr inż. Marta Gas mgr inż. Monika Białkowska* mgr inż. Małgorzata Krotowska **Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Wydział Przyrodniczo – Technologiczny *Katedra Szczegółowej Uprawy Roślin **Instytut Nauk Ekonomicznych i Społecznych e-mail: [email protected] Opiekun naukowy: prof. dr hab. inż. Andrzej Kotecki Zadanie współfinansowane przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego. 138 Marzena Albrycht Monika Górecka Monika Pigulak-Kuś EPISTEME 18/2013, t. 1 s. 139–146 ISSN 1895-2241 DYNAMIKA LICZEBNOŚCI POPULACJI ZAJĄCA (LEPUS EUROPAEUS) I KUROPATWY (PERDIX PERDIX) NA TERENIE PŁASKOWYŻU PROSZOWICKIEGO W LATACH 2009–2011 CHANGES IN POPULATION NUMBERS AND DENSITY OF EUROPEAN HARE (LEPUS EUROPAEUS) AND GREY PARTRIDGE (PERDIX PERDIX) IN PROSZOWICE PLATEAU DURING 2009–2011 PERIOD Abstrakt. Ocenę liczebności populacji zająca i kuropatwy na Płaskowyżu Proszowickim (obwód łowiecki nr 52) wykonano każdej wiosny i jesieni w latach 2009–2011. Stosowano metodę transektu nieograniczonego rejestrując badane gatunki na 3 transektach o łącznej długości 8,6 km. W czasie przemarszów notowano liczbę zaobserwowanych kuropatw i zajęcy oraz mierzono ich prostopadłą odległość od transektu. Podczas 6 sezonów badań zaobserwowano łącznie 132 zające i 115 kuropatw. Liczba obserwowanych zwierząt zmniejszała się wraz ze wzrostem odległości od środka transektu. Liczebność populacji oceniono na podstawie obserwacji zwierząt w 30 m przedziałach odległości. Średnie zagęszczenie populacji zająca podczas badanego okresu wyniosło 7,05±1,23 osobnika/ 100 ha, a dynamika liczebności wykazała tendencję wzrostową (λ=1,185). Średnie zagęszczenie populacji kuropatwy w badanym okresie osiągnęła wartość 4,32±1,06 osobnika/ 100 ha powierzchni polnej obwodu łowieckiego. W przeciwieństwie do zająca, dynamika liczebności kuropatwy wykazała tendencję spadkową (λ=0,775). Dane od myśliwych, które dotyczyły liczebności zajęcy i kuropatw nie korespondowały z wynikami niniejszej pracy. Słowa kluczowe: zając, kuropatwa, zagęszczenie populacji, transekt nieograniczony Summary. Estimation of population density and numbers of European hare and grey partridge was carried out in Proszowice Plateau every spring and autumn during 3 consecutive years (2009–2011). Unfixed line transect method was used. In hunting district number 52 hares and partridges were counted using 3 line transects of total length of 8.6 km. During walk 139 Marzena Albrycht, Monika Górecka, Monika Pigulak-Kuś along transects perpendicular distance of observed animals in relation to line transects was measured. Field data showed presence of 132 hares and 115 partridges. The number of animals observed decreased with the distance from walking route. Population size was estimated using probability of sighting of animals in 30 m intervals. Number of hares showed increasing trend (λ=1.185) and their average population density was equal to 7.05±1.23 individuals/ 100 ha ( ±SE). Number of partridges was declining population (λ=0.775) and showed average population density as 4.32±1.06 animals/100 ha. Hunting statistic data on population size of hares and partridges were not consistent with the results of this paper. Key words: European hare, grey partridge, population density, unfixed line transect Wstęp W Polsce ze względu na brak wiarygodnych danych dotyczących liczebności populacji zająca i kuropatwy dobrym wskaźnikiem odzwierciedlającym dynamikę liczebności zająca i kuropatwy jest ich pozyskanie łowieckie [Pielowski et al. 1993]. Od połowy lat 70. pozyskanie obydwu gatunków w naszym kraju drastycznie spadło. W latach 70. odstrzał zająca sięgał około 500 tys. osobników rocznie, a kuropatwy ponad 700 tys. W kolejnych latach pozyskanie zająca wahało się w granicach 200–250 tys. osobników rocznie [Bresiński 2010], aby zmniejszyć się do 30 tys. osobników w sezonie łowieckim 2005/06 i 18 tys. w sezonie 2010/11. Znacznie bardziej drastyczny spadek pozyskania zanotowano dla kuropatwy. W latach 70. i 80. odstrzał wahał się w granicach 186–222 tys. osobników rocznie, a w sezonie łowieckim 2010/11 wynosił tylko 3,1 tys. osobników [Panek 2010, GUS 2005, GUS 2011]. Obecnie w większości obwodów łowieckich w Polsce zawieszono polowania na zające i kuropatwy, dlatego nie można określić trendów dynamiki liczebności, gdyż dane publikowane przez GUS dotyczące liczebności obydwu gatunków są oparte o arbitralne szacunki myśliwych. Dlatego celem niniejszej pracy było porównanie danych dotyczących liczebności zająca i kuropatwy podawanych przez myśliwych z oceną liczebności tych gatunków przy pomocy dobrze znanej metody transektu nieograniczonego. Ponadto celem pracy było również poznanie dynamiki liczebności obydwu gatunków. 140 Dynamika liczebności populacji zająca (Lepus europaeus) i kuropaty... Teren badań, materiał i metody Ocenę liczebności populacji zająca (Lepus europaeus) i kuropatwy (Perdix perdix) wykonano metodą transektu nieograniczonego [Coughley 1997, Buckland et al. 1993] na terenie obwodu łowieckiego nr 52, który jest położony na Płaskowyżu Proszowickim, a jego powierzchnia polna wynosi. 3,1 tys. ha. Płaskowyż Proszowicki jest położóny na wysokości 250–300 m n. p. m., [Starkel 1991]. Liczebność zająca i kuropatwy oceniono na 3 liniowych transektach o łącznej długości 8,6 km w latach 2009, 2010 i 2011 wykonując trzykrotne przemarsze każdej wiosny i jesieni. Przemarsz na transektach wykonywał zespół złożony z pięciu osób i dwóch psów myśliwskich. Podczas przemarszu rejestrowano liczbę zaobserwowanych zajęcy i kuropatw oraz mierzono ich prostopadłą odległość od transektu. Do liczby zaobserwowanych zajęcy i kuropatw doliczano osobniki, których nie wykryto stosując współczynniki prawdopodobieństwa obserwacji dla poszczególnych odległości zaobserwowanych zwierząt od transektu. Dla zająca stosowano następujące współczynniki prawdopodobieństwa: 0,88 w pasie 0–30 m, 0,65 w pasie 31–60 m i 0,42 w pasie 61–90 m. Dla kuropatwy odpowiednie współczynniki prawdopodobieństwa wynosiły 0,91, 0,74 i 0,57 [Albrycht 2012]. Szerokość pasa taksacyjnego wynosiła 180 m, tj. 90 m po obydwu stronach transektu. Długość marszruty (8,6 km) i szerokość pasa taksacyjnego wyznaczały powierzchnię (154,8 ha), na której prowadzono ocenę liczebności. Pomiędzy sezonami badań liczony był wskaźnik skończonego tempa wzrostu populacji (λ) [Caughley 1977], opisujący zmiany w dynamice liczebności populacji badanych gatunków. Wyniki Wyniki obliczeń wskazują, iż przeciętne zagęszczenie populacji zająca jesienią (8,9 osobników/ 100 ha) było zawsze wyższe od przeciętnego zagęszczenia wiosną (5,2 osobnika/ 100 ha). Średnie zagęszczenie tego gatunku dla 6 sezonów wynosiło 7,05±1,23 zająca/ 100 ha ( x =±SE). Na terenie całego obwodu łowieckiego przeciętna liczebność zająca jesienią wynosiła 276 zwierząt, a wiosną 161 osobników. Populacja zająca charakteryzowała się wzrostem liczebności, a tzw. wskaźnik skończonego tempa wzrostu (λ) wynosił średnio w ciągu 141 Marzena Albrycht, Monika Górecka, Monika Pigulak-Kuś 3 lat badań 1,185, co oznacza, iż w omawianym okresie populacja wzrosła o 18,5%. Również przeciętne zagęszczenie populacji kuropatwy jesienią (4,4 osobników/ 100 ha) było nieco wyższe od zagęszczenia wiosennego (4,2 osobników/ 100 ha). Średnie zagęszczenie tego gatunku dla 6 sezonów badań wynosiło 4,32±1,06 osobników/ 100 ha ( x =±SE). Na terenie całego obwodu łowieckiego przeciętna liczebność kuropatwy wynosiła więc jesienią 136 osobników, a wiosną 130 osobników. Mała różnica między liczebnością jesienną i wiosenną była spowodowana nietypową dynamiką liczebności populacji w roku 2010, kiedy to zagęszczenie populacji wiosną było wyższe, niż jesienią (Ryc. 1). Ryc. 1. Dynamika zagęszczenia populacji zająca i kuropatwy w latach 2009 – 2011 na Płaskowyżu Proszowickim oceniona metodą transektu nieograniczonego. Współczynnik λ przybierał wartość mniejszą od jedności (0,775), wskazującą, iż średnie tempo spadku liczebności populacji wynosiło -22,5%. Rycina 1 przedstawia dynamikę liczebności zająca i kuropatwy w ciągu 3 lat badań. Jesienny przyrost populacji zająca w stosunku do liczebności wiosennej wahał się w granicach 30,4–102,3% i wynosił średnio 69,1%. Natomiast jesienny przyrost kuropatwy w roku 2009 wynosił 48,2%, a w roku 2011 osiągnął wartość 121,6%. W roku 2010 liczebność kuropatwy była niższa jesienią, niż wiosną, a spadek sięgał 51,2%. Zimowa śmiertelność zająca w stosunku do liczebności jesiennej wahała się w granicach 14,6% i 14,7%, a kuropatwy 21,9% i 64,9%. 142 Dynamika liczebności populacji zająca (Lepus europaeus) i kuropaty... Dyskusja Zastosowanie do oceny liczebności populacji zająca i kuropatwy metody transektu nieograniczonego było podyktowane niskimi zagęszczeniami obydwu gatunków. W takiej sytuacji każda obserwacja jest istotna i dlatego powinna być włączona do bazy danych [Caughley 1977]. Metoda transektu nieograniczonego jest często stosowana do oceny liczebności zwierzyny drobnej [Hutchings and Harris 1996, Reid et al. 2007, Jensen 2009]. Alternatywą metody transektu nieograniczonego mogłaby być tzw. taksacja pasowa [Pielowski 1967], jednak stosowanie tej metody wiąże się z dużymi kosztami, gdyż wymaga ona zaangażowania 20–30 osób. Stosunkowo mała liczba zaobserwowanych zajęcy i kuropatw spowodowała, iż w obliczeniach nie uwzględniono osobników, które znajdowały się w większej odległości, niż 90 m od transektu. Powyżej 90 m obserwowano nieliczne zające i kuropatwy, dlatego doliczanie na tej podstawie osobników, które tam mogły się znajdować byłoby ryzykowne oraz obarczałoby końcowe wyniki dużym błędem. Zające i kuropatwy stanowią margines gospodarki łowieckiej na badanym terenie, gdyż zagęszczenia populacji obydwu gatunków są tam niskie. Pozyskanie łowieckie nie posiada istotnego wpływu na dynamikę liczebności populacji, gdyż odstrzał zająca w badanym okresie wynosił średnio 30 osobników, a na kuropatwę nie polowano. Zaobserwowany dodatni trend dynamiki liczebności zająca w badanym obwodzie łowieckim mógł być spowodowany zmniejszeniem liczebności lisów na tym terenie. W ciągu 3 sezonów odstrzał lisów w badanym obwodzie łowieckim zmniejszył się blisko dwukrotnie z 28 osobników do 15 osobników. Niekorzystne warunki pogodowe w roku 2010, w którym opady deszczu wiosną i latem w porównaniu do średniej wieloletniej były znacznie wyższe (1021 mm vs. 685 mm) oraz niższa temperatura w maju i w czerwcu (14,9°C w stosunku do średniej wieloletniej wynoszącej 16,2°C) (GUS 2011) zmniejszyły w prawdzie jesienny przyrost populacji zająca do 30,4% liczebności wiosennej (w pozostałych dwóch sezonach wynosił on 74,6% i 103,2%), lecz nie załamały dodatniego trendu sezonowej dynamiki liczebności. W przeciwieństwie do zająca, dynamika liczebności kuropatwy wykazała ujemny trend, który był spowodowany niekorzystnymi warunkami atmosferycznymi, mającymi bardziej 143 Marzena Albrycht, Monika Górecka, Monika Pigulak-Kuś istotny wpływ na kuropatwę, niż na zająca. Wysokie opady wiosną i wczesnym latem zmniejszające ruchliwość i aktywność owadów stanowiących istotny wysokobiałkowy pokarm dla piskląt powodują spadek kondycji młodych osobników, co może prowadzić do śmierci z wycieńczenia [Borg and Toft 2000, Buner and Aebischer 2008]. Pielowski 1975 i Pielowski et al. 1993 wykazał, iż niekorzystne warunki pogodowe wiosną bardziej wpływają na śmiertelność młodych kuropatw, których wtedy ginie średnio około 39%, niż na zające, wśród których straty sięgają średnio 20%. Oceniona w niniejszej pracy przeciętna wiosenna liczebność zająca w badanym obwodzie łowieckim (n=162) była dwukrotnie niższa, niż inwentaryzacja tego gatunku przez myśliwych (n=317). Duże rozbieżności wykazano także dla kuropatwy. Wiosną 2009 i 2010 liczebność na tym terenie oceniona w niniejszej pracy wynosiła odpowiednio 165 i 186 osobników i była wyższa w stosunku do inwentaryzacji tego gatunku przez myśliwych, tj. odpowiednio 130 i 140 osobników. Natomiast wiosną 2011 oceniona w niniejszej pracy liczebność kuropatwy (n=32) była drastycznie niższa od liczebności (n=120), jaką podawało lokalne koło łowieckie. Reasumując, otrzymane w niniejszej pracy wyniki dotyczące liczebności zająca i kuropatwy znacznie odbiegają od danych otrzymanych z lokalnego koła łowieckiego. Jest to spowodowane brakiem stosowania przez myśliwych wiarygodnych metod oceny liczebności populacji. Szacunki łowieckie dotyczące liczebności populacji, zwane potocznie całorocznymi obserwacjami nie posiadają żadnej metodyki zbierania danych, a odzwierciedlają jedynie subiektywne spekulacje myśliwych. Dlatego podejmowane w naszym kraju wysiłki dotyczące odbudowy liczebności populacji zająca i kuropatwy bez stosowania wiarygodnych i obiektywnych metod oceny liczebności tych gatunków zakończą się prawdopodobnie niepowodzeniem. Literatura Albrycht M. 2012. Dynamika liczebności i preferencje środowiskowe kuropatwy i zająca w północnej Małopolsce. Praca doktorska. Uniwersytet Pedagogiczny. Kraków. 144 Dynamika liczebności populacji zająca (Lepus europaeus) i kuropaty... Borg C. and S. Toft. 2000. Importance of insect prey quality for grey partridge chicks Perdix perdix: a self-selection experiment. Journal of Applied Ecology 37: 557–563. Bresiński W. 2010. Zając. Strony 32–33 w: M. Budny, M. Panek, W. Bresiński, R. Kamieniarz, B. Kolanoś and H. Mąka (eds.). Sytuacja zwierząt łownych w Polsce w latach 2009–2010 (wyniki monitoringu). Biuletyn Stacji Badawczej w Czempiniu Nr 7. 2010. Buckland S. T., K. P. Burnham, D. R. Anderson and J. L. Laake. 1993. Density estimation using distance sampling. Chapman Hall. London. England. Buner F. and N. J. Aebischer. 2008. Guidelines for re-establishing grey partridges through releasing. Game & Wildlife Conservation Trust. Fordingbridge. Caughley E. 1977. Analysis of vertebrate populations. Willey and Sons. London–New York–Sydney–Toronto. GUS. 2005. Leśnictwo. Warszawa 2005. GUS. 2011. Leśnictwo. Warszawa 2011. Hutchings M. R. and S. Harris. 1996. The current status of the brown hare (Lepus europaeus) in Britain. Joint Nature Conservation Committee, Peterborough, UK, 78 pp. Jensen T. W. 2009. Identifying causes for population decline of the brown hare (Lepus europaeus) in agricultural landscape in Denmark. Ph. D. Thesis. Aarhus University. Panek M. 2010. Kuropatwa. Strony 37–41 w: M. Budny, M. Panek, W. Bresiński, R. Kamieniarz, B. Kolanoś, H. Mąka (eds.). Sytuacja zwierząt łownych w Polsce w latach 2009–2010 (wyniki monitoringu). Biuletyn Stacji Badawczej w Czempiniu Nr 7. 2010. Pielowski Z. 1967. Belt assessment as a reliable method of determining the numbers of hares. Acta Theriologica 14: 133–140. Pielowski Z. 1975. Charakterystyka ekologiczna populacji zająca Lepus europeaus Pallas, 1778. Roczniki Akad. Roln. w Poznaniu. Prace habilit. 65: 1–33. Pielowski Z., R. Kamieniarz i M. Panek. 1993. Raport o zwierzętach łownych w Polsce. Biblioteka Monitoringu Środowiska. Warszawa. Reid N., K. Dingerkus, W. I. Montgomery, F. Marnell, R. Jeffrey, D. Lynn, N. Kingston and R. A. McDonald. 2007. Status of hares in Ireland. Irish Wildlife Manuals 30: 1–60. Starkel L. 1991. Geografia Polski. Środowisko przyrodnicze. Wydawnictwo Naukowe PWN. Warszawa 1991. 145 Marzena Albrycht, Monika Górecka, Monika Pigulak-Kuś dr Marzena Albrycht mgr Monika Górecka mgr inż. Monika Pigulak-Kuś Uniwersytet Pedagogiczny im. KEN Instytut Biologii Zakład Ekologii, Badań Łowieckich i Ekoturystyki ul. Podbrzezie 3, 31–054 Kraków e-mail: [email protected] Opiekun naukowy: Prof. dr hab. Bogusław Bobek 146 Beata Grygierzec Kamila Musiał EPISTEME 18/2013, t. 1 s. 147–160 ISSN 1895-2241 Wpływ nawożenia na skład florystyczny oraz wybrane wskaźniki wartości paszowej runi pastwiskowej Effect of fertilization of the floristic composition and feed value of selected indicators pasture sward Abstrakt. Badania zrealizowano w latach 2007–2009 na trwałym użytku zielonym w Szalowej koło Gorlic. W doświadczeniu uwzględniono cztery warianty nawożenia P20, P20K68, N60P20K68, N120P60K68 i kontrolę. Ruń użytkowano pastwiskowo, stosując 4–krotny wypas stadem owiec. Celem badań było określenie wpływu nawożenia i użytkowania na skład florystyczny runi pastwiskowej, plonowanie, zawartość i plony białka ogólnego oraz węglowodanów rozpuszczalnych w wodzie. Nawożenie ograniczyło rozwój traw o niskiej wartości paszowej, stymulując gatunki wartościowe, takie jak kostrzewa łąkowa (Festuca pratensis), kupkówka pospolita (Dactylis glomerata) oraz wiechlina łąkowa (Poa pratensis). Każdy zastosowany poziom nawożenie mineralnego wpływał na wzrost plonowania roślin. Jednak dopiero pełne nawożenie NPK wpłynęło istotnie na wzrost plonów suchej masy w każdym roku badań. Na plony białka ogólnego istotnie wpływał każdy zastosowany poziom nawożenia mineralnego. Z kolei na plony cukrów prostych istotnie wpływało nawożenie fosforowo–potasowe, a także pełne NPK w dwóch dawkach. Słowa kluczowe: ruń pastwiskowa, nawożenie, skład botaniczny, plony suchej masy, białko ogólne, węglowodany rozpuszczalne w wodzie Summary. The research was carried out in 2007–2009 in permanent grassland in Szalowa near Gorlice. In the experiment there were included 4 variants of fertilization: P20, P20K68, N60P20K68, N120P60K68 and control. The sward of the pasture was grazed 4 times by a flock of sheep. The aim of the study was to define the impact of fertilization and use of the sward on its botanical composition, yield and content of: dry matter, crude protein, and monosaccharides. Fertilization limited growth of some grasses species which were characterized by a low fodder values. On the other hand 147 Beata Grygierzec, Kamila Musiał some other species, more valuable as a fodder, like Festuca pratensis, Dactylis glomerata and Poa pratensis were stimulated to a better growth. Each level of mineral fertilization had an effect on the yield growth. However, the more significant increase of the dry matter yield was visible after the full fertilization in 2 doses, with NPK in each year of the research. The yield of the crude protein was influenced substantially by every level of mineral fertilization. The yield of the monosaccharides was affected by fertilizing with phosphorus and potassium and also full fertilization with NPK in 2 doses. Key words: pasture sward, fertilization, botanical composition, dry matter, crude protein, monosaccharides Wstęp W okresie przedakcesyjnym i w pierwszych latach członkostwa Polski w Unii Europejskiej odnotowano znaczące zmniejszenie powierzchni pastwisk. W latach od 2001 do 2011 areał pastwisk zmalał o 669,3 tysięcy hektarów z 1371,5 do 702,2 tys. ha, stanowiąc początkowo 7,7% a w 2011 roku prawie 6% powierzchni użytków rolnych [www. stat.gov.pl]. Drastyczny spadek powierzchni użytkowanych pastwiskowo wynikał z kilku związanych z sobą czynników, głównie o charakterze ekonomicznym. Obecnie w ramach programów rolnośrodowiskowych dopłaty do pastwisk zostały wyrównane z dopłatami do łąk. Jednak wypas pozostał domeną gospodarstw średnich. Wiedza na temat gospodarki pastwiskowej i efektów tej formy żywienia jest w dużej mierze niepełna, a niewielka ilość przykładów wskazujących zalety wypasu na prawidłowo prowadzonych pastwiskach nie promuje wystarczająco tego sposobu żywienia [Dembek i Łyszczarz 2008]. Spadek zainteresowania rolników pastwiskowym żywieniem wynika także częściowo z braku udokumentowanych i rozpowszechnionych informacji o zaletach tego sposobu żywienia i potencjale produkcyjnym dobrze zagospodarowanych i prawidłowo wykorzystywanych pastwisk. Ocena taka zazwyczaj nie jest dokonywana w gospodarstwach, ponieważ nie istnieją proste i mało pracochłonne metody pozwalające oszacować podaż paszy lub efekty żywienia zielonką pastwiskową [Juszczyk i Rękojarski 2007]. W wielu krajach Unii Europejskiej użytki zielone stanowią znacznie większy odsetek użytków rolnych niż w Polsce, np. Holandii 52,6%, czy w Wielkiej Brytanii 65,7%, a proporcje pomiędzy 148 Wpływ nawożenia na skład florystyczny oraz wybrane wskaźniki wartości... powierzchniami użytkowanymi kośnie i pastwiskowo w tych krajach są wyrównane [www.stat.gov.pl]. W perspektywie liberalizacji produkcji zwierzęcej i konieczności poszukiwania możliwości obniżania kosztów jednostkowych, żywienie pastwiskowe może zyskiwać na znaczeniu. W tym kontekście zagadnienia związane ze składem botanicznym runi, intensywnością nawożenia oraz pielęgnacją pastwisk wydają się istotne. Zielonka pastwiskowa może dostarczać zwierzętom zasadniczą ilość paszy, zawiera bowiem niezbędne składniki pokarmowe. Wielogatunkowe i trwałe zbiorowiska roślinne są w stanie produkować duże ilości biomasy o korzystnych walorach żywieniowych [Kitczak i Czyż 2003]. Wypas zwierząt na pastwiskach jest w dalszym ciągu powszechnie stosowaną, naturalną formą letniego żywienia. Powszechność ta wynika z kilku przyczyn, nie tylko ekonomicznych z uwagi na niskie koszty, ale także organizacyjnych związanych z niskimi nakładami robocizny i rozłożeniem prac w czasie oraz ekologicznych, sprzyjających bioróżnorodności ekosystemu [Juszczyk i Rękojarski 2007]. Stąd też celem badań było określenie wpływu nawożenia i użytkowania na skład florystyczny runi pastwiskowej, plonowanie, zawartość i plony białka ogólnego oraz węglowodanów rozpuszczalnych w wodzie. Materiał i metody Badania zrealizowano w latach 2007–2009 na trwałym użytku zielonym w Szalowej (49O68’33’’N, 21O03’33’’E) koło Gorlic (365 m n.p.m.). W runi pierwotnej przed założeniem doświadczenia dominowały dwa gatunki traw, które stanowiły 38% plonu runi. Były nimi wiechlina zwyczajna (Poa trivialis L.) oraz kostrzewa czerwona (Festuca rubra L.). Doświadczenie założono na glebie brunatnej, kwaśnej, wytworzonej z piaskowca magurskiego, o uziarnieniu gliny lekkiej pylastej (frakcja 1–0,1 mm – 42%; 0,1–0,02 mm – 38%; < 0,02 mm – 24%). Właściwości chemiczne gleby przedstawiały się następująco: pHKCl–4,2, zawartość materii organicznej 40,2 i azotu ogólnego 1,8 g · kg-1 gleby oraz przyswajalne P–9,0; K–23,4; Mg–14,8 g · kg-1 gleby. 149 Beata Grygierzec, Kamila Musiał Doświadczenie zostało założone metodą losowanych bloków w czterech powtórzeniach, powierzchnia każdego poletka wynosiła 25 m2. Doświadczenie użytkowano pastwiskowo, stosując 4–krotny wypas owcami (wysokości runi 10–15 cm). Czas wypasu kwatery – stadem owiec górskich wynosił w pierwszym i drugim odroście trzy dni, a w trzecim i czwartym dwa. W doświadczeniu uwzględniono cztery warianty nawożenia P20, P20K68, N60P20K68, N120P60K68 i kontrolę. Kontrolę stanowiły poletka 4–krotnie wypasane w ciągu sezonu wegetacyjnego, lecz nie nawożone mineralnie. Uwzględnienie wariantu z wyłącznym nawożeniem fosforem było związane ze zminimalizowaniem kosztów nawożenia, uważając, że potrzeby pokarmowe roślin na potas zostaną pokryte ilością tego składnika dostarczoną w odchodach pasących się zwierząt. W nawożeniu stosowano: fosfor – jednorazowo wiosną w ilości 20 kg P · ha-1, potas – w dwóch równych częściach po 34 kg K · ha-1 pod pierwszy i trzeci odrost. Azot był stosowany w dwóch dawkach – 60 i 120 kg N · ha-1, dzielonych na cztery równe części pod każdy odrost. Skład botaniczny runi łąkowej wyceniono przed zbiorem pierwszego odrostu metodami: botaniczno–wagową Steblera– Schrötera (analiza frakcyjna) oraz szacunkową Klappa. W tabeli 1 podane wartości dotyczą pierwszego i trzeciego roku badań. Plonowanie runi pastwiskowej oceniano przez wycinanie roślinności z powierzchni 1 m2 z każdego poletka. Pobrane próbki roślin wysuszono, a następnie określono w nich ilość suchej masy – metodą wagową w temperaturze 105 OC, zawartość białka ogólnego – metodą Kjeldahla oraz zawartość cukrów prostych – metodą Luffa–Schorlla. Uzyskane wyniki poddano obliczeniom statystycznym, wykonując analizę wariancji za pomocą programu Statistica 6.0. Istotność różnic weryfikowano testem Tukeya na poziomie ufności p=0,05. Dla zawartości białka ogólnego oraz węglowodanów rozpuszczalnych w wodzie obliczono wartość odchylenia standardowego (Sd) i współczynnika zmienności (V%). Roczne sumy opadów w okresie badań zawierały się w przedziale od 728 do 805 mm. Natomiast średnie sumy opadów z okresu sześciu miesięcy (IV–IX), mieściły się w granicach 583–612 mm. Średnia roczna temperatura w okresie 3–letnich badań wahała się od 5,9 do 6,4 OC, a w okresie wegetacji od 12,8 do 13,6 OC. 150 Wpływ nawożenia na skład florystyczny oraz wybrane wskaźniki wartości... Wyniki i dyskusja Skład botaniczny runi pastwiskowej. W składzie botanicznym runi kontrolnej w pierwszym roku badań znaczący udział (w sumie 38%), miały wiechlina zwyczajna oraz kostrzewa czerwona (tab. 1). Spośród traw o wysokiej wartości użytkowej oznaczono wiechlinę łąkową, kostrzewę łąkową oraz kupkówkę pospolitą. Pozostałe 0gatunki z frakcji traw stanowiły 12%. Licznie reprezentowana była także w runi kontrolnej frakcja pozostałych roślin dwuliściennych (27%). Tab. 1. Skład botaniczny runi pastwiskowej I odrostu (%). Wariant Kontrola P20 Wyszczególnienie P20K68 N60P20K68 N120P20K68 2009 2007 2007 2009 2007 2009 2007 2009 68 70 67 72 70 72 74 77 76 81 Festuca rubra L. 21 19 18 17 18 16 18 11 17 8 Poa pratensis L. 17 15 16 14 17 15 16 10 16 7 Festuca pratensis Huds. 8 10 9 12 9 12 9 14 9 18 6 7 6 9 7 10 9 12 10 16 4 8 5 8 6 9 8 14 10 17 12 11 13 12 13 10 13 16 14 15 5 7 6 6 8 6 5 6 4 27 23 27 19 24 20 20 18 18 15 Trawy Grasses 2009 2007 Lata Poa trivialis L. Dactylis glomerata L. Inne trawy Other grasses Motylkowate Legumes Zioła i chwasty Herbs and weeds 9 151 Beata Grygierzec, Kamila Musiał Użytkowanie pastwiskowe oraz dodatkowo nawożenie znacząco zmieniło ilość roślin, sprzyjając rozwojowi traw o wysokiej wartość paszowej. Po trzech latach badań w obiektach nawożonych NPK udział wiechliny łąkowej wyniósł 14–18%, kostrzewy łąkowej 12– 16%, a kupkówki pospolitej 14–17%. Udział traw we wszystkich nawożonych obiektach w ostatnim roku badań (2009) był wyższy, głównie kosztem frakcji ziół i chwastów. Wzrost ilości frakcji traw pod wpływem nawożenia został wykazany także w pracach innych [Jankowski i in. 2005]. Według Juszczyka i Rękojarskiego [2007] racjonalne nawożenie zwiększa udział traw o dużej wartości pastewnej kosztem traw mniej wartościowych i chwastów. W badaniach własnych na uwagę zasługuje dynamiczny rozwój kostrzewy łąkowej, która charakteryzuje się niską konkurencyjnością. Na rozwój tego gatunku prawdopodobnie wpływało korzystnie obok użytkowania pastwiskowego i nawożenia mineralnego, dodatkowe nawożenie organiczne w postaci odchodów pasących się zwierząt. Niczyporuk i Jankowska–Huflejt [2000] dowodzą, iż nawożenie przemienne mineralno–organiczne dodatnio wpływa na trwałość oraz zwiększenie w runi ilości wartościowych roślin, jak kostrzewa łąkowa. Zaobserwowany w przeprowadzonych badaniach dynamiczny wzrost udziału traw o dużej wartości użytkowej, mianowicie wiechliny łąkowej oraz kupkówki pospolitej, zwłaszcza przy nawożeniu azotowym, znajduje potwierdzenie w innych pracach [Grygierzec i Radkowski 2004]. Plony suchej masy. W okresie badań najsłabiej plonowała ruń kontrolna (tab. 2). Pod tym względem najgorzej wypadła ruń w pierwszym roku użytkowania, dostarczając 2,89 t · ha-1 s.m. W każdym roku użytkowania zastosowane wyłączne nawożenie fosforowe nie wpływało istotnie na plonowanie runi pastwiskowej. Podobny efekt uzyskano pod wpływem nawożenia fosforem i potasem w pierwszym i drugim roku badań. Natomiast w trzecim roku ruń obiektów PK dostarczyła istotnie wyższych plonów suchej masy w porównaniu do runi obiektów nawożonych tylko fosforem. Pełne nawożenie NPK – w dawkach 60 i 120 kg N ∙ ha-1 wpływało istotnie na wzrost plonów suchej masy w każdym roku badań. 152 Wpływ nawożenia na skład florystyczny oraz wybrane wskaźniki wartości... Tab. 2. Plony suchej masy runi (t · ha-1). Lata Years Wyszczególnienie Specification 2007 2008 2009 Kontrola Control 2,89 3,21 3,76 P20 3,51 3,64 3,82 P20K68 4,36 4,58 4,73 N60P20K68 5,91 6,02 6,45 N120P20K68 8,14 8,35 9,17 NIRp 0,05 LSDp 0,05 0,88 0,96 0,51 Ruń wszystkich obiektów najwyżej plonowała w trzecim roku użytkowania. Pomiędzy skrajnymi latami, w których otrzymano najniższe i najwyższe plony suchej masy różnice wynosiły od 0,31 do 0,87 t · ha-1 w obiektach nie nawożonych azotem i od 0,54 do 1,03 t · ha-1 w obiektach nawożonych NPK. Zróżnicowane nawożenie nie wywarło większego wpływu na rozkład plonowania runi pastwiskowej w ciągu lata (ryc. 1). Procent udziału plonu rocznego w kolejnych odrostach przedstawiał się następująco: 27–30%, 23–26%, 25–27%, 19–22%. 30 20 10 0 Control I P PK II N60PK III N120PK IV Ryc. 1. Udział plonów suchej masy poszczególnych odrostów w plonie rocznym (%). W przeprowadzonym doświadczeniu najlepiej plonowała ruń otrzymująca pełne nawożenie mineralne NPK, gdzie dawka azotu wynosiła 120 kg N · ha-1. Stosunkowo wysokie plonowanie runi pastwiskowej należy łączyć z większą ilością składników pokarmowych, 153 Beata Grygierzec, Kamila Musiał dostarczonych w odchodach przez pasące się zwierzęta. Z badań Baryły i Kuliga [2006] wynika, iż dodatkowym źródłem azotu wzbogacającym ruń w ten składnik są odchody pasących się zwierząt. Według Twardego [1998] wykorzystanie właściwości plonotwórczych odchodów pasących się zwierząt szczególnego znaczenia nabiera w warunkach ograniczonego nawożenia mineralnego. Siła nawozowa odchodów zwierząt w przypadku pastwisk gwarantuje równomierną podaż paszy w ciągu lata, co jest dążeniem w racjonalnej gospodarce pastwiskowej [Sanderson i Elwinger 1999]. Taką równomierną podaż paszy w sezonie wegetacyjnym obserwowano w badaniach własnych, gdzie ruń w kolejnych odrostach plonowała na podobnym poziomie. Przyczyn najwyższego plonowania roślin we wszystkich obiektach w 2009 roku, należy dopatrywać się również w warunkach glebowych i klimatycznych. Bowiem jak podają Sieling i in. [2005] oraz Jankowska i in. [2008] istotne znaczenie modyfikujące w produkcji biomasy mają warunki środowiskowe i agrotechniczne, w tym nawożenie. Rok 2009 był trzecim rokiem użytkowania, w którym mógł nałożyć się efekt sukcesywnego nawożenia i poprawa troficzności gleby na dość ubogim dotychczas stanowisku. Ponadto w omawianym roku wystąpiły duże opady w okresie wegetacji wynoszące 612 mm, przy stosunkowo wysokiej średniej dobowej temperaturze powietrza – 13 O C. Jeżeli za optymalną dla rozwoju roślinności trawiastej uważa się średnią temperaturę w okresie wegetacji – 15 OC to zwraca uwagę fakt, że w roku, w którym zbierano najwyższe plony była ona niższa o 2 OC od optymalnej. Podobnych przyczyn, mianowicie wilgotnościowych i termicznych należy dopatrywać się również przy analizie plonowania runi w poszczególnych odrostach. Rośliny pierwszego odrostu rosnące w niższych temperaturach i korzystające z wody nagromadzonej w okresie zimowym oraz bieżących opadów lepiej plonowały niż w odroście ostatnim, narażonym na okresy niedoboru wody i wyższą temperaturę powietrza. Jak potwierdza Baryła [2006] średnie plony suchej masy są w dużej mierze zależne od czynników atmosferycznych w danym roku, głównie od opadów. Podobnie Ostrowski [1992] wykazał, że okresy suszy podczas trwania okresu wegetacyjnego przyczyniają się do niższego plonowania roślin. 154 Wpływ nawożenia na skład florystyczny oraz wybrane wskaźniki wartości... Zawartość i plony białka ogólnego oraz węglowodanów rozpuszczalnych w wodzie. Najuboższa w białko ogólne oraz cukry proste była roślinność kontrolna (tab. 3). Nawożenie mineralne P, PK i NPK zwiększyło w runi ilość białka i weglowodanów rozpuszczalnych w wodzie. Ruń otrzymująca najwyższe nawożenie azotowe 120 kg N · ha-1 była bardziej zasobna w białko ogólne i cukry proste w porównaniu z runią kontrolą odpowiednio o 23,0 g i 15,9 g · kg-1 s.m., co stanowiło 19 i 21%. Najniższe plony białka ogólnego i weglowodanów roz-puszczalnych w wodzie zebrano z runią obiektów kontrolnych. Pod wpływem wyłącznego nawożenia fosforem wzrost plonów powyższych składników wyniósł 21%, w odniesieniu do białka ogólnego i 22% w przypadku cukrów prostych. Nawożenie PK i NPK zwiększyło zbiory zarówno białka jak i węglowodanów rozpuszczalnych w wodzie. Najwyższy wzrost plonów analizowanych składnków (około 3-krotny) stwierdzono pod wpływem maksymalnego nawożenia runi (w obiektach N120P20K68). Tab. 3. Średnia zawartość i plony białka ogólnego oraz węglowodanów rozpuszczalnych w wodzie w runi pastwiskowej. Wyszczególnienie Specification Białko ogólne Crude protein Węglowodany rozpuszczalne w wodzie Monosaccharides zawartość content (g · kg-1) plony yields (kg · ha-1) zawartość content (g · kg-1) plony yields (kg · ha-1) Kontrola Control 118,6 390 76,9 253 P20 129,2 472 84,2 308 P20K68 134,5 613 89,3 407 N60P20K68 137,2 841 95,4 584 N120P20K68 141,6 1211 92,8 794 Sd 8,84 V (%) 6,7 NIRp 0,05 LSDp 0,05 – – 79,1 7,36 8,4 – – 67,1 155 Beata Grygierzec, Kamila Musiał Ruń użytków zielonych, szczególnie pastwisk odznacza się dość szerokim zakresem zawartości białka ogólnego. Waha się ona bowiem od 50 g · kg-1 do ponad 300 g · kg-1 w suchej masie i jest jednym z podstawowych kryteriów decydujących o wartości paszowej tych terenów [Falkowski i in. 2000]. Według Brzóski [2007] za graniczną, minimalną zawartość białka w paszy, która warunkuje względnie prawidłowy przebieg trawienia w przewodzie pokarmowym zwierząt i zwykle pokrywa ich zapotrzebowanie na te składniki przyjmuje się 150–170 g ∙ kg-1 s.m. W tym zakresie nie mieściła się żadna pasza uzyskana w badaniach własnych. Na uwagę ponadto zasługuje fakt, że roślinność pastwiskowa użytkowana jest we wcześniejszych fazach rozwojowych, zatem cechuje się wyższą zawartością białka ogólnego niż w roślinność użytkowana kośnie [Gaweł 2009, 2010]. Bowiem, jak podają Falkowski i in. [2000] w miarę rozwoju roślin (od fazy kłoszenia) ubytek białka ogólnego wynosi około 2,0 g · kg-1 w suchej masie na dobę i po kłoszeniu w przeliczeniu na jeden tydzień daje zmniejszenie plonu o 50 kg · ha-1. Na ilość tych składników w runi użytków zielonych ma także wpływ m.in. wielkość nawożenia mineralnego, zwłaszcza azotowego. W przeprowadzonych badaniach rosnące dawki nawożenia azotowego zwiększały zawartość białka ogólnego w runi pastwiskowej. Podobną zależność potwierdzają badania innych [Mastalerczuk 2007, Nowak i Sowiński 2007]. Według Olszewskiej [2004] w warunkach niedoboru wody zawartość azotu w glebie wzrasta, a wraz z nią zwiększa się też ilość dostępnych form tego składnika dla roślin. Ocena zawartości węglowodanów rozpuszczalnych w paszy jest nieodłącznym elementem badań łąkarskich [Klęczek 1981]. Węglowodany rozpuszczalne w wodzie należą do tych składników, których zawartość w roślinach determinowana jest szeregiem czynników natury biologicznej, ekologicznej i antropogenicznej [Falkowski i in. 2000]. Należą do nich między innymi: gatunek rośliny, specyfika odmianowa, czynniki meteorologiczne, faza wegetacji, a także zasobność gleby w składniki pokarmowe. Toteż labilność w występowaniu tych związków jest bardzo duża [Kozłowski i in. 2001a]. Stwierdzona wyższa zawartość cukrów w runi nawożonej NPK w porównaniu z runią kontrolną oraz nawożoną P i PK wynikała 156 Wpływ nawożenia na skład florystyczny oraz wybrane wskaźniki wartości... z dwóch faktów. Po pierwsze z większego udziału w runi nawożonej NPK traw zasobnych w cukry. Takimi gatunkami we wszystkich obiektach były kostrzewa łąkowa oraz wiechlina łąkowa. W sekwensie gatunków dotyczącym zawartości cukrów w roślinach użytków zielonych, opracowanym przez Kozłowskiego i in. [2001a] obie trawy znajdują się w środkowej części zestawienia. Po drugie azot nawozowy zastosowany w dawkach 60 i 120 kg N · ha-1 wpłynął głównie na rozbudowę powierzchni asymilacyjnych traw, a zatem korzystnie na ich wydajność fotosyntetyczną [Kozłowski i in. 2001b]. Nawożenie azotowe w wyższych dawkach, jak stwierdzają Falkowski i in. [2000] powoduje przyspieszony wzrost i rozwój roślin, co z kolei przyczynia się do spadku intensywności natężenia światła w runi i powoduje zmniejszenie koncentracji cukrów prostych. W badaniach własnych mniejszą koncentrację węglowodanów rozpuszczalnych w wodzie w roślinności trawiastej oznaczono pod wpływem wyższej dawki azotu 120 kg N ∙ ha-1. Podobną zależność podaje Grygierzec [2008]. Wnioski Czterokrotne użytkowanie pastwiskowe i nawożenie ograniczyło rozwój traw o niskiej wartości użytkowej, stymulując gatunki wartościowe, takie jak kostrzewa łąkowa, kupkówka pospolita oraz wiechlina łąkowa. Każdy zastosowany poziom nawożenie mineralnego wpływał na wzrost plonowania roślin. Jednak dopiero pełne nawożenie NPK w dwóch dawkach wpłynęło istotnie na wzrost plonów suchej masy w każdym roku badań. Zróżnicowane nawożenie nie wywarło większego wpływu na rozkład plonowania runi pastwiskowej w ciągu lata. Udział poszczególnych odrostów w plonie całkowitym wynosił odpowiednio: 27– 30%, 23–26%, 25–27%, 19–22%. Każdy zastosowany poziom nawożenia zwiększał w roślinach średnią ilość białka ogólnego i węglowodanów rozpuszczalnych w wodzie. Na plony białka ogólnego istotnie wpływał każdy poziom nawożenia mineranego. Z kolei na plony cukrów prostych istotnie wpływało nawożenie fosforowo–potasowe, a także pełne NPK. Wyłączne nawożenie fosforem nie miało istotnego wpływu na wyżej wymienione związki organiczne. 157 Beata Grygierzec, Kamila Musiał Literatura Baryła R. 2006. Trwałość Lolium perenne w runi mieszanek pastwiskowych i łąkowych w siedlisku pobagiennym. Łąkarstwo w Polsce, 9: 9–17. Baryła R., Kulig M. 2006. Zawartość azotu i podstawowych składników mineralnych w runi pastwiskowej w rożnych latach jej użytkowania. Ann. UMCS, Sect. E, 61: 157–164. Brzóska F. 2007. Jakość pasz objętościowych i ich wykorzystanie w żywieniu zwierząt. [W]: Produkcja pasz objętościowych dla przeżuwaczy. Konf. Nauk. 8–9 maja 2007, Puławy, IUNG, PTA O/Puławy: 63–70. Dembek R., Łyszczarz R. 2008. Potencjał produkcyjny i walory żywieniowe pasz z użytków zielonych w dolinie Kanału Noteckiego. Pamiętnik Puławski, nr 147: 31–43. Falkowski M., Kukułka I., Kozłowski S. 2000. Właściwości chemiczne roślin łąkowych. Wyd. AR Poznań, ss. 132. Gaweł E. 2009. Struktura i wielkość plonu, zasobność w składniki pokarmowe oraz wartość pokarmowa mieszanki motylkowato–trawiastej w warunkach rożnej częstotliwości wypasania. Fragm. Agron., 26(2): 43–54. Gaweł E. 2010. Plon białka w ekologicznej uprawie mieszanek motylkowato– trawiastych. J. Res. Appl. Agric. Engin., 55(3): 80–85. Grygierzec B. 2008. Content of monosaccharides depending on the amount of nitrogen fertilization in various cultivars of Lolium multiflorum L. and Poa pratensis L. Ecological Chemistry and Engineering. A, Vol. 15, No 9: 915–919. Grygierzec B., Radkowski A. 2004. Wpływ zabiegów agrotechnicznych na skład botaniczny runi górskich użytków zielonych. Annales UMCS Lublin, vol. LIX, nr 3: 1421–1428. Jankowska J., Ciepela G., Kolczarek R., Jankowski K. 2008. Wpływ rodzaju nawozu mineralnego i dawki azotu na plonowanie i wartość pokarmową runi łąki trwałej. Pamiętnik Puławski, z. 147: 125–138. Jankowski K., Ciepiela G.A., Jodełka J., Kisielińska B. 2005. Zmiany w składzie botanicznym runi łąki odłogowanej pod wpływem stosowania nawozów mineralnych i organicznych. Łąkarstwo w Polsce, Poznań, 8: 255–262 Juszczyk S., Rękojarski M. 2007. Koszty bezpośrednie pasz łąkowo–pastwiskowych w gospodarstwach mlecznych województwa łódzkiego. Roczniki Nauk Rolniczych, Seria G, T. 94, z. 1: 35–45. Kitczak T., Czyż H. 2003. Wpływ użytkowania trwałych użytków zielonych na plonowanie oraz skład florystyczny i chemiczny runi. Acta Agrophysica 1(1): 109–114. Klęczek C. 1981. Zawartość węglowodanów rozpuszczalnych w trawach jako cecha ich wartości pokarmowej. Zesz. Probl. Post. Nauk. Rol., 241: 61–167. 158 Wpływ nawożenia na skład florystyczny oraz wybrane wskaźniki wartości... Kozłowski S., Golińska B., Goliński P. 2001a. Cukry a wartość użytkowa roślin łąkowych. Pamiętnik Puławski, z. 125: 131–137. Kozłowski S., Goliński P., Golińska B. 2001b. Barwniki chlorofilowe jako wskaźnik wartości użytkowej gatunków i odmian traw. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 474: 215–223. Mastalerczuk G. 2007. Zawartość składników pokarmowych w organach roślin łąkowych w warunkach rożnej intensywności użytkowania. Łąkarstwo w Polsce, 9: 131–140. Niczyporuk A., Jankowska–Huflejt H. 2000. Kształtowanie się szaty roślinnej w okresie 50–letniego różnego użytkowania i nawożenia trwałego użytku zielonego. Zesz. Nauk. AR Kraków, 368, 73: 241–247. Nowak W., Sowiński J. 2007. Wpływ podziału dawki azotu i doboru komponentów traw do mieszanek z koniczyną czerwoną na plonowanie i skład chemiczny. Cz. II. Skład chemiczny. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 516: 129–135. Olszewska M. 2004. Reakcja koniczyny białej uprawianej na dwóch typach gleb na stres wodny. Acta Sci. Pol., Agricultura, 3(2): 203–213. Ostrowski R. 1992. Produktywność łąk w zależności od częstotliwości koszenia (na przykładzie łąki wyczyńcowej). Wiadomości Melioracyjne i Łąkarskie, rocz. 35, z. 3: 112–113. Sanderson M.A., Elwinger G.F. 1999. Grass Species and Cultivar Effects on Establishment of Grass/White Clover Mixtures. Agron. J., 91: 889–896. Sieling K., Stahl C., Winkelmann C., Christen O. 2005. Growth and yield of winter wheat in the first 3 years of a monoculture under varing N fertilization in NW Germany. European Journal of Agronomy, 22: 71–84. Twardy S. 1998. Dobre praktyki rolnicze a produkcja pasz na użytkach zielonych w górach. [W]: Produkcja i wykorzystanie pasz z użytków zielonych w rolnictwie integrowanym na terenach górskich i podgórskich. Wyd. IMUZ, Falenty: 31–40. www.stat.gov.pl/dane_spol-gosp/rolnic_lesnict_srodowi/index.html (styczeń 2013) dr inż. Beata Grygierzec mgr Kamila Musiał Zakład Łąkarstwa Instytut Produkcji Roślinnej Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Al. Adama Mickiewicza 21, 31–120 Kraków e-mail: [email protected] 159 Andrzej Joniec EPISTEME 18/2013, t. 1 s. 161–167 ISSN 1895-2241 PORÓWNANIE WYBRANYCH PARAMETRÓW FIZYCZNYCH GLEBY W TRADYCYJNEJ I UPROSZCZONEJ UPRAWIE PSZENICY OZIMEJ FORMATION OF SELECTED SOIL PHYSICAL PROPERTIES UNDER THE INFLUENCE OF CULTIVATION SYSTEM OF WINTER WHEAT Abstrakt. Badania nad wybranymi właściwościami fizycznymi gleby prowadzono w latach 2010–2012 w Stacji Doświadczalnej Katedry Agrotechniki i Ekologii Rolniczej w Krakowie – Mydlnikach. Na glebie brunatnej właściwej w dwóch systemach uprawy roli – płużnym i bezpłużnym uprawiano pszenicę ozimą. Uproszczenia uprawy obejmowały zastąpienie pługa kultywatorem podorywkowym w uprawie pożniwnej i przedsiewnej pod pszenicę ozimą. W fazie dojrzałości woskowej ziarna metodą Kopecky’ego pobierano glebę do głębokości 30 cm, w której oznaczono gęstość objętościową, wilgotność względną oraz kapilarną pojemność wodną. Po zbiorze pszenicy za pomocą sondy Penetrologger P1.52 firmy Eijkelkamp zbadano opór penetracji gleby w warstwach, co 1 cm do głębokości 30 cm. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że uproszczenia w uprawie wpłynęły na wzrost wilgotności gleby, pomimo mniejszej kapilarnej pojemności wodnej gleby. Zastąpienie pługa kultywatorem podorywkowym spowodowało wzrost zwięzłości gleby w badanym profilu gleby. Słowa kluczowe: pszenica ozima, systemy uprawy roli, właściwości fizyczne gleby Summary. A field experiment was conducted in 2010–2012, at the agricultural experimental station of Agriculture University in Krakow. The aim of the study was to assess the effect of two soil tillage systems on selected soil physical properties. The experiment was established on the typical brown soil. The compared tillage systems were: ploughing – a traditional cultivation and ploughles – a reduced tillage system. Reduced tillage system affected significantly soil moisture, capillary porosity and soil compaction of the soil. Bulk density of the soil was not modified by tillage system. Key words: winter wheat, tillage system, physical properties of soil 161 Andrzej Joniec WSTĘP Rosnące koszty produkcji rolniczej powodują wzrost zainteresowania uproszczonymi sposobami uprawy roli. Obserwuje się zmniejszenie liczby wykonywanych orek lub całkowitą rezygnację na rzecz innych narzędzi uprawowych, o płytszym działaniu i mniej energochłonnych, a w skrajnym przypadku całkowicie rezygnuje się z uprawy na rzecz siewu bezpośredniego. Rezygnacja z płużnej uprawy wiąże się nie tylko ze zmniejszeniem nakładów energii, pracy i czasu [Orzech i in. 2004, Starczewski i in. 2004], wprowadzone uproszczenia w uprawie roli mogą niekorzystnie oddziaływać na plonowanie roślin, niektóre właściwości fizyczne gleby oraz powodować wzrost zachwaszczenia [Blecharczyk i in. 2004, Małecka i in. 2012, Orzech i in. 2011]. Brak jednoznacznych wyników badań dotyczących wpływu uproszczeń na plonowanie roślin i właściwości środowiska glebowego wymaga ciągłej weryfikacji. Celem badań było określenie wpływu zastosowanych uproszczeń w uprawie roli pod pszenicę ozimą na wybrane parametry fizyczne gleby: gęstość objętościową, wilgotność, kapilarną pojemność wodną i zwięzłość gleby. MATERIAŁ I METODY Polowe doświadczenie prowadzono w latach 2010–2012 w Stacji Doświadczalnej Katedry Agrotechniki i Ekologii Rolniczej Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie – Mydlnikach. Doświadczenie założono w układzie losowanych bloków, prowadzono w ścisłym doświadczeniu płodozmianowym, w czteropolowym płodozmianie: bobik – pszenica ozima – pszenica jara – jęczmień jary. Glebę pola doświadczalnego sklasyfikowano jako brunatno ziemną, typ – płowa, podtyp – gleba płowa opadowo – glejowa, gatunek – pył zwykły, rodzaj – wytworzona z lessu. Gleba ta należy do kompleksu pszennego dobrego, II klasy bonitacyjnej. Pszenicę ozimą uprawiano w tradycyjnym – płużnym i uproszczonym – bezpłużnym systemie. Uprawa uproszczona polegała na zastąpieniu pługa w uprawie pożniwnej i przedsiewnej pszenicy kultywatorem podorywkowym. Bezpośrednio przed siewem w obydwu wariantach glebę doprawiano agregatem uprawowym składającym się z kultywatora i wału strunowego. 162 Porównanie wybranych parametrów fizycznych gleby w tradycyjnej... Przed zbiorem pszenicy ozimej, w fazie dojrzałości woskowej ziarna, pobierano próbki gleby w dwóch powtórzeniach do cylindrów o objętości 100 cm3 i wg metody Kopecky’ego oznaczono w przygotowanym materiale: gęstość objętościową stałej fazy gleby „na sucho” [Mg·m-3], wilgotność względną gleby [% objętości] oraz pojemność kapilarną gleby [% objętości]. Parametry fizyczne gleby określono w trzech warstwach: 0 – 10, 10 – 20 i 20 – 30 cm. Po zbiorze pszenicy zbadano zwięzłość gleby sondą Penetrologger P1.52 firmy Eijkelkamp na głębokości 0 – 30 cm. Ocenę zwięzłości przeprowadzono w czterech powtórzeniach. Otrzymane wyniki poddano analizie wariancji, a różnice między średnimi szacowano testem Tukeya na poziomie α=0,05. WYNIKI I DYSKUSJA Analiza statystyczna danych wykazała istotny wpływ systemów uprawy roli na wilgotność gleby, jej kapilarną pojemność wodną i zwięzłość w całym badanym przekroju gleby (0 – 30 cm) (tab. 2, 3 i 4). Natomiast systemy uprawy nie różnicowały istotnie gęstości objętościowej gleby (tab. 1). Rezygnacja z uprawy płużnej utrzymywała gęstość objętościową gleby na jednakowym poziomie (od 1,43 do 1,44 Mg·m-3) Podobne wyniki otrzymano uprawiając glebe tradycyjnym systemem płuznym (od 1,42 do 1,45 Mg·m-3). Tab. 1 Gęstość objętościowa gleby [Mg·m-3] na głębokości 0–30 cm pod pszenicą ozimą (średnia z lat 2010–2012). Głębokość pomiaru gleby [cm] 0 – 10 NIR 0,05 10 – 20 NIR 0,05 20 – 30 NIR 0,05 Średnio dla systemu uprawy NIR 0,05 System uprawy tradycyjny uproszczony 1,45 1,44 różnica nieistotna 1,44 1,43 różnica nieistotna 1,42 1,44 różnica nieistotna 1,44 1,44 różnica nieistotna Średnio 1,44 1,43 1,43 różnica nieistotna 163 Andrzej Joniec Efekty te potwierdza także Nowicki i Orzech [2002], którzy badali wpływ uproszczeń w uprawie roli na fizyczne właściwości gleby średniej i nie stwierdzili istotnych zmian w gęstości gleby dla uprawianych roślin. W badaniach własnych stwierdzono, że wprowadzone uproszczenia w uprawie roli istotnie wpłynęły na wilgotność i kapilarną pojemność wodną gleby (tab.2 i 3). Uwilgotnienie gleby na głębokości 0–30 cm było wyższe o ok. 6% w uproszczonej uprawie. Wyniki te potwierdzają również Cudzik i in. [2011] oraz Weber [2007], którzy obserwowali wzrost wilgotności gleby w uproszczonych systemach uprawy roli. W badaniach własnych zaobserwowano, że wraz ze wzrostem głębokości zmniejszał się stopień uwilgotnienia gleby, jednak nie stwierdzono statystycznej istotności tych zmian między poszczególnymi warstwami gleby. Tab. 2. Wilgotność względna gleby [% objętości] w warstwie 0–30 cm (średnia z lat 2010–2012). Głębokość pomiaru gleby [cm] 0 – 10 NIR 0,05 10 – 20 NIR 0,05 20 – 30 NIR 0,05 Średnio dla systemu uprawy NIR 0,05 System uprawy tradycyjny uproszczony 28,56 30,42 różnica nieistotna 27,87 29,19 różnica nieistotna 27,22 29,32 różnica nieistotna 27,88 29,64 0,838 Średnio 29,49 28,53 28,27 różnica nieistotna Badania wykazały również istotne oddziaływanie uproszczeń w uprawie na zdolność do gromadzenia wody w glebie (tab. 3). 164 Porównanie wybranych parametrów fizycznych gleby w tradycyjnej... Tab. 3. Pojemność kapilarna gleby [% objętości] na głębokości 0–30 cm (średnia z lat 2010–2012). Głębokość pomiaru gleby [cm] 0 – 10 NIR 0,05 10 – 20 NIR 0,05 20 – 30 NIR 0,05 Średnio dla systemu uprawy System uprawy tradycyjny uproszczony 38,54 38,38 różnica nieistotna 40,04 39,30 różnica nieistotna 39,18 38,45 różnica nieistotna 39,25 NIR 0,05 38,71 0,519 Średnio 38,46 39,67 38,81 0,801 Rezygnacja z uprawy płużnej powoduje zmniejszenie kapilarnej pojemności wodnej w badanych warstwach. Podobną zależność potwierdzają Bujak i Frant [2005]. Stwierdzają oni istotne obniżenie zapasu wody w glebie wynikające z rezygnacji z uprawy płużnej. W tabeli 4 przedstawiono wyniki dotyczące zmiany zwięzłości gleby pod wpływem prowadzonej uprawy. Z badań własnych wynika istotny wzrost zwięzłości gleby pod wpływem zastosowanych uproszczeń. Podobne zależności obserwowali Nowicki i Orzech [2002]. W badaniach własnych jednak nie stwierdzono istotnych różnic w zwięzłości gleby między systemami uprawy roli w poszczególnych warstwach gleby (0 – 30 cm). Tab. 4. Średnie wartości zwięzłości gleby [MPa] w na głębokości 0–30 cm (średnia z lat 2010–2012). Głębokość pomiaru gleby [cm] 0 – 10 NIR 0,05 System uprawy tradycyjny uproszczony 2,59 2,81 różnica nieistotna Średnio 2,70 165 Andrzej Joniec 10 – 20 NIR 0,05 20 – 30 NIR 0,05 Średnio dla systemu uprawy NIR 0,05 3,40 3,96 różnica nieistotna 4,44 5,05 różnica nieistotna 3,48 3,94 0,206 3,68 4,74 0,740 Zwięzłość gleby była różnicowana nie tylko przez system uprawy. Niezależnie od systemu uprawy gleby istotnie wzrastał opór gleby wraz z głębokością pomiaru. WNIOSKI Uproszczony system uprawy roli istotnie modyfikował wilgotność, kapilarną pojemność wodną i zwięzłość gleby. Uwilgotnienie i zwięzłość gleby istotnie wzrastało w systemie uproszczonym w stosunku tradycyjnej uprawy. Objętość gleby zdolna do magazynowania wody w przestworach kapilaranych była statystycznie niższa w obiektach poddawanych uproszczeniom w uprawie. Tradycyjna uprawa płużna powoduje lepsze spulchnienie gleby potwierdzone istotnie mniejszą zwięzłością gleby. Wraz ze wzrostem głębokości wzrasta zwięzłość gleby niezależnie od systemu uprawy roli. literatura Blecharczyk A., Małecka I., Skrzypczak G. 2004. Wpływ uproszczonej uprawy roli na plonowanie i zachwaszczenie kukurydzy oraz na właściwości gleby. Acta Sci. Pol., Agricultura 3 (1): 157–163. Bujak K., Frant M. 2005. Wpływ zróżnicowanej uprawy roli i poziomu nawożenia mineralnego na zapas wody i niektóre fizyczne właściwości gleby w płodozmianie. Acta Agrophysica 6 (2): 333–342. Cudzik A., Białczyk W., Czarnecki J., Brennensthul M., Kaus A. 2011. Analiza wybranych właściwości gleby w różnych technologiach uprawy. Inżynieria Rolnicza 4 (129): 34–40. 166 Porównanie wybranych parametrów fizycznych gleby w tradycyjnej... Małecka I., Blecharczyk A., Sawinska Z., Piechota T., Waniorek B. 2012. Plonowanie zbóż w zależności od sposobów uprawy roli. Fragm. Agron. 29 (1): 114–123. Nowicki J., Orzech K. 2002. Wpływ zróżnicowanej uprawy gleby średniej na niektóre jej właściwości fizyczne. Roczn. Nauk Roln., ser. A.T. 116,z. 1–14: 143–155. Orzech K., Marks M., Nowicki J. 2004. Energetyczna ocena trzech sposobów uprawy roli na glebie średniej. Annales UMCS, Sectio E, vol. LIX (3): 1275–1281. Orzech K., Rychcik B., Stępień A. 2011. Wpływ sposobów uprawy roli na zachwaszczenie i plonowanie jęczmienia jarego. Fragm. Agron. 28 (2): 63–70. Starczewski J., Czarnocki S., Turska E. 2004. Alternatywne sposoby uprawy roli i ich ekonomiczna ocena. Annales UMCS, Sectio E, vol. LIX (1): 277–284. Weber R. 2007. Wpływ sposobu uprawy na niektóre właściwości fizyczne i biologiczne gleby. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., 520: 765–773. mgr inż. Andrzej Joniec Katedra Agrotechniki i Ekologii Rolniczej Uniwersytet Rolniczy w Krakowie e-mail: [email protected] Opiekun naukowy: Prof. dr hab. inż. Andrzej Lepiarczyk 167 Katarzyna Juzoń Edyta Skrzypek Izabela Marcińska Ilona Czyczyło-Mysza EPISTEME 18/2013, t. 1 s. 169–177 ISSN 1895-2241 Zmiany zawartości osmoprotektantów w liściach grochu siewnego i łubinu żółtego w warunkach suszy glebowej Changes of organic solutes in the leaves of pea and yellow lupine under drought stress Abstrakt. Susza glebowa jest jednym z czynników kształtujących plon roślin bobowatych. Prolina i cukry rozpuszczalne umożliwiają utrzymanie równowagi osmotycznej pomiędzy cytoplazmą i wakuolą, przyczyniając się do efektywniejszego pobierania wody z gleby. Celem badań było określenie wpływu suszy glebowej na zawartość proliny i cukrów rozpuszczalnych w liściach grochu siewnego (Pisum sativum L.) i łubinu żółtego (Lupinus luteus L.). Siewki rosnące w otwartym tunelu wegetacyjnym poddano suszy glebowej na poziomie 25% polowej pojemności wodnej (ppw) przez 2 tygodnie. Rośliny kontrolne oraz po okresie suszy podlewane były do poziomu 70% ppw. Względna zawartość wody w liściach (RWC) oraz zawartość proliny i cukrów rozpuszczalnych zostały określone w 1. i 14. dniu suszy. Susza glebowa spowodowała wzrost zawartości proliny średnio o ok. 74% w liściach grochu i ok. 56% w liściach łubinów, a także wzrost zawartości cukrów o ok. 20% u łubinów i grochu odm. Wenus. Większa tolerancja na stres suszy powiązana jest z mniejszymi spadkami wartości RWC wynikającymi z akumulacji proliny i cukrów rozpuszczalnych. Słowa kluczowe: cukry rozpuszczalne, Pisum sativum L., Lupinus luteus L., prolina, susza Summary. The soil drought is one of the factor which determines legumes’ yield. Proline and soluble sugars enable the maintenance of osmotic balance between cytoplasm and vacuoles, contribute to more efficient water uptake from soil. The aim of the investigation was to determine the influence of drought on proline and soluble sugars content in the leaves of pea (Pisum sativum L.) and yellow lupine (Lupinus luteus L.). Seedlings grown in an open-air-shelter were subjected to the soil drought (25% field water capacity, FWC) for 2 weeks. Control plants and plants after drought were watered to the 70 % FWC. Relative water content (RWC) in leaves, proline 169 Katarzyna Juzoń, Edyta Skrzypek, Izabela Marcińska, Ilona Czyczyło-Mysza and soluble sugars contents were determined at 1st and 14th day of drought. Drought stress caused an increase in the content of proline ca. 74% in peas and 56% in lupines and also increase of soluble sugars content ca. 20% in lupines and pea cv. Wenus. Higher drought tolerance is associated with lower reduction in RWC due to the accumulation of solutes such as proline and soluble sugars. Key words: drought, Lupinus luteus L., Pisum sativum L., proline, soluble sugars WSTĘP Coraz dłuższe okresy suszy odnotowywane w okresie wiosenno-letnim spowodowane są niedoborem wody w glebie i stanowią przyczynę obserwowanej w ostatnich latach dużej zniżki plonu. Brak wody w roślinie wpływa na zahamowanie wzrostu i rozwoju oraz przyczynia się do skrócenia faz rozwojowych oraz przyspieszenia dojrzewania. U bobowatych susza zmniejsza plon poprzez przedwczesne i niedostateczne wypełnienie nasion oraz w wyniku odrzucania kwiatów i młodych strąków. Akumulacja substancji rozpuszczalnych, takich jak prolina czy cukry, jest strategią wielu roślin, która może powodować podtrzymanie procesów fizjologicznych np.: otwieranie szparek, fotosyntezę czy wzrost [Hoffmann 2010]. Prolina pełni rolę adaptacyjną w stresie suszy i jako związek niskocząsteczkowy może umożliwiać utrzymanie równowagi osmotycznej pomiędzy cytoplazmą a wakuolą oraz przyczyniać się do bardziej efektywnego pobierania wody. Stabilizuje ona strukturę i syntezę białek, jest antyoksydantem i neutralizuje toksyczny amoniak powstający w warunkach stresu wodnego [Mohammadkhani i Heidari 2008]. Występujący podczas suszy komórkowy deficyt wody prowadzi do redukcji przyswajania węgla – wiąże się z zamykaniem szparek liściowych, obniżeniem aktywności fotosyntetycznej i wpływa również na gospodarkę węglowodanową [Chaves i in. 2002]. Rośliny poddane działaniu stresu suszy akumulują duże ilości węglowodanów rozpuszczalnych w wodzie, w tym sacharozę [Bartels i Sunkar 2005], która nie tylko uczestniczy w odpowiedzi na stresy abiotyczne, ale służy także jako składnik odżywczy i cząsteczka sygnałowa [Ciereczko 2002]. 170 Zmiany zawartości osmoprotektantów w liściach grochu siewnego... Celem badań było określenie wpływu suszy glebowej na zawartość proliny i cukrów rozpuszczalnych w liściach grochu siewnego (Pisum sativum L.) i łubinu żółtego (Lupinus luteus L.). Materiał i metody Materiał roślinny stanowiły dwie odmiany grochu siewnego: SZD 165 i Wenus oraz łubinu żółtego: Morocco4 i Taper. Nasiona zostały wysiane w tunelu wegetacyjnym do gleby o składzie 3:2:1 (ziemia ogrodnicza: substrat torfowy: piasek). Rośliny w fazie siewki (ok. 5 – 6 liści) poddano suszy na poziomie 25% polowej pojemności wodnej (ppw) przez okres 2 tygodni. 25% ppw osiągnięto poprzez zaprzestanie podlewania na okres około 2 tygodni. Po suszy rośliny podlewano do 70% ppw. Każdy obiekt składał się z 3 doniczek (powtórzenia) z 5 roślinami. Dwa razy w tygodniu określano poziom wilgotności gleby poprzez ważenie wazonów wraz z roślinami. 1.1. Względna zawartość wody w liściach (RWC, relative water content. Względną zawartość wody w liściach roślin grochu i łubinu określono na podstawie poniższego wzoru: RWC (%) = (Wf − Wd)/(Wt − Wd) × 100, gdzie Wf, Wd i Wt określają odpowiednio: świeżą masę, suchą masę, masę przy maksymalnym uwodnieniu z drugiego liścia rośliny. 1.2. Zawartość proliny. Zawartość proliny została oznaczona spektrofotometrycznie (λ = 514 nm) [Ting i Rouseff 1979]. Mieszaninę reakcyjną stanowił supernatant roślinny w 3% kwasie sulfosalicylowym, 3% kwas mrówkowy i 3% ninhydryna. 1.3. Zawartość cukrów rozpuszczalnych. Zawartość cukrów rozpuszczalnych oznaczono spektrofotometrycznie (λ = 490 nm) wg Dubois i in. [1956]. Mieszaninę reakcyjną stanowił supernatant roślinny w 80% etanolu, woda, 5% fenol i stężony kwas siarkowy VI (H2SO4). Wyniki odniesiono do krzywej kalibracyjnej sporządzonej dla glukozy. 1.4. Analiza statystyczna. Otrzymane wyniki poddawano analizie statystycznej, wykorzystując do tego celu program Statistica 7.0 (StatSoft). W celu porównania wartości średnich badanych cech wykorzystano analizę wariancji (ANOVA), a różnice międzygrupowe oceniono testem Duncana. W zastosowanych testach wartość p< 0,05 była uważana za statystycznie istotną. 171 Katarzyna Juzoń, Edyta Skrzypek, Izabela Marcińska, Ilona Czyczyło-Mysza Wyniki Susza glebowa (25% ppw) wpłynęła istotnie na uwodnienie roślin oraz zawartość proliny i cukrów rozpuszczalnych w liściach (Tab. 1). W 1. dniu suszy (S1), czyli po 2 tyg. od zaprzestania podlewania, gdy gleba osiągnęła 25% ppw, zaobserwowano spadek względnej zawartości wody w liściach (RWC) u wszystkich badanych odmian. Największe obniżenie wartość RWC o ok. 9% stwierdzono u łubinu żółtego odmiany Taper w porównaniu z roślinami kontrolnymi (Ryc.1A). Wraz z wydłużającym się czasem trwania suszy odnotowano dalsze obniżanie wartości RWC. U obu odmian łubinu żółtego oraz grochu odmiany Wenus spadek ten wyniósł ok. 13 %. Odmianą, która charakteryzowała się najmniejszymi spadkami wartości RWC, zarówno 1. (3,7%) jak i 14. (10,7%) dnia trwania suszy, był groch SZD 165. (Ryc. 1B). Tab. 1. Trójczynnikowa analiza wariancji. *, **, *** – istotność statystyczna przy odpowiednio p<0,05; 0,01; 0,001; ns – brak różnic statystycznie istotnych. Źródło zmienności RWC Prolina Cukry Groch Odmiana ns ns *** Traktowanie *** *** ns Termin * *** * Odmiana*Traktowanie * ** * Odmiana*Termin ns ns ns Traktowanie*Termin *** *** *** Odmiana*Traktowanie*Termin ns ns * Odmiana Łubin * ** ns *** *** *** * *** *** ns ** * * *** ** Traktowanie*Termin *** * *** Odmiana*Traktowanie*Termin ns *** *** Traktowanie Termin Odmiana*Traktowanie Odmiana*Termin 172 Zmiany zawartości osmoprotektantów w liściach grochu siewnego... b c b cd b c RWC [%] 80 K1 b 100 ef S1 60 40 a a cd de 80 RWC [%] 100 20 b K14 f b f S14 60 40 20 0 A SZD W Odmiana M 0 B T SZD W Odmiana M T Ryc. 1. Względna zawartość wody w liściach RWC [%] badanych genotypów grochu siewnego (SZD- SZD 165, W- Wenus) i łubinu żółtego (M- Morocco4, T- Taper) po: (A) 1. dniu (K1, S1) oraz (B) 14. dniach (K14, S14); wartości średnie ± SE, n = 4. Wartości oznaczone tymi samymi literami nie różnią się istotnie według testu Duncana (p < 0,05). A K1 S1 c d de f SZD f de f W Odmiana M 16 14 12 10 8 6 4 2 0 -1 16 14 12 10 8 6 4 2 0 Prolina [mg*g s.m. ] -1 Prolina [mg*g s.m. ] Zawartość proliny w 1. dniu suszy wzrosła u wszystkich badanych odmian, przy czym największym wzrostem odznaczał się groch SZD 165 – 79% w porównaniu z roślinami rosnącymi w warunkach kontrolnych. U pozostałych odmian odnotowano prawie dwukrotne zwiększenie zawartości proliny (Ryc.2A). W 14. dniu suszy u grochu SZD 165 wzrost zawartości proliny utrzymywał się na podobnym poziomie (78%) jak w 1. dniu. U grochu odmiany Wenus i łubinu żółtego odmiany Taper obserwowano wzrost zawartości proliny o ok. 70%. Łubin odmiany Morocco4 wykazał najmniejszy wzrost proliny – ok. 42% w porównaniu z kontrolą (Ryc.2B). T B a b K14 S14 d f ef f f SZD W Odmiana M f T Ryc. 2. Zawartość proliny [mg*g s.m.-1] w liściach badanych genotypów grochu siewnego (SZD – SZD 165, W – Wenus) i łubinu żółtego (M – Morocco4, T – Taper) po: (A) 1. dniu (K1, S1) oraz (B) 14. dniach (K14, S14); wartości średnie ± SE, n = 3. Wartości oznaczone tymi samymi literami nie różnią się istotnie według testu Duncana (p < 0,05). W 1. dniu suszy odnotowano spadek o ok. 10% zawartość cukrów rozpuszczalnych w liściach grochów oraz łubinu odmiany Morocco4. Jedynie łubin Taper odznaczał się wzrostem zawartości cukrów o ok. 20% w porównaniu z roślinami rosnącymi w warunkach kontrolnych 173 Katarzyna Juzoń, Edyta Skrzypek, Izabela Marcińska, Ilona Czyczyło-Mysza (Ryc.3A). Susza trwająca 2 tygodnie doprowadziła do wzrostu zawartości cukrów u wszystkich badanych genotypów. U łubinów oraz grochu odmiany Wenus poziom cukrów wzrósł ok. 20% w porównaniu z kontrolą, a u SZD 165 niespełna 2% (Ryc.3B). bc 100 g 80 140 K1 S1 edf h f gh 60 40 20 120 -1 cd [mg*g s.m. ] -1 ab Cukry rozpuszczalne 120 [mg*g s.m. ] Cukry rozpuszczalne 140 SZD W Odmiana M T a a cde ef 100 g g 80 K14 S14 ef 60 40 20 0 A ab B 0 SZD W Odmiana M T Ryc. 3. Zawartość cukrów rozpuszczalnych [mg*g s.m.-1] w liściach badanych genotypów grochu siewnego (SZD – SZD 165, W – Wenus) i łubinu żółtego (M – Morocco4, T – Taper) po: (A) 1. dniu (K1, S1) oraz (B) 14. dniach (K14, S14); wartości średnie ± SE, n = 3. Wartości oznaczone tymi samymi literami nie różnią się istotnie według testu Duncana (p < 0,05). Dyskusja Deficyt wody indukuje liczne biochemiczne i fizjologiczne zmiany w roślinach przyczyniając się do zaburzeń struktury i funkcjonowania komórek roślin [Fazeli i in. 2007]. Siddique i in. [2000] wykazali, że podczas wzrostu roślin stres suszy znacząco zredukował RWC u pszenicy, od 45% do 88%. Również rośliny Dahlia pinnata Cav. poddane stresowi suszy wykazały istotny spadek RWC w liściach, co związane było z wypływem jonów i uszkodzeniem membran [Fan i in. 2011]. W przeprowadzonych badaniach własnych rośliny bobowatych również wykazywały podobną reakcję na stres suszy. Stres suszy obniża potencjał wodny gleby w odpowiedzi na co, rośliny uruchamiają regulacje osmotyczną polegającą m.in. na akumulacji związków takich jak cukry rozpuszczalne i prolina [Keyvan 2010]. Wzrost zawartości proliny w odpowiedzi na stres suszy potwierdzają wyniki badań [Safarnejad 2004]. Larher i in. [1993] wskazuje sacharozę jako bezpośredni efektor akumulacji proliny. Wzrost zawartości proliny jest zazwyczaj zależny od poziomu cukrów [Mohammadkhani i Heidari 2008]. Jednak rola cukrów sprowadza się nie tylko do bezpośredniego udziału w syntezie innych związków, 174 Zmiany zawartości osmoprotektantów w liściach grochu siewnego... produkcji energii, lecz także do stabilizacji błon, regulacji ekspresji genów i działania jako cząsteczki sygnałowe [Smeekens 2000]. W przeprowadzonym doświadczeniu znaczny wzrost zawartości cukrów rozpuszczalnych odnotowano dopiero w 14. dniu trwania suszy i był on wyraźnie mniejszy od wzrostu zawartości proliny, który tego dnia sięgał ok. 70% w przypadku roślin grochu. W przeciwieństwie do uzyskanych wyników badań własnych Al Hakimi i in. [1995], wykazali że u pszenicy durum (Triticum durum Desf.) zawartość cukrów rozpuszczalnych jest lepszym markerem tolerancji na suszę niż zawartość proliny. Wnioski Stres suszy glebowej u łubinu i grochu wpływa na obniżenie względnej zawartości wody w liściach oraz wzrost zawartości proliny i cukrów rozpuszczalnych. Mniejsze spadki wartości RWC mogą wynikać z akumulacji osmoprotektantów. LITERATURA Al Hakimi A. Monneveux P. Galiba G. 1995. Soluble sugars, proline and Relative Water Content (RWC) as traits for improving drought tolerance and divergent selection for RWC from T. polonicum into T. durum. J. Genet. Breed, 49: 237–244. Bartels D. Sunkar R. 2005. Drought and salt tolerance in plants. Crit. Rev. in Plant Sci. 24(1): 241–236. Chaves M.M. Pereira J.S. Marocco J. Rodigues M.L. Ricardo C.P.P. Osório M.L. Carvalho I. Faria T. Pinherio C. 2002. How plants cope with water stress in field. Photosynthesis and growth. Annals of Botany, 89: 907–916. Ciereczko I. 2002. Regulacyjna rola cukrów. Percepcja cukrów przekazywanie sygnału w komórkach roślinnych. Post.Biol. Kom. 29: 269–289. Dubois M. Gilles K.A. Hamilton J.K. Roberts P.A. Smith F. 1956. Colorimetric method for determination of sugars and related substances. Anal Chem 28: 350–356. Fan S.L. Yuan Z.H. Feng L.J. Wang X.H. Ding X.M. Zhen H.L. 2011. Effects of drought stress on physiological and biochemical parameters of Dahlia pinnata. Ying Yong Sheng Tai Xue Bao, 22(3): 651–657. Fazeli F. Ghorbanli M. Niknam V. 2007. Effect of drought on biomass, protein content, lipid peroxidation and antioxidant enzymes in two sesame cultivars. Biologia Plantarum, 51(1): 98–103. 175 Katarzyna Juzoń, Edyta Skrzypek, Izabela Marcińska, Ilona Czyczyło-Mysza Hoffmann C.M. 2010. Sucrose accumulation In sugar beet under drought stress. J. Agronomy and Crop Science ISSN 0931–2250, 243–252. Keyvan S. 2010. The effects of drought stress on yield, relative water content, proline, soluble carbohydrates and chlorophyll of bread wheat cultivars. Journal of Animal & Plant Sciences, 8(3): 1051– 1060. Larher F. Leport L. Petrivalsky M. Chappart M. 1993. Effectors for the osmoinduced proline response in higher plants. Plant Physiol.Biochem., 31: 911–922. Mohammadkhani N. Heidari R. 2008. Drought-induced Accumulation of Soluble Sugars and Proline in Two Maize Varieties. World Applied Sciences Journal 3(3): 448–453. Safarnejad A. 2004. Characterization of somaclones of alfalfa (Medicago Sativa L.) for drought tolerance. J.Agric Sci.Technol.G:121–127. Siddique M.R.B. Hamid A. Islam M.S. 2000. Drought stress effects on water relations of wheat. Bot. Bull. Acad. Sin., 41: 35–39 Smeekens S. 2000. Sugar-induced signal transduction in plants. Ann. Rev. Plant Biol., 51: 49–81. Ting S.V Rouseff R.L. 1979. Proline content in florida frozen concentrated orange juice and canned grapefruit juice. Proc. Fla. State Hort. Soc., 92: 145–148. mgr inż. Katarzyna Juzoń dr inż. Edyta Skrzypek dr hab. Izabela Marcińska prof. PAN, dr inż. Ilona Czyczyło-Mysza Zakład Biotechnologii Instytut Fizjologii Roślin im. F. Górskiego Polskiej Akademii Nauk ul. Niezapominajek 21, 30–239 Kraków e-mail: [email protected] Opiekun: dr hab. Izabela Marcińska, prof. PAN, dr inż. Edyta Skrzypek Badania finansowane z projektu 621/N-COST/ 09/2010/0 176 Agnieszka Kalandyk, Tomasz Krępski Piotr Waligórski, Franciszek Dubert EPISTEME 18/2013, t. 1 s. 179–188 ISSN 1895-2241 ZMIANY PARAMETRÓW FIZJOLOGICZNYCH SIEWEK ŁUBINU WĄSKOLISTNEGO I GROCHU SIEWNEGO SPOWODOWANE SUSZĄ DZIAŁAJĄCĄ NA ROŚLINY MACIERZYSTE THE CHANGES OF PHYSIOLOGICAL PARAMETERS OF BLUE LUPINE AND FIELD PEA SEEDLINGS CAUSED BY DROUGHT APPLIED TO THE MOTHER PLANTS Abstrakt. Celem badań było znalezienie zależności między ekspozycją na suszę, w okresie wykształcania nasion, wybranych gatunków roślin strączkowych a stopniem tolerancji na ten stres roślin potomnych. Nasiona dwóch odmian łubinu wąskolistnego oraz grochu siewnego pochodzące od roślin poddanych działaniu suszy glebowej oraz nasiona tych samych odmian pochodzące od roślin kontrolnych kiełkowały w warunkach szklarniowych. Trzytygodniowe siewki poddano działaniu 14 dniowej suszy. Kontrolę stanowiły rośliny optymalnie podlewane. Określono wpływ suszy przebytej przez rośliny macierzyste na parametry fizjologiczne roślin potomnych za pomocą następujących pomiarów: szybkości i zdolności kiełkowania nasion, wysokości roślin oraz fluorescencji chlorofilu. Znaleziono różnice między roślinami otrzymanymi z nasion wykształconych w warunkach suszy a tymi z nasion wykształconych w warunkach optymalnych. Słowa kluczowe: łubin wąskolistny (Lupinus angustifolius), groch siewny (Pisum sativum), stres suszy, zmienność epigenetyczna Summary. The aim of these studies was to find the correlations between plant exposition to drought during seed setting of the chosen species of the legumes and tolerance of the next generation to this stress. The material were seeds of two blue lupines and pea cultivars produced by plants that were exposed to drought and seeds of the same cultivars grown in optimal conditions. Seeds were germinated under the greenhouse conditions. Three weeks old seedlings were treated with 14 days of drought, while the optimally watered plants were used as control. The influence of the drought applied to the maternal plants on physiological properties of the offspring was evaluated by measure of: sprouting rate and capability, the height of the plants and chlorophyll fluorescence. The changes between the plants obtained from the seeds formed on the plants under the drought and the seeds formed on the control plants have been found. Key words: blue lupine (Lupinus angustifolius), field pea (Pisum sativum), drought stress, epigenetic variation 179 Agnieszka Kalandyk, Tomasz Krępski, Piotr Waligórski, Franciszek Dubert Wstęp Strączkowe są roślinami uprawnymi o szczególnym znaczeniu rolniczym. Ich bogate w białka i tłuszcze nasiona są cennymi składnikami dietetycznymi i paszowymi. Niedobór wody glebowej, lub okresowe wahania jej zawartości w glebie są czynnikami, które w coraz większym stopniu stają się przyczyną utraty plonu. Poprawianie odporności na suszę roślin uprawnych jest procesem pracochłonnym i wieloetapowym, gdyż złożoność fizjologiczna tej cechy oznacza także jej złożoność genetyczną, a w konsekwencji trudność w przypisaniu konkretnym genom znaczenia dla kształtowania fenotypu. Pomimo wielu lat badań w tej dziedzinie, których wynikiem są min. transgeniczne odmiany o poprawionej tolerancyjności na suszę, uzyskane efekty nie są w pełni zadowalające. Dlatego wskazanym jest poszukiwanie dodatkowych źródeł zmienności tej cechy, a jednym z nich może być wykorzystanie zmienności epigenetycznej. Wszystkie informacje o budowie i funkcjonowaniu przyszłego dojrzałego organizmu, a także kolejnych stadiów na drodze jego powstawania, zawarte są w materiale genetycznym pojedynczej, inicjalnej komórki. Dzisiaj wiemy, że jednym z kluczowych „wynalazków” ewolucyjnych, który przyczynił się do powstania organizmów tkankowych, było wykształcenie mechanizmu zmienności epigenetycznej [Sarnowski i in. 2002]. Umożliwia on trwałe zróżnicowanie genetycznie identycznych komórek pod względem profilu ekspresji genów, a co za tym idzie, powstawanie różniących się budową i funkcją tkanek z genetycznie tożsamych komórek. Dzięki istnieniu zmienności epigenetycznej, raz ustanowiony wzór ekspresji genów, charakterystyczny dla konkretnej tkanki, jest zachowywany, mimo że komórki tej tkanki przekształcają się w komórki potomne. Ten rodzaj dziedziczenia, nie wymagający zmiany w sekwencji DNA, nazywamy epigenetycznym. Celem badań było znalezienie zależności między ekspozycją na suszę, zwłaszcza w okresie wykształcania nasion, wybranych gatunków roślin strączkowych a stopniem tolerancji na ten stres roślin potomnych. 180 Zmiany parametrów fizjologicznych siewek łubinu wąskolistnego... Materiał i metody Nasiona dwóch odmian łubinu wąskolistnego (Regent i Graf) oraz grochu siewnego (Cysterski i Bohun) pochodzące od roślin poddanych działaniu suszy glebowej oraz nasiona tych samych odmian pochodzące od roślin kontrolnych zostały zważone i wysiane do multidoniczek, gdzie kiełkowały w warunkach szklarniowych. Trzytygodniowe siewki zostały poddane działaniu suszy, aż do wystąpienia efektu niedoboru wody w postaci zwiędnięcia roślin (14 dni). Kontrolę stanowiły rośliny podlewane. W celu określenia wpływu stresu suszy przebytej przez rośliny macierzyste na parametry fizjologiczne roślin potomnych wykonano następujące pomiary: Szybkość i zdolność kiełkowania nasion. Szybkość kiełkowania określono jako procent nasion, które wykiełkowały w ciągu 7 dni. Zdolność kiełkowania określono jako procent nasion wykiełkowanych w czasie 14 dni. Wzrost roślin. W 14 dniu trwania suszy zmierzono długość części nadziemnej 20 reprezentatywnych roślin w każdym z obiektów. Fluorescencja chlorofilu a. Fluorescencję chlorofilu zmierzono w górnym, dobrze rozwiniętym liściu przy pomocy Plant Efficiency Analyzer PEA (Hansatech Ltd. Kings Lynn, UK). Pomiary wykonano po 20 min. adaptacji liści do ciemności. Określono: Fv/Fm (maksymalna wydajność kwantowa fotosystemu II), ABS/CSm (strumień energii absorbowanej przez system antenowy PSII), TRo/CSm (strumień energii docierającej do centrum reakcji – RC), ETo/CSm (strumień energii przepływającej poza PSII), DIo/CSm (rozpraszanie energii w postaci ciepła), RC/CSm (zagęszczenie aktywnych centrów reakcji). Analiza statystyczna. Uzyskane wyniki poddano analizie statystycznej w programie Statistica 10 StatSoft. Istotność różnic między obiektami sprawdzono przy pomocy testu Duncana. Wyniki Masa nasion użytych w doświadczeniu. Nasiona wszystkich badanych odmian roślin wykształcone w warunkach suszy miały istotnie większą masę niż nasiona wykształcone w warunkach optymalnych (tab.1). 181 Agnieszka Kalandyk, Tomasz Krępski, Piotr Waligórski, Franciszek Dubert Tab. 1. Porównanie masy nasion pochodzących od roślin poddanych działaniu suszy (NS) z nasionami pochodzącymi od roślin wzrastających w warunkach optymalnych (NO), tymi samymi literami oznaczono statystycznie nieistotne różnice wg testu Duncana, dla p< 0,05. Gatunek NS NO Regent 0,1334 b 0,1117 a Graf 0,1166 b 0,1059 a Bohun 0,1894 b 0,1234 a Cysterski 0,1569 b 0,1334 a Łubin Groch Masa 1 nasiona [g] Odmiana Szybkość i zdolność kiełkowania nasion. U wszystkich badanych odmian roślin szybkość kiełkowania nasion była wyższa dla nasion wykształconych w warunkach suszy niż dla nasion pochodzących od roślin optymalnie podlewanych. We wszystkich obiektach po 14 dniach wykiełkowało 100% nasion (tab. 2). Tab. 2. Porównanie szybkości (po 7 dniach od siewu) i zdolności kiełkowania (po 14 dniach) nasion pochodzących od roślin poddanych działaniu suszy (NS) z nasionami pochodzącymi od roślin wzrastających w warunkach optymalnych (NO). Gatunek Łubin Groch NS NO OdmiaSzybkość kieł- Zdolność kieł- Szybkość kieł- Zdolność kiełna kowania [%] kowania [%] kowania [%] kowania [%] Regent 83,33 100 79,17 100 Graf 89,58 100 70,83 100 Bohun 95,83 100 85,42 100 Cysterski 50,00 100 41,67 100 Tab. 3. Porównanie wysokości roślin pochodzących z nasion wykształconych w warunkach suszy (NS) oraz roślin pochodzących z nasion wykształconych w warunkach optymalnych (NO) po 14 dniach trwania suszy, tymi samymi literami oznaczono statystycznie nieistotne różnice wg testu Duncana, dla p< 0,05. Traktowanie Gatunek 182 Odmiana Susza Kontrola Wysokość [cm] Rośliny z NS Rośliny z NO Rośliny z NS Rośliny z NO Zmiany parametrów fizjologicznych siewek łubinu wąskolistnego... Łubin Groch Regent 14,27 a 11,84 b 14,00 a 13,79 a Graf 12,06 a 9,56 b 12,86 a 13,79 a Bohun 22,09 a 21,00 a 25,90 b 25,40 b Cysterski 23,55 ab 20,94 b 26,05 a 25,39 a Tab. 4. Porównanie parametrów aktywności fotochemicznej fotoukładu II po14 dniach suszy glebowej u roślin łubinu wąskolistnego odm. Regent i Graf pochodzących z nasion wykształconych w warunkach suszy (NS) oraz roślin pochodzących z nasion wykształconych w warunkach optymalnych (NO), tymi samymi literami oznaczono statystycznie nieistotne różnice wg testu Duncana, dla p< 0,05, n=10. Traktowanie Susza Kontrola Pochodzenie Rośliny z NS Rośliny z NO Rośliny z NS nasion Rośliny z NO Łubin wąskolistny Regent Fv/Fm 0,829 a 0,833 ab 0,832 ab 0,838 b ABS/CS 584,9 a 588,2 a 581,8 a 579,7 b Tro/CS 485,0 a 489,8 a 483,7 a 485,5 a Eto/CS 320,2ab 333,5 b 309,1 a 325,5 ab Dlo/CS 99,90 a 98,38 a 98,14 a 94,18 a RC/Cso 289,3 a 289,6 a 291,3 a 298,4 a RC/CSm 1698 a 1732 a 1733 a 1841 b Łubin wąskolistny Graf Fv/Fm 0,829 a 0,831 a 0,832 a 0,831 a ABS/CS 577,0 b 525,7 a 579,3 b 563,3 b Tro/CS 478,4 b 436,6 a 481,8 b 468,2 b Eto/CS 309,8 b 295,1 a 315,7 c 299,4 a Dlo/CS 98,62 b 89,12 a 97,55 b 95,14 b RC/Cso 288,2 b 254,7 a 293,7 b 281,8 b RC/CSm 1689 b 1504 a 1746 b 1670 b 183 Agnieszka Kalandyk, Tomasz Krępski, Piotr Waligórski, Franciszek Dubert Tab. 5. Porównanie parametrów aktywności fotochemicznej fotoukładu II po14 dniach suszy glebowej u roślin grochu siewnego odm. Bohun i Cysterski pochodzących z nasion wykształconych w warunkach suszy (NS) oraz roślin pochodzących z nasion wykształconych w warunkach optymalnych (NO), tymi samymi literami oznaczono statystycznie nieistotne różnice wg testu Duncana, dla p< 0,05, n=10. Traktowanie Pochodzenie nasion Susza Kontrola Rośliny z NS Rośliny z NO Rośliny z NS Rośliny z NO Groch siewny Bohun Fv/Fm 0,825 a 0,828 a 0,843 b 0,838 b ABS/CS 689,8 b 657,8 ab 633,6 a 653,8 ab Tro/CS 568,6 b 544,4 ab 533,7 a 547,6 ab Eto/CS 315,9 a 295,3 a 295,9 a 312,0 a Dlo/CS 121,2 c 113,5bc 99,89 a 106,2 ab RC/Cso 245,8 b 233,2ab 220,9 a 231,6 ab RC/CSm 1410 a 1354 a 1401 a 1428 a Groch siewny Cysterski Fv/Fm 0,827 a 0,830 a 0,832 a 0,833 a ABS/CS 664,6ab 683,8 b 654,7ab 637,7 a Tro/CS 549,6ab 567,1 b 544,0ab 531,1 a Eto/CS 287,2 a 294,9 a 299,2 a 290,3 a Dlo/CS 115,0 a 116,7 a 110,7 a 106,6 a RC/Cso 244,9 b 246,0 b 223,4 a 218,2 a RC/CSm 1418 b 1444 b 1326 a 1308 a Wzrost roślin. Rośliny uzyskane z nasion wykształconych w warunkach suszy poddane działaniu tego stresu były większe od roślin uzyskanych z nasion wykształconych w warunkach optymalnych. Różnice te były istotne w przypadku obydwóch odmian łubinu, gdzie rośliny pochodzące z nasion powstałych w warunkach suszy poddane działaniu suszy dorównywały wzrostem roślinom kontrolnym oraz grochu Cysterski, u którego jedynie rośliny z nasion wykształconych 184 Zmiany parametrów fizjologicznych siewek łubinu wąskolistnego... w warunkach optymalnych poddane działaniu suszy były istotnie mniejsze od kontrolnych (tab. 3). Fluorescencja chlorofilu a. Wartości analizowanych parametrów dla łubinu odm. Regent nie różniły się istotnie między roślinami pochodzącymi z nasion wykształconych w warunkach suszy a tymi z nasion wykształconych w warunkach optymalnych (tab. 4). Pomiary aktywności fotochemicznej fotoukładu II dla łubinu odm. Graf w czasie suszy wykazały wzrost wartości wszystkich analizowanych parametrów dla roślin otrzymanych z nasion wykształconych w warunkach suszy w stosunku do wartości tych parametrów dla roślin otrzymanych z nasion wykształconych w warunkach optymalnych i nie odbiegały od kontrolnych (tab.4). U obydwóch odmian grochu analizowane parametry różniły się istotnie między roślinami poddanymi działaniu stresu a kontrolnymi, nie wykazywały jednak zróżnicowania pod względem pochodzenia nasion (tab.5). Dyskusja Nasiona wytworzone w warunkach suszy były większe od nasion wytworzonych przez rośliny kontrolne, co zgadza się z wcześniejszymi badaniami Kalandyk i in. [2012], gdzie u roślin poddanych suszy w trakcie kwitnienia zwiększył się stopień aborcji kwiatów, natomiast mniejsza liczba wytworzonych strąków lub nasion w strąku była rekompensowana przez wytworzenie większej masy pojedynczego nasiona. Zaobserwowane różnice w szybkości kiełkowania mogą wynikać z różnic w masie nasion, gdyż większe nasiona zawierają więcej materiału niezbędnego do rozwoju siewki, lub z różnic w poziomie fitohormonów zawartych w nasionach, które są wynikiem odmiennych warunków w czasie ich zawiązywania. Najważniejszym procesem biochemicznym od którego zależy funkcjonowanie organizmów roślinnych, jest fotosynteza. U roślin wyższych proces ten jest szczególnie wrażliwy na niedobór wody [Li Rong-hua i in. 2006]. Sprawność aparatu asymilacyjnego zależna jest od warunków świetlnych ale w dużym stopniu także od uwodnienia komórek miękiszu asymilacyjnego, deficyt wody prowadzi do zamykania aparatów szparkowych [Li Rong-hua i in. 2006], czego efektem jest ograniczenie asymilacji CO2. 185 Agnieszka Kalandyk, Tomasz Krępski, Piotr Waligórski, Franciszek Dubert Rośliny łubinu uzyskane z nasion wykształconych w warunkach suszy były większe, co można powiązać z zaobserwowanymi mniejszymi uszkodzeniami aparatu fotosyntetycznego u tej grupy roślin. Sprawniejszy bowiem aparat asymilacyjny oznacza możliwość syntezy większej biomasy organizmu roślinnego. W przypadku grochu nie zaobserwowano tego efektu, co może wynikać z faktu, iż gatunek ten jest bardziej tolerancyjny na suszę od łubinu, więc niezależnie od traktowania roślin macierzystych, rośliny potomne są równie silnie tolerancyjne. Zdolność do wiązania większej ilości wody w komórkach roślinnych związana jest z obecnością składników hydrofilowych. Związkami tego rodzaju są poliaminy oraz białka LEA (Late Embryogenesis Abundant), które zapobiegają agregacji białek w trakcie stopniowej dehydratacji komórki [Hundertmark, Hincha 2008]. Poliaminy jako element osmotycznie aktywny zapobiegają utracie wody [Alcázar i in. 2006], ułatwiają jej pobieranie w warunkach niskiego ciśnienia osmotycznego w środowisku oraz zapewniają obecność jej cienkiej warstwy w otoczeniu membran nawet w warunkach silnej dehydratacji, pełniąc rolę ochrony integralności błon biologicznych. Ich akumulacja zachodzi najczęściej w wyniku stresu suszy, zasolenia bądź chłodu, ekspresja genów odpowiedzialnych za ich syntezę związana jest m.in. z aktywacją specyficznych sekwencji regulatorowych zależnych od kwasu abscysynowego. Możliwe jest, że indukowana stresem suszy podwyższona aktywność tych sekwencji i genów w czasie zawiązywania nasion zachowana jest w kolejnym pokoleniu. Efektem będzie obserwowane podniesienie zdolności roślin do minimalizacji uszkodzeń w czasie trwania suszy. Wnioski Na podstawie uzyskanych wyników można stwierdzić, iż rośliny wyrosłe z nasion wykształconych w warunkach suszy mogą wykazywać się lepszą odpornością na ten czynnik stresowy niż rośliny uzyskane z nasion roślin optymalnie podlewanych. 186 Zmiany parametrów fizjologicznych siewek łubinu wąskolistnego... Literatura Alcázar R, Marco F, Cuevas JC, Patron M, Ferrando A, Carrasco P, Tiburcio AF, Altabella T. 2006 Involvement of polyamines in plant response to abiotic stress. Biotechnol Lett. Dec;28(23):1867–76 Hundertmark M, Hincha DK. 2008 LEA (late embryogenesis abundant) proteins and their encoding genes in Arabidopsis thaliana. BMC Genomics 9: 118 Kalandyk A., Dubert F., Maciejewski M., Płażek A. 2012. Wpływ suszy glebowej i zasolenia na procesy zachodzące w trakcie fazy generatywnej u grochu i łubinu. EPISTEME Czasopismo Naukowo – Kulturalne, 15/2012: 121–129. Li Rong-hua, GUO Pei-guo, Baum M., Grando S., Cecarelli S. 2006. Evaluation of Chlorophyll Content and Fluorescence Parameters as Indicators of Drought Tolerance in Barley. Agricultural Sciences in China 5 (10): 751–757. Sarnowski T.J., Świeżewski S, Pawlikowska K, Kaczanowski S, Jerzmanowski A. 2002. At SWI3B, an Arabidopsis homolog of SWI3, a core subunit of yeast Swi/Snf chromatin remodeling complex, interacts with FCA, a regulator of flowering time. Nucleic Acids Res. 30: 3412–3421. mgr Agnieszka Kalandyk Instytut Fizjologii Roślin Polskiej Akademii Nauk w Krakowie e-mail: [email protected] dr Piotr Waligórski Instytut Fizjologii Roślin Polskiej Akademii Nauk w Krakowie e-mail: [email protected] prof. dr hab. Franciszek Dubert Instytut Fizjologii Roślin Polskiej Akademii Nauk w Krakowie e-mail: [email protected] mgr inż. Tomasz Krępski Katedra Fizjologii Roślin, Wydział Rolniczo-Ekonomiczny Uniwersytet Rolniczy w Krakowie e-mail: [email protected] Opiekun naukowy: prof. dr hab. Franciszek Dubert 187 188 Anna Krysa Dariusz Ropek Krzysztof Frączek EPISTEME 18/2013, t. 1 s. 189–197 ISSN 1895-2241 WPŁYW ZADRZEWIEŃ ŚRÓDPOLNYCH NA ILOŚĆ I JAKOŚĆ GRZYBÓW W POWIETRZU ATMOSFERYCZNYM AGROCENOZY EFFECT OF MID-FIELD SHETERBELTS ON THE QUANTITY AND QUALITY OF AIR IN SELECTED AGROCENOSIS Abstrakt. Celem pracy była ilościowa ocena jakości mikologicznej powietrza w wybranej agrocenozie w sąsiedztwie zadrzewień śródpolnych gospodarstwa rolnego prowadzonego metodami ekologicznymi w województwie małopolskim, gminie Gdów. Badania przeprowadzono wiosną 2012 roku. Powietrze pobierano przy użyciu aeroskopu MAS – 100 firmy Merck. Zastosowano trzy pożywki SDA, PDA i MEA – odpowiednio dobrane do badań wybranych grup drobnoustrojów głównie grzybów. Płytki inkubowano w temperaturze 25°C w komorze klimatyzacyjnej przez okres dziesięciu dni. Po okresie inkubacji obliczono liczbę jednostek tworzących kolonie obecnych w 1 m3 pobranego powietrza. Na podstawie przeprowadzonych badań stwierdzono, że stężenie drobnoustrojów występujących w powietrzu zależy od warunków mikroklimatycznych. Analiza jakościowa i ilościowa drobnoustrojów wykazała duże zróżnicowanie mikroflory w badanym powietrzu. Wyizolowano siedem rodzajów grzybów występujących w powietrzu. Liczebność mikroorganizmów w przeprowadzonym doświadczeniu wahała się w przedziale od 1260 [j.t.k.·m3] do 4893 [j.t.k.·m3]. Słowa kluczowe: powietrze, grzyby, bakterie, zadrzewienia śródpolne Summary. The purpose of the study was to microbiologically asses the air quality of selected agrocenosis situated next to the mid-field sheterbelts in organic farm placed in Małopolska province, Gdów city. The analysis was done in spring of 2012. The air was collected by the Merck MAS – 100 microbial air monitoring system. Three media SDA, PDA and MEA were used – appropriately selected to test the selected groups of microorganisms, mostly fungi. The plates were incubated in a climate chamber at 25°C for a period of 10 days. After the incubation period the number of colony forming units present in the 1 m3 of collected air was calculated. Based on the survey, it was found that the number of microorganisms in the air depends on the weather conditions. Qualitative and quantitative analysis of microorganisms showed a high diversity of microflora in the studied air. Seven kinds of fungi occurring in the air were isolated. The number of microorganisms 189 Anna Krysa, Dariusz Ropek, Krzysztof Frączek in the experiment ranged from 1260 [CFU in m3] to 4893 [CFU in m3]. Key words: outdoor air, fungi, bacteria, mid-field sheterbelts WSTĘP Podstawowym czynnikiem warunkującym życie na Ziemi jest powietrze atmosferyczne i znajdujący się w nim tlen. Jakość powietrza w znacznym stopniu wpływa na zdrowie, samopoczucie człowieka oraz na stan środowiska naturalnego. Utrzymanie zadowalającej jakości powietrza mającej pozytywny wpływ na zdrowie człowieka wiąże się z koniecznością ciągłej kontroli [Krzysztofik 1992]. W porównaniu z glebą czy wodą powietrze nie jest środowiskiem przyjaznym dla życia i rozwoju drobnoustrojów. Według Kaisera i Wolskiego [2007] w powietrzu atmosferycznym mikroorganizmy nie mogą się dzielić ani rozmnażać czy rosnąć lecz zachowują swój potencjał infekcyjny. Zanieczyszczenia występujące w powietrzu są ważnym obiektem zainteresowań współczesnego świata. Pierwsze metody pomiaru zanieczyszczeń mikrobiologicznych powietrza pojawiły się już na początku XX wieku na co miał wpływ wzrost zagrożeń związanych z użyciem broni mikrobiologicznej [Möller ÀL 2002]. Czystość powietrza atmosferycznego ma kluczowe znaczenie dla ochrony środowiska i bezpieczeństwa ekologicznego. Należy więc dążyć aby powietrze było wolne zarówno od fizycznych i chemicznych zanieczyszczeń pyłowych jak i gazowych [Libudzisz i in. 2007]. Główną przyczyną zanieczyszczeń powietrza są substancje chemiczne, odory oraz drobnoustroje występujące w postaci bioaerozoli. Fazą rozpraszającą bioaerozolu jest powietrze z kolei rozproszona składa się z materiałów biologicznych (m.in. wirusy, pierwotniaki, komórki bakteryjne, fragmenty komórkowe roślin i zwierząt, fragmenty grzybni grzybów oraz zarodniki) [An HA i in. 2004]. Mając do czynienia z postępem technologicznym i urbanizacją jesteśmy narażeni na dużą koncentrację tych drobnoustrojów na niewielkim obszarze. Jednakże z pradami powietrza mogą być przenoszone na tysiące kilometrów od źródła powstania [Krajewska-Kułak 2011]. Biorąc pod uwagę szkodliwość, jaką niosą ze sobą zanieczyszczenia powietrza monitoring stanu tego środowiska jest bardzo ważny wręcz niezbędny [Yang i in. 2009]. 190 Wpływ zadrzewień śródpolnych na ilość i jakość grzybów... Stosunkowo dobrą i popularną techniką kontroli czystości mikrobiologicznej powietrza jest metoda zderzeniowa z wykorzystaniem próbników powietrza i płytek Petriego zawierających odpowiednio dobrane i zestalone podłoże hodowlane. Polega ona na uderzaniu zassanym powietrzem w warstwę pożywki, do której przyklejają się drobnoustroje oraz zarodniki. Zainfekowane w ten sposób podłoże hodowlane poddaje się inkubacji a następnie zlicza liczbę kolonii [Krygiel 2006]. Celem pracy było poznanie wpływu odległości od zadrzewień śródpolnych na ilość i skład rodzajowy grzybów powietrza atmosferycznego nad polem orkiszu i pszenicy jarej uprawianego w systemie ekologicznym. MATERIAŁ I METODY Eksperyment przeprowadzono wiosną (kwiecień) 2012 roku w Gdowie – województwo małopolskie. W doświadczeniu wyodrębniono cztery punkty pomiarowe na dwóch polach uprawnych: orkiszu – gdzie zadrzewienia występowały od strony północnej i pszenicy jarej – gdzie zadrzewienia występowały od strony południowej, zróżnicowane pod względem odległości od zadrzewień śródpolnych: A – zadrzewienia śródpolne B – ekoton I 5m od zadrzewień C – ekoton II 10m od zadrzewień D – pole uprawne (orkisz lub pszenica jara) 15m od zadrzewień Na obszarze badań zmierzoną temperaturę, wilgotność powietrza, prędkość wiatru przy użyciu termometru oraz anemometru Kestrel 4000. W kwietniu z każdego punktu w godzinach porannych na wysokości 1,5 m od gruntu, przy użyciu specjalistycznego aparatu typu – MAS – 100 firmy Merck pobierano po trzy próby powietrza. Aparat zaprogramowano tak aby zasysał 25 litrów powietrza przy większym spodziewanym zanieczyszczeniu mikroorganizmami lub 50 litrów przy mniejszym. W doświadczeniu wykorzystano podłoże hodowlane: PDA (Potato Dextrose Agar), SDA (Sabouraud Dextrose Agar) oraz MEA (Malt Extract Agar) firmy Biocorp. Zainfekowane płytki Petriego o średnicy 90 mm przewieziono do laboratorium Katedry Ochrony Środowiska Rolniczego (KOŚR) i umieszczono 191 Anna Krysa, Dariusz Ropek, Krzysztof Frączek w komorze klimatyzacyjnej w temperaturze 25°C i dwunastogodzinnym cyklu świetlnym. Po upływie 10 dni zliczono ilość wyrosłych na podłożach kolonii grzybów. Następnie obliczono ilość jednostek tworzących kolonie j.t.k. (CFU – colony forming unit (1 m3) powietrza. Liczbę kolonii grzybów wyrosłych na płytce przeliczano na 1 m3 powietrza wg wzoru: X=(a × 1000)/V W którym: X – liczba jednostek tworzących kolonie w 1 m3 powietrza, a – suma kolonii grzybów, które wyrosły na płytce pobranej próbki powietrza atmosferycznego, V – objętość pobranego powietrza atmosferycznego w litrach, 1000 – przelicznik na 1m3 . Identyfikację rodzaju grzybów przeprowadzono opierając się na obserwacjach makro- i mikroskopowych uzyskanych kolonii i posługując się opracowaniami monograficznymi i kluczami mikologicznymi (Domch i in. 1980; Marcinkowska 2003). WYNIKI Warunki pogodowe w poszczególnych punktach pomiarowych były porównywalne. Temperatura w badanej agrocenozie wahała się od 11,9 do 12,2oC, a wilgotność powietrza od 68,3% do 71,4% (tab. 1). Opady Wilgotność [%] 10,0 brak 68,3 10,0 brak 71,4 Tempera- Ciśnienie Wiatr tura [°C] [hPa] [km/h] Termin poboru Miejsce poboru 15.04 I – północna strona zadrzewień śródpolnych 12,2 986.92 15.04 II– południowa strona zadrzewień śródpolnych 11,9 986.92 Tab. 1. Charakterystyka warunków pogodowych z uwzględnieniem orientacji przestrzennej. Wartość j.t.k w m3 powietrza na badanym obszarze, w poszczególnych punktach pomiarowych wahała się od 1260 do 4893, 192 Wpływ zadrzewień śródpolnych na ilość i jakość grzybów... średnia dla wszystkich pomiarów wyniosła 2484, dla ekosystemu gdzie zadrzewienia śródpolne występowały po stronie północnej średnia wyniosła 3190 natomiast dla ekosystemu z zadrzewieniami od strony południowej 2506 (tab 2). Najbardziej zróżnicowana pod względem mikologicznym okazała się strefa D (najbardziej oddalona od zadrzewień śródpolnych znajdujących się po stronie północnej) natomiast w przypadku agrocenozy z pasmowymi zadrzewieniami po stronie południowej najwięcej grzybów pojawiło się w strefie B. Najmniej grzybów ogółem wyizolowano ze strefy A (zadrzewienia śródpolne) (tab. 2). Porównując trzy różne podłoża PDA, SDA, MEA jako zalecane do hodowli grzybów, najbardziej efektywne okazało się podłoże MEA. Jest ono najmniej wybiórcze i pozwoliło na zaobserwowanie największej różnorodności grzybowej. Tab. 2. Ilość jednostek tworzących kolonie (j.t.k.) w 1m3 powietrza atmosfery w zależności od badanych czynników. Orientacja przestrzenna j.t.k. m3 Średnia Odległość od zadrzewień PDA SDA MEA A 2680 1740 3860 2760 B 4167 1520 1940 2542 C 2787 3173 4893 3618 D 3667 3433 4420 3840 3325 2467 3778 3190 A 2567 1260 1753 1860 B 1907 3540 3613 3020 C 2580 2207 3260 2682 D 2187 2867 2327 2460 2310 2468 2738 2506 Północna strona zadrzewień średnia Południowa strona zadrzewień średnia Legenda: 193 Anna Krysa, Dariusz Ropek, Krzysztof Frączek <3 000 powietrze czyste 3 000–5 000 przeciętnie czyste powietrze atmosferyczne, zwłaszcza w okresie późnowiosennym i wczesnojesiennym 5 000–10 000 zanieczyszczenie mogące negatywnie oddziaływać na środowisko naturalne człowieka >10 000 zanieczyszczenie zagrażające środowisku naturalnemu człowieka Wyniki dotyczące występowania w badanym powietrzu grzybów wskazują, że liczebność w poszczególnych punktach pomiarowych nie przekroczyła dopuszczalnych wartości zawartych w normie PN89-Z-04111/03, oznacza to, że badane agrocenozy są czyste bądź przeciętnie czyste pod względem mikologicznym. Ryc. 1. Wyosobnione rodzaje grzybów niezależnie od odległości od zadrzewień śródpolnych. W przeprowadzonym doświadczeniu najczęściej izolowanymi grzybami były gatunki należące do Mucor , które stanowiły 18,06% (3565 izolatów) ogółu izolowanych grzybów oraz Penicillium 4,88% (963 izolatów). Najrzadziej Isari 0,05% (10 izolatów). W sumie wyizolowano 5162 różnych gatunków grzybów (ryc. 1). 194 Wpływ zadrzewień śródpolnych na ilość i jakość grzybów... DYSKUSJA Bogactwo mikroorganizmów w powietrzu warunkuje wiele czynników. Według Krajewskiej-Kułak [2010] do najważniejszych można zaliczyć: obszar geograficzny, porę roku, rodzaj pomieszczenia (otwarte, zamknięte) czy typ użytkowy. Warto pamiętać, że grzyby saprofityczne oraz chorobotwórcze występują praktycznie w każdej strefie geograficznej (ich udział w biomasie sięga 25%) [Krzysztofik 1992]. Grzyby te rozwijają się w bardzo szerokim zakresie temperatur, wilgotności, pH oraz rozkładają większość substancji organicznych [Traczewska i Karpińska-Smulikowska 2000, Zawisza i in. 2007]. Rozwijające się grzyby uwalniają do powietrza znaczne ilości zarodników, mogą one być przenoszone na ogromne odległości wraz z prądami powietrza. W strefie klimatu umiarkowanego największe stężenie zarodników grzybowych występuje w okresie od późnej wiosny do jesieni a szczyt zarodnikowania występuje późnym latem i wczesną wiosną [Lipiec i Rapiejko 2005]. Najczęściej występującymi grzybami w środowiskach naturalnych, przenoszonymi przez powietrze, ludzi i zwierzęta są grzyby z rodzaju Cladosporium spp., Alternaria spp., Fusarium spp. oraz Epicoccum spp. [Krajewska-Kułak i in. 2010, Ogórek i Pląsowska 2011]. W przeprowadzonym doświadczeniu różnorodność mikologiczna tych grzybów była stosunkowo duża. WNIOSKI Liczebność mikroorganizmów w przeprowadzonym doświadczeniu wahała się w przedziale od 1260 [j.t.k.·m3] do 4893 [j.t.k.·m3]. Sąsiedztwo pasmowych zadrzewień śródpolnych od strony północnej miało wpływ na bioróżnorodność wyizolowanych grzybów, im dalej od zadrzewień tym większa bioróżnorodność. Na podstawie uzyskanych wyników nie stwierdzono przekroczeń wartości normy PN-89-Z-04111/03 dotyczącej czystości powietrza. W powietrzu badanej agrocenozy wyodrębniono 7 rodzajów grzybów, z czego najliczniej występowały grzyby należące do rodzaju Mucor oraz Penicillium. Najpowszechniejszym gatunkiem grzyba był Mucor mudeco i Penicillium chrysogenum. Praca finansowana w ramach działalności statutowej 3109/ KOŚR/2013. 195 Anna Krysa, Dariusz Ropek, Krzysztof Frączek LITERATURA An H. A. Mainelis G. Yao M. 2004. Evaluation of a high-volume portable bioaerosol sampler in laboratory and field environments. Indoor Air, 14: 385393. Domsch K. H., Gams W., Anderson T.H. 1980. Compendium of Soil Fungi. Academic Press, London, 619 ss. Kaiser K. Wolski A. 2007. Kontrola czystości mikrobiologicznej powietrza. Technika Chłodnicza i Klimatyzacyjna, 4: 158–162. Krajewska-Kułak E. Łukaszuk C. Gniadek A. i wsp. 2010. Porównanie wyników badań zanieczyszczenia powietrza grzybami pomieszczeń oddziału opieki długoterminowej z wykorzystaniem aparatów SAS SUPER 100 i AIR IDEAL. Mikol. Lek., 17: 221–227. Krajewska-Kułak E. Łukaszuk C. Gniadek A. Macura A.B. Van Damme-Ostapowicz K. Lewko J. Rolka H. Rozwadowska E. Guzowski A. 2011. Zanieczyszczenie powietrza w pomieszczeniach mieszkalnych, ze szczególnym uwzględnieniem roli grzybów. Mikologia Lekarska, 18 (3): 135–139. Krygiel D. 2006. Zanieczyszczenia mikrobiologiczne powietrza hali technologicznej a jakość produkowanych opakowań. Żywność Nauka Technologia Jakość, 46: 52–58. Krzysztofik B. 1992. Mikrobiologia powietrza. Wydawnictwa Politechniki Warszawskiej. Warszawa. Libudzisz Z., Kowal K., Żakowska Z. 2007. Mikrobiologia techniczna. Mikroorganizmy i środowiska ich występowania. PWN. Warszawa, tom 1. Lipiec A. Rapiejko P. 2005. Alternaria alternata – aerobiologia, charakterystyka alergenów i aspekt kliniczny. Alergia, Nr 2(24): 39–42. Marcinkowska J. 2003. Oznaczanie rodzajów grzybów ważnych w Patologii Roślin. Fundacja Rozwój SGGW, 328 ss. Möller À. L. 2002. Measurement of airborne micro-organisms – a long development still with problems. New cleanroom testing course attracts international interest. Sweden. Ogórek R. Pląsowska E. 2011. Analiza mikologiczna powietrza wybranych pomieszczeń użytku publicznego. Doniesienie wstępne. Mikologia lekarska, 18(1):24–29. Polska Norma PN-89-Z-04111/03 Ochrona czystości powietrza. Badania mikrobiologiczne. Oznaczanie liczby grzybów mikroskopowych w powietrzu atmosferycznych (imisja) przy pobieraniu próbek metodą aspiracyjną i sedymentacyjną. Traczewska T. M. Karpińska-Smulikowska J. 2000. Wpływ składowiska odpadów komunalnych na jakość mikrobiologiczną powietrza. Ochrona Środowiska, Nr 2(77): 35–38. 196 Wpływ zadrzewień śródpolnych na ilość i jakość grzybów... Yang W. Sohn J. Kim J. Son B. Park J. 2009. Indoor air quality investigation according to age of the school building in Korea. Journal of Environmental Management, 90: 348–354. Zawisza E. 2007. Zapalenie alergiczne i niealergiczne wywołane kontaktem z grzybami. Alergia, Nr 4:16–20. Anna Krysa Katedra Ochrony Środowiska Rolniczego Uniwersytet Rolniczy w Krakowie al. Adama Mickiewicza 21, 31–120 Kraków e-mail: [email protected] Opiekun naukowy: dr hab. inż. Dariusz Ropek, prof. UR 197 198 Inga Kurzydłowska Joanna Dziamba Leszek Rachoń EPISTEME 18/2013, t. 1 s. 199–206 ISSN 1895-2241 WPŁYW SPOSOBU STOSOWANIA BIOPREPARATU EM NA PLONOWANIE KUKURYDZY THE INFLUENCE OF THE WAY OF APPILCATION OF EM BIOPREPARATION ON MAIZE YIELD Abstrakt. Celem niniejszej pracy jest ocena efektywności sposobu zastosowania biopreparatu EM w uprawie kukurydzy na ziarno. Czynnikami doświadczenia były odmiany kukurydzy (Smok, Dumka, Bosman) oraz sposoby stosowania biopreparatu EM: doglebowo, w formie zaprawy i łącznie zaprawianie i doglebowo. Szczepionkę mikrobiologiczną aplikowano do gleby w ilości 20 l ∙ ha-1 (EM aktywny) a także użyto jej do moczenia nasion przez 1 godzinę we wcześniej przygotowanym roztworze (0.3 l EM-A – 0.7 l H2O) na jeden dzień przed siewem. Oceniano wielkość otrzymanego plonu ziarna oraz elementy jego struktury a także dokonano pomiarów biometrycznych. W warunkach przeprowadzonego doświadczenia istotny wpływ na plonowanie kukurydzy miał czynnik odmianowy oraz sposób zastosowania biopreparatu EM. Słowa kluczowe: biopreparat EM, kukurydza, plon, odmiany Summary. The objective of the present study is to evaluate the effectiveness of the application EM biopreparation in maize cultivation for grain. The experimental factors were varieties of maize (Dragon, Dumka, Bosman) and the ways of application EM biopreparation: soil treatment, in the form of mortar and in cooperation of those both ways. Microbiological vaccine was applied to the soil in an amount of 20 l ∙ ha-1 (active EM) and it was used for soaking seeds for 1 hour in the prepared solution (0.3 l EM-A - 0.7 l H2O) one day prior to seed sowing. Grain yield, components of its structure and biometric measurements were estimated. In the experiment conducted under specific conditions varietal factor and the way of application EM had a significant impact on the yield of corn. Key words: EM biopreparation , maize, yield, varieties 199 Inga Kurzydłowska, Joanna Dziamba, Leszek Rachoń WSTĘP Kukurydza jest jednym z najbardziej liczących się zbóż na świecie. W ostatnim czasie stała się ona najbardziej poszukiwanym zbożem, a jej notowania na giełdach wzrastały do rekordowych poziomów [Kozmana 2011]. Kukurydza jest wszechstronnie użytkowanym gatunkiem. Wykorzystywana jest w przemyśle spożywczym, spirytusowym i chemicznym oraz jako pasza dla zwierząt. W ostatnich latach jej produkcja służy także celom energetycznym [Kaszkowiak i Kaszkowiak 2011]. Obecnie niezmiernie ważne staje się uzyskanie wysokich plonów, dobrej jakości przy zachowaniu zasad zrównoważonej gospodarki rolnej i stosowaniu Kodeksu Dobrej Praktyki Rolniczej [Jagusiewicz 2006]. Tak, więc podejmowane są starania mające na celu, minimalizowanie zużycia środków chemicznych, poprzez np. zastosowanie w produkcji rolniczej biopreparatów o wielokierunkowym działaniu [Janas 2009]. Do takich preparatów zaliczamy EM-y, czyli około 80 gatunków najbardziej cennych mikroorganizmów z 5 grup biologicznych, wyselekcjonowanych ze środowiska naturalnego w formie płynnej mieszaniny kultur [Higa 2003]. Ich obecność w glebie sprawia, że trudno przyswajalne dla roślin związki mineralne stają się dostępniejsze. W efekcie poprawia się wielkość i jakość plonów [Piskier 2006]. MATERIAŁ I METODY Celem pracy była ocena efektywności sposobu zastosowania biopreparatu EM w uprawie kukurydzy na ziarno. Doświadczenie polowe przeprowadzono na terenie Gospodarstwa Doświadczalnego Felin należącego do Uniwersytetu Przyrodniczego w Lublinie w sezonie wegetacyjnym 2010 roku. Czynnikami doświadczalnymi były odmiany kukurydzy (Smok, Dumka, Bosman) oraz stosowanie preparatu EM-A: doglebowo, w formie zaprawy i łącznie zaprawianie i doglebowo. Doświadczenie przeprowadzono w czterech powtórzeniach, w układzie bloków losowanych, na poletkach o powierzchni 10 m2. Przedplonem kukurydzy był rzepak ozimy. Po uprawie rzepaku wykonano podorywkę a następnie orkę zimową, glebę pozostawiono w ostrej skibie. Wiosną natomiast zastosowano nawożenie fosforowo-po200 Wpływ sposobu stosowania biopreparatu EM na plonowanie kukurydzy tasowe w wysokości 100 kg P2O5 i 100 kg K2O pod kultywator. Biopreparat EM-A stosowano doglebowo w ilości 20 l ∙ ha-1, EM-aktywnego. Z kolei zaprawianie nasion wykonano na jeden dzień przed siewem poprzez moczenie przez 1 godzinę we wcześniej przygotowanym roztworze (0,3 l EM-A – 0,7 l H2O). Nawożenie azotowe w ilości 140 kg N ∙ ha-1 stosowano przed siewem (70 kg N ∙ ha-1) i pogłównie (70 kg N ∙ ha-1) w fazie 8-liści. Oceniono plon ziarna oraz oznaczono masę 1000 ziarn. Wyniki opracowano statystycznie. WYNIKI Plon ziarna wahał się w granicach 10,27–15,14 t ∙ ha-1 (tab.1). Na efektywność stosowanych zabiegów istotny wpływ miał czynnik odmianowy. Pod względem wielkości uzyskanych plonów badane odmiany można uszeregować w kolejności (od najwyższych do najniższych) Bosman (13,44 t ∙ ha-1), Smok (12,69 t ∙ ha-1) i Dumka (11,53 t ∙ ha-1). Tab.1. Plon ziarna (t ∙ ha-1) kukurydzy w zależności od odmiany i sposobu zastosowania biopreparatu EM. Kombinacje Odmiana Kontrola EM do EM do EM gleby + EM gleby zaprawa zaprawa Smok 12,94 13,23 14,31 10,27 12,69 Dumka 11,06 10,57 11,93 12,56 11,53 Bosman 13,02 13,56 15,14 12,02 13,44 niezależna 12,34 od odmiany 12,45 13,79 11,62 12,55 niezależna od sposobu aplikacji NIR p/0,05/ dla: odmian (a) – 0,735; aplikacji EM (b) – 0,661; interakcji (a x b) – 1,147. Sposób stosowania Efektywnych Mikroorganizmów niezależnie od odmiany, miał istotny wpływ na plonowanie kukurydzy. Najkorzystniejszym sposobem stosowania biopreparatu EM-A oka201 Inga Kurzydłowska, Joanna Dziamba, Leszek Rachoń zało się zaprawianie nasion, gdzie każda z badanych w doświadczeniu odmian zareagowała wzrostem plonów ziarna. W zależności od odmiany przyrost plonu zaprawianego ziarna zawierał się w granicach od 7,86% (Dumka) do 16,28% (Bosman). Największy spadek plonów ziarna w stosunku do kontroli, odnotowano w przypadku kombinacji EM do gleby + EM zaprawa u odmiany Smok, spadek ten wyniósł 20,63%. Mniej korzystnym sposobem było doglebowe stosowanie biopreparatu. Reakcja odmian na ten sposób stosowania była zróżnicowana. Odmiany Smok i Bosman w stosunku do kontroli wydały wyższy plon odpowiednio o 0,29 i 0,54 t ∙ ha-1, natomiast odmiana Dumka wydała niższy plon o 0,49 t ∙ ha-1. Podobnie było ze współdziałaniem tych dwóch sposobów stosowania. Odmiana Dumka w tym przypadku plonowała wyżej o 0,87 t ∙ ha-1, odmiana Bosman w stosunku do kontroli wydała niższy plon o 1,0 t ∙ ha-1, a odmiana Smok o 2,67 t ∙ ha-1. Średnio dla badanych odmian uzyskano wzrost plonu nasion w wyniku doglebowego stosowania EM o 0,11 t ∙ ha-1, i o 1,45 t ∙ ha-1 po zaprawianiu oraz spodek plonów w przypadku łącznego stosowania obu sposobów. Masa 1000 ziaren świadczy o dorodności nasion. Pod wpływem badanych czynników w warunkach doświadczenia MTZ wahała się w granicach od 289,9 do 357,6 g. (tab.2). Tab.2. Masa 1000 ziaren (g) kukurydzy w zależności od odmiany i sposobu zastosowania biopreparatu EM. Kombinacje EM do gleby + EM zaprawa niezależna od sposobu aplikacji 309,9 289,9 301,8 296,8 292,6 309,9 299,4 335,5 332,5 357,6 331,1 339,2 niezależna 313,4 od odmiany 310,1 320,0 310,3 313,5 Odmiana Kontrola EM do EM gleby zaprawa Smok 306,5 301,0 Dumka 298,3 Bosman NIR p/0,05/ dla: odmian (a) – 18,3; aplikacji EM (b) – r. n.; interakcji (a x b) – r. n. 202 Wpływ sposobu stosowania biopreparatu EM na plonowanie kukurydzy Analiza statystyczna wykazała istotne różnice w obrębie badanych odmian. Średnio niezależnie od sposobu aplikacji biopreparatu najwyższą masą 1000 ziaren cechowała się odmiana Bosman – 339,2 g, a istotnie niższe wartości tego parametru uzyskały odmiany Smok – 301,8 g i Dumka – 299,4 g. Średnia MTZ dla odmian wskazuje, że najkorzystniejszą z badanych metod jest stosowanie biopreparatu w formie zaprawy, zwiększa to MTZ o 2,1%. Podobnie jak w przypadku plonu ziarna wpływ sposobów aplikacji na wartości tego parametru był zróżnicowany. Odmiany Bosman (357,6g) i Smok (309.9g) najwyższy MTZ osiągnęły na obiekcie ze stosowaniem EMów w formie zaprawy, natomiast Dumka (309.9 g) w kombinacji ze stosowaniem obu sposobów. DYSKUSJA Condor i in. [2006] dokonali przeglądu literatury światowej dotyczącej oddziaływania EM-ów na plonowanie różnych roślin i właściwości gleb. W swojej pracy przeglądowej stwierdzają, że większość doświadczeń z pozytywnymi wynikami badań przeprowadzono w krajach orientalnych (Pakistan, Indonezja, Tajlandia), a wyniki tych badań publikowano najczęściej w nierecenzowanych materiałach z konferencji sponsorowanych przez producentów i dystrybutorów. Badania polowe prowadzone przez Mayer i in. [2008] czy Martyniuka [2011], nie wykazały istotnych przyrostów plonów (kukurydza, pszenica), ani wpływu na właściwości mikrobiologiczne gleby. Również w badaniach Sulewskiej i Ptaszyńskiego [2005] nie potwierdzono statystycznego wzrostu plonu kukurydzy, natomiast w badaniach własnych otrzymano istotny wzrost plonu ziarna. Dotychczas ukazały się także publikacje naukowe, które wskazują na pozytywne rezultaty aplikacji preparatu EM [Klama i in. 2010]. Według Truba i in. [2012] w wyniku zastosowania preparatu EM plon w uprawie pszenicy jarej wzrósł aż o 43%. W Katedrze Uprawy Roli i Roślin AR w Poznaniu badano reakcje kukurydzy uprawianej na ziarno po zastosowaniu trzech różnych preparatów mikrobiologicznych, w tym biopreparatu EM1. Stwierdzono, iż jedynie w obiektach z użyciem EM1 uzyskano większą masę tysiąca ziarn w stosunku do kontroli, średnio o 3,4%. [Sulewska i Ptaszyński 2005]. Wyniki te znajdują odzwierciedlenie w badaniach własnych, 203 Inga Kurzydłowska, Joanna Dziamba, Leszek Rachoń w których także odnotowano wzrost MTZ. Wzrost ten był istotny statystycznie i na obiekcie z zaprawą wyniósł 2,1% . WNIOSKI Na podstawie uzyskanych wyników badań można wyciągnąć następujące wnioski: Istotny wpływ na plonowanie kukurydzy ma sposób zastosowania biopreparatu EM oraz odmiana kukurydzy. Badane odmiany odmiennie reagowały na sposób aplikacji biopreparatu EM. Niezależnie od odmiany najwyższy wzrost plonu ziarna uzyskano w wyniku zastosowania biopreparatu EM w formie zaprawy. Najmniej korzystnym zabiegiem okazało się łączenie zaprawiania nasion ze stosowaniem doglebowym preparatu EM. LITERATURA Condor-Golec A.F., Perez P.G., Lokare Ch. 2007. Effective Microorganisms: Myth or reality? Rev Peru Biol., 14(2): 315–319. Higa T. 2003. Rewolucja w Ochronie Naszej Planety. Wyd. Fundacja Rozwój SGGW. Warszawa. Jagusiewicz A. 2006. Stan środowiska w Polsce na tle celów i priorytetów Unii Europejskiej. Raport Wskaźnikowy 2004. Wydawnictwo Naukowe Gabriel Borowski. Warszawa. Janas R. 2009. Możliwości wykorzystania efektywnych mikroorganizmów w ekologicznych systemach produkcji roślin uprawnych. Problemy Inżynierii Rolniczej, 3/2009: 111–119. Kaszkowiak E., Kaszkowiak J. 2011. Wykorzystanie ziarna kukurydzy na cele energetyczne. Inż. Ap. Chem., 50, 3: 35–36. Klama J., Jędryczka M., Wiśniewska H., Gajewski P. 2010. Ocena stopnia rozwoju oraz kondycji fizjologicznej ozimych roślin pszenicy i rzepaku w uprawie z zastosowaniem efektywnych mikroorganizmów. Nauka Przyroda Technologie Tom 4, Zeszyt 6. pdf 81. Kozmana M. 2011. Świat poszukuje kukurydzy. Rzeczpospolita 15.09.2011. Martyniuk S. 2011. Skuteczne i nieskuteczne preparaty mikrobiologiczne stosowane w ochronie i uprawie roślin oraz rzetelne i nierzetelne metody ich oceny. Postępy Mikrobiologii, tom 50, zeszyt 4: 321–328. 204 Wpływ sposobu stosowania biopreparatu EM na plonowanie kukurydzy Mayer J., Scheid S., Oberholzer H-R. 2008. How Effective are ’ Effective microorganisms’? Results from an organic farming field experiment.”16th JFOAM Organic World Congress, Modena, Italy, http://orgprints.org/14838. Piskier T. 2006. Reakcja pszenicy jarej na stosowanie biostymulatorów i absorbentów glebowych. J. Res. Appl. Agric. Eng. 51(2): 136–138. Sulewska H., Ptaszyńska G. 2005. Reakcja kukurydzy uprawianej na ziarno na stosowanie preparatów mikrobiologicznych. Pamiętnik Puławski, zeszyt 140: 271–285. Truba M., Jankowski K., Sosnowski J. 2012. Reakcja roślin na stosowanie preparatów biologicznych. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych, nr 53: 41–46. dr hab. Leszek Rachoń, prof. nadzwyczajny Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie Wydział Agrobioinżynierii Katedra Szczegółowej Uprawy Roślin e-mail: [email protected] dr Joanna Dziamba Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie Wydział Agrobioinżynierii Katedra Łąkarstwa i Kształtowania Krajobrazu e-mail: [email protected] mgr inż. Inga Kurzydłowska Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie Wydział Agrobioinżynierii Katedra Szczegółowej Uprawy Roślin e-mail: [email protected] Opiekun naukowy: dr hab. Leszek Rachoń, prof. nadzwyczajny 205 Beata KUZIEMSKA Wiesław WIEREMIEJ Beata BIK, Anna JASIŃSKA EPISTEME 18/2013, t. 1 s. 207–216 ISSN 1895-2241 WPŁYW ZANIECZYSZCZENIA GLEBY NIKLEM NA ZAWARTOŚĆ SODU I TYTANU W KUPKÓWCE POSPOLITEJ (DACTYLIS GLOMERATA L.) THE EFFECT OF SOIL CONTAMINATION WITH NICKEL ON SODIUM AND TITANIUM CONTENT IN COCKSFOOT (DACTYLIS GLOMERATA L.) Abstrakt. W eksperymencie badano wpływ dodatku do gleby odpadowych materiałów organicznych, na tle wapnowania i zanieczyszczenia różnymi dawkami niklu, na zawartość sodu i tytanu w kupkówce pospolitej (Dactylis glomerata L.). Analizowano rośliny czterech pokosów trawy, w trzecim roku doświadczenia wazonowego. W doświadczeniu uwzględniono czynniki: 1 – zanieczyszczenie gleb niklem (0, 75, 150 i 225 m g N . k g - 1 gleby); 2 – wapnowanie (0 Ca i Ca wg 1 Hh gleby ); 3 – nawożenie organiczne – odpadowe materiały organiczne (bez dodatku odpadowych materiałów organicznych, węgiel brunatny i słoma żytnia). Największą ilość sodu i tytanu zawierały rośliny zebrane w pierwszym terminie, a najmniejszą zebrane w terminie czwartym. Wraz ze zwiększeniem ilości niklu w glebie zmniejszyła się ilość sodu oraz zwiększyła ilość tytanu w biomasie rośliny testowej. Wpływ wapnowania i stosowania słomy na analizowane cechy był zależny od terminu pokosu. Wprowadzenie do gleby węgla brunatnego spowodowało zwiększenie ilości obu analizowanych metali w roślinach wszystkich pokosów kupkówki pospolitej. Słowa kluczowe: nikiel, wapnowanie, nawożenie organiczne, kupkówka pospolita, sód, tytan Summary. In the experiment the effect of adding to the soil waste organic materials, on the background of liming and contamination of different nickel doses, on the content of sodium and titanium in cocksfoot (Dactylis glomerata L.) was examined. Four cuts of grass plants, in the third year pot experiment, were analyzed. The factors considered in the experiments were: 1. soil contamination with nickel (0, 75, 150 and 225 mg Ni∙kg-1 soil); 2. liming (0 Ca and Ca according to 1 Hh of soil); 3. organic fertilizers – waste organic materials (without addition of waste materials, brown coal 207 Beata Kuziemska, Wiesław Wieremiej, Beata Bik, Anna Jasińska and rye straw). The greatest amount of sodium and titanium contain plants harvested in the first period, and the lowest harvested in the four one. With increasing amount of nickel in the soil decreased the amount of sodium and increased the amount of titanium in the test plant biomass. The influence of liming and application of straw on the analyzed properties was dependent on the time of cut. The introduction of brown coal to the soil resulted in an increase of amounts of both analyzed metals in the plants of all cuts of cocksfoot. Key words: nickel, liming, organic fertilization, cocksfoot, sodium, titanium Wstęp Zróżnicowanie chemiczne właściwości gleb Polski, pogłębione bardzo często przez niewłaściwe nawożenie i zabiegi agrotechniczne, a także zanieczyszczenia atmosferyczne, są przyczyną poważnych naruszeń równowagi jonowej w środowisku przyrodniczym. Jednym z przykładów może być nadmierna w niektórych glebach naszego kraju zawartość niklu, którego naturalna ilość waha się w szerokich granicach, od 1 do 50 mg·kg-1, a jego źródłem jest skała macierzysta [Boyle 1981, Kabata-Pendias 1993, Dmochowski i in. 2005, Kalembasa i Kuziemska 2006, 2010]. Nikiel trafiający do gleby jako zanieczyszczenie pochodzenia przemysłowego lub rolniczego, jest łatwo pobierany przez system korzeniowy roślin i transportowany do łodyg i liści z sokiem ksylemowym. Przy umiarkowanym dostępie z zewnątrz, pierwiastek ten występuje w roślinach w kompleksach ze związkami organicznymi. Przy nadmiarze wpływa hamująco na wzrost roślin i ich metabolizm, proces fotosyntezy, a także skład chemiczny, ponieważ z wieloma składnikami pokarmowymi roślin występuje w interakcjach typu antagonistycznego lub synergistycznego [Drążkiewicz 1994]. Przeciwdziałanie tym negatywnym zjawiskom polega na wyłączeniu niklu z łańcucha troficznego na etapie przejścia z gleby do rośliny Jedną z metod ograniczenia pobierania tego metalu przez rośliny jest związanie go przez materię organiczną gleb. Potencjalnym źródłem materii organicznej w glebach mogą być odpowiedniej jakości odpady organiczne, zwane także niekonwencjonalnymi substancjami nawozowymi. Zaliczamy do nich m. in. komposty, osady ściekowe, węgiel brunatny i inne [Kwiatkowska-Malina, Maciejewska 2009, 2011] 208 Wpływ zanieczyszczenia gleby niklem na zawartość sodu i tytanu Celem pracy była ocena wpływu dodatku do gleby odpadowych materiałów organicznych (słomy i węgla brunatnego), na tle wapnowania i zanieczyszczenia różnymi dawkami niklu, na zawartość sodu i tytanu w kupkówce pospolitej (Dactylis glomerata L.) w III roku uprawy w doświadczeniu wazonowym. Materiał i metody Trzyletnie doświadczenie wazonowe przeprowadzono w obiektach doświadczalnych Uniwersytetu Przyrodniczo – Humanistycznego w Siedlcach w latach 2008 – 2011. Eksperyment wykonano w układzie całkowicie losowym w czterech powtórzeniach i uwzględniono w nim następujące kombinacje: Zanieczyszczenie gleb niklem (w formie wodnego roztworu NiSO4∙7H2O): 0 Ni (bez stosowania niklu); 75 mg Ni∙kg-1 gleby; 150 mg Ni∙kg-1 gleby; 225 mg Ni∙kg-1 gleby. Wapnowanie (w formie CaCO3): 0 Ca (bez wapnowania); Ca wg 1 Hh (wapnowanie w dawce wyliczonej według 1 kwasowości hydrolitycznej gleby). Nawożenie organiczne – odpadowe materiały organiczne: bez dodatku odpadowych materiałów organicznych (0); węgiel brunatny pochodzący z kopalni węgla w Turowie w dawce 40t∙ha-1, czyli 13,3 g∙kg-1 gleby; słoma żytnia w dawce 4 t∙ha-1, czyli 1,33 g∙kg-1 gleby. Wapnowanie, dodatek odpadowego materiału organicznego (węgiel brunatny i słomę pociętą na sieczkę) oraz nikiel wprowadzony został do gleby w listopadzie 2008 roku. W tak przygotowanych wazonach o pojemności 15 dm3, które zawierały 10 kg materiału glebowego wiosną 2009 roku wysiano kupkówkę pospolitą (Dactylis glomeraya L), której w pierwszym (2009), drugim (2010) i trzecim (2011) roku badań zebrano po cztery pokosy (odrosty co 30 dni). W niniejszej pracy analizowano rośliny wszystkich pokosów zebrane w trzecim roku eksperymentu. Utwór glebowy użyty w doświadczeniu był pobierany z warstwy 0–20 cm gleby płowej typowej o składzie granulometrycznym piasku gliniastego mocnego i następujących właściwościach: pH w 1 molowym roztworze KCl – 5,5; zwartość makroelementów (g∙kg-1 gleby): azot ogółem – 0,98; węgiel organiczny – 7,9; fosfor przyswajalny – 69 mg∙kg-1 gleby; potas przyswajalny – 75 mg∙kg-1 gleby. 209 Beata Kuziemska, Wiesław Wieremiej, Beata Bik, Anna Jasińska Całkowita zawartość niklu w omawianej glebie wynosiła 5,67 mg Ni∙kg-1 gleby. Ogólna zawartość sodu, tytanu i niklu w odpadowych materiałów organicznych zastosowanych w eksperymencie dla słomy: Na – 0,261 g∙kg-1 s.m.; Ti – 1,42 mg∙kg-1 s.m.; Ni – 3,84 mg∙kg-1 s.m.; węgla brunatnego: Na – 2,72 g∙kg-1 s.m.; Ti – 151,8 mg∙kg-1 s.m.; Ni – 5,10 mg∙kg-1 s.m. Wazony umieszczono na powietrzu, pod zadaszeniem i utrzymano w nich wilgotność na poziomie 60% PPW. EQUIPMENT Do oznaczenia zawartości ogólnej sodu i tytanu w materiale roślinnym i odpadowych materiałach organicznych zastosowano metodę ICP-AES, po wcześniejszej mineralizacji w piecu muflowym w temperaturze nieprzekraczającej 4500C i rozpuszczeniu popiołu w 10 % roztworze HCl. Uzyskane wyniki badań zostały opracowane statystycznie metodą analizy wariancji z wykorzystaniem rozkładu F-Fischera-Snedecora wg programu F.P.Anal.var 4.1, a wartość NIR(0,05) wyliczono wg testu Tukey’a. Wyniki i dyskusja W warunkach prowadzonego doświadczenia zawartość sodu w biomasie kupkówki pospolitej wahała się w szerokich granicach od 0,66 do 11,3 g Na ∙ kg-1 s.m., co jest zgodne z wynikami uzyskanymi przez Bresia [2006] (tab.1). Ilość ta uległa zmianom nie tylko w zależności od czynników badanych w doświadczeniu, ale również od terminu pokosu (odrostu). Największą średnią zawartość – 4,71 g Na ∙ kg-1 s.m. stwierdzono w roślinach zebranych w pokosie pierwszym, a najmniejszą – 1,46 g Na ∙ kg-1 s.m. w roślinach zebranych w pokosie czwartym. Wpływ wzrastających ilości niklu w glebie na ilość sodu w kupkówce pospolitej był niejednoznaczny, ale w większości przypadków wraz z jego wzrostem w glebie, zmniejszyła się ilość sodu w biomasie trawy, co można wiązać z ich prawdopodobnie antagonistycznym działaniem [Drążkiewicz 1994]. Zastosowane wapnowanie powodowało istotne zwiększenie zawartości omawianego makroelementu w biomasie trawy zebranej w pierwszym i drugim terminie i jednocześnie nie różnicowało w roślinach zebranych w dwóch ostatnich terminach. 210 Wpływ zanieczyszczenia gleby niklem na zawartość sodu i tytanu Tab. 1. Zawartość sodu w biomasie kupkówki pospolitej [g ∙ kg–1 s.m.]. 0 75 150 225 3,77 2,40 2,00 1,58 5,61 4,00 1,67 1,25 5,02 2,26 1,13 0,83 3,11 5,85 1,57 1,16 2,79 1,09 1,81 1,22 4,13 3,30 1,55 1,12 3,95 2,85 1,78 1,35 1,86 2,44 3,13 2,31 2,92 1,73 2,53 2,49 2,65 2,03 1,43 0,66 2,19 1,65 1,84 1,20 3,28 2,04 1,37 0,99 4,09 1,90 1,50 1,43 4,91 2,63 1,96 1,22 2,50 1,26 1,01 1,13 3,88 3,92 2,81 1,14 3,85 2,43 1,82 1,23 3,57 2,24 1,60 1,11 1,46 1,69 1,72 1,92 2,23 2,68 1,48 2,94 2,33 2,13 7,42 3,39 2,69 1,34 3,62 2,68 1,87 1,07 3,50 1,28 1,49 1,70 5,97 3,28 2,47 1,85 11,3 5,47 2,11 2,25 6,92 4,82 2,22 1,19 6,20 2,41 1,61 2,59 4,56 2,53 1,98 1,81 7,25 3,81 1,98 1,96 6,61 3,55 2,23 1,91 5,55 3,71 2,31 1,99 3,39 5,28 3,79 3,20 2,72 3,75 3,57 I II III IV 6,90 4,34 2,47 2,12 4,22 1,80 1,71 1,02 3,48 2,61 1,94 1,26 2,75 1,53 1,66 1,48 4,34 2,57 1,95 1,47 7,00 3,79 1,76 1,64 5,62 3,24 1,77 1,08 3,94 3,17 1,40 1,63 3,74 2,51 2,20 1,39 5,08 3,18 1,78 1,44 4,71 2,88 1,87 1,46 3,96 2,19 2,32 1,86 2,58 3,55 2,93 2,53 2,46 2,87 2,73 Słoma Średnia I II III IV Węgiel brunatny Średnia I II III IV Średnie w pokosach Średnia 0 75 150 225 6,20 3,73 2,34 1,81 2,13 1,05 1,49 0,90 4,18 3,13 2,51 2,06 2,56 1,67 1,66 1,53 3,52 1,39 2,97 5,19 3,54 1,25 1,27 3,10 0,95 0,94 0,83 2,81 9,32 5,76 3,81 3,29 Dawki Ni (mg∙kg–1 gleby) Średnia Dawki Ni (mg∙kg–1 gleby) Średnia Nr pokosu Ca wg 1Hh gleby; Ca acc. 1 Hh Średnia Nawożenie I II III IV 0 Ca Średnia w doświadczeniu- Bez nawożenia organicznego Wapnowanie NIR0,05 dla: I pokos II pokos III pokos IV pokos dawek niklu 0,688 0,327 0,346 0,140 wapnowania 0,364 0,173 n.i. n.i. nawożenia organicznego 0,539 0,173 0,271 0,110 Rośliny wszystkich pokosów uprawiane na obiektach nawożonych słomą zawierały mniej sodu w porównaniu do roślin ze211 Beata Kuziemska, Wiesław Wieremiej, Beata Bik, Anna Jasińska branych z pozostałych obiektów nawozowych. Inne zależności stwierdzono w obiektach, na których zastosowano węgiel brunatny. Niezależnie od terminu zbioru rośliny uprawiane w tych obiektach zawierały więcej sodu, zarówno w porównaniu do roślin uprawianych w obiektach kontrolnych, jak i tych nawożonych słomą, co jest dodatnio skorelowane z zawartością tego metalu w stosowanych materiałach organicznych. Wraz ze słomą wprowadzono do gleby 0,295 mg Na . kg-1 gleby, a z węglem brunatnym 30,75mg Na . kg-1 gleby. Zawartość drugiego badanego w eksperymencie pierwiastka – tytanu w biomasie rośliny testowej wynosiła od 1,36 do 61,20 mg Ti ∙ kg-1 gleby (tab.2) i była zbliżona do rezultatów uzyskanych przez Godlewską i Kalembasę [2009], którzy analizowali zawartość tego metalu w życicy wielokwiatowej. Największą średnią zawartość tytanu 38,60 mg∙kg-1 s.m. stwierdzono w roślinach zebranych w pierwszym terminie, a najmniejszą – 2,48 mgTi∙kg-1 s.m. w roślinach zebranych w terminie ostatnim. Wpływ zróżnicowanej ilości niklu w glebie na zawartość tytanu w biomasie kupkówki był niejednoznaczny, bez wyraźnych tendencji, jednak w większości przypadków wzrost zawartość niklu w glebie powodował wzrost zawartości tytanu w roślinach zebranych w pierwszym, drugim i czwartym pokosie, co może świadczyć o ich synergizmie. Zarówno wapnowanie, jak i nawożenie słomą różnicowało tę cechę w zależności od terminu odrostu. Wapnowanie powodowało istotne zwiększenie ilości tytanu w roślinach zebranych w pierwszym, trzecim i czwartym terminie oraz istotne zmniejszenie w roślinach zebranych w drugim terminie. Ten niejednoznaczny wpływ wapnowania na zawartość tytanu w biomasie trawy – życicy wielokwiatowej stwierdzili Godlewska i Kalembasa [2009]. Rośliny drugiego, trzeciego i czwartego pokosu zebrane z obiektów nawożonych słomą zawierały więcej omawianego metalu, a rośliny pierwszego pokosu mniejszą jego zawartość w porównaniu do roślin zebranych z obiektów kontrolnych. Niezależnie od terminu pobrania prób do analizy rośliny uprawiane na glebach nawożonych węglem brunatnym zawierały większą ilość tytanu w odniesieniu do roślin uprawianych na obiektach nienawożonych materiałami organicznymi. 212 Wpływ zanieczyszczenia gleby niklem na zawartość sodu i tytanu Tab. 2. Zawartość tytanu w biomasie kupkówki pospolitej [mg ∙ kg-1 s.m.]. 0 Ca Ca wg 1Hh gleby; Ca acc. 1 Hh Nr pokosu 225 Średnia I 27,7 14,6 34,3 62,1 34,7 II 6,97 18,1 22,3 47,7 III 6,43 6,29 3,16 IV Dawki Ni (mg∙kg–1 gleby) 225 Średnia Nawożenie 150 Bez nawożenia organicznego Dawki Ni (mg∙kg–1 gleby) Średnia Wapnowanie 42,5 21,6 54,1 28,6 36,7 35,69 23,8 5,60 2,72 5,65 3,85 4,46 14,12 4,17 5,01 4,85 5,29 4,71 4,58 4,86 4,94 2,01 2,05 2,29 2,54 2,22 2,47 2,28 2,97 2,87 2,65 2,44 10,8 10,3 15,5 29,1 16,4 13,9 7,97 16,9 9,98 12,2 14,30 I 19,3 14,0 39,4 61,1 33,4 36,9 29,6 25,6 47,9 35,0 34,23 II 17,0 6,96 19,0 45,9 22,2 26,6 10,6 26,2 7,72 17,8 20,00 III 3,80 3,20 7,25 7,12 5,34 13,9 12,5 12,8 8,41 11,9 8,62 IV 1,82 2,09 2,49 2,59 2,25 1,84 2,16 4,68 4,06 3,19 2,72 10,5 6,56 17,0 29,2 15,8 19,8 13,7 17,3 17,0 17,0 16,40 I 19,5 23,1 52,8 52,9 37,1 38,8 74,3 44,4 61,2 54,7 45,88 II 11,5 11,2 22,0 44,6 22,3 5,48 7,60 17,1 28,9 14,8 18,55 III 3,03 4,13 2,72 3,09 3,24 19,0 12,1 7,93 4,41 10,9 7,05 IV 1,50 2,83 1,50 1,79 1,91 2,56 1,36 4,34 2,19 2,61 2,26 8,88 10,3 19,8 25,6 16,1 16,5 23,8 18,4 24,2 20,7 18,44 I 22,2 17,2 42,2 58,7 35,1 39,4 41,8 41,4 45,9 42,1 38,60 II 11,8 12,1 21,1 46,1 22,8 12,6 6,97 16,3 13,5 12,3 17,56 III 4,42 4,54 4,38 4,79 4,53 12,6 9,96 8,48 5,80 9,21 6,87 IV 1,78 2,32 2,09 2,31 2,13 2,29 1,93 4,00 3,04 2,82 2,48 Średnia w doś10,0 9,05 17,4 wiadczeniu; 28,0 16,1 16,7 15,2 17,5 17,1 16,6 16,38 Słoma Średnia Węgiel brunatny Średnia Średnie w pokosach Średnia 0 75 0 75 150 NIR0,05 dla: LSD0.05 for: I pokos I cut II pokos II cut III pokos III cut IV pokos IV cut dawek niklu; doses of nickel 4,016 1,688 1,496 0,197 wapnowania; liming 2,125 0,893 0,792 0,104 nawożenia organicznego; organic fertilization 3,149 1,323 1,173 0,155 213 Beata Kuziemska, Wiesław Wieremiej, Beata Bik, Anna Jasińska Wiązać to należy z ilością tego metalu wprowadzonego do gleby z węglem brunatnym – 1,72 mg Ti . kg-1 gleby, a ze słomą tylko 0,0003 mg Ti . kg-1 gleby. Wpływ odpadowych materiałów organicznych – osadów ściekowych na zwiększenie ilości tytanu w roślinach testowych stwierdzili w swoich badaniach Wysokiński i Kalembasa [2009]. Podsumowując wyniki badań własnych stwierdza się, że wpływ badanych czynników: wzrastającej ilości niklu w glebie, wapnowania, oraz stosowania odpadowych materiałów organicznych – słomy i węgla brunatnego na koncentrację sodu i tytanu w biomasie kupkówki pospolitej był zróżnicowany w poszczególnych pokosach. Największą zawartość obu badanych metali stwierdzono w roślinach zebranych w terminie pierwszym, a najmniejszą w roślinach zebranych w terminie ostatnim. W większości przypadków wraz ze wzrastającą ilością niklu w glebie zmniejszyła się ilość sodu oraz zwiększyła ilość tytanu w biomasie kupkówki pospolitej. Wapnowanie powodowało wzrost zawartości sodu w roślinach dwóch pierwszych pokosów oraz tytanu w roślinach zebranych w pierwszym, trzecim i czwartym terminie. Rośliny wszystkich pokosów uprawiane w obiektach, gdzie zastosowano słomę zawierały mniej sodu w porównaniu do roślin zebranych z innych obiektów nawozowych. Rośliny drugiego, trzeciego i czwartego pokosu nawożone słomą zawierały więcej tytanu niż zebrane z obiektów kontrolnych. Niezależnie od terminu zbioru rośliny uprawiane na obiektach nawożonych węglem brunatnym zawierały więcej obu analizowanych metali w porównaniu do roślin uprawianych na innych obiektach doświadczalnych. Wnioski Największą ilość sodu i tytanu zawierały rośliny zebrane w pierwszym terminie, a najmniejszą zebrane w terminie czwartym. Wraz ze zwiększeniem ilości niklu w glebie zmniejszyła się ilość sodu oraz zwiększyła ilość tytanu w biomasie kupkówki pospolitej. Zastosowane wapnowanie sprzyjało zwiększeniu koncentracji sodu w roślinach zebranych w dwóch pierwszych pokosach oraz tytanu w pokosie I, III i IV. 214 Wpływ zanieczyszczenia gleby niklem na zawartość sodu i tytanu Dodatek słomy powodował zmniejszenie ilości sodu w roślinach wszystkich pokosów trawy oraz zwiększenie zawartości tytanu w roślinach II, III i IV pokosu. Wprowadzenie do gleby węgla brunatnego spowodowało zwiększenie ilości obu analizowanych metali w roślinach wszystkich pokosów kupkówki pospolitej. LITERATURA Breś W. 2006. Wpływ hydrożelu alcosorb AS 400 na stan odżywienia traw gazonowych. Acta Agrophysica, 7(4): 859–866. Boyle R. W. 1981. Geochemistry of Nickel. In: Effects of Nickel in the Canadian environment, Ottawa, National Resarch Council of Canada, pp. 31–34. Dmochowski D., Prędecka A., Pawlak A., Szczepocka A. 2005. Ocena wpływu emisji wybranych metali ciężkich – ołowiu, cynku i niklu – ze źródeł komunikacyjnych na zanieczyszczenie małych zbiorników wód powierzchniowych, usytuowanych na terenie aglomeracji warszawskiej. Obieg pierwiastków w przyrodzie. Monografia, t. III: 198–202. Drążkiewicz M. 1994. Wpływ niklu na aparat fotosyntetyczny roślin. Wiadomości Botaniczne, 38 (1/2): 77–84. Godlewska A., Kalembasa S. 2009. Wpływ nawożenia organicznego, wapnowaniu i gatunku gleby na zawartość Li, Ba i Ti w życicy wielokwiatowej. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych, 41: 578–584. Kabata – Pendias A. 1993. Biogeochemia chromu, niklu i glinu. W: Chrom, nikiel i glin w środowisku – problemy ekologiczne i metodyczne. Wyd. Ossolineum: 9–14. Kalembasa S., Kuziemska B. 2006. Wpływ zanieczyszczenia gleby niklem na plon kupkówki pospolitej. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 512: 297–304. Kalembasa S., Kuziemska B. 2010. Wpływ zanieczyszczenia gleby niklem oraz stosowania wapnowania i substancji organicznych na zawartość żelaza, manganu i cynku w kupkówce pospolitej (Dactylis Glomerata L.). Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych, 42: 100–108. Kwiatkowska – Malina J., Maciejewska A. 2009. Wpływ materii organicznej na pobieranie metali ciężkich przez rzodkiewkę i facelię. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych, 40: 217–223. Kwiatkowska – Malina J., Maciejewska A. 2011. Pobieranie metali ciężkich przez rośliny w warunkach zróżnicowanego odczynu gleb i zawartości materii organicznej. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych, 49: 43–51. Wysokiński A., Kalembasa S. 2009. Wpływ sposobu alkalizacji oraz kompostowania osadów ściekowych na zawartość tytanu i żelaza w roślinach. Zesz. Prob. Post. Nauk Rol., 541: 529–539. 215 Beata Kuziemska, Wiesław Wieremiej, Beata Bik, Anna Jasińska dr hab. Beata Kuziemska, prof. UPH w Siedlcach mgr inż. Wiesław Wieremiej mgr Beata Bik mgr inż. Anna Jasińska Katedra Gleboznawstwa i Chemii Rolniczej Uniwersytet Przyrodniczo-Humanistyczny w Siedlcach ul. B. Prusa 14, 08–110 Siedlce e-mail: [email protected] Opiekun naukowy: dr hab. Beata Kuziemska, prof. UPH 216 Anna Lehmann, Marta Jabłońska Ewelina Szydełko-Rabska EPISTEME 18/2013, t. 1 s. 217–224 ISSN 1895-2241 Rola międzyplonów w regulacji zachwaszczenia The role of cover crops in weed infestation control Abstrakt. Rośliny wprowadzane do uprawy w międzyplonach pełnią wiele funkcji w środowisku glebowym, np. konkurując z chwastami o wodę, składniki pokarmowe i światło mogą przyczynić się do zmniejszenia ich liczebności. Celem pracy było porównanie wpływu dwóch rodzajów międzyplonów na zachwaszczenie roślin uprawnych. Dowiedziono, że międzyplony ścierniskowe wpływają korzystnie na ograniczenie zachwaszczenia badanych roślin. Wykazano, iż najlepsza pod tym względem okazała się mieszanka roślin strączkowych złożona z grochu polnego i bobiku. W tych warunkach uprawy liczba chwastów w łanie owsa była o 5,9% mniejsza od określonej w uprawie bez międzyplonu i o 9,1% mniejsza niż w stanowisku po gorczycy. Dla ziemniaka określono podobne tendencje, choć należy podkreślić, że w obu przypadkach różnice te okazały się nieistotne statystycznie. Sucha masa chwastów w łanie owsa po mieszance międzyplonowej była o 4,7% mniejsza niż po gorczycy i o 6,8% niższa od określonej na obiekcie bez międzyplonu. Dla ziemniaka różnice te wynosiły analogicznie 9,9 i 25,1% i dla obu tych roślin były one nieistotne. Słowa kluczowe: międzyplon, zachwaszczenie Summary. Plants used in cultivation as cover crops have many functions in the soil environment. These plants are eco-friendly method to control weed infestation. Due to competition with weeds for water, nutrients and light and by releasing into environment the allelopathic compounds they may help to reduce the weed number. Therefore, the aim of this study is to compare the effect of cover crops on weed infestation of crops. A beneficial effect of catch crops on weed infestation in tested crops was observed. It was shown that the mixture of pulses: field pea and faba bean was the most effective. The number of weeds emerging in oats was by 5.9% lower than in plots without a catch crop and by 9.1% lower than in plots with mustard. For potato the similar trends were stated, although the differences were not statistically significant. Dry weight of weeds in spring oats was by 4.7% lower after the mixture of catch crops than after mustard and by 6.8% lower as compared to no catch crop treatment. For potato, these differences were similar and amounted to respectively 9.9 and 25.1%. Key words: cover crops, weed infestation 217 Anna Lehmann, Marta Jabłońska, Ewelina Szydełko-Rabska Wstęp W wyniku zmian systemowych, które zaszły w polskim rolnictwie na skutek transformacji ustrojowych, odnotowno wyraźny wzrost udziału roślin zbożowych w strukturze zasiewów. Zaistniała sytuacja pociągnęła za sobą szereg negatywnych procesów. Według Wojciechowskiego i Parylak [2006] oraz Sielinga i in. [2007] uprawa po sobie roślin należących do tego samego gatunku skutkuje najczęściej obniżką ich plonowania. Gawęda [2009b] uważa, że w konsekwencji takiego postępowania wzrasta inwazyjność chorób i szkodników, dochodzi do jednostronnego wyczerpania składników pokarmowych, a także naruszony zostaje bilans próchnicy. Cynnikiem mogącym przyczynić się do ograniczenia negatywnych skutków związanych z wieloletnim następstwem zbóż jest uprawa roślin wykazujących właściwości regenerujące. Najskuteczniejsze pod tym względem okazały się gatunki międzyplonowe, uprawiane pomiędzy dwoma plonami głównymi, co potwierdzają m.in. badania Wacławowicza i Parylak [2004], a także Olsena i in. [2007]. Ich uprawa ma duże znaczenie ze względu na zwiększanie biologicznej aktywności i żyzności gleby, działanie strukturotwórcze roślin i wzbogacanie gleby w azot. Najpopularniejszymi roślinami międzyplonowymi w Polsce są gorczyca oraz inne krzyżowe, rzadko natomiast uprawia się strączkowe. Rośliny te wywierają pozytywny wpływ na środowisko glebowe, są odpowiedzialne za tworzenie i utrzymywanie się struktury gruzełkowatej gleby, jej ocienianie, a także ograniczanie strat wody. Międzyplony chronią glebę przed erozją wietrzną i wodną oraz wywierają pozytywny wpływ na rozwój w glebie pożytecznych drobnoustrojów, zwiększając tym samym jej aktywność biologiczną. Dodatkowym atutem przemawiającym na korzyść roślin międzyplonowych stało się uwzględnienie ich obecności w programach rolnośrodowiskowych zawartych w PROW 2007–2013, przez co możliwe jest uzyskanie dopłat do ich uprawy. Według danych cytowanych przez Jaskulską i Gałęzewskiego [2009] powierzchnia uprawy międzyplonów w Polsce, w ramach wspomnianego programu, wahała się od ponad 200 tys. ha w 2005 roku do około 700 tys. ha w 2008 roku, z czego aż około 70% stanowiły międzyplony ścierniskowe. Rośliny te w przyjazny dla środowiska sposób zdolne są również do regulacji zachwaszczenia. W drodze konkurencji o wodę, 218 Rola międzyplonów w regulacji zachwaszczenia składniki pokarmowe i światło mogą przyczynić się do zmniejszenia liczebności chwastów [Płaza i Ceglarek 2007]. Pomimo licznych eksperymentów, których celem było określenie wpływu wywieranego przez międzyplony na zachwaszczenie upraw, skala badanego zjawiska nie została do końca oszacowana. Dość znaczna rozbieżność wyników wymusza ciągłe prowadzenie badań w tym zakresie, stąd głównym celem niniejszej pracy jest porównanie wpływu dwóch rodzajów międzyplonów ścierniskowych na liczbę i suchą masę chwastów zasiedlających łany owsa i ziemniaka. Materiał i metody Ścisłe jednoczynnikowe doświadczenie polowe przeprowadzone zostało w 2012 roku na terenie Rolniczego Zakładu Doświadczalnego Swojec należącego do Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Założono je metodą losowanych bloków w czterech powtórzeniach na glebie lekkiej klasy bonitacyjnej IVb, kompleksu żytniego dobrego. Czynnikiem badawczym był udział lub brak następujących rodzajów międzyplonów ścierniskowych: 1) bez międzyplonu (obiekt kontrolny), 2) międzyplon z gorczycy białej, 3) międzyplon z mieszanki roślin strączkowych. Badane międzyplony wysiewano w drugiej dekadzie sierpnia i uprawiano zgodnie z zaleceniami programu rolnośrodowiskowego „Ochrona gleb i wód”. Gorczycę białą w międzyplonie wysiewano w ilości 20 kg‧ha-1, natomiast składniki mieszanki, tj. groch pastewny i łubin żółty po 100 kg‧ha-1. Międzyplony przyorano wiosną 2012 roku. Po wykonaniu uprawy przedsiewnej wysiano owies odmiany Rajtar oraz wysadzono sadzeniaki ziemniaka odmiany Vineta. Ocenę zachwaszczenia owsa przeprowadzono w fazie kwitnienia, z kolei ziemniaka w terminie jego zbioru. Badania wykonano w oparciu o metodę ilościowo-wagową. Powierzchnia poletka przeznaczonego do zbioru wynosiła 12 m2, natomiast ocenę zachwaszczenia przeprowadzono na 1 m2 każdego z nich. Uzyskane wyniki poddano ocenie statystycznej przy użyciu programu AVA. 219 Anna Lehmann, Marta Jabłońska, Ewelina Szydełko-Rabska Wyniki i dyskusja W dostępnej literaturze odnoszącej się do tematyki międzyplonów brak jest jednoznacznych opinii dotyczących wpływu jaki wywierają one na zachwaszczenie łanu roślin uprawnych. Niektórzy autorzy donoszą, że międzyplony wpływają ograniczająco na wielkość zachwaszczenia roślin uprawnych [Płaza i Ceglarek 2007, Płaza i in. 2008, Gawęda 2009b]. Natomiast Wojciechowski i Parylak [2004], Woźniak [2005] i Gawęda [2009a] nie odnotowali istotnych zmian w zachwaszczeniu łanu po zastosowaniu roślin międzyplonowych. Jaskulski i in. [2000] dowiedli natomiast, że na ograniczenie zachwaszczenia roślin uprawnych wpływ wywiera również rodzaj zastosowanej w międzyplonie rośliny. W badaniach własnych wykazano korzystne oddziaływanie międzyplonów ścierniskowych na ograniczenie liczebności chwastów w łanach wybranych roślin uprawnych. Lepsza pod tym względem okazała się mieszanka roślin strączkowych niż gorczyca biała. Po wiosennym przyoraniu mieszanki grochu i łubinu żółtego liczba chwastów w łanie owsa była, o 5,9% mniejsza od wykazanej w uprawie bez międzyplonu i o 9,1% mniejsza niż po gorczycy, choć różnice te były nieistotne statystycznie (tab. 1). Wojciechowski [2009] stwierdził, że liczba chwastów w łanie innego zboża, pszenicy jarej, uprawianej po gorczycy była o 19,3%, a po mieszance aż o 45,8% mniejsza niż na obiekcie kontrolnym. Dla ziemniaka wykazano podobne tendencje, choć tu również różnice okazały się nieistotne statystycznie. Gawęda [2010] określiła natomiast, że po przyoraniu roślin strączkowych ograniczenie zachwaszczenia było mniejsze niż po rzepaku ozimym i facelii błękitnej. Nawet obiekt kontrolny charakteryzował się o 27,8% mniejszym zachwaszczeniem w stosunku do wspomnianej mieszanki. Również Płaza i in. [2008] zauważyli, iż uprawa międzyplonów ścierniskowych przyczyniła się do ograniczenia zachwaszczenia ziemniaka. Najlepsza pod tym względem okazała się mieszanka złożona z koniczyny czerwonej i życicy wielokwiatowej. Przewaga ta wynika najprawdopodobniej z jej większej konkurencyjności względem chwastów. Międzyplony zmniejszały również znacznie suchą masę chwastów w badanych roślinach uprawnych i podobnie jak przy liczebności również w tym przypadku lepszą okazała się mieszanka strączkowa niż gorczyca. Sucha masa chwastów w łanie owsa po mieszance 220 Rola międzyplonów w regulacji zachwaszczenia międzyplonowej była o 4,7% mniejsza niż po gorczycy i o 6,8% niższa od określonej w uprawie bez międzyplonu. Dla ziemniaka różnice te wyniosły analogicznie 9,9 i 25,1% i dla obu tych roślin były one nieistotne statystycznie (tab. 2). Kwiatkowski [2004] wykazał, że przyoranie międzyplonów składających się z gorczycy oraz mieszanki roślin strączkowych spowodowało redukcję masy chwastów w łanie jęczmienia jarego uprawianego w monokulturze, chociaż skuteczniejsza pod tym względem okazała się gorczyca biała. Również Gawęda [2010] stwierdziła, iż przyoranie gorczycy białej przyczynia się do zmniejszenia masy chwastów w łanie zbóż. Wojciechowski [2009] stwierdza natomiast, iż rośliny międzyplonowe nie posiadają istotnego wpływu na zmniejszenie suchej masy chwastów w łanie pszenicy jarej. Międzyplony uprawiane zgodnie z wymaganiami KPR poprzez poprawę warunków siedliskowych, w tym ograniczenie zachwaszczenia łanu, miały bardzo korzystny wpływ na plonowanie roślin uprawnych. Podobnie, jak przy kształtowaniu wielkości zachwaszczenia również w tym zakresie korzystniejsze było oddziaływanie mieszanki roślin strączkowych niż gorczycy. Wnioski 1. Międzyplony ścierniskowe uprawiane zgodnie z zasadami programu rolnośrodowiskowego wykazywały korzystny, ograniczający wpływ na zachwaszczenie roślin uprawnych. 2. Zmiana wielkości zachwaszczenia upraw modyfikowana jest poprzez dobór odpowiednich gatunków roślin międzyplonowych. 3. Międzyplon złożony z roślin strączkowych, tj. grochu polnego i łubinu żółtego miał lepszy wpływ na ograniczenie zarówno liczby jak i suchej masy chwastów w łanie roślin uprawnych niż gorczyca biała. LITERATURA Gawęda D. 2009a. Wpływ międzyplonów ścierniskowych na zachwaszczenie jęczmienia jarego uprawianego w monokulturze. Fragm. Agron., 26 (1): 34–41. Gawęda D. 2009b. Wpływ międzyplonów ścierniskowych na zachwaszczenie pszenicy jarej uprawianej w monokulturze. Ann. UMCS, Sect. E, 64 (3): 21–28. Gawęda D. 2010. Zachwaszczenie owsa uprawianego w monokulturze w zależności od międzyplonów ścierniskowych. Ann. UMCS, Sect. E, 65 (4): 12–19. 221 Anna Lehmann, Marta Jabłońska, Ewelina Szydełko-Rabska Jaskulska I., Gałęzewski L. 2009. Aktualna rola międzyplonów w produkcji roślinnej i środowisku. Fragm. Agron. 26(3): 48–57. Jaskulski D., Tomalak S., Rudnicki F. 2000. Regeneracja stanowiska po pszenicy ozimej dla jęczmienia jarego przez rośliny międzyplonu ścierniskowego. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 470: 49–57. Kwiatkowski C., 2004. Wpływ międzyplonu na plonowanie i zachwaszczenie jęczmienia jarego uprawianego w monokulturze. Ann. UMCS, Sect. E, 59 (2): 809–815. Olesen J.E., Hansen E.M., Askegaard M., Rasmussen I.A., 2007. The value of catch crops and organic manures for spring barley in organic arable farming. Field Crops Res., 100: 168–178. Płaza A., Ceglarek F. 2007. Rola międzyplonów w regulacji zachwaszczenia pszenżyta ozimego uprawianego w drugim roku po ich zastosowaniu. Prog. Plant Protection/ Post. Ochr. Roślin, 47 (3): 238–241. Płaza A., Ceglarek F., Królikowska M.A. 2008. Rola międzyplonów w ograniczeniu zachwaszczenia plantacji ziemniaka. Prog. Plant Protection/Post. Ochr. Roślin, 48 (4): 1466–1469. Sieling K., Ubben K., Christen O. 2007. Effects of preceding crop, sowing date, N fertilization and fluquinconazole seed treatment on wheat growth, grain yield and take-all. J. Plant Dis. Prot., 114: 213–220. Wacławowicz R., Parylak D. 2004. Zmiany wybranych właściwości gleby średniej pod wpływem różnych systemów nawożenia organiczno-mineralnego. Ann. UMCS, Sect. E, 59 (3): 1345–1354. Wojciechowski W. 2009. Znaczenie międzyplonów ścierniskowych w optymalizacji nawożenia azotem jakościowej pszenicy jarej. Monografie, 76, UP we Wrocławiu, 122 ss. Wojciechowski W., Parylak D. 2004. Znaczenie międzyplonów w regulowaniu zachwaszczenia żyta ozimego w płodozmianach specjalistycznych. Prog. Plant Protection/Post. Ochr. Roślin, 44 (2): 1216–1219. Wojciechowski W., Parylak D. 2006. Oddziaływanie międzyplonów ścierniskowych na plonowanie żyta ozimego w płodozmianach uproszczonych na glebie lekkiej. Pam. Puł., 142: 575–584. Woźniak A. 2005. Wpływ wsiewek międzyplonowych i nawożenia organicznego na plon i zachwaszczenie pszenicy jarej uprawianej w monokulturze. Ann. UMCS, Sect. E, 60: 33–40. 222 Rola międzyplonów w regulacji zachwaszczenia mgr inż. Anna Lehmann mgr inż. Marta Jabłońska Katedra Kształtowania Agroekosystemów i Terenów Zieleni Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu mgr inż. Ewelina Szydełko-Rabska Katedra Szczegółowej Uprawy Roślin Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu e-mail: [email protected] Opiekunowie: dr hab. inż. Wiesław Wojciechowski, prof. dr hab. inż. Leszek Kordas, dr hab. inż. Józef Sowiński Tab. 1. Liczba chwastów na powierzchni 1 m2. Obiekt Owies siewny Ziemniak Bez międzyplonu 77,3 48,7 Międzyplon z gorczycy białej 80,0 65,0 Międzyplon z mieszanki 72,7 32,0 NIR (0,05) r.n. r.n. r.n. – różnica nieistotna – not significant difference. Tab. 2. Sucha masa chwastów g‧m-2. Obiekt Owies siewny Ziemniak Bez międzyplonu 17,5 99,2 Międzyplon z gorczycy białej 17,1 82,5 Międzyplon z mieszanki 16,3 74,3 NIR (0,05) r.n. r.n. r.n. – różnica nieistotna – not significant difference. 223 Anna Maksymowicz Michał Dziurka Agnieszka Ostrowska Magdalena Mirek EPISTEME 18/2013, t. 1 s. 225–234 ISSN 1895-2241 WPŁYW 24-EPIBRASINOLIDU NA ZAWARTOŚĆ BIAŁLKA, TŁUSZCZÓW, CUKRÓW W NASIONACH GROCHU I ŁUBINU INFLUENCE OF EXOGENOUS APPLICATION OF 24-BRASSINOLIDE ON CONTENT OF PRTEIN, FATS, SUGAR OF PEA AND LUPINUS THE SEEDS Abstrakt. Badano wpływ 24-epibrasinolidu na skład chemiczny nasion grochu siewnego (odmiany Roch i Wiato) i łubinu żółtego (odmiany Mister i Talar). Rośliny hodowano w hali wegetacyjnej przy naturalnym oświetleniu. Brasinosteroid aplikowano poprzez przedsiewne moczenie, oprysk i podlewanie kwitnących roślin. W zawiązanych nasionach ustalano zawartość białek, cukrów, tłuszczów. 24-epibrasinolid wpływał na wzrost zawartości oznaczanych substancji w otrzymanych nasionach, jednakże działanie 24-epibrasinolidu było zależne od gatunku, odmiany i sposobu aplikacji. Słowa kluczowe: brasinosteroidy, jakość plonu, rośliny strączkowe Summary. The effect 24–epibrassinolide on the content of protein, lipid, sugar in the seed of leguminous crop plants have been studied. Plants of pea sativa (varieties Roch and Wiato) and yellow lupines (varieties Mister and Talar) were grown in an open vegetation hall with a transparent (plastic) roof during vegetation season, in natural light conditions. 24-epibrassinolide was applied via presowing seed soaking or by spraying plants or by watering plants. Hormonal treatment clearly modified the composition of newly formed seeds, however this depended on the species, variety method of application (seed or flowering plants). Exogenous application of 24-epibrassinolide resulted in enhanced protein, lipid, sugar and vitamins content. Key words: brassinosteroids, leguminous, yield quality 225 Anna Maksymowicz, Michał Dziurka, Agnieszka Ostrowska, Magdalena Mirek Wstęp Już od dawna zastanawiano się czy związki steroidowe mogą pełnić funkcje hormonów nie tylko u zwierząt, ale również u roślin. Przełomowe dla określenia biokatalicznych właściwości steroidów okazały się badania grupy naukowców pod przewodnictwem Michela. Wykryli oni i potwierdzili działanie na rośliny nieznanej dotąd substancji o działaniu podobnym do stymulatorów wzrostu. Wkrótce potem wyekstrahowano substancję którą odkrywcy nazwali brazinolidem [Michel i in. 1972, Michel i Gregory 1972]. Do chwili obecnej odkryto około 70 związków steroidowych [Bajguz i Tretyn 2003]. Grupę tę nazwano brasinosteroidami (BR). Obecność BR stwierdzono u wielu gatunków roślin we wszystkich organach [Mandava 1988, Sakurai i Fujioka 1993]. U jednoliściennych brasinostroidy regulują wzrost koleptyli natomiast u roślin dwuliściennych stymulowany jest wzrost hipokotyli (ogórek), epikotyli (fasola, groch karłowaty i zwykły) i łodyg [Meudt i Bennett 1978, Katsumi 1985, Mandava 1988, Sasse 1990]. Mandava [1988] stwierdził, że BR są najaktywniejszą grupą regulatorów roślinnych stymulujących wydłużanie się łodygi już w bardzo niskich stężeniach. W toku badań wykazano ich wpływ na wzrost ilości DNA, RNA i białek u fasoli [Kalinich i in. 1985], a także na rozluźnienie struktury ścian komórkowych [Zurek i in. 1994]. Określono również ich wpływ na wzrost przepuszczalności błon komórkowych [Morillon i in. 2001]. Ponadto stwierdzono, ze zastosowanie egzogennych BR stymuluje kiełkowanie nasion wielu gatunków roślin [Takeuchi i in. 1991, Leubner-Matzager 2001, Steber i McCourt 2001]. Za hormonalnym charakterem tej grupy związków przemawia: działanie w niskich stężeniach, wywieranie specyficznych dla siebie efektów, możliwość transportu z korzeni do pędów, co oznacza, że mogą być nośnikami informacji, wykrycie w dużej liczbie roślin [Jankiewicz 1997]. Obecnie trwają badania nad praktycznym zastosowaniem BR. Potwierdzono już ich pozytywny wpływ na wielkość oraz jakość plonów niektórych roślin uprawnych [Jankiewicz 1997]. Testuje się również wpływ BR na zwiększenie odporności roślin na czynniki stresowe: suszę [Sakurai i Fujioka 1993], niską i wysoką temperaturę 226 Wpływ 24-epibrasinolidu na zawartość białka, tłuszczów, cukrów... [Janeczko i in.2007, Janeczko i in. 2011] oraz zawartość w glebie metali ciężkich [Janeczko i in. 2005]. Brasinosteroidy dzięki swojemu naturalnemu pochodzeniu oraz dotychczas wykazanym szerokim spektrum działania wydają się obiecującym potencjalnym składnikiem bioprotektantów. Celem przeprowadzonych badań było określenie egzogennego działania wpływu 24-epibrasinolidu (BR 27) na skład chemicznych zawiązywanych nasion grochu siewnego i łubinu żółtego. Materiał i metody Doświadczenie przeprowadzono na 2 odmianach grochu siewnego Roch i Wiato oraz 2 odmianach łubinu żółtego Mister i Talar (Poznańska Hodowla Roślin Sp. Zo.o). Rośliny rosły w wazonach Mitcherlicha wypełnionych mieszaniną gleby: torfu: piasku (2:2:1) w ilości 5 sztuk na wazon w hali wegetacyjnej przy naturalnym oświetleniu. Eksperyment prowadzono metodą kompletnej randomizacji w trzech powtórzeniach w układzie 3 czynnikowym, gdzie pierwszym czynnikiem doświadczenia były 2 testowane odmiany, drugim czynnikiem sposób aplikacji BR27, trzecim hormon. Aplikacja brasinosteroidu. BR27 aplikowano poprzez przedsiewne moczenie nasion, podlewanie oraz opryskiwanie roślin w fazie kwitnienia. Moczenie nasion trwało 24 godz. w roztworze o stężeniu 0.5 mg dm-3 (łubin) lub 0.25 mg dm-3 (groch). Rośliny obydwu gatunków podlewano BR27 o stężeniu 0.25 mg dm-3, 0.25 cm3/roślinę. Przy oprysku roślin zróżnicowano stężenie BR27 używając dla roślin łubinu roztworu o stężeniu 0.25 mg dm-3, a roślin grochu roztwór o stężeniu 0.5 mg dm-3. Wyboru koncentracji BR27 dokonano na podstawie danych literaturowych [Ramraj i in 1997, Janeczko i in 2005]. Do opryskiwania rośliny zastosowano około 0.15 cm3 roztworu na roślinę uzupełnionego Tween 20 (0.0013% v/v). Oznaczenie zawartości cukrów rozpuszczalnych. Cukry rozpuszczalne oznaczono spektrofotometrycznie (λ = 625 nm) wg zmodyfikowanej metody Dubois i in. [1951]. Oznaczenie zawartości tłuszczów ogólnych. Ilościowe oznaczanie zawartości tłuszczu przeprowadzono grawimetrycznie wg zmodyfikowanej metody Blight i Dyer [1959]. 227 Anna Maksymowicz, Michał Dziurka, Agnieszka Ostrowska, Magdalena Mirek Oznaczanie zawartości białek rozpuszczalnych. Oznaczenie białek rozpuszczalnych wykonano spektrofotometrycznie (λ = 595 nm) wg metody Bradford [1976]. Wyniki opracowano statystycznie z wykorzystaniem analizy wariancji na poziomie ufności 0,05. Wyniki W doświadczeniu wazonowym zwiększenie koncentracji białka następowało jedynie u odmiany Roch po moczeniu nasion oraz podlewaniu roślin roztworem BR27 o ok.11% w stosunku do nietraktowanej kontroli (tab.1). Wzrost zawartości tłuszczów obserwowano tylko u odmiany Wiato w wyniki moczenia nasion, oprysku i podlewania roślin, przy czym najbardziej skuteczne było opryskiwanie BR27 roślin, wzrost zawartości tłuszczów wynosił wówczas ok. 13% w stosunku do roślin kontroli. Zwiększenie stężenia cukrów zanotowano u odmiany Roch pod wpływem BR27 aplikowanego w formie moczenia nasion, a u odmiany Wiato w wyniku oprysku i podlewania roślin. Stwierdzono interakcję pomiędzy hormonem a odmianą (białko), odmianą (tłuszcze) oraz odmianą x metodą traktowania i hormonem (cukry). Tab. 1. Wpływ brasinosteroidów na skład chemiczny plonu grochu siewnego (białek, tłuszczów oraz cukrów). Wartości oznaczone tą samą literą ukazują różnice nie istotne (P<0.05) zależnie od wyniku testu Duncana). Odmiana Metoda traktowania Moczenie nasion Roch Oprysk roślin Podlewanie roślin 228 BR27 [mg·dm-3] Białko [mg·g-1] Tłuszcze [mg·g ] Cukry [mg·g-1] 0,25 346,3 a 96,4 a 99,9 a Kontrola 302,2 b 99,9 a 65,1 b 0,5 316,9 b 105,5 a 100,9 a Kontrola 330,1 a 98,9 a 108,1 a 0,25 344,5 a 113,6 a 112,8 a Kontrola 306,9 b 119,8 a 122,1 a -1 Wpływ 24-epibrasinolidu na zawartość białka, tłuszczów, cukrów... Moczenie nasion Wiato Oprysk roślin Podlewanie roślin 0,25 307,4 a 96,4 a 122,8 a Kontrola 312,7 a 83,2 b 101,1 b 0,5 328,8 a 110,9 a 124,0 a Kontrola 323,7 a 84,7 b 105,3 b 0,25 284,0 b 94,3 a 134,8 a Kontrola 320,9 a 85,6 a 121,1 b Analiza wariancji (p-prawdopodobieństwo) Efekt Białko Tłuszcze Cukry Odmiana P=0,171303 P=0,050607 P=0,018533 Metoda traktowania P=0,864364 P=0,704626 P=0,001938 Hormon P=0,673233 P=0,277932 P=0,005087 Odmiana x metoda traktowania P=0,654344 P=0,479040 P=0,050593 Odmiana x hormon P=0,050536 P=0,165600 P=0,333010 Metoda traktowania x hormon P=0,454854 P=0,670499 P=0,033189 Odmiana x metoda traktowania x hormon P=0,231746 P=0.955447 P=0,050787 Podobnie jak w przypadku roślin grochu siewnego zastosowanie egzogennie BR27 skutkowało następczo zmianami w składzie otrzymanych nasion łubinu żółtego (tab. 2). Zwiększenie zawartości białka, cukrów, tłuszczów następowało zarówno w wyniku moczenia nasion, podlewania i oprysku roślin odmiany Talar. Zawartość białka i tłuszczów w stosunku do roślin kontrolnych zwiększała się średnio o ok. 14%, cukrów rozpuszczalnych średnio o ok.13%. Odmiana Mister reagowała słabiej na działania BR27, zanotowano jedynie wzrost zawartości białka po oprysku kwitnących roślin oraz cukrów po podlewaniu roślin. 229 Anna Maksymowicz, Michał Dziurka, Agnieszka Ostrowska, Magdalena Mirek Odmiana Tab. 2. Wpływ brasinosteroidów na skład chemiczny plonu łubinu (białek, tłuszczów oraz cukrów). Wartości oznaczone tą samą literą ukazują różnice nie istotne (P<0.05) zależnie od wyniku testu Duncana). Metoda traktowania Talar Moczenie nasion Oprysk roślin Podlewanie roślin Mister Moczenie nasion Oprysk roślin Podlewanie roślin BR27 [mg·dm-3] Białko [mg·g-1] Tłuszcze [mg· g-1] Cukry [mg· g-1] 0,5 263,1 a 122,5 a 167,7 a Kontrola 226,8 b 105,8 b 136,1 b 0,25 287,3 a 291,7 a 179,1 a Kontrola 176,8 a 216,5 b 118,2 b 0,25 155,9 a 164,5 a 161,9 a Kontrola 102,8 b 100,6 b 143,1 b 0,5 244,4 a 260,1 a 180,9 a Kontrola 257,3 a 257,3 a 102,1 b 0,25 225,6 a 129,5 a 135,9 a Kontrola 147,8 b 138,4 a 128,1 a 0,25 155,9 a 162,9 a 180,1 a Kontrola 153,8 a 159,2 a 128,1 b Efekt Białko Tłuszcze Cukry Odmiana P=0,501119 P=0,182200 P=0,345072 Metoda traktowania P=0,000056 P=0,013653 P=0,486242 Hormon P=0,000333 P=0,050559 P=0,000073 Odmiana x metoda traktowania P=0,020184 P=0,000012 P=0,690018 Odmiana x hormon P=0,050024 P=0,050157 P=0,596738 Metoda traktowania x hormon P=0,011911 P=0,690538 P=0,562738 Odmiana x metoda traktowania x hormon P= 0,09022 P=0,500915 P=0,050938 P – prawdopodobieństwo. 230 Wpływ 24-epibrasinolidu na zawartość białka, tłuszczów, cukrów... Stwierdzono interakcję pomiędzy a odmianą a sposobem traktowania, odmianą a hormonem, sposobem traktowania a hormonem (białko), odmianą a hormonem, odminą a sposobem traktowania (tłuszcze) oraz odmianą x metodą traktowania i hormonem (cukry). Dyskusja Skład chemiczny nasion roślin strączkowych decyduje o tym, że są one cennym składnikiem diety człowieka oraz komponentu pasz wysokobiałkowych, dlatego uzasadnione jest skierowanie większej uwagi na tę grupę rośliny. W ostatnich latach obserwuje się zwiększone zainteresowanie wszystkimi substancjami wykazującymi aktywność regulatorów wzrostu i rozwoju roślin (RGR). RGR to substancje organiczne, których niewielka ilość oddziaływuje na funkcje fizjologiczne rośliny. Ta modyfikacja różnych reakcji rośliny, polega na wspomaganiu, bądź hamowaniu procesów wzrostu i rozwoju, co może przyczynić się do podwyższenia jakościowego i ilościowego plonu roślin. W polepszaniu produkcji kluczową rolę pełnią auksyny, cytokininy, gibereliny, etylen i kwas salicylowy [Jankiewicz 1997]. Praktyczne zastosowanie BR, pomimo wielu interesujących eksperymentów na dużą skalę, nie zostało jeszcze rozwinięte. Najczęściej stosowanymi BR są BL, BR27 oraz homoBL. W doświadczeniach rolniczych prowadzonych w innych rejonach świata (Indie, Chiny), w których badano wpływ BR na rośliny z rodziny bobowatych, najczęściej wykorzystywano 28-homobrasinolid, rzadziej 24-epibrasinolid i brasinolid. Dodatkowym atutem tych związków jest ich wpływ na wartości odżywcze traktowanych roślin. Zazwyczaj stosuje się dwie metody egzogennego traktowania roślin na skalę wielkoobszarową, a mianowicie przedsiewne moczenie nasion oraz oprysk. W przedstawionej pracy dodatkowo zastosowano podlewanie roślin, jako metodę przydatną w uprawach szklarniowych lub na niewielkich poletkach. Nie można jednoznacznie określić, która metoda aplikacji jest skuteczniejsza. Janeczko i in. [2009] w badaniach dotyczących wpływu 24-epibrasinolidu na skład chemiczny nasion soi, pszenicy i rzepaku jarego podkreślają wpływ rodzaju aplikacji na zmiany poszczególnych substancji. 231 Anna Maksymowicz, Michał Dziurka, Agnieszka Ostrowska, Magdalena Mirek W przedstawionym doświadczeniu wykazano wpływ BR27 na skład otrzymanych nasion. BR27 wywoływał wzrost zawartości białka zarówno u odmian grochu jak i łubinu. Znane jest działanie BR na wzrost zawartości białka w siewkach Brassica junceae [Sirhindi 2009]. Prezentowane wyniki wskazują również na wzrost zawartości cukrów w otrzymanych nasionach po wcześniejszym traktowaniu BR27. Podsumowując, BR może skutecznie działać jako immunomodulator roślin przy zastosowaniu w odpowiednim stężeniu i w odpowiednim stadium rozwoju roślin. BR są zaangażowane w odpowiedź roślin na abiotyczne stresy środowiskowe. Literatura Bajguz A. Tretyn A. 2003. Brassinosteroidy – hormony roślinne. Wydawnictwo Uniwersytetu Mikołaja Kopernika. Toruń. Blight, E. G. Dyer W. J. 1959. A rapid method of total lipid extraction and purification. Can. J. Biochem. Physiol.37:911–917. Bradford M. M. 1976. A rapid and sensitive method for the quantification of microgram quantities of protein utilizing the principle of protein-dye binding. Anal. Biochem., 72, 248–254. Dubois M. Gilles K. Hamilton J. K. Rebers P.A. Smith, F. 1951. A colorimetric method forthe determination of sugars. Nature 168:167–168. Janeczko A. Biesaga-Kościelniak J. Dziurka M. 2009. 24-epibrassinolide modifies seed composition in soybean, oilseed rape and wheat. Seed Sci. Technol. 37: 625–637. Janeczko A. Gullner G. Skoczowski A. Dubert F. Barna B. 2007. Effects of brassinosteroid infiltration prior to cold treatment on ion leakage and pigment contents in rape leaves. Biologia Plantarum, 51/2: 355–358. Janeczko A. Koscielniak J. Pilipowicz M. Szarek-Lukaszewska G. Skoczowski A. 2005. Protection of winter rape photosystem 2 by 24-epibrassinolide under cadmium stress. Photosynthetica, 43/2: 293–298. Janeczko A. Oklešťková J. Pociecha E. Kościelniak J. Mirek M. 2011. Physiological effects and transport of 24-epibrassinolide in heat-stressed barley. Acta Physiologiae Plantarum, 33/4: 1249–1259. Jankiewicz L. S. 1997. Brasinosteroidy i związki pokrewne. [w:] Jankiewicz L. S. (red.) Regulatory wzrostu i rozwoju roślin. Właściwości i działanie. Wydawnictwo Naukowe PWN. Warszawa. 72–82. Kalinich J. F. Mandawa N.B. Todhunter J. A. 1985. Relationship of nucleic acid metabolism to brassinolide-induced responses i beans. Plant Physiol., 120: 207–214. 232 Wpływ 24-epibrasinolidu na zawartość białka, tłuszczów, cukrów... Katsumi M. 1985. Interaction of a brassinosteroid whit IAA and GA3 in the elongation of cucumber hypocotyl sections. Plant Cell. Physiol., 26: 615–625. Leubner-Metzger G. 2001. Brassinosteroids and gibberellins promote tobacco deed germination by distinct pathways. Planta, 213: 758–763. Mandawa N. B. 1988. Plant growth promoting brassinosteroids. Annu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol., 39: 23–52. Meudt W. J. Bennett M.W. 1978. Rapid bioassay for auxins. Physiol. Plant., 44: 422–428. Mitchell J. W. Gregory L. E. 1972. Metods of studying plant hormones and growth regulating substances. US Dept. Agric. Handb. No 336, Washington DC: GPO. Mitchell J. W. Livingstone G. A. 1968. Methods of studying, a new response to brassins. Nature, 239: 254. Mitchell J. W. Mandawa N. B. Worley J. F. Plimmer J. P. Smith M.V. 1970. Brassins a new family of plant hormones from rape pollen. Nature, 225: 1065. Morillon R. Catterou M. Sangwan B. S. Lassalles J. P. 2001. Brassinolide may control aquaporin activities in Arabidopsis thaliana. Planta, 212: 199–204 Ramraj V. M. Vyas B. N. Godrej N. B. Mistry K. B., Swami B. N., Singh N. 1997. Effects of 28-homobrassinolide on yields of wheat, rice, groundnut, mustard, potato and cotton. J Agric Sci 128:405–413. Sakurai A. Fujioka S. 1993. The current status of physiology and biochemistry of brassinosteroids. A review. Plant Growth. Regul., 13: 147–159. Sasse J. M. 1990. Brassinolide, elongation and auxin. Physiol. Plant., 80: 401–408. Sirhindi G. S. Kumar R. Bharadwaj R. Kumar. 2009. Effects of 24-epibrassinolide and 28-homobrassinolide on the growth and antioxidant enzyme activities in the seedlings of Brassica junceae L. Physiol. Mol. Biol. Plant. 15: 335–341. Steber C. M. McCourt P. 2001. A role for brassinosteroids in germination in Arabidopsis. Plant Physiol., 125: 763–769. Takeuchi Y. Worsham A. D. Awad A.E. 1991. Effect of brassinolide on conditioning and germination of witchweed (Striga asiatica) seeds. [w:] Cutler H. G. Yokota T. Adam G. (red.) Brassinosteroids: Chemistry, Bioactivity and Applications. American Cemical Society, Washington, DC: 298–305. Zurek D. M. Royle D.L. McMorris T. C. Clouse S. D. 1994. Investigation of gene expression, growth kinetics and wall extensibility buring brassinosteroid-regulatedstem elongation. Plant Physiol., 104: 505–513. 233 Anna Maksymowicz, Michał Dziurka, Agnieszka Ostrowska, Magdalena Mirek mgr Anna Maksymowicz Instytut Fizjologii Roślin im. Franciszka Górskiego ul. Niezapominajek 21, 30–239 Kraków e-mail: [email protected] Opiekun naukowy: prof. dr hab. Jolanta Biesaga-Kościelniak Badania wykonano w ramach projektu badawczego NN310 452238 234 Adam Malinowski EPISTEME 18/2013, t. 1 s. 235–243 ISSN 1895-2241 POTRZEBY DORADCZE I INNOWACYJNOŚĆ ROLNIKÓW Z TERENU ZAMOJSZCZYZNY ADVISORY NEEDS AND INNOVATIVENESS OF FARMERS FROM THE ZAMOŚĆ AREA Abstrakt. W pracy zaprezentowano wyniki badań ankietowych przeprowadzonych w latach 2010–2011 na grupie ponad 1100 rolników zamieszkujących teren Zamojszczyzny. Celem przeprowadzonych badań była ocena stopnia innowacyjności rolników oraz ich potrzeb doradczych. Badano znajomość pojęcia „innowacyjność” i analizowano chęć wprowadzenia innowacji we własnym gospodarstwie. Ankietowani odpowiadali na pytania dotyczące częstotliwości spotkań z doradcami rolniczymi, oczekiwanych tematów spotkań z doradcami w przyszłości i zainteresowania kursami organizowanymi przez Ośrodki Doradztwa Rolniczego. Poprawnie wypełnione ankiety podzielono na grupy wyróżnione ze względu na powierzchnię posiadanego gospodarstwa. Badania własne wskazują, że rolnicy posiadający większe gospodarstwa mają wyższe wymagania w stosunku do doradców, a także posiadają większą wiedzę i częściej dostrzegają potrzebę wdrożenia innowacji. Słowa kluczowe: doradztwo rolnicze, doradcy, Zamojszczyzna, innowacyjność Summary. This paper presents the results of surveys carried out in 2010– 2011 on a group of over 1100 farmers who lived in Zamość area. The aim of the study was to assess the degree of innovation of farmers and their needs. The farmers’ knowledge of the concept of „innovation” was studied as well as the willingness of innovation implementation in their own farm was analyzed. Respondents answered some questions about the frequency of meetings with agricultural advisors, the expected topics of meetings with advisers in the future and courses organized by the Agricultural Advisory Centres. Correctly completed questionnaires were divided into groups distinguished by the area of farms. The poll research indicated that farmers with larger farms had higher requirements for advisers and had a greater knowledge. They also saw the need to implement innovation in their own farms. Key words: agricultural advisory, agricultural advisors, Zamość region, innovativeness 235 Adam Malinowski Wstęp Słowo innowacja pochodzi od łacińskiego innovati, co oznacza „odnowienie” lub innovare, czyli „odnawiać”. Istnieje wiele definicji tego pojęcia. Wynika to m.in. z faktu, że innowacja pozostaje przedmiotem badań wielu dyscyplin naukowych, takich jak np. heurystyka, inwentyka, socjologia, psychologia czy ekonomia [Kujawiński 2012]. Do nauk ekonomicznych pojęcie innowacji po raz pierwszy wprowadził już na początku XX wieku J. A. Schumpeter (1883–1950). Według niego [1912, wyd. polskie 1960] innowacją jest: wprowadzenie nowego produktu, z jakim konsumenci nie mieli jeszcze do czynienia, lub nadanie nowych cech produktowi; wprowadzenie nowej metody produkcji, jeszcze praktycznie nie wypróbowanej w danej dziedzinie przemysłu; otwarcie nowego rynku, czyli takiego, na którym dany rodzaj krajowego przemysłu uprzednio nie działał i to bez względu czy rynek ten istniał wcześniej, czy też nie; zdobycie nowego źródła surowców lub półfabrykatów i to niezależnie od tego czy źródło już istniało, czy też musiało być dopiero stworzone; wprowadzenie nowego typu organizacji jakiegoś przemysłu, np. stworzenie monopolu bądź jego złamanie. Jóźwiak i in. [2012] oraz Kujawiński [2012] również przytaczają wiele definicji i interpretacji innowacji. Stwierdzają oni, że w interpretacji innowacji istnieją dwa podejścia: szerokie (procesowe) i wąskie (wynikowe). W Podręczniku Oslo [OECD 2008] połączono oba podejścia (tj. procesowe i wynikowe) i zdefiniowano innowację (ang. innovation) jako wdrożenie nowego lub znacząco udoskonalonego produktu (wyrobu lub usługi) lub procesu, nowej metody marketingowej lub organizacyjnej w praktyce gospodarczej, organizacji miejsca pracy lub stosunkach z otoczeniem. Minimalnym wymogiem zaistnienia innowacji jest to, aby produkt, proces, metoda marketingowa lub organizacyjna były nowe (lub znacząco udoskonalone) dla firmy. Są to zatem produkty, procesy i metody, które dana firma opracowała jako pierwsza, oraz te, które zostały przyswojone od innych firm lub podmiotów. Metodologia Oslo wyróżnia cztery rodzaje innowacji: produktowe, procesowe, marketingowe i organizacyjne. Cel i metodyka badań Celem przeprowadzonej analizy było zbadanie potrzeb doradczych i szkoleniowych (zainteresowania kursami i szkoleniami) rolników 236 Potrzeby doradcze i innowacyjność rolników z terenu zamojszczyzny prowadzących gospodarstwa na terenie Zamojszczyzny. Ponadto analizowano poziom znajomości pojęcia „innowacyjność” oraz zainteresowanie wprowadzeniem zmian i unowocześnień przez respondentów. Źródłem danych były badania ankietowe przeprowadzone w latach 2010– 2011 w 1160 losowo wybranych gospodarstwach położonych w południowej części województwa lubelskiego obejmującej powiaty: biłgorajski, hrubieszowski, krasnostawski, tomaszowski i zamojski (obszar dawnego województwa zamojskiego). Ankieta zawierała 45 pytań (w tym pytania metryczkowe) typu otwartego, półotwartego i zamkniętego. Uzyskano 1130 poprawnie wypełnionych ankiet, które następnie zestawiono i pogrupowano ze względu na powierzchnię posiadanego gospodarstwa. Wyróżniono pięć grup wielkości gospodarstw: do 5 ha, od 5 do 10 ha, od 10 do 20 ha, od 20 do 50 ha i powyżej 50 ha. Wyniki i dyskusja W badanej populacji dominowały osoby młode i w średnim wieku: do 40 roku życia było 42,8% rolników, a w wieku 41–50 lat – 34,2%. Zaledwie 1,1% (12 osób) było w wieku powyżej 61 lat. Jak wynika z opracowań GUS [Rocznik Demograficzny 2012] w Polsce w roku 2011 wykształcenie podstawowe miało 25,6% mieszkańców wsi, zawodowe – 26,5%, średnie – 23,6%, a wyższe – 9,9%. Badani rolnicy byli dobrze wykształceni, gdyż 47,3% miała wykształcenie średnie, a 13,5% – wyższe. Gospodarstwa o powierzchni do 5 ha posiadało 16,1% respondentów, od 5 do 10 ha – 28,1%, od 10 do 20 ha – 32%, od 20 do 50 – 19,5% oraz powyżej 50 ha – 4,3%. Zwykle rolnicy posiadający gospodarstwa największe mieli wykształcenie rolnicze, choć wśród ankietowanych byli przedstawiciele różnych zawodów. Z badań własnych wynika, że właściciele gospodarstw mniejszych powierzchniowo korzystali z usług doradców rolniczych z mniejszą częstotliwością, niż właściciele gospodarstw większych. W grupie do 5 ha rolnicy korzystali z usług doradców najczęściej 1–2 razy w roku (83% wskazań) i przypadało to zwykle w okresie składania wniosków o dopłaty rolnicze. Literatura potwierdza, że doradztwo ekonomiczne i związane z przygotowywaniem wniosków o dotacje z funduszy UE to jedne z najczęściej uzyskiwanych porad. Na dalszym miejscu było doradztwo technologiczne [Krzyżanowska i Sałata 2010; Niewęgłowski 2012]. Właściciele gospodarstw większych posiadają najczęściej 237 Adam Malinowski większą wiedzę, ale też ich potrzeby są większe. Jak wynika z badań własnych, 31% ankietowanych rolników posiadających gospodarstwo o wielkości od 20 do 50 ha i 33% właścicieli gospodarstw większych niż 50 ha korzystało z usług doradców 3–5 razy w roku. Spośród tematyki przyszłych spotkań z doradcami rolniczymi dominowały zagadnienia ochrony roślin (26% wskazań) i nawożenia (20% wskazań). Na dalszych miejscach znalazły się zagadnienia technologii produkcji roślinnej (16%) i związane z produkcją zwierzęcą (14%). Ponad połowa rolników zamierzała współpracować z doradcami w przyszłości. Istnieje potwierdzony badaniami ścisły związek między poziomem edukacji a skłonnością do przedsiębiorczości, podejmowania nowych wyzwań i zmian w dotychczasowym postępowaniu. Wykształcenie jest czynnikiem determinującym otwartość rolnika na zmieniające się warunki otoczenia; rolnicy lepiej wykształceni szybciej reagują na zmiany rynkowe i chętniej podejmują pojawiające się wyzwania a poziom ich wiedzy ma kluczowe znaczenie w rozwoju ich gospodarstw. Rolnicy charakteryzujący się wyższym wykształceniem zainteresowani są nowymi osiągnięciami nauki i techniki, są otwarci na wszelkie propozycje, starają się na bieżąco zdobywać nowe informacje i umiejętnie je wykorzystywać. Często mają największe szanse, żeby być postrzegani jako liderzy. Zwykle prowadzą oni gospodarstwa duże powierzchniowo i w dalszym ciągu dążą do ich powiększenia. Osiągają też lepsze wyniki ekonomiczne [KołoszkoChomentowska 2009; Krzyżanowska i Sałata 2010; Parzonko 2010]. Jednym z ważnych kierunków pracy w ośrodkach doradztwa rolniczego jest działalność oświatowa, a jej celem jest podnoszenie kwalifikacji zawodowych rolników i mieszkańców wsi oraz doradców poprzez prowadzenie kursów i szkoleń [Krzyżanowska i Sałata 2010]. Niekiedy mieszkańcy terenów wiejskich nie uczestniczą w organizowanych dla nich kursach. Jako główne bariery ankietowani wskazywali: brak informacji o aktualnych kursach, niedostosowanie oferty do potrzeb i nieodpowiadające im terminy organizowanych szkoleń [Mickiewicz 2009]. Około 80% doradców z województwa lubelskiego stwierdziło, że zainteresowanie nawet bezpłatnymi kursami jest średnie lub niskie, co wynika ze słabej motywacji wewnętrznej rolników [Kiełbasa i Krzysztoforski 2009]. Z przeprowadzonych badań własnych wynika (tab. 1), że największym zainteresowaniem rolników na Zamojszczyźnie cieszyły 238 Potrzeby doradcze i innowacyjność rolników z terenu zamojszczyzny się kursy z zakresu rachunkowości rolniczej, zwłaszcza w przypadku rolników prowadzących największe gospodarstwa (45,5% wskazań). Zapotrzebowanie takie potwierdzają badania Mickiewicza [2009] oraz Krzyżanowskiej i Sałaty [2010]. Odpowiadając na popyt, ośrodki doradztwa rolniczego prowadzą kursy i szkolenia o różnorodnej tematyce, w tym rachunkowości. Wszystkie Zakłady Lubelskiego Ośrodka Doradztwa Rolniczego w Końskowoli przeprowadziły w roku 2010 ogółem 1632 szkolenia, w których uczestniczyło 29744 osoby (w 30 szkoleniach z rachunkowości uczestniczyło 447 osób) oraz 178 kursów, z których większość dotyczyła chemizacji. W roku 2011 przeprowadzono ogółem 1435 szkoleń (w tym 17 z rachunkowości) oraz 224 kursy, z czego 200 to kursy chemizacyjne [Sprawozdanie z realizacji... 2010 i 2011]. Tab. 1. Zainteresowanie kursami w zależności od powierzchni gospodarstwa. Powierzchnia gospodarstwa Rodzaj kursu Ogółem Do 5 ha 5–10 ha 10–20 ha 20–50 ha Powyżej 50 ha Procent wskazań Rachunkowość rolnicza 31,5% 23,0% 26,6% 30,3% 42,4% 45,5% Obsługa opryskiwaczy 25,7% 22,4% 31,0% 25,7% 22,3% 18,2% Kurs kombajnowania 20,0% 15,3% 17,1% 24,3% 18,3% 26,0% Kurs agroenergetyczny/ OZE 10,4% 13,3% 10,7% 10,8% 8,6% 6,5% Kurs agroturystyczny 10,2% 23,0% 12,4% 7,6% 4,7% 2,6% Inne 2,2% 3,1% 2,2% 1,2% 3,6% 1,3% Razem 100% 100% 100% 100% 100% 100% Źródło: obliczenia własne na podstawie badań ankietowych. Rolnicy mogli wskazać więcej niż jedną odpowiedź. Innowacje stanowią obecnie jeden z najistotniejszych czynników rozwoju nowoczesnej gospodarki, natomiast ważnym elementem rozwoju gospodarstw rolnych może być ich modernizacja poprzez wprowadzanie nowych, innowacyjnych rozwiązań. Wykorzystywanie 239 Adam Malinowski innowacji jest jednym ze sposobów poprawy dochodów gospodarstw rolnych, które już obecnie posiadają zdolność konkurencyjną [Dominiak i Churski 2012; Jóźwiak 2011; Wasilewski 2011]. Przeprowadzone badania własne wskazują, że więcej niż połowa ankietowanych rolników znała i rozumiała pojęcie innowacyjności, a kolejne kilkanaście procent respondentów słyszała kiedyś to określenie, ale nie wiedziała do końca, co ono oznacza (rys. 1). Większość respondentów widziała także potrzebę wprowadzenia zmian i unowocześnień w swoim gospodarstwie, co przedstawiono na rys. 2. Byli to głównie właściciele gospodarstw większych powierzchniowo. Najczęściej rolnicy wymieniali zmiany techniczne, np. zakup maszyn i urządzeń, ciągników lub kombajnów. Podobną sytuację zaobserwowały Kałuża i Rytel [2010]. Drugą ważną grupą wskazań były budowa, rozbudowa lub remont budynków, zmiana ich funkcji, budowa hal magazynowych i chłodni. Rzadziej deklarowano zmiany technologiczne w gospodarstwach. Rys. 1. Znajomość pojęcia innowacyjność. Źródło: badania własne. 240 Potrzeby doradcze i innowacyjność rolników z terenu zamojszczyzny Rys. 2. Zainteresowanie wprowadzeniem zmian i unowocześnień w przyszłości. Źródło: badania własne. Wnioski Przeprowadzone badania własne i analiza literatury przedmiotu wykazały, że: • najwyższy stopień intensywności kontaktów z doradcami rolniczymi wykazywali właściciele największych gospodarstw, • największe potrzeby szkoleniowe dotyczyły zagadnień rachunkowości rolniczej, • co najmniej połowa rolników zna i rozumie pojęcie „innowacja”; większość ankietowanych jest także zainteresowana wprowadzeniem zmian i ulepszeń (przede wszystkim technicznych) we własnym gospodarstwie. 241 Adam Malinowski LITERATURA Dominiak J. Churski P. Rola innowacji w kształtowaniu regionów wzrostu i stagnacji gospodarczej w Polsce. Studia Regionalne i Lokalne, 4(50): 54–77. Jóźwiak W. 2011. Efektywność i innowacyjność a konkurencyjność polskich gospodarstw rolnych. Wieś i Rolnictwo, 1 (150): 75–86. Jóźwiak W. Kagan A. Mirkowska Z. 2012. Innowacje w polskich gospodarstwach rolnych, zakres ich wdrażania i znaczenie. Zagadnienia ekonomiki rolnej, 3 (332): 3–27. Kałuża H. Rytel M. 2010. Innowacyjność w świetle studium przypadku gospodarstw rolniczych z gminy Mokobrody. Rocz. Nauk. SERiA, t. XII, z. 5:68–72. Kiełbasa B. Krzysztoforski M. 2009. Potrzeby doradcze rolników w opinii pracowników wojewódzkich ośrodków doradztwa rolniczego. Zagadnienia Doradztwa Rolniczego, 2: 43–53. Kołoszko-Chomentowska Z. 2009. Wykształcenie zawodowe ludności rolniczej. Rocz. Nauk. SERiA, t. XI, z. 5: 155–159. Krzyżanowska K. Sałata R. 2010. Rola doradztwa rolniczego w rozwoju gospodarstw rolniczych. Rocz. Nauk. SERiA, t. XII, z. 2: 154–159. Kujawiński W. 2012. Istota działalności upowszechnieniowej publicznych rolniczych organizacji doradczych. Zagadnienia Doradztwa Rolniczego, 2: 28–50. Mickiewicz P. 2009. Planowane przedsięwzięcia gospodarcze oraz potrzeby szkoleniowe rolników w województwie zachodniopomorskim. Rocz. Nauk. SERiA, t.XI, z. 2: 164–167. Niewęgłowski M. 2012. Changes in agricultural advisory in opinion of farmers from the region of Siedlce. Rocz. Nauk. SERiA, t. XIV, z. 6: 191–195. Parzonko A.J. 2010. Znaczenie doradztwa rolniczego w przemianach społecznych na obszarach wiejskich. Rocz. Nauk. SERiA, t. XII, z. 2: 262–267. Podręcznik Oslo. 2005. Zasady gromadzenia i interpretacji danych dotyczących innowacji. Pomiar działalności naukowej i technicznej. Wyd. 3. Wspólna publikacja OECD i Eurostatu. Rocznik Demograficzny 2012. Główny Urząd Statystyczny, Warszawa. Schumpeter J. 1960. Teoria rozwoju gospodarczego, Wyd. PWN, Warszawa. Sprawozdanie z realizacji programu działalności – 2010 i 2011 rok. LODR w Końskowoli. Dokumenty elektroniczne PDF: http://www.bip.wodrkonskowola.lo.pl/?cid=12 (09.02.2013). Wasilewski A. 2011. Współpraca rolników z instytucjami sektora publicznego. Zagadnienia Doradztwa Rolniczego, 1: 41–59. 242 Potrzeby doradcze i innowacyjność rolników z terenu zamojszczyzny mgr inż. Adam Malinowski Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie Wydział Nauk Rolniczych w Zamościu Katedra Produkcji Roślinnej i Agrobiznesu 22–400 Zamość, ul. Szczebrzeska 102 e-mail: [email protected], [email protected] Opiekun naukowy: prof. dr hab. Bogdan Kościk 243 Renata Matysik-Pejas EPISTEME 18/2013, t. 1 s. 245–252 ISSN 1895-2241 Innowacyjność producentów żywności w Polsce na tle producentów z krajów Unii Europejskiej Innovativeness of food producers in Poland against the background of producers from European Union countries Abstrakt. W opracowaniu przedstawiono pozycję polskich producentów żywności pod względem innowacyjności na tle producentów z krajów Unii Europejskiej, jak również udział poszczególnych rodzajów innowacji w działalności aktywnych innowacyjnie przedsiębiorstw. Słowa kluczowe: produkcja żywności, innowacyjność, innowacje technologiczne i nietechnologiczne Summary. The paper shows the position of Polish food producers in terms of innovation against the background of producers from European Union countries, as well as the share of each type of innovation in activity of innovative enterprises. Key words: food production, innovativeness, technological and non-technological innovation 245 Renata Matysik-Pejas Wstęp Produkcja artykułów spożywczych należy do tradycyjnych sektorów przetwórstwa przemysłowego. Według klasyfikacji OECD jest to sektor przemysłowy charakteryzujący się najniższym poziomem zaawansowania technicznego [Nauka i technika 2006]. Należy jednak pamiętać, że chodzi tu bardziej o naukochłonność, aniżeli o stosowane rodzaje technologii produkcji. Jednak z racji swojego tradycyjnego charakteru systemy żywnościowe na świecie ulegają raczej powolnym przemianom. Do głównych przyczyny takiego charakteru zmian można m.in. zaliczyć [Earle, Earle, Anderson 2007]: – dojrzałość przemysłu spożywczego – w porównaniu z nowoczesnymi dziedzinami przemysłu, trudno jest wynaleźć całkowicie nowe produkty, – konsumentów – część z nich pozostaje nieufna i ostrożna wobec nowych produktów spożywczych; konsumenci żywności zmieniają swoje przyzwyczajenia powoli, chyba, że dostrzegają szczególne korzyści płynące ze spożywania nowych produktów, – trudności w ulepszaniu produktów biologicznych – potrzeba czasu na wprowadzenie nowych surowców, a także nowych bezpiecznych procesów, które są podstawą radykalnych zmian, – niewielkie zyski związane z wprowadzaniem nowych produktów – w porównaniu do innych gałęzi przemysłu (np. farmaceutycznego) zyski z opracowywania nowych produktów żywnościowych są stosunkowo małe. Pomimo wspomnianych wyżej przyczyn ograniczających rewolucyjne zmiany, rynek i konkurenci wymuszają na producentach żywności nieustanne wprowadzanie, w miejsce wyrobów schyłkowych, produktów nowych bądź ulepszonych. Z kolei skłonność przedsiębiorstw do wprowadzania innowacji w zakresie procesów technologicznych, tj. zastosowania technologicznie nowych lub istotnie ulepszonych metod produkcyjnych, jest jednym z głównych czynników decydujących o ich intensywnym rozwoju. Każde przedsiębiorstwo potrzebuje także nowych rozwiązań marketingowych i struktur organizacyjnych, które sprzyjają osiąganiu sukcesów. Innowacyjność stanowi zatem podstawowe zadanie w zarządzaniu gospodarką, warunek efektywnego funkcjonowania firm w gospodarce rynkowej oraz uzyskania przez nie korzystnej pozycji w gospodarce światowej [Szczepaniak 2010]. 246 Innowacyjność producentów żywności w Polsce na tle producentów... Materiał i metody Celem opracowania jest przedstawienie ogólnej charakterystyki innowacyjności polskich producentów żywności na tle producentów z pozostałych krajów Unii Europejskiej. Opracowanie ma charakter przeglądowy. Do analizy wykorzystano informacje pochodzące z badania Community Innovation Survey (CIS)1 z roku 2010 dotyczące jedynie przedsiębiorstw zajmujących się produkcją żywności (bez producentów napojów i wyrobów tytoniowych). W bazie CIS nie wszystkie dane dotyczące poszczególnych krajów są dostępne. Wyniki i dyskusja Przemysł spożywczy jest jedną z najważniejszych branż w polskiej gospodarce. Decydują o tym parametry charakteryzujące ten przemysł, między innymi liczba przedsiębiorstw prowadzących działalność związaną z produkcją artykułów spożywczych (20% ogólnej liczby przedsiębiorstw przemysłowych), zatrudnienie w sektorze (16% pracujących w przemyśle to osoby zatrudnione w przedsiębiorstwach przemysłu spożywczego) oraz wartość produkcji sprzedanej (16% produkcji sprzedanej przemysłu ogółem przypada na przemysł spożywczy) [Chądrzyński 2011]. Na przyspieszenie rozwoju przemysłu spożywczego w Polsce wpłynęły zmiany, jakie dokonały się w warunkach rynkowego funkcjonowania tych przedsiębiorstw w wyniku wejścia Polski do Unii Europejskiej [Szczepaniak, Drożdż 2010]. Okazało się także, że oferta asortymentowa polskich producentów żywności jest bardzo konkurencyjna na rynkach unijnych. Przyczyną tak znacznej konkurencyjności polskiej żywności w dużej mierze są znacznie niższe koszty produkcji, które przekładają się na niższe ceny tych produktów. Jednak sytuacja taka nie będzie długotrwała. Dotychczasowe przewagi konkurencyjne oparte na niskich kosztach pracy będą coraz wyraźniej tracić na znaczeniu, a co za ty idzie, konieczne będzie tworzenie nowych przewag, opartych na wiedzy i innowacyjności [Innowacyjność 2010]. Innowacyjność przedsiębiorstwa jest zasadniczym warunkiem jego wzrostu i rozwoju. Aby przedsiębiorstwo mogło efektywnie funkcjonować w gospodarce rynkowej, innowacyjność powinna być najważniejszą siłą kreatywną, stale uwzględnianą w jego systemie zarządzania [Kowalczuk 2008]. Badanie to prowadzone jest co dwa lata. Jego zadaniem jest monitorowanie postępów działalności innowacyjnej w Europie. W badaniu uczestniczą państwa członkowskie UE (z wyjątkiem Grecji), a także inne europejskie kraje. 1 247 Renata Matysik-Pejas W państwach członkowskich UE (z wyjątkiem Grecji), w latach 2008–2010 ponad połowa (52,9%) przedsiębiorstw z przemysłu i usług prowadziła działalność innowacyjną. Wśród wszystkich krajów uczestniczących w badaniach najwyższy odsetek przedsiębiorstw innowacyjnych funkcjonował w Niemczech (79,3%), Luksemburgu (68,1%), Belgii (60,9%) i Portugalii (60,3%). Z kolei najniższym udziałem innowacyjnych przedsiębiorstw charakteryzował się przemysł i usługi w takich krajach, jak Bułgaria (27,1 %), Polska (28,1 %), Łotwa (29,9 %), Rumunia (30,8 %) i Węgry (31,1 %) [Science, technology and innovation in Europe 2013]. Powyższe wskaźniki dotyczące całego przemysłu i usług znajdują odzwierciedlenie w działalności innowacyjnej prowadzonej w przedsiębiorstwach przemysłu spożywczego. Analizując poziom innowacyjności przedsiębiorstw zajmujących się produkcją żywności w poszczególnych krajach UE, widać znaczne zróżnicowanie. W badanym okresie lat 2008–2010 liderami innowacyjności byli producenci żywności z Irlandii, Niemiec, Włoch, Belgii, Estonii oraz Portugalii. W krajach tych udział przedsiębiorstw aktywnych innowacyjne wahał się od prawie 62% (w przypadku Portugalii) do ponad 74% (w przypadku Irlandii). Z kolei Polska, obok Łotwy, Rumunii, Bułgarii i Węgier należy do krajów o najniższym udziale innowacyjnych przedsiębiorstw w badanej populacji producentów żywności. W Polsce udział ten przekroczył zaledwie 22%. Pojęcie innowacji zmienia się w sposób ewolucyjny, co oznacza, że stale jest rozszerzane i uzupełniane. Tradycyjnie podejście do innowacji zwracało uwagę jedynie na ich technologiczny aspekt, pod którym rozumiano innowacje w zakresie produktów i procesów. W tym przypadku innowacja ma miejsce wtedy, gdy technologicznie nowy lub udoskonalony produkt zostanie wprowadzony na rynek, zaś technologiczne nowy lub udoskonalony proces znajdzie zastosowanie w produkcji [Juchniewicz 2011]. Działalność innowacyjna, poza innowacjami technologicznymi, obejmuje także zmiany sposobu organizacji przedsiębiorstwa oraz zmiany w zakresie stosowania instrumentarium marketingowego. Innowacje te nazywane są innowacjami nietechnologicznymi i jeszcze do niedawna nie były uznawane za równie ważne jak innowacje produktowe i procesowe [Innowacyjność 2010]. Innowacje te wyodrębniono w statystyce działalności innowacyjnej przedsiębiorstw dopiero w trzeciej wersji Podręcznika Oslo. 248 Innowacyjność producentów żywności w Polsce na tle producentów... Wyk. 1. Odsetek innowacyjnych przedsiębiorstw produkujących żywność w krajach Unii Europejskiej w latach 2008–2010. Źródło: obliczenie własne na podstawie Community Innovation Survey (inn_cis6_type). 249 Renata Matysik-Pejas W zdecydowanej większości krajów Unii Europejskiej producenci żywności w latach 2008–2010 wprowadzali jednocześnie innowacje o charakterze technologicznym, jak i nietechnologicznym. Największy odsetek takich przedsiębiorstw odnotowano w Estonii, Finlandii, na Słowacji oraz w Irlandii. Przedsiębiorstwa, które wprowadziły równocześnie oba rodzaje innowacji stanowiły w tych krajach ponad 70% aktywnych innowacyjnie firm. W Polsce udział przedsiębiorstw, które wprowadziły zarówno innowacje o charakterze technologicznym, jak i nietechnologicznym stanowił 32% badanej populacji firm produkujących żywność. Wyk. 2. Rodzaje innowacji wprowadzonych w przedsiębiorstwach produkujących żywność w krajach Unii Europejskiej w latach 2008–2010. Źródło: obliczenie własne na podstawie Community Innovation Survey (inn_cis6_type). 250 Innowacyjność producentów żywności w Polsce na tle producentów... Podobnie niskie wskaźniki, jak w przypadku producentów żywności w Polsce, uzyskano w Bułgarii (ok. 28%), na Węgrzech (ok. 34%) i w Rumunii (ok. 36%). Jednocześnie w krajach tych przedsiębiorstwa produkujące żywność wprowadzały przede wszystkim innowacje nietechnologicze, których udział wahał się od ok. 40% w Bułgarii do prawie 47% w Rumunii. Najwyższy odsetek przedsiębiorstw produkujących żywność skupiony tylko na wprowadzaniu innowacji w zakresie produktów i procesów, a więc o charakterze technologicznym, funkcjonował w badanym okresie na Litwie, w Hiszpanii, Bułgarii, Holandii oraz Szwecji, przekraczając 30% udziału w populacji aktywnych innowacyjnie przedsiębiorstw. W Polsce udział ten wyniósł niecałe 25%. Wnioski Innowacyjność przedsiębiorstw produkujących żywność mimo, że napotyka różnego rodzaju bariery wynikające z tradycyjnego charakteru tego przemysłu, ma duże znaczenie w szybko rozwijającej się gospodarce. Konkurencyjny rynek wymusza na producentach wprowadzanie zarówno innowacji o charakterze technologicznym, odnoszących się do produktów i procesów, jak i nietechnologicznym związanych z organizacją i marketingiem. Innowacyjność polskich producentów żywności na tle producentów z innych krajów Unii Europejskiej wypada zdecydowanie słabo. Wśród wszystkich państw UE (z wyjątkiem Grecji) Polska znajduje się na przedostatnim miejscu pod względem udziału innowacyjnych przedsiębiorstw branży żywnościowej. Niższym wskaźnikiem charakteryzuje się jedynie przemysł żywnościowy na Łotwie. W zakresie rodzajów wprowadzanych innowacji dominują wśród polskich producentów żywności innowacje nietechnologiczne. Jednocześnie odsetek przedsiębiorstw innowacyjnych zarówno pod względem technologicznym, jak i nietechnologicznym jest w Polsce jednym z najniższych wśród krajów UE. 251 Renata Matysik-Pejas Literatura Chądrzyński M. 2011. Problematyka innowacyjności przedsiębiorstw przemysłu spożywczego, Roczniki Naukowe SERiA, tom XIII, zeszyt 1: 51. Earle M., Earle R., Anderson A. 2007. Opracowanie produktów spożywczych. Podejście marketingowe, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa: 52–53. Innowacyjność 2010, PARP, Warszawa: 9, 32. Juchniewicz M. 2011. Innowacje nietechnologiczne w przemyśle spożywczym, Roczniki Naukowe SERiA, tom XIII, zeszyt 2: 160. Kowalczuk I. 2008. Postawy polskich konsumentów wobec nowych produktów żywnościowych (w:) Innowacje i innowacyjność w sektorze Agrobiznesu, tom I, SGGW, Warszawa: 249. Nauka i technika. 2006. GUS, Warszawa: 224. Science, technology and innovation in Europe, 2013, Eurostat: 68. Szczepaniak I., Drożdż J. 2010. Kryzys gospodarczy a inwestycje w polskim przemyśle spożywczym, Przemysł Spożywczy, 4: 3. Szczepaniak I. 2010. Ekonomiczna ocena innowacyjności przedsiębiorstw przemysłu spożywczego, Przemysł Spożywczy, 11: 4. dr inż. Renata Matysik-Pejas Katedra Zarządzania i Marketingu w Agrobiznesie Wydział Rolniczo-Ekonomiczny Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Al. Adama Mickiewicza 21, 31–120 Kraków e-mail: [email protected] 252 Kamila Musiał Beata Grygierzec EPISTEME 18/2013, t. 1 s. 253–261 ISSN 1895-2241 Wybrane zbiorowiska łąkowe terenu Lainzer Tiergarten usytuowanego na obrzeżach Wiednia Selected meadow communities of the Lainzer Tiergarten area situated on the boundaries of Vienna Abstrakt. Badania dotyczyły inwentaryzacji florystycznej wybranych zbiorowisk łąkowych obszaru Lainzer Tiergarten, parku znajdującego się na obrzeżach Wiednia. Fizjograficznie obszar ten jest zaliczany do wschodniego brzegu masywu Alp, mieści się on w całości w peryferyjnej, południowo – zachodniej części miasta Wiednia i obejmuje powierzchnię około 2,5 tysiąca hektarów. Zbiorowiska łąkowe stanowią tam około 20% całości terenu. Lainzer Tiergarten jest obszarem objętym programem Natura 2000, stanowiąc miejsce występowania wielu interesujących i rzadkich gatunków roślin naczyniowych. Badania prowadzone były od czerwca do sierpnia w 2012 roku i polegały na wykonaniu 35 zdjęć fitosocjologicznych metodą Braun – Blanqueta. Objęły one zbiorowiska zaklasyfikowane pod względem fitosocjologicznym jako: Festuco – Trisetetum, Holco – Brometum, Molinion i Magnocaricion. Celem badań było określenie różnorodności gatunkowej roślin naczyniowych, ze szczególnym uwzględnieniem gatunków rzadkich. W wyniku badań zanotowano 145 gatunków roślin naczyniowych, w tym 27 rzadkich. Trzy gatunki z tego terenu były objęte ochroną ścisłą. Najbogatszy florystycznie był zespół Holco – Brometum, w obrębie którego występowało w sumie 80 gatunków, jak również stwierdzono tutaj najwięcej gatunków (średnio) w pojedynczym zdjęciu fitosocjologicznym (30). Słowa kluczowe: zbiorowiska łąkowe, różnorodność florystyczna, gatunki rzadkie Summary. The research was carried out in the selected area of Lainzer Tiergarten, large terrain of city park, located on the boundaries of Vienna, with meadows covering about 20% of all its area. Physiographically it belongs to the eastern massif of the Alps and is located in the south – western part of Vienna on the big acreage of about 2,5 thousands hectares. Lainzer Tiergarten is a part of Natura 2000 network and is a terrain with high and urgent 253 Kamila Musiał, BeataGrygierzyc need for optimum management plans, as many interesting and rare plant species occur in that area. The study was conducted in 2012 (June to August) and included 35 phytosociological releves, done by the Braun – Blanquet method. They encompassed two associations: Festuco – Trisetetum and Holco – Brometum and two alliances: Molinion and Magnocaricion. The aim of the study was an appraisal of the floristic diversity of vascular plants, especially including rare species in selected parts of those meadows. As a result, the area was classified as floristically diversified, rich in interesting meadow species (145). There were 27 rare species, 3 of which are protected by the law. The most abundant in species was Holco – Brometum (80 species), with the biggest mean number of species in releves (30). Key words: meadow communities, floristic diversity, rare species Wstęp Na terenie Austrii rolnictwo jest zdominowane przez użytki zielone, czyli łąki i pastwiska, które stanowią tutaj znaczną część użytków rolnych [Angeringer i Karrer 2008]. Jednakże dużym problemem na obszarze kraju, jak również bezpośrednio w badanym Lainzer Tiergarten jest zaprzestanie użytkowania łąk na większą skalę. Powoduje to w efekcie zmiany w składzie gatunkowym, zmniejszenie sie bioróżnorodności, a także zmiany w strukturze gatunków dominujących [Karrer 2007]. Lainzer Tiergarten jest obszarem chronionym, objętym programem Natura 2000, o łącznej powierzchni około 2500 hektarów, znajdującym się w południowo – zachodniej części Wiednia. Fizjograficznie teren ten zaliczany jest do masywu alpejskiego i stanowi on jego wschodni brzeg, z wysokościami około 410 – 490 metrów nad poziom morza. Teren ten, używany obecnie głównie dla celów rekreacyjnych, a także jako miejsce ochrony przyrody, jest otoczony wysokim na 2 metry i długim na 22 kilometry murem [Stadt Wien 2008]. Zostały tutaj utworzone ścieżki dydaktyczne, pozwalające na podziwianie ciekawych i rzadkich gatunków roślin, a także zwierząt żyjących na wolności takich jak: dziki, jelenie czy sarny. Ciekawym wydaje się, iż park ten został utworzony już w XV wieku, dla celów łowieckich i do dziś spełnia funkcje myśliwskie [Stadt Wien 2008]. Na terenie Lainzer Tiergarten znajdują się interesujące kompleksy łąkowe, różnorodne pod względem składu gatunkowego 254 Wybrane zbiorowiska łąkowe terenu Lainzer Tiergarten... i przynależności fitosocjologicznej. Zbiorowiska łąkowe tego terenu są użytkowane ekstensywnie, koszone jeden raz w roku i zajmują około 20 % całkowitej jego powierzchni [Karrer 2011]. Ze względu na występowanie klimatu charakteryzowanego przez element panoński, z wysokimi letnimi temperaturami i małymi opadami, występują tutaj specyficzne gatunki roślin [Stadt Wien, 2008]. Związek Molinion, jest przykładem ciekawego zbiorowiska łąkowego występującego na obszarze parku i choć można go spotkać na terenie całej Austrii, jednakże częstość jego występowania jest niewielka. Zajmuje on specyficzne siedliska, zwłaszcza dogodne warunki bytowania znajduje w miejscach, gdzie przez kilka ostatnich lat nie stosowano nawożenia. Zbiorowiska należące do związków Festuco – Trisetetum i Holco – Brometum to łąki świeże charakteryzujące się dużym bogactwem gatunkowym, stanowią one typowe łąki kośne [Ellenberg 1996]. Związek Magnocaricion obejmuje natomiast naturalne lub antropogeniczne zbiorowiska roślin siedlisk zalewanych [Matuszkiewicz 2002] . Celem pracy była analiza florystyczna wybranych płatów łąk tego terenu, z uwzględnieniem gatunków rzadkich, zaklasyfikowanych do określonych zespołów i związków w ujęciu fitosocjologicznym. Materiał i metody Badania terenowe polegające na wykonaniu 35 zdjęć fitosocjologicznych metodą Braun – Blanqueta, na podstawie pracy Szafera i in. [1977], prowadzone były od czerwca do sierpnia w 2012 roku, w trakcie odbywanego stażu w Instytucie Botaniki na Universität für Bodenkultur w Wiedniu, w ramach Programu Erasmus. Wykonano po 10 zdjęć dla: Festuco – Trisetetum (F-T), Holco – Brometum (H-B) i Molinion (Mo), a także 5 zdjęć w obrębie Magnocaricion (Ma), które zaklasyfikowane zostały na podstawie pracy Karrera [2011]. Zbiorowiska łąkowe badane były w 3 wybranych kompleksach na terenie parku (mapa 1), z których kompleks I obejmował: Festuco – Trisetetum i Holco – Brometum, kompleks II: Festuco – Trisetetum, Molinion i Magnocaricion, a kompleks III: Festuco – Trisetetum i Holco – Brometum (mapa 1). Oszacowano ogólną liczbę gatunków i rodzin występujących w danych jednostkach fitosocjologicznych. Gatunki rzadkie zostały podane za Niklfeld [1999], natomiast gatunki obję255 Kamila Musiał, BeataGrygierzyc te ochroną ścisłą, określone zostały na podstawie pracy Baumann i Muller [1992]. Gatunki należące do elementu panońskiego podano za Zając i Zając [2009]. Nomenklatura łacińska i przynależność do rodzin botanicznych podane zostały za przewodnikiem do oznaczania flory Austrii [Manfred i in. 2005] i Niemiec [Jager i Werner 2005]. Mapa 1. Badane kompleksy łąkowe na terenie Lainzer Tiergarten (I, II i III). Źródło: opracowanie własne na podstawie Stadt Wien maps. Wyniki i dyskusja W wyniku przeprowadzonych badań, na analizowanym terenie zanotowano 145 gatunków roślin należących do 35 rodzin botanicznych (ryc. 1). Najbogatsze w gatunki były rodziny: Poaceae (28), Fabaceae (16), Asteraceae (15), Rosaceae (11), Cyperaceae – z najliczniejszym w gatunki rodzajem Carex (11) i Lamiaceae (9). W strukturze tej odnotowano także rodziny botaniczne budowane przez niewielką liczbę gatunków. Rodziny reprezentowane np. przez dwa gatunki to np. Dipsacaceae, Euphorbiaceae czy Orchidaceae, do której należały: Epipactis 256 Wybrane zbiorowiska łąkowe terenu Lainzer Tiergarten... palustris i Orchis palustris. Każda z piętnastu rodzin botanicznych była natomiast reprezentowana przez jeden gatunek, z czego najbardziej interesujące były: Colchicum autumnale (Colchicaceae), Thesium linophyllon (Santalaceae), Veratrum album (Melanthiaceae), Ophioglossum vulgatum (Ophioglossaceae) i Linum catharticum (Linaceae). Ryc. 1. Struktura rodzin botanicznych względem ilości gatunków je budujących. 30 25 20 15 10 5 0 Po Cy ace p e ae ra c Ru eae bi ac e Ap ae ia c Ju ea nc e Di ace ps ae a Pl an cac ta ea e gi B r n ac e as s i ae Eq cace u a M is e e t el an ace ae th Po iace lyg ae a Va o na ce le ria ae na ce ae Liczba gatunków Źródło: opracowanie własne. Najbardziej różnorodny florystycznie spośród badanych zbiorowisk łąkowych był zespół Holco – Brometum (80 gatunków), gdzie zanotowano średnio 30 gatunków w zdjęciu fitosocjologicznym. Dla Festuco – Trisetetum wartości te wynosiły: 67 gatunków ogółem i 25 średnio w zdjęciu a dla Molinion 35 i 20. Najmniej gatunków zanotowano ogólnie dla związku Magnocaricion (32), gdzie średnia liczba w zdjęciu wynosiła 18 gatunków (ryc. 2). Ryc. 2. Ogólna ilość gatunków i średnia liczba gatunków w zdjęciu dla badanych zespołów i związków. 100 Liczba gat. 50 0 F-T H-B Mo Ma Średnia ilość gat. w zdjęciu Źródło: opracowanie własne. 257 Kamila Musiał, BeataGrygierzyc Najwięcej gatunków rzadkich zanotowano dla Holco – Brometum (12), następnie Molinion (7) i Magnocaricion (5), natomiast zespół Festuco – Trisetetum był najuboższy w gatunki rzadkie (3), co zostało przedstawione w tabeli 1. Z trzech analizowanych kompleksów łąkowych gatunki rzadkie najliczniejsze były w kompleksie I (15). W sumie wszystkich gatunków rzadkich było 27, co stanowiło 18 % całości analizowanego wycinku flory tego terenu. Na terenie badań występowały ponadto 3 gatunki objęte ochroną ścisłą, są to: Epipactis palustris, Orchis palustris i Scorzonera humilis. Niektóre gatunki z tego terenu uznawane są za rzadkie, także w krajach sąsiednich, jak np. w Niemczech są to: Thesium linophyllon, Potentilla alba czy Prunella laciniata [Blab i in. 1984]. Tab. 1. Rzadkie gatunki występujące w analizowanych kompleksach łąkowych Holco - Brometum Przynależność fitosocjologiczna 258 L.p. Nazwa gatunku Rodzina botaniczna Kompleks łąkowy 1. Asperula cynanchica Rubiaceae I, III 2. Asperula tinctoria Rubiaceae I. III 3. Campanula glomerata Campanulaceae I, III 4. Chamaecytisus supinus Fabaceae I 5. Cirsium pannonicum Asteraceae I, III 6. Colchicum autumnale Colchicaceae I, 7. Dantonia decumbens Poaceae I, III 8. Dorycnium herbaceum Fabaceae I, III 9. Euphorbia verrucosa Euphorbiaceae I 10. Filipendula vulgaris Rosaceae I, III 11. Potentilla alba Rosaceae I 12. Thesium linophyllon Santalaceae I Wybrane zbiorowiska łąkowe terenu Lainzer Tiergarten... Magnocaricion Molinion Festuco - Trisetetum 13. Leontodon hispidus Asteraceae I, II, III 14. Salvia pratensis Lamiaceae I, II, III 15. Prunella laciniata Lamiaceae I 16. Carex pulicaris Cyperaceae II 17. Epipactis palustris Orchidaceae II 18. Galium boreale Rubiaceae II 19. Inula salicina Asteraceae II 20. Ophioglossum vulgatum Ophioglossaceae II 21. Scorzonera humilis Asteraceae II 22. Succisa pratensis Dipsacaceae II 23. Carex davalliana Cyperaceae II 24. Lotus maritimus Fabaceae II 25. Orchis palustris Orchidaceae II 26. Sesleria uliginosa Poaceae II 27. Veratrum album Melanthiaceae II Źródło: opracowanie własne. Specyficzny klimat tego terenu, z wysokimi letnimi temperaturami umożliwia występowanie nielicznych gatunków należących do elementu panońskiego takich jak np.: Asperula cynanchica, Cirsium pannonicum czy Salvia pratensis, które zostały zanotowane w obrębie zespołu Holco – Brometum i Festuco – Trisetetum. Jako, że są to gatunki specyficzne dla południowo-wschodniej części Europy, a rzadko spotykane na terenie Europy Środkowej, w tym także Austrii, wpływają wzbogacająco na zbiorowiska łąkowe tego obszaru. Wnioski 1. Zbiorowiska łąkowe na terenie Lainzer Tiergarten należy uznać za różnorodne i bogate florystycznie, jako że zanotowano tam 145 gatunków należących do 35 rodzin botanicznych. 2. W badanych płatach występowały liczne gatunki rzadkie, w liczbie 27, stanowiące w sumie 18 % całości flory, co nadaje temu obszarowi szczególną wartość florystyczną. 259 Kamila Musiał, BeataGrygierzyc 3. Najbogatszy w gatunki (80) był zespół Holco – Brometum, co świadczy o jego dużych walorach florystycznych. 4. Występowanie specyficznych gatunków należących do elementu panońskiego wpłynęło dodatkowo wzbogacająco na te zbiorowiska łąkowe. LITERATURA Angeringer W., Karrer G. 2008. Preserving species richness in hay meadows of Viennas nature conservation area Lainzer Tiergarten. Biocultural Diversity – Applied projects from different parts of the world: 63–69. Vienna. Baumann H., Muller T. 1992. Farbatlas geschutzte und gefahrdete pflanzen. Germany: 281–314. Blab J., Nowak E., Trautman W., Sukopp H. 1984. Rote liste der gefahrdeeeeten tiere und pflanzen in der Bundesrepublik Detschland. Berlin: 128–148. Ellenberg H. 1996. Vegetation Mitteleuropeas mit den Alpen. 5th ed., Stuttgart: Ulmer. Jager E. J., Werner K. 2005. Exkursionsflora von Deutschland. Band 4: Gefasspflanzen: kritischer band, 10th edition, Heidelberg, Berlin. Karrer G. 2007. Plants as drivers for floristic changes in meadows under different degree of abandonment. RA Essen 49th Annual Conference of the International Association for Vegetation Science. Book of Abstracts: 101. Karrer G. 2011. Dynamics of biomass production in extensively managed meadows at the eastern edge of Alps. Grassland Science in Europe, vol. 16: 598–600. Manfred A., Fischer M., Oswald K.. Adler W. 2005. Exkursionsflora fur Osterreich, Lichtenstein und Sudtirol. Linz. Matuszkiewicz W. 2002. Przewodnik do oznaczania zbiorowisk roślinnych Polski, Warszawa, PWN: 230–240. Niklfeld H. 1999. Rote Listen Gefahrdeter Pflanzen Osterreichs. Band 10, Graz. Szafer W., Zarzycki K., Pawłowski B., Kornaś J., Medwecka – Kornaś A. 1977. Skład i budowa zbiorowisk roślinnych oraz metody ich badania. Szata roślinna Polski. Warszawa PWN, wyd. III. T1. Zając M., Zając A. 2009. The geographical elements of native flora of Poland, Nakładem Pracowni Chorologii Komputerowej Instytutu Botaniki Uniwersytetu Jagiellońskiego. Strony internetowe: www.wien.gv.at/wald/lainz-tg/lage.htm2008 260 Wybrane zbiorowiska łąkowe terenu Lainzer Tiergarten... mgr Kamila Musiał dr inż. Beata Grygierzec Zakład Łąkarstwa, Instytut Produkcji Roślinnej Uniwersytet Rolniczy w Krakowie e-mail: [email protected] Promotor: prof. dr hab. Mirosław Kasperczyk 261 Rafał Ogórek Agnieszka Lejman EPISTEME 18/2013, t. 1 s. 263–276 ISSN 1895-2241 Wrażliwość grzybów Fusarium spp. na substancje aktywne wybranych fungicydów Susceptibility of fungus Fusarium spp. on active ingredients of chosen fungicides Abstrakt. Celem pracy była ocena wpływu 3 fungicydów na wzrost in vitro grzybów z rodzaju Fusarium. Doświadczenie przeprowadzono w temperaturze pokojowej (22oC) w 6 powtórzeniach oraz 7 wariantach stężeniowych fungicydów. Pomiary średnicy grzybni wykonywano po 6 i 12 dniach od momentu wyłożenia krążków grzybni na pożywkę. Uzyskane wyniki poddano analizie wariancji (ANOVA) za pomocą testu Fishera przy α £ 0,01. Wyniki eksperymentu pokazały, że zastosowane fungicydy hamowały w różnym stopniu wzrost grzybni badanych grzybów w zależności od gatunku grzyba, stosowanej dawki i rodzaju środka grzybobójczego. Najlepszym preparatem okazał się Falcon 460 EC. Słowa kluczowe: grzyby, fungicydy, in vitro Summary. The aim of the paper was to estimate the effect of the application of 3 fungicides on the growth in vitro fungus of genus Fusarium. The experiment was conducted at room temperature (22°C) in 6 replications and seven variations of concentration of fungicides. The measurements of the diameter of mycelium were performed at 6 and 12 days after the liner discs of mycelial on the medium. The results of research were analyzed by ANOVA, using Fisher’s least significant difference (LSD) test at α £0.01. The experimental results showed that application of fungicides inhibited in varying deprees of mycelial growth of fungi tested, depending on the species of fungus, the doses used and the type of fungicide. The best preparation was Falcon 460 EC. Key words: fungi, fungicides, in vitro 263 Rafał Ogórek, Agnieszka Lejman Wstęp W produkcji roślinnej ważną metodą ochrony roślin jest ochrona chemiczna, szczególnie przed chorobami grzybowymi. Kuś [1996] podaje, że w naszym kraju coroczne straty w plonach zbóż z tego powodu wynoszą przeciętnie 15%. Powszechnie wykorzystuje się do zapobiegania i zwalczania mikoz fungicydy. Jednakże grzyby patogeniczne mogą się uodpornić na ich działanie. Skutkuje to ciągłą koniecznością prowadzenia badań nad nowymi substancjami aktywnymi [Nowak i in. 2005]. Fusarium spp. stanowią ważną grupę patogenów roślin, które mogą powodować także zakażenia oportunistyczne u ludzi [Guarro i Gené 1995]. Wydzielają one mikotoksyny, które są zagrożeniem dla ludzi oraz zwierząt [Bai i Shaner 2004, Frandsen i in. 2006]. Grzyby te mogą wytwarzać m.in. trichoteceny, fumonizyny, zearalenon oraz moniliforminę [Selwet 2010]. Fusarium avenaceum może powodować zgniliznę podstawy źdźbła i korzeni zbóż [Kopacki i Wagner 2006]. Ze względu na dużą tolerancję na temperaturę powietrza ma zdolność porażania roślin w różnych strefach klimatycznych [Kiecana i in. 2006]. Z kolei F. culmorum może być przyczyną zgorzeli siewek, podstawy źdźbła oraz fuzariozy kłosów (FHB – Fusarium head blight) [Parry i in. 1995]. Szkody powodowane przez tego patogena wpływają na ilościowe i jakościowe straty w plonie [Sikora i Banachowska 2006]. Fusarium equiseti jest typowym saprotrofem glebowym, odpowiedzialnym za gnicie owoców oraz martwych i obumierających tkanek roślinnych [Hyakumachi 1994]. Może atakować wiele roślin rolniczych, np. zboża [Kosiak i in. 2005]. Fusarium graminearum jest głównym sprawcą FHB oraz ważnym patogenem pszenicy i jęczmienia w wielu krajach [Parry i in. 1995]. Z kolei gatunek F. oxysporum jest grzybem posiadającym liczne rasy, w obrębie których występują szczepy niepatogeniczne oraz patogeniczne dla roślin [Tousson 1975, Gordon i Okamato 1990, 1992]. Mogą one powodować różne objawy chorobowe w postaci zgorzeli siewek, fuzaryjnego więdnięcia oraz zgnilizny korzeni [Steinkellner i in. 2005]. Celem przeprowadzonego doświadczenia było określenie wpływu trzech fungicydów na wzrost in vitro wybranych gatunków grzybów z rodzaju Fusarium. 264 Wrażliwość grzybów Fusarium spp. na substancje aktywne wybranych fungicydów Materiały i metody Do badań wybrano po 2 izolaty grzybów: Fusarium avenaceum, F. culmorum, F. equiseti, F. graminearum i F. oxysporum. Gatunki wykorzystane w doświadczeniu zostały wyizolowane z ziarna mieszanek zbożowych. Wykorzystano w doświadczeniu fungicydy o: działaniu systemicznym Topsin M 500 SC (tiofanat metylowy 500 g w 1 dm3), działaniu systemicznym Falcon 460 EC (167 g tebukonazolu + 250 g spiroksaminy + 43 g triadimenolu w 1 dm3) i działaniu wgłębnym i systemicznym Amistar 250 SC (azoksystrobina 250 g w 1 dm3). Doświadczenie przeprowadzono w temperaturze pokojowej o (22 C) w 6 powtórzeniach oraz 7 wariantach stężeniowych fungicydów: 0,2 dm3/ha, 0,4 dm3/ha, 0,6 dm3/ha, 0,8 dm3/ha, 1,0 dm3/ha, 1,2 dm3/ha i 1,4 dm3/ha. Kontrole stanowiły szalki z podłożem bez dodatku fungicydu. Na pożywce PDA umieszczono krążek siedmiodniowej grzybni o średnicy 4 mm. Pomiary średnicy grzybni wykonywano po 6 i 12 dniach od momentu wyłożenia krążków grzybni na pożywkę. Uzyskane wyniki poddano analizie wariancji (ANOVA) za pomocą testu Fishera przy α = 0,01. Wyniki i dyskusja Najbardziej rozpowszechnioną metodą ograniczania chorób grzybowych zbóż jest metoda chemiczna, jednak obecnie wraz z wycofywaniem wielu środków ochrony roślin pojawia się potrzeba poszukiwania nowych substancji aktywnych [Kozak 2009, Ogórek i in. 2011]. W warunkach in vitro badane fungicydy w różnym stopniu ograniczyły wzrost grzybni Fusarium spp. użytych w doświadczeniu. Najlepiej hamował wzrost grzybów fungicyd o składzie 167 g tebukonazolu, 250 g spiroksaminy, 43 g triadimenolu w 1 dm3 (Falcon 460 EC), w obu czasach inkubacji. Pozostałe badane fungicydy ograniczały wzrost grzybni wyosobnionych z ziaren izolatów z rodzaju Fusarium w porównaniu do kontroli, ale ich oddziaływanie na izolaty poszczególnych gatunków było zróżnicowane. Tylko w nielicznych przypadkach stwierdzono hamowanie wzrostu grzybni izolatów proporcjonalnie do stężenia preparatu (tab. 1–6). Wyniki badań uzyskane po 6 dniach inkubacji wskazują, że preparat o składzie 167 g tebukonazolu, 250 g spiroksaminy, 43 g tria265 Rafał Ogórek, Agnieszka Lejman dimenolu w 1 dm3 (Falcon 460 EC) przy dawce 0,6 dm3/ha ograniczał w 100% wzrost wszystkich izolatów grzybów użytych w doświadczeniu – hamujący wpływ był proporcjonalny do zastosowanej dawki preparatu i był istotny statystycznie. Oddziaływanie pozostałych fungicydów wykorzystanych w doświadczeniu nie było już tak jednoznaczne. Zależało one od rodzaju i dawki środka, izolatu i gatunku grzyba. Jednakże i w tych sytuacjach stwierdzono, że w niektórych przypadkach różnice statystyczne były istotne (tab. 1–3). Słabe działanie preparatu o składzie azoksystrobina 250 g w 1 dm3 (Mistral 250 SC) w przeprowadzonym doświadczeniu potwierdza, wyniki badań Sikory i Banachowskiej [2006], które badały wpływ różnych substancji aktywnych na wzrost F. culmorum oraz badania Andrzejak i Werner [2007], które sprawdzały wpływ różnych preparatów na wzrost grzybów z rodzaju Fusarium. Podobną sytuacje, jak po 6 dniach inkubacji zauważono w przypadku oddziaływań fungicydów na wzrost grzybni po 12 dniach inkubacji. Mianowicie preparat o składzie 167 g tebukonazolu, 250 g spiroksaminy, 43 g triadimenolu w 1 litrze (Falcon 460 EC), przy dawce 0,6 dm3/ha ograniczał wzrost wszystkich izolatów grzybów użytych w doświadczeniu. Hamujący wpływ był także proporcjonalny do zastosowanej dawki preparatu i był istotny statystycznie. Natomiast reszta fungicydów podobnie, jak po 6 dniach inkubacji wykazywała zmienne i słabe działanie hamujące na wzrost grzybni badanych grzybów. Ich skuteczność zależała od rodzaju i dawki środka oraz izolatu i gatunku grzyba (tab. 4–6). Zróżnicowanie tempa wzrostu pomiędzy izolatami jednego gatunku na pożywce zawierającej ten sam fungicyd, było duże. Świadczyć to może m. in. o zmienności genetycznej izolatów w obrębie jednego gatunku grzybów. Powyższą hipotezę mogą potwierdzać badania Fàvaro i in. [2011], którzy stwierdzili, że cechy fenotypowe grzybów w wielu przypadkach poparte są zmiennością genetyczną. W badaniach swych sprawdzali oni korelacje miedzy cechami fenotypowymi a genomem Epicoccum nigrum. 266 0,0 64,3 49,2 60,3 74,5 54,7 55,7 57,3 F. culmorum - 2 F. equiseti - 1 F. equiseti - 2 F. graminearum - 1 F. graminearum - 2 F. oxysporum - 1 F. oxysporum - 2 a CD a AB a CDE a CDE a DE 31,0 21,0 31,3 35,8 45,7 b AB b BC b CD b D cd CD 33,7 16,7 39,0 37,0 46,7 b B b D b D b E bcd D 31,0 16,7 30,5 37,3 42,7 b BC b CD b D b E cd D 43,0 17,3 31,3 40,3 49,0 ab ABC b CD b E b F b BC 40,0 16,3 31,3 41,3 50,7 ab A b BC bcd DE b F bc BC Średni wzrost kolonii [mm], Dawka [dm3/ha] 0,4 0,6 0,8 1,0 c abc abc abc abc abc* 35,7 47,0 43,7 40,3 41,3 CD ABC ABC C ABC E* b b b b ab a 31,0 34,0 35,0 37 39,0 DE DE CD D BC DE c cd e e cd a 52,0 51,0 48,0 47,7 51,0 A AB AB B A A cde cdb bc bc b a 25,7 29,0 31,0 31,5 33,7 E E D D C BC a a a a a a 47,0 53,3 52,3 49,7 51,3 AB A A A A DE 0,2 29,3 14,3 37,7 40,3 50,3 51,3 22,7 55,0 36,8 51,7 1,2 ab A b B b B b E d C a A b B b A de D a A 28,3 10,0 31,3 43,0 49,7 46,0 21,0 56,0 35,0 36,5 1,4 ab AB b BC b DE b G d EF bc CD b DE b A e F a B *Średnie oznaczone tymi samymi literami nie różnią się istotnie statystycznie. Małe litery oznaczają wpływ różnych dawek na poszczególne patogeny; wzdłuż wierszy. Duże litery oznaczają wpływ różnych patogenów na poszczególne dawki, wzdłuż kolumn. Test Fishera poziom istotności (LSD), α = 0,01. 83,7 F. culmorum - 1 F. avenaceum - 2 50,2 F. avenaceum - 1 45,0 Nazwa izolatu Tab. 1. Oddziaływanie dawek fungicydów Topsin M 500 SC na wzrost grzybów in vitro po 6 dniach inkubacji Wrażliwość grzybów Fusarium spp. na substancje aktywne wybranych fungicydów 267 268 50,2 83,7 64,3 49,2 60,3 74,5 54,7 55,7 57,3 F. avenaceum - 2 F. culmorum - 1 F. culmorum - 2 F. equiseti - 1 F. equiseti - 2 F. graminearum - 1 F. graminearum - 2 F. oxysporum - 1 F. oxysporum - 2 CDE a CDE a AB a CD a DE a BC a A a DE a E* a a* 5,7 0,0 1,7 0,0 0,0 5,3 7,0 0,0 0,0 0,2 A b B b B b B b B b A b A b B b B b b 2,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,7 2,3 0,0 0,0 0,4 AB c C c C b C b C b B b A c C c C b b 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,6 A c A c A b A b A b A b A c A c A b b 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,8 A c A c A b A b A b A b A c A c A b b 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,0 A c A c A b A b A b A b A c A c A b b 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,2 A c A c A b A b A b A b A c A c A b b 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 1,4 b A c A c A b A b A b A b A c A c A b 5,3 1,7 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 DE A B A A A A A *Średnie oznaczone tymi samymi literami nie różnią się istotnie statystycznie. Małe litery oznaczają wpływ różnych dawek na poszczególne patogeny; wzdłuż wierszy. Duże litery oznaczają wpływ różnych patogenów na poszczególne dawki, wzdłuż kolumn. Test Fishera poziom istotności (LSD), α = 0,01. 45,0 F. avenaceum - 1 0,0 Średni wzrost kolonii [mm], Dawka [dm3/ha] Tab. 2. Oddziaływanie dawek fungicydów Falcon 460 EC na wzrost grzybów in vitro po 6 dniach inkubacji Nazwa izolatu Rafał Ogórek, Agnieszka Lejman Nazwa izolatu 0,0 0,2 Średni wzrost kolonii [mm], Dawka [dm3/ha] 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 a* a a a ab ab ab b F. avenaceum - 1 45,0 43,0 50,0 44,0 34,0 35,7 38,7 30,0 E* D C E F E E E a b b b b b b b F. avenaceum - 2 50,2 17,0 18,7 17,7 17,7 21,3 15,0 15,5 DE F F G G F G F a b c c b a b b F. culmorum - 1 83,7 78,0 70,0 71,3 79,3 79,7 79,3 79,0 A A B B A A A A b b c c ab ab b a F. culmorum - 2 64,3 64,3 52,3 50,0 68,0 70,0 64,0 76,7 BC B C D B B B A a cd d cd ab ab ab bc F. equiseti - 1 49,2 35,5 33,3 36,8 45,5 44,5 44,2 40,3 DE E E F D CD D C a ab ab cd d bcd b cd F. equiseti - 2 60,3 38,7 38,7 33,3 31,7 36,3 40,7 34,0 CD DE D F F E E DE c bc abc ab abc a a ab F. graminearum - 1 74,5 75,3 78,7 79,3 77,3 79,7 80,3 79,0 AB A A A A A A A abc bcd e ab a de cde cd F. graminearum - 2 54,7 53,7 48,0 58,7 59,0 49,3 50,0 53,0 CDE C C C C C C B a b b b b b b b F. oxysporum - 1 55,7 35,0 35,0 36,0 38,0 40,7 40,0 38,0 CDE E DE F E DE E CD a b bcd bcd cde bc e de F. oxysporum - 2 57,3 37,5 34,3 35,0 33,5 37,0 30,0 32,5 DE DE DE F F E F DE *Średnie oznaczone tymi samymi literami nie różnią się istotnie statystycznie. Małe litery oznaczają wpływ różnych dawek na poszczególne patogeny; wzdłuż wierszy. Duże litery oznaczają wpływ różnych patogenów na poszczególne dawki, wzdłuż kolumn. Test Fishera poziom istotności (LSD), α = 0,01. Tab. 3. Oddziaływanie dawek fungicydów Amistar 250 SC na wzrost grzybów in vitro po 6 dniach inkubacji Wrażliwość grzybów Fusarium spp. na substancje aktywne wybranych fungicydów 269 270 Nazwa izolatu 0,0 0,2 Średni wzrost kolonii [mm], Dawka [dm3/ha] 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 a* b b b b b a ab F. avenaceum - 1 70,3 52,0 53,3 51,3 53,0 51,0 68,0 56,7 C* CD C B B C B B a b c d d d bc cd F. avenaceum - 2 79,3 47 43,0 39 37,0 36,7 44,3 41,3 B CDE D C CDE D C C a c c d c c b b F. culmorum - 1 85,0 57,7 54,9 51 56,0 57,0 60 62 A BC C B B B B B a a b b bc c d d F. culmorum - 2 83,7 39,3 35,7 34,3 31,0 29,3 24,7 23,0 A DEF EF C DE F F E a abc bc c bc a a ab F. equiseti - 1 85,0 82,3 80,7 79,7 81,0 84,3 85,0 83,3 A A A A A A A A a b b b a a a a F. equiseti - 2 83,3 70,7 70,7 73,3 82,7 83,0 83,0 82,7 A AB B A A A A A a b b b b b b b F. graminearum - 1 85,0 38,7 38,3 42,0 48,0 50,0 44,0 45,7 A EF E BC BC C C C abc c c c c c b c F. graminearum - 2 83,0 42,3 44,7 37,0 40,3 42,3 53,3 42,3 AB DEF D C CD D CB C a bc b bc bcd bcd cde e F. oxysporum - 1 85,0 30,3 36,3 31,7 28,3 29,7 26,0 18,7 A F EF C E E E E a ef f de bc b cd de F. oxysporum - 2 85,0 38,0 35,0 42,3 52,0 53,3 46,3 42,3 A EF EF BC B BC C E *Średnie oznaczone tymi samymi literami nie różnią się istotnie statystycznie. Małe litery oznaczają wpływ różnych dawek na poszczególne patogeny; wzdłuż wierszy. Duże litery oznaczają wpływ różnych patogenów na poszczególne dawki, wzdłuż kolumn. Test Fishera poziom istotności (LSD), α = 0,01. Tab. 4. Oddziaływanie dawek fungicydów Topsin M 500 SC na wzrost grzybów in vitro po 12 dniach inkubacji Rafał Ogórek, Agnieszka Lejman Nazwa izolatu Średni wzrost kolonii [mm], Dawka [dm3/ha] 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 a* b b b b b b b F. avenaceum - 1 70,3 7,7 2,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 C* B B A A A A A a b b b b b b b F. avenaceum - 2 79,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 B C C A A A A A a b bc c c c c c F. culmorum - 1 85,0 7,7 2,7 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 A B B A A A A A a b b b b b b b F. culmorum - 2 83,7 6,3 2,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 A B B A A A A A a b b b b b b b F. equiseti - 1 85,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 A C C A A A A A a b b b b b b b F. equiseti - 2 83,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 A C C A A A A A a b bc c c c c c F. graminearum - 1 85,0 11,0 7,3 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 A A A A A A A A abc b b b b b b b F. graminearum - 2 83,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 AB C C A A A A A a b bc c c c c c F. oxysporum - 1 85,0 8,3 3,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 A B B A A A A A a b b b b b b b F. oxysporum - 2 85,0 6,3 2,0 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0 A B B A A A A A *Średnie oznaczone tymi samymi literami nie różnią się istotnie statystycznie. Małe litery oznaczają wpływ różnych dawek na poszczególne patogeny; wzdłuż wierszy. Duże litery oznaczają wpływ różnych patogenów na poszczególne dawki, wzdłuż kolumn. Test Fishera poziom istotności (LSD), α = 0,01. Tab. 5. Oddziaływanie dawek fungicydów Falcon 460 EC na wzrost grzybów in vitro po 12 dniach inkubacji Wrażliwość grzybów Fusarium spp. na substancje aktywne wybranych fungicydów 271 272 79,3 85,0 83,7 85,0 83,3 85,0 83,0 85,0 85,0 F. avenaceum - 2 F. culmorum - 1 F. culmorum - 2 F. equiseti - 1 F. equiseti - 2 F. graminearum - 1 F. graminearum - 2 F. oxysporum - 1 F. oxysporum - 2 0,0 75,3 75,0 a A 80,0 85,0 70,7 62,3 85,0 85,0 33,7 77,0 0,2 a A a* C* a B a A a A a A a A a A abc AB bc BC bc BC a B b F a A a A e D d C a A ab AB 72,7 74,0 cde CD bc C 70,7 69,7 e DE c DE 72,3 73,0 de C bc C 77,3 79,3 Średni wzrost kolonii [mm], Dawka [dm3/ha] 0,4 0,6 0,8 1,0 d b d 63,7 72,0 63,3 65,0 F CD D b b c 33,7 32,7 23,0 22,3 F F E a b a 85,0 84,0 85,0 85,0 A A A a a a 85,0 85,0 85,0 85,0 A A A d d c 65,0 67,7 72,0 82,7 E E C d bc b 72,0 76,0 79,0 76,3 D B B a b ab 85,0 83,7 84,0 85,0 A A A ab c ab 81,7 74,7 80,0 79,7 B BC B b D ab C cd E c F b A a A a B bc D a A a C 66,0 73,7 79,3 85,0 79,0 78,3 85,0 85,0 21,3 67,0 1,2 f D bc C c D c E b A a A b B b B a A b B 74,0 79,0 79,7 85,0 75,0 78,7 85,0 85,0 22,7 65,0 1,4 bc C ab AB cd D c E b A a A b AB c C a A b AB *Średnie oznaczone tymi samymi literami nie różnią się istotnie statystycznie. Małe litery oznaczają wpływ różnych dawek na poszczególne patogeny; wzdłuż wierszy. Duże litery oznaczają wpływ różnych patogenów na poszczególne dawki, wzdłuż kolumn. Test Fishera poziom istotności (LSD), α = 0,01. 70,3 F. avenaceum - 1 Nazwa izolatu Tab. 6. Oddziaływanie dawek fungicydów Amistar 250 SC na wzrost grzybów in vitro po 12 dniach inkubacji Rafał Ogórek, Agnieszka Lejman Wrażliwość grzybów Fusarium spp. na substancje aktywne wybranych fungicydów Dane literaturowe pokazują, że nie zawsze oddziaływania fungicydów w stosunku do patogenicznych grzybów w warunkach in vitro przenoszą się na warunki polowe. Związane jest to najprawdopodobniej między innymi ze znacznym zróżnicowaniem występowania w warunkach polowych szczepów określonego gatunku grzyba [Andrzejak i Werner 2007]. Dlatego też wyniki przeprowadzonych badań mimo słabych efektów, uzyskanych dla dwóch fungicydów w doświadczeniach in vitro nie muszą się pokrywać z działaniem ich w warunkach polowych. Fungicydy te prawdopodobnie mogą ograniczać porażenie roślin w warunkach polowych. Wnioski Stwierdzono zróżnicowane oddziaływanie badanych fungicydów na wzrostu grzybów in vitro. Ograniczający wpływ fungicydów na wzrost grzybni był zależny od gatunku i izolatu grzyba, okresu inkubacji oraz rodzaju użytego fungicydu. Najsilniej ograniczał wzrost testowanych grzybów fungicyd o składzie 167 g tebukonazolu, 250 g spiroksaminy, 43 g triadimenolu w 1 dm3 (Falcon 460 EC), natomiast najsłabiej o składzie azoksystrobina 250 g w 1 dm3 (Amistral 250 SC). Literatura Andrzejak R., Werner M. 2007. Wpływ wybranych preparatów na wzrost in vitro grzybów rodzaju Fusarium uszkadzających wypustki szparagów. Postęp Ochrony Roślin 47(2): 37–40. Bai G. H, Shaner G., 2004. Management and resistance in wheat and barley to Fusarium head blight. Annual Review of Phytopathology (42): 135–161. Fàvaro L. C de L., Melo F.L. de, Aguilar-Vildoso C. I., Araújo W. L. 2011. Polyphasic analysis of Intraspecific diversity in Epicoccum nigrum warrants reclassification into separate species. PLoS ONE 6(8): e14828. www.biomedsearch.com/attachments/00/21/85/30/21853017/ pone.0014828.pdf, dostęp: 12.02.2012. Frandsen R. J., Nielsen N. J., Maolanon N., Sorensen J. C., Olsson S., Nielsen J., Giese H., 2006. The biosynthetic pathway for aurofusarin in Fusarium graminearum reveals a close link between the naphthoquinones and naphthopyrones. Molecular Microbiology 61(4): 1069–1080. 273 Rafał Ogórek, Agnieszka Lejman Gordon T. R., Okamato D. 1990. Colonization of crop residue by Fusarium oxysporum f.sp. melonis and other species of Fusarium.; Abstract Phytopathology 80: 1168. Gordon T. R., Okamato D. 1992. Population Structure and the Relationship Between Pathogenic and Nonpathogenic Strains of Fusarium oxysporum. Phytopathology 82 (1): 73–77. Guarro J., Gené J., 1995. Opportunistic fusarial infections in humans. European Journal of Clinical Microbiology & Infectious Diseases. (14): 741–754. Hyakumachi M. 1994. Plant growth promoting fungi from turfgrass rhizosphere with potential for disease suppression. Soil Microorganisms 44: 53–68. Kiecana I., Mielniczuk E., Cegiełko M. 2006. Badania podatności kosów pszenicy ozimej (Triticum aestivum L.) na porażenie przez Fusarium avenaceum (Fr.) Sacc. Acta Agrophysica 8(3): 629–636. Kopacki M., Wagner A. 2006. Effect of some fungicides on mycelium growth of Fusarium avenaceum (Fr.) Sacc. pathogenic to chrysanthemum (Dendranthema grandiflora Tzvelev). Agronomy Research (4): 237–240. Kosiak E. B., Holst-Jensen A., Rundberget T., Gonzalez Jaen M.T., Torp M. 2005. Morphological, chemical and molecular differentiation of Fusarium equiseti isolated from Norwegian cereals. International Journal of Food Microbiology 99(2): 195–206. Kozak M. 2009. Biostymulator, dobry wybór. Agrotechnika 3: 61–62. Kuś J. 1996. Fungicydy przeciw chorobom pszenicy. Agrochemia 10: 22–23. Nowak W., Sowiński J., Pietr S.J., Kita W. 2005. Wpływ sposobów ochrony pszenicy ozimej na jakość ziarna konsumpcyjnego. Pamiętniki Puławskie 139: 117–127. Ogórek R., Łobczowski M., Pusz W. 2011. Wpływ biostymulatora Asahi SL na wzrost wybranych szczepów Fusarium oxysporum Schlecht. Zeszyty Problemowe Postępu Nauk Rolniczych 562: 157–163. Parry D. W., Jenkinson P., McLeod L., 1995. Fusarium ear blight (scab) in small grain cereals – A review. Plant Pathology (44): 207–238. Selwet M. 2010. Negatywne aspekty występowania wybranych mikotoksyn w paszach. Wiadomości Zootechniczne, R. XLVIII (1): 9–13. Sikora H., Banachowska J. 2006. Wrażliwość grzyba Fusarium culomrum na substancje aktywne wybranych fungicydów. Postęp Ochrony Roślin 46(2): 601–603. Steinkellner S., Mammerler R., Vierheiling H., 2005. Microconidia germination of the tomato pathogen Fusarium oxysporum in the presence of root exudates. Journal of Plant Interactions 1(1): 23–30 Toussoum T.A. 1975. Fusarium – suppressive soils. Biology and Control of Soilborne Pathogens Bruehl ed. The American Phytopathological Society, 145–151. 274 Wrażliwość grzybów Fusarium spp. na substancje aktywne wybranych fungicydów Zadanie współfinansowane ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego w ramach projektu ,,Grant Plus” Rafał Ogórek Katedra Ochrony Roślin Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Plac Grunwaldzki 24a, 50–363 Wrocław e-mail: [email protected] Agnieszka Lejman Katedra Kształtowania Agroekosystemów i Terenów Zieleni Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Plac Grunwaldzki 24a, 50–363 Wrocław e-mail: [email protected] Opiekun naukowy: dr hab. Krzysztof Matkowski, dr hab. Piotr Sobkowicz prof. nadzw. 275 Agnieszka ROLA Magdalena JAWORSKA EPISTEME 18/2013, t. 1 s. 277–285 ISSN 1895-2241 WPŁYW WARUNKÓW SIEDLISKOWYCH NA WYSTĘPOWANIE MSZYCY GROCHOWEJ (ACYRTHOSIPHON PISUM H.) I JEJ WROGÓW NATURALNYCH THE EFFECT HABITAT CONDITIONS ON THE OCCURRENCE OF PEA APHID ACYRTHOSIPHON PISUM H. AND HER NATURAL ENEMIES Abstrakt. W artykule przedstawiono badania występowania mszycy grochowej (Acyrthosiphon Pisum H.) i jej naturalnych wrogów na groszku ogrodowym (Pisum sativum L.) i nasturcji (Nasturcja L.) w różnych warunkach siedliskowych. Polowe obserwacje przeprowadzono w Rabce-Zdrój w latach 2011–2012. Groszek siewny był atakowany przez mszyce. Znacznie mniejszą liczbę mszyc zauważono natomiast na nasturcji. Warunki pogodowe, zwłaszcza opady, miały istotny wpływ na występowanie tego szkodnika. Najliczniejszą grupą chrząszczow w kolonii mszyc były chrząszcze z rodziny Coccinellidae. Biedronka siedmiokropka (Coccinella septempunctata) i biedronka dwukropka (Adalia bipunctata) były dominującymi gatunkami w groszku kolonii mszyc. Inne gatunki entomofagowe jak biedronka oczkowa (Anatis ocellata) występowały rzadko. Ponadto, w małych ilościach w kolonii mszyc byłyobecne skorki (Dermaptera) i złotooki (Neuroptera). Słowa kluczowe: Coccinellidae, groszek mszyc, drapieżniki Summary. The investigation aimed an assessment of occurrence of pea aphid Acyrthosiphon pisum H. and her natural enemies on garden pea (Pisum sativum L.) and nasturtium (Tropaeolum L.) in different habitat conditions. Field observation were conducted in Rabka-Zdrój in years 2011–2012. Garden pea was severely invaded by the aphids. Significantly less number of aphids was observed on nasturtium. Weather conditions especially rain fall had significant effect on the occurrence of this pest. Most numerous group of beetles in pea aphid colonies were beetles from Coccinellidae. Seven-spotted ladybird (Coccinella septempunctata) and two-spotted ladybird (Adalia bipunctata) were the dominant species in pea aphid colony. Other entomophagous species like eyed ladybird (Anatis ocellata) occurred rarely. Furthermore earwigs (Dermaptera) and lacewings (Neuroptera) were present in aphids colony, however in small numbers. Key words: Coccinellidae, pea aphid, predators 277 Agnieszka Rola, Magdalena Jaworksa WSTĘP Mszyca grochowa (Acyrthosiphon pisum Harris) jest pospolitym przedstawicielem swojej rodziny żerującym na warzywach i dziko rosnących roślinach z rodziny bobowate (Fabaceae) (Robak, Wiech 1998). Ma ona duże znaczenie gospodarcze na terenie naszego kraju (Słomka, Kordan 2008). Długość ciała szkodnika dochodzi do około 5 mm. Stosownie do biotypu jest barwy różowej lub jasnozielonej (Wilkaniec 2011). Najczęściej zasiedlanymi przez kolonie tego owada częściami rośliny są młode wierzchołki pędów, jak również liście, strąki oraz kwiaty (Boczek 1988). W razie masowego występowania oddziałuje znacząco na jakość rośliny powodując jej ogólne osłabienie. Spadek wydajności procesu fotosyntezy, jak i obniżenie zawartości aminokwasów oraz cukrów u roślin bobowatych spowodowany jest pobieraniem soku floemowego przez te szkodniki. Ponadto w roślinie dochodzi do wzrostu substancji antyżywieniowych, przy czym obserwuje się spadek ilości suchej masy. Mszyca grochowa jest wektorem około 30 wirusów (Wróblewska, i in. 2012; Słomka, Kordan 2008, 2010). Ważnymi czynnikami wpływającymi na ograniczenie występowania mszycy grochowej są entomofagi, organizmy stanowiące podstawowy element oporu środowiskowego (Jaworska – Krzymińska 2011). Z gospodarczego, jak i ekologicznego punktu widzenia do najważniejszych wrogów naturalnych mszyc należą biedronki, bzygi oraz złotooki (Jaworska 2012). Prowadzone obserwacje miały na celu monitoring wrogów naturalnych na tle pojawów pierwszych kolonii i jej narastającej liczebności. MATERIAŁ I METODY Badania przeprowadzono w latach 2011 – 2012 w warunkach polowych, na obszarze miasta Rabka – Zdrój w powiecie nowotarskim. Doświadczenie założono na poletkach w trzech punktach tj. na terenie lasu, łąki i terenu zabudowanego (tab.1). Zastosowano 3 powtórzenia w każdym z wybranych miejsc, a do monitoringu wykorzystano po 25 losowo wybranych roślin z każdego z trzech powtórzeń. Obserwacje prowadzono dwa razy w miesiącu, 278 Wpływ warunków siedliskowych na występowanie mszycy grochowej... poczynając od początku maja do końca września (pierwsze przymrozki). Do badań wybrano następujące rośliny: groch siewny (Pisum sativum) oraz nasturcję ogrodową (Tropaeolum cultorum). Wysiano je w rzędach, w odległości około 5 cm, natomiast rozstawa pomiędzy rzędami wynosiła 20 cm. Tab.1. Charakterystyka stanowisk badawczych. Nr stanowiska Opis stanowiska 1 Łąka kośna (bliskie sąsiedztwo z polem uprawnym). Zbiorowisko roślinne pokryte w większości roślinnością trawiastą i motylkową oraz bylinami. Pole uprawne: corocznie uprawa kapusty, fasoli, grochu. 2 Las iglasty. Stanowisko leśne związane z glebami bielicowymi. Drzewostan stanowi sosna zwyczajna, modrzew oraz świerk pospolity. W skład poszycia leśnego wchodzą porosty, rośliny kwiatowe oraz mchy. 3 Teren zabudowany. Obszar o charakterze pozarolniczym i intensywnej zabudowie zarówno mieszkaniowej, jak i przemysłowej. Materiał potrzebny do analizy entomologicznej uzyskano stosując metodę szacunkową polegającą na liczeniu bądź też otrząsaniu 10 liści lub 10 końcowych pędów badanej rośliny. Analiza wyników została przeprowadzona za pomocą Statistica 9.0. Zastosowana została analiza wariancji jednoczynnikowej. Natomiast średnie zróżnicowano testem NIR Duncana przy α = 0,05. WYNIKI I DYS Pierwsze osobniki mszycy grochowej zaobserwowano na roślinach grochu w maju (ryc.1). Na wszystkich stanowiskach mszyce pojawiły się w tym samym terminie. Mszyca wystąpiła dość licznie, osiągając maksimum liczebności we wrześniu. W przypadku grochu siewnego stanowisko nie miało znacznego wpływu na skolonizowanie rośliny żywicielskiej przez szkodnika. Zarówno na łące, jak i w lesie oraz na terenie zabudowanym mszyce występowały w podobnym nasileniu. 279 Agnieszka Rola, Magdalena Jaworksa Znaczący wpływ na wzrost i rozwój kolonii agrofaga miała pogoda. Nagły spadek liczebności szkodnika odnotowany w okresie od 18.09 do 10.10 spowodowany był przygruntowymi przymrozkami. Lokalne opady deszczu nie wyrządziły kolonii znacznych szkód. W uprawie grochu siewnego w koloniach mszycy grochowej zasiedlającej groch siewny zaobserwowano występowanie pożytecznej entomofauny (wyk.1). Najczęściej obserwowano osobniki dorosłe i larwy biedronki dwukropki (Adalia bipunctata) i biedronki siedmiokropki (Coccinella septempunctata). Kolonie szkodnika były odwiedzane w mniejszym stopniu przez oczatke (Anatis ocellata). W populacji biedronkowatych odnotowano najbardziej popularne gatunki występujące na obszarze Polski (Reichholf – Riehm 1984). Ryc. 1. Dynamika występowania mszycy grochowej na roślinach grochu siewnego Ponadto w koloniach agrofaga obserwowano występowanie przedstawicieli skorków (Dermaptera) i złotooków (Neuroptera). Obie grupy drapieżców były jednak znacznie mniej liczne niż biedronkowate i odegrały mniejszą rolę w ograniczaniu liczebności szkodnika. Istotny wpływ na występowanie pożytecznej entomofauny miały zarówno warunki siedliskowe, jak i pogodowe, szczególnie przygruntowe przymrozki i w mniejszym stopniu lokalne opady deszczu (wyk.3,4) (Jaworska – Krzymińska 2011). 280 Wpływ warunków siedliskowych na występowanie mszycy grochowej... Wyk.1. Występowanie drapieżnych entomofagów na grochu siewnym w wybranych siedliskach. Zarówno biedronki, skorki, jak i złotooki najliczniej występowały na obszarze pokrytym łąką kośną. Zbiorowisko roślinne pokryte w większości roślinnością trawiastą i motylkową oraz bylinami stanowiło naturalne środowisko występowania tych entomofagów. Teren zabudowany oraz las charakteryzowały się mniejszym udziałem drapieżnych owadów (tab. 2). Tab. 2. Występowanie przedstawicieli drapieżnych entomofagów na roślinach grochu i nasturcji w wybranych siedliskach. Ilość zaobserwowanych entomofagów [stanowisko] Entomofagi N1 - Łąka N2 – Las groch nasturcja Biedronki 5 2 3 Skorki 4 1 Złotooki 3 0 N3 – Teren zabudowany groch nasturcja groch nasturcja 0 5 0 4 2 3 0 2 0 0 0 281 Agnieszka Rola, Magdalena Jaworksa Ryc. 2. Dynamika występowania mszycy grochowej na roślinach nasturcji ogrodowej. Na roślinach nasturcji mszyce występowały sporadycznie. Obserwacje wykazały, że w przypadku nasturcji ogrodowej stanowisko miało znaczący wpływ na kolonizacje rośliny żywicielskiej przez agrofaga. W badanych ekosystemach mszyce występowały w zmiennych ilościach (ryc.2). Najliczniej skolonizowanym stanowiskiem przez szkodnika była łąka, natomiast teren zabudowany oraz las odznaczały się pojedynczymi pojawami agrofaga. Duży wpływ na rozwój, jak i wzrost kolonii mszycy grochowej miała pogoda (Jaworska – Krzymińska 2011). Nagłe spadki liczebności szkodnika spowodowane były wzmożonym żerowaniem gąsienic bielinka kapustnika na roślinie żywicielskiej. Do wystąpienia motyla na badanym terenie przyczyniło się w znacznym stopniu sąsiedztwo z polem uprawnym oraz łąki sąsiadujące z lasem (Studziński, Kagan, Sosna 1981). Rozległe uszkodzenia powodowały obumieranie roślin. W okresie od 18.09 do 10.10 odnotowano przygruntowe przymrozki, które przyczyniły się do zaniku aktywności mszycy na badanym obszarze (wyk.3,4). W uprawie nasturcji ogrodowej zaobserwowano nieliczne występowanie chrząszczy z rodziny biedronkowate (wyk.2). Kolonie mszycy grochowej były odwiedzane przez larwy biedronki dwukropki (Adalia bipunctata) oraz biedronki siedmiokropki (Coccinella septempunc282 Wpływ warunków siedliskowych na występowanie mszycy grochowej... tata). Nie zaobserwowano obecności larw i osobników dorosłych oczatki (Anatis ocellata), jak to miało miejsce w przypadku grochu siewnego. Wyk. 2. Występowanie drapieżnych entomofagów na nasturcji w wybranych siedliskach. Wyk. 3. Przebieg opadów deszczu i warunków termicznych na badanym obszarze. 283 Agnieszka Rola, Magdalena Jaworksa Na badanych stanowiskach obserwowano pojedyncze występowanie przedstawicieli skorków (Dermaptera) i złotooków (Neuroptera) (wyk.2). Tak jak w przypadku grochu siewnego obie grupy drapieżców występowały w mniejszych ilościach niż biedronki. Siedliskiem najchętniej kolonizowanym przez entomofagi była łąka kośna, na co duży wpływ miało sąsiedztwo z polem uprawnym o corocznej uprawie kapusty, fasoli oraz grochu. Zarówno teren zabudowany, jak i las iglasty odznaczały się małą frekwencją badanego (tab.2). WNIOSKI W kolonii mszycy grochowianki na grochu siewnym i nasturcji do najczęściej odnotowywano biedronki zwłaszcza: Coccinella septempunctata, Adalia bipunctata, w mniejszym stopniu Anatis ocellata. Groch siewny, jako roślina żywicielska, był najchętniej zasiedlany przez mszyce grochową. Zarówno na nasturcji, jak i grochu stwierdzono występowanie pożytecznej entomofauny. Istotny wpływ na występowanie szkodnika miały warunki siedliskowe oraz pogodowe, szczególnie opady deszczu. LITERATURA Boczek J. 1988. Nauka o szkodnikach roślin uprawnych. Wyd. SGGW, Warszawa: Boczek J. 1992. Niechemiczne metody zwalczania szkodników roślin. SGGW, Warszawa: 96 – 104. Jaworska – Krzymińska J. 2011. Biedronki ważnym czynnikiem ograniczającym populację mszyc w uprawie wierzby energetycznej. Prog. Plant. Protection/Post. Ochr. Roślin 51 (3): 1265–1268. Jaworska M. 2012. Ochrona środowiska i ochrona roślin. Wyd. Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie, Kraków: 231–232. Reichholf – Riehm H. 1984. Steinbachs Naturfuhrer: Insekten. Mosaik Verlang GmbH, Monachium: 132–135. Robak J., Wiech K. 1998. Choroby i szkodniki warzyw. Wyd. Plantpress, Kraków: 198–199. Słomka W., Kordan B. 2008. Rozwój mszycy grochowej (Acyrthosiphon pisum Harris) na siewkach wybranych odmian grochu siewnego (Pisum sativum L.). Prog. Plant. Protection/Post. Ochr. Roślin 48 (3): 970–973. 284 Wpływ warunków siedliskowych na występowanie mszycy grochowej... Studziński A, Kagan F., Sosna Z. 1981. Atlas chorób i szkodników roślin warzywnych. PWRiL, Warszawa: 160–161. Słomka W., Kordan B. 2010. Bobowate (Fabaceae) jako siedlisko rozwoju mszycy grochowej (Acyrthosiphon pisum Harris). Prog. Plant. Protection/ Post. Ochr. Roślin 50 (4): 1747–1751. Wilkaniec B. 2011. Entomologia ogólna 2. Wyd. PWRiL, Warszawa: 129. Wójtkowska M. 1990. Wpływ różnych czynników na liczebność mszycy grochowianki na różnych roślinach motylkowatych. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 392: 162–169. Wróblewska A., Dancewicz K., Gabryś B., Kordan B. 2012. EPG-registered probing behaviour of the pea aphid (Acyrthosiphon pisum Harris) on selected varieties of yellow lupin (Lupinus luteus L.) and narrow-leaved lupin (Lupinus angustifolius L.). Prog. Plant. Protection/Post. Ochr. Roślin 52 (2): 244–247. Agnieszka Rola Magdalena Jaworska Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Katedra Ochrony Środowiska Rolniczego Al. Adama Mickiewicza 21, Kraków e-mail: [email protected] 285 Anna Romanowicz Roman Prażak EPISTEME 18/2013, t. 1 s. 287–294 ISSN 1895-2241 CHARAKTERYSTYKA NIEKTÓRYCH CECH ILOŚCIOWYCH MIESZAŃCÓW TRITICUM AESTIVUM L. Z AEGILOPS COLUMNARIS ZHUK THE CHARACTERISTICS OF SOME QUANTITATIVE TRAITS OF TRITICUM AESTIVUM L. WITH AEGILOPS COLUMNARIS ZHUK. HYBRIDS Abstrakt. Celem badań była charakterystyka niektórych cech ilościowych rodów mieszańcowych BC1F2 i BC2F1 Triticum aestivum L. z Aegilops columnaris Zhuk i ich form rodzicielskich. Przeprowadzone badania wykazały, że rody mieszańcowe charakteryzują się pośrednim: krzewieniem, długością pędu głównego, średnicą drugiego od dołu międzywęźla i liczbą kłosków w kłosie głównym. Mieszańce te odznaczały się zbliżoną do pszenic długością osadki kłosowej oraz zbitością kłosa głównego, natomiast mniejszą od obu form rodzicielskich płodnością, liczbą ziarniaków z kłoska środkowego, liczbą i masą ziarniaków z kłosa i rośliny oraz masą tysiąca ziarniaków. Spośród mieszańców największą płodnością oraz najwyższym plonem z kłosa i z rośliny charakteryzował się ród BC2F1 [(Legenda x Aegilops columnaris Zhuk.) x Legenda] x Piko. Słowa kluczowe: Aegilops columnaris Zhuk., cechy ilościowe, mieszańce, Triticum aestivum L. Summary. The aim of this study was to characterize some quantitative traits of BC1F2 and BC2F1 Triticum aestivum L. with Aegilops columnaris Zhuk. hybrid strains and their parental components. Researchers showed that analyzed hybrid stains was characterized by the intermediate tillering, length of main tiller, diameter of the second internode, number of spikelets per main spike. Hybrids distinguished themselves by main spike rachis length and spike compactness similar to the wheat cultivars, and significantly lower fertility, number of grains in the middle spikelet, number and weight of grains per spike and per plant, 1000-grain weight in comparison to parental forms. BC2F1 [(Legenda x Aegilops columnaris Zhuk.) x Legenda] x Piko strain was identified with the highest fertility and yield from the spike and the plant among the hybrids. Key words: Aegilops columnaris Zhuk., hybrids, quantitative traits, Triticum aestivum L. 287 Anna Romanowicz, Roman Prażak WSTĘP Hodowcy od dawna wykorzystują dzikie gatunki traw z rodzaju Aegilops, w tym Ae. columnaris Zhuk., do doskonalenia pszenicy zwyczajnej [Fedak 1985, Kimber i Feldman 1987]. Aegilops columnaris Zhuk. zawiera w ziarniakach znacznie więcej od pszenicy białka ogólnego i aminokwasu lizyny [Blüthner i Schumann 1988], poza tym jest bardziej odporny na rdze i mączniaka prawdziwego [Frauenstein i Hammer 1985] oraz na zasolenie i suszę [Gorham 1990]. Celem przeprowadzonych badań była ocena niektórych cech ilościowych mieszańców BC1F2 i BC2F1 Triticum aestivum L. z Aegilops columnaris Zhuk. MATERIAŁ I METODY Obiektem badań były rody mieszańcowe BC1F2 [(Aegilops columnaris Zhuk. x Triticum aestivum L. odmiana Legenda) x Triticum aestivum L. odm. Legenda (oznaczenie symboliczne – CLL), BC1F2 [(Triticum aestivum L. odm. Legenda x Aegilops columnaris Zhuk.) x Triticum aestivum L. odm. Legenda (LCL) i BC2F1 [(Triticum aestivum L. odm. Legenda x Aegilops columnaris Zhuk.) x Triticum aestivum L. odm. Legenda] x Triticum aestivum L. odmiana Piko (LCLP) uzyskane w Wydziale Nauk Rolniczych w Zamościu, Uniwersytetu Przyrodniczego w Lublinie. Analizowane rody mieszańcowe pozyskano z pola doświadczalnego Wydziału Nauk Rolniczych w Zamościu. Doświadczenie założono w formie mikropoletek, każde o długości 2 m, w rozstawie rzędów 20 x 10 cm, na glebie brunatnej, dobrego kompleksu pszennego, w tych samych warunkach uprawy i nawożenia. Analizowano 3 rody mieszańcowe, a wyniki porównywano do dwóch odmian pszenicy ozimej (Legenda i Piko) oraz do Aegilops columnaris Zhuk. Badano 14 czynników w trzech powtórzeniach, w latach 2010–2012. Rośliny zbierano w dojrzałości pełnej ziarniaków. Na 10 roślinach z każdego rodu mieszańcowego analizowano cechy ilościowe takie jak: krzewienie ogólne, krzewienie produkcyjne, długość pędu głównego, średnicę 2-go od dołu międzywęźla, długość osadki kłosowej, liczbę kłosków w kłosie głównym, zbitość kłosa głównego (liczba kłosków przypadających na 1 dm osadki kłosowej), liczbę ziarniaków w kłosku środkowym, liczbę ziarniaków w kłosie głównym, 288 Charakterystyka niektórych cech ilościowych mieszańców Triticum aestivum L. ... masę ziarniaków w kłosie głównym, płodność kłosa głównego (liczba ziarniaków przypadających na 1 kłosek), liczbę ziarniaków z rośliny, masę ziarniaków z rośliny i masę tysiąca ziarniaków (MTZ). Wyniki badań opracowano statystycznie. Istotność różnic oceniono za pomocą testu Tukeya przy p=0,05. WYNIKI I DYSKUSJA Z przeprowadzonych badań wynika, że mieszańce CLL, LCL, LCLP wytworzyły więcej pędów od porównywanych odmian pszenicy, za to mniej od dzikiej formy rodzicielskiej Aegilops columnaris Zhuk (tab. 1.). Spośród analizowanych rodów mieszańcowych największym krzewieniem ogólnym charakteryzował się mieszaniec CLL albowiem średnio wytworzył 33 pędy. Najmniej pędów wytworzył ród LCL (18,67 szt.). Badane rody odznaczały się zbliżoną liczbą pędów produkcyjnych w porównaniu do odmian pszenicy (Legenda i Piko) i istotnie mniejszą od Aegilops columnaris Zhuk.. Podobnie w badaniach Loureiro i in. [2007] mieszańce Agilops biuncialis Vis. i Aegilops geniculata Roth. z Triticum aestivum L. krzewiły się podobnie do pszenicy. Kolejną porównywaną cechą była długość pędu głównego rodów mieszańcowych, która to okazała się bardziej zbliżona (76,67–89,00 cm) do długości pędów odmiany Piko (95,5 cm) i istotnie mniejsza od pędów odmiany Legenda (109,33 cm). Najkrótsze pędy odnotowano w rodzie CLL. Średnica 2-go od dołu międzywęźla rodów mieszańcowych (2,80–2,93 mm) była najczęściej istotnie mniejsza od średnicy pszenic (4,20–5,35 mm) i większa od średnicy Aegilops columnaris Zhuk. (1,48 mm) (tab. 1). W badaniach Prażaka [1997] mieszańce Triticum aestivum L. z Aestivum cylindrica Host i Aegilops juvenalis (Thell.) Eig. cechowały dłuższe pędy, większa średnica drugiego od dołu międzywęźla oraz długość osadki kłosowej w porównaniu do form rodzicielskich. Najdłuższe osadki kłosowe wytworzyła pszenica odmiany Legenda (1,21 dm) i ród mieszańcowy LCL (1,13 dm). Najkrótsze osadki miały rody mieszańcowe CLL (1,03 dm) i LCLP (1,01 dm). Rody mieszańcowe i analizowane odmiany pszenicy wytworzyły osadki kłosowe istotnie dłuższe od osadek kłosowych Aegilops columnaris Zhuk. (0,48 dm). Kształt i barwa dojrzałych kłosów w rodach 289 Anna Romanowicz, Roman Prażak mieszańcowych były pośrednie w stosunku do form rodzicielskich. Kłosy rodu CLL były ościste, a w kombinacji LCL i LCLP o bardzo krótkich ościach (ryc. 1–3). Liczba kłosków w kłosie głównym i jego zbitość otrzymana w rodach mieszańcowych była istotnie mniejsza od pszenicy odmiany Piko i istotnie większa od Aegilops columnaris Zhuk. Liczba ziarniaków w kłosku środkowym, liczba i masa ziarniaków z kłosa głównego oraz z całej rośliny, w rodach mieszańcowych były istotnie mniejsze niż w odmianach pszenicy. MTZ rodów mieszańcowych była pośrednia, istotnie większa od masy ziarniaków Aegilops columnaris Zhuk. i istotnie mniejsza od odmiany Legenda. Ród LCLP cechował się istotnie mniejszą MTZ również od pszenicy odmiany Piko (tab. 1). Pilch i Głowacz [1997] donoszą o wyselekcjonowaniu mieszańców pszenic heksaploidalnych Triticum aestivum L. z Aegilops speltoides Tausch. i Aegilops triumvidis L. o bardzo długich kłosach. Analizowane rody Triticum aestivum L. z Aegilops columnaris Zhuk. charakteryzowały się istotnie mniejszą płodnością od form rodzicielskich. Wśród rodów mieszańcowych najbardziej płodnym okazał się ród LCLP (tab. 1). WNIOSKI Analiza cech ilościowych rodów mieszańcowych BC1F2 i BC2F1 Triticum aestivum L. z Aegilops columnaris Zhuk. wykazała, że charakteryzowały się one silniejszym krzewieniem ogólnym, krótszymi i cieńszymi pędami, mniejszą liczbą kłosków w kłosie i obniżoną płodnością w porównaniu do pszenicznych komponentów rodzicielskich. Spośród rodów mieszańcowych największą płodnością oraz najwyższym plonem z kłosa głównego i rośliny charakteryzował się ród BC2F1 [(Legenda x Aegilops columnaris Zhuk.) x Legenda] x Piko – LCLP. LITERATURA Blüthner W. D., Schumann E. 1988. Use of Aegilops and tetraploid wheat for wheat protein improvement. Hod. Roślin, Aklim. i Nasien., 32 (1/2): 203–206. Fedak G. 1985. Alien species as sources of physiological traits for wheat improvement. Euphytica 34: 673–680. 290 Charakterystyka niektórych cech ilościowych mieszańców Triticum aestivum L. ... Frauenstein K., Hammer K. 1985. Prüfung von Aegilops – Arten auf Resistenz gegen Echten. Mehltau, Erysiphe graminis D. C., Braunrost, Puccinia recondita Rob. ex Desm. und Spelzenbraune, Septoria nordum Berk. Kulturpflanze, 33: 155–163. Gorham J. 1990. Salt Tolerance in the Triticeae: K/Na discrimination in Aegilops species. J. Exp. Bot., 41/226: 615–621. Kimber G., Feldman M. 1987. Wild Wheat: An Introduction. College of Agriculture, University of Missouri, Columbia, Special Report, 353: 1–146. Loureiro I., Escorial M. C., García-Baudin J. M., Chueca M. C. 2007. Hybridization between wheat (Triticum aestivum) and the wild species Aegilops geniculata and A. biuncialis under experimental field conditions. Agriculture, Ecosystems and Environment, 120: 384–390. Pilch J., Głowacz E. 1997. Międzygatunkowe i międzyrodzajowe krzyżowania jako sposób ulepszenia cech kłosa w hodowli pszenicy heksaploidalne Triticum aestivum L. Biul. IHAR, 204: 15–31. Prażak R. 1997. Charakterystyka morfologiczna mieszańców F1 Triticum aestivum L. i Triticum durum Desf. z wybranymi gatunkami Aegilops sp. Biul. IHAR, 204: 33–42. Ryc. 1. Kłosy (od lewej): Aegilops columnaris Zhuk., ród BC1F2 – (Aegilops columnaris Zhuk. x Legenda) x Legenda -CLL, Legenda. 291 Anna Romanowicz, Roman Prażak Ryc. 2. Kłosy (od lewej): Legenda, ród BC1F2 – (Legenda x Aegilops columnaris Zhuk.) x Legenda – LCL, Aegilops columnaris Zhuk. Ryc. 3. Kłosy (od lewej): ród BC2F1 [(Legenda x Aegilops columnaris Zhuk.) x Legenda] x Piko – LCLP, Aegilops columnaris Zhuk., Legenda, Piko. 292 0,14 LP 0,17 LP 0,30 LP Liczba ziaren w kłosie głównym 5,00 LP 5,67 LP 14,00 LP Liczba ziaren w kłosku środkowym 0,67 L 1,00 L 1,67 L Zbitość kłosa głów-nego 14,24 CP 12,17 CP 15,27 CP Liczba kłosków w kłosie głównym 15,67 CP 14,00 CLP 16,50 CP Długość osadki kłoso-wej (dm) 1,03 C 1,13 C 1,01 C Średnica 2-go od dołu międzywęźla (mm) 2,93 CLP 3,27 CLP 2,80 CLP Długość pędu głów-nego (cm) 76,67 L 89,00 CL 85,33 CL Krzewienie produk-cyjne [szt.] 15,33 C 14,67 C 21,67 C Krze-wienie ogólne [szt.] 33,0 LP 18,67 C 25,33 C (Ae. columnaris x Legenda) x Legenda - CLL 1. Piko 6. 12,17 9,95 13,43 16,30 95,50 15,01 109,33 14,85 16,83 0,70 4,20 5,35 0,32 1,07 1,21 2,65 2,27 1,44 29,75 1,61 23,50 21,16 3,00 53,00 1,61 19,17 15,05 3,83 54,17 1,90 1,52 2,29 2,83 460,40 556,83 579,17 17,42 4,63 16,90 30,07 22,30 38,73 L P wynik istotnie różny od Aegilops columnaris, wynik istotnie różny od pszenicy odmiany Legenda, wynik istotnie różny od pszenicy odmiany Piko NIR p=0,05 Legenda 5. C Ae. columnaris Ae. columnaris) x Legenda] x Piko -LCLP [(Legenda x 4. 3. Ae. columnaris ) x Legenda - LCL 19,88 Masa ziaren z kłosa głównego (g) 3,22 0,84 LP 187,17 0,40 LP 2,15 0,33 LP 0,15 Płod-ność kłosa głów-nego 6,67 80,50 LP 2,00 30,00 LP 5,45 10,33 LP 3,67 Liczba ziarniaków 0,48 1,79 LP 1,48 0,85 LP 64,83 0,30 LP 45,17 Masa ziarniaków (g) 49,50 20,86 CP (Legenda x 27,98 CL 2. 29,20 CL Analizowane rody mieszańcowe i odmiany pszenicy Z rośliny Masa tysiąca ziaren (g) Lp. Pęd główny Tab. 1. Wartości średnie niektórych cech ilościowych rodów mieszańcowych BC1F2 i BC2F1Triticum aestivum L. z Aegilops columnaris Zhuk. i ich form rodzicielskich Charakterystyka niektórych cech ilościowych mieszańców Triticum aestivum L. ... 293 Anna Romanowicz, Roman Prażak mgr inż. Anna Romanowicz dr hab. Roman Prażak Zakład Biologii Roślin Wydział Nauk Rolniczych w Zamościu Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie ul. Szczebrzeska 102, 22–400 Zamość e-mail: [email protected] Opiekun naukowy: dr hab. Roman Prażak 294 Anna Skrzypik Roman Prażak EPISTEME 18/2013, t. 1 s. 295–302 ISSN 1895-2241 CECHY ILOŚCIOWE LINII MIESZAŃCOWYCH AEGILOPS JUVENALIS (THELL.) EIG. I AE. VENTRICOSA TAUSCH. Z TRITICUM DURUM DESF. I T. AESTIVUM L. QUANTITATIVE TRAITS OF AEGILOPS JUVENALIS (THELL.) EIG. AND AE. VENTRICOSA TAUSCH. WITH TRITICUM DURUM DESF. AND T. AESTIVUM L. HYBRID LINES Abstrakt. Celem badań była analiza cech ilościowych linii mieszańcowych Aegilops juvenalis (Thell.) Eig. i Ae. ventricosa Tausch. z Triticum durum Desf. i T. aestivum L.. W porównaniu do wybranych pszenicznych komponentów rodzicielskich linie mieszańcowe charakteryzowały się podobnym krzewieniem, długością osadki kłosowej, liczbą kłosków w kłosie, zbitością kłosa, liczbą i masą ziarniaków w kłosie, liczbą i masą ziarniaków z rośliny oraz masą tysiąca ziarniaków, dłuższymi pędami oraz mniejszą średnicą 2-go od dołu międzywęźla, mniejszą liczbą ziarniaków w kłosku środkowym i niższą płodnością. Wśród analizowanych linii najwyższą płodnością oraz plonem z kłosa i z rośliny charakteryzowała się [(Ae.ventricosa x Grandur) x Panda] x Panda (VGPP). Słowa kluczowe: Aegilops juvenalis (Thell.) Eig., Ae. ventricosa Tausch., cechy ilościowe, mieszańce, Triticum aestivum L., T. durum Desf. Summary. The aim of this study was to characterize some quantitative traits of Aegilops juvenalis (Thell.) Eig. and Ae. ventricosa Tausch. with Triticum durum Desf. and T. aestivum L.. hybrid lines. Hybrid lines were characterized by the tillering, number of spikelets per main spike, main spike compactness, number of grains per spike and per plant, weight of grains per spike and plant, and 1000-grain weight similar to the wheat cultivars, longer main shoot and spike rachis, and smaller diameter of the second internode, number of grains in the middle spikelet, fertility of the main spike in comparison to Begra wheat cultivar. [(Ae.ventricosa x Grandur) x Panda] x Panda (VGPP) hybrid line was identified with the highest fertility and yield from the spike and the plant among the hybrid lines. Key words: Aegilops juvenalis (Thell.) Eig., Ae. ventricosa Tausch., quantitative traits, hybrids, Triticum aestivum L., T. durum Desf. 295 Anna Skrzypik, Roman Prażak WSTĘP Gatunki Aegilops juvenalis (Thell.) Eig. i Ae. ventricosa Tusch. charakteryzują się wieloma cennymi cechami, jak odpornością na stresy biotyczne i abiotyczne, wysoką zawartością białka [Hollins i in. 1988, Gorham 1990, Jahier i in. 1996, Li i in. 2008]. Na przykład z Ae. ventricosa Tusch. przeniesiono do pszenicy geny Pch 1 i Pch 2 dające odporność na łamliwość źdźbła oraz geny odporności na rdze – Lr 37, Yr 17 i Sr 38 [Dosba i Doussinault 1977, Hollins i in. 1988, Chełkowski i in. 2004]. Celem przeprowadzonych badań była charakterystyka cech ilościowych linii mieszańcowych uzyskanych w wyniku krzyżowania gatunków Ae. juvenalis (Thell.) Eig. i Ae. ventricosa Tausch. z Triticum durum Desf. i T. aestivum L.. MATERIAŁ I METODY Obiektem badań były cztery linie mieszańcowe [(Ae. ventricosa Tausch. x T. durum Desf. odmiana Grandur) x T. aestivum L. odm. Panda] x T. aestivum L. odm. Panda (oznaczenie symboliczne – VGPP), {[(Ae. ventricosa Tausch. x T. durum Desf. odm. Grandur) x T. aestivum L. odm. Panda] x T. aestivum L. odm. Arda} x T. aestivum L. odm. Arda (VGPAA), [(Ae. juvenalis (Thell.) Eig. x CZR 1406) x T. aestivum L. odm. Begra] x T. aestivum L. odm. Piko (JCBPi), {[(Ae. juvenalis (Thell.) Eig. x CZR 1406) x CZR 1406] x T. aestivum L. odm. Panda} x CZR 1406 x T. aestivum L. odm. Monopol (JCCPCM) oraz wybrane komponenty rodzicielskie – odmiany Begra, Monopol i Piko. Linia CZR 1406 miała translokowany chromosom 1BL/1RS. Linie i odmiany rosły na oddzielnych poletkach o długości 2 m, w rozstawie 20 x 10 cm, na glebie brunatnej, dobrego kompleksu pszennego, w tych samych warunkach uprawy i nawożenia. Rośliny zebrano z pola w fazie dojrzałości pełnej i na 10 pojedynkach z każdej formy analizowano: krzewienie ogólne, krzewienie produkcyjne, długość pędu głównego, średnicę 2-go od dołu międzywęźla, długość osadki kłosowej, liczbę kłosków w kłosie głównym, zbitość kłosa głównego (liczbę kłosków przypadających na 1 dm osadki kłosowej), liczbę ziarniaków w kłosku środkowym, liczbę ziarniaków w kłosie głównym, masę ziarniaków w kłosie głównym, płodność kłosa 296 Cechy ilościowe linii mieszańcowych Aegilops juvenalis (Thell.)... głównego (liczba ziarniaków przypadających na 1 kłosek), liczbę ziarniaków z rośliny, masę ziarniaków z rośliny i masę tysiąca ziarniaków. Wyniki badań opracowano statystycznie i przedstawiono w tabeli 1. Istotność różnic oceniono za pomocą testu Tukeya przy p=0,05. WYNIKI I DYSKUSJA Gatunki Aegilops należą do form silnie krzewiących się [Prażak 1997]. Krzewienie ogólne i produkcyjne linii mieszańcowych nie różniło się istotnie od krzewienia analizowanych odmian pszenic. W badaniach Loureiro i in. [2007] mieszańce pszenicy z gatunkami Aegilops również krzewiły się podobnie do pszenicy. Długość pędu głównego linii mieszańcowych była istotnie większa (101,46–118,30 cm) od długości pędu pszenic (92,17–100,30 cm). Średnica 2-go od dołu międzywęźla linii mieszańcowych wahała się od 3,46 mm do 3,70 mm i była istotnie mniejsza od średnicy odmiany Begra (5,08 mm) (tab. 1). W przypadku pozostałych odmian średnica 2-go od dołu międzywęźla nie była istotnie większa od średnicy mieszańców. W badaniach Prażaka [1997] mieszańce T. aestivum L. z Ae. cylindrica Host i Ae. juvenalis (Thell.) Eig. miały dłuższe pędy, większą średnicę drugiego od dołu międzywęźla oraz długość osadki kłosowej w porównaniu do form rodzicielskich. Powszechnie przyjmuje się, że odmiany krótkosłome o większej średnicy 2-go od dołu międzywęźla są odporniejsze na wyleganie (Segit i in. 2005). Najdłuższe osadki kłosowe miały linie JCCPCM i VGPAA (odpowiednio 1,02 i 1,00 dm) i były one istotnie dłuższe od osadki kłosowej odmiany Begra (0,88 dm). Linie VGPP i JCBPi nie różniły się istotnie pod względem tej cechy od odmian pszenic. Nie odnotowano również istotnych różnic w liczbie kłosków w kłosie głównym i w zbitości kłosa pomiędzy liniami a badanymi odmianami pszenicy (tab. 1). Kształt i barwa dojrzałych kłosów i ziarniaków linii mieszańcowych były zbliżone do pszenic (ryc. 1, 2). Pilch i Głowacz [1997] wykorzystywali krzyżowania z Ae. speltoides Tausch., Ae. triumvidis L. i Ae. squarrosa L. do ulepszania cech kłosa pszenicy, takich jak: długość osadki kłosowej, liczby kłosków w kłosie głównym, liczby i masy ziarniaków z kłosa głównego, odporności kłosów na choroby. Liczba ziarniaków w kłosku środkowym w liniach mieszańcowych była mniejsza niż w odmianach pszenicy, najbardziej w linii JCCPCM. 297 Anna Skrzypik, Roman Prażak Ryc. 1. Kłosy linii mieszańcowych i odmian T. aestivum L. (od lewej): VGPP, VGPAA, JCBPi, JCCPCM, Begra, Monopol, Piko. Ryc. 2. Ziarniaki linii mieszańcowych i odmian T. aestivum L.: górny rząd (od lewej) – VGPP, VGPAA, JCBPi, JCCPCM, dolny rząd (od lewej) – Begra, Monopol, Piko. 298 r. n. VGPAA JCBP JCCPCM Begra Monopol Piko NIR p=0,05 2. 3. 4. 5. 6. 7 Krzewienie ogólne r. n. 14,50 13,40 12,80 12,70 7,01 92,17 100,30 94,00 103,10 BMP 101,46 BP 0,71 4,12 3,99 5,08 M 3,70 B 3,53 B 3,68 B 0,11 0,99 0,98 0,88 1,02 B 0,91 1,00 B r. n. 22,00 22,30 20,92 22,60 21,80 20,80 r. n. 21,27 21,79 21,98 21,21 21,64 19,85 0,88 3,0 3,20 3,20 1,90 BMP 3,18 2,50 2,70 11,90 56,17 34,50 40,00 32,00 P 38,18P 38,40 P 43,10 P r. n. 1,54 0,92 1,57 1,26 1,39 1,38 1,45 0,69 2,53 2,15 3,77 1,42 B 1,92B 1,84 B 8,53 B 31,00 B 13,25 M 37,44 MP 147,60 449,83 211,60 381,40 5,79 11,95 5,54 14,34 4,56 26,73 27,31 37,51 279,70 P 10,35 M 36,56 MP 280,00 P 356,20 2,09 B 422,20M 14,90 M 35,32 MP P wynik istotnie różny od odmiany Begra, wynik istotnie różny od odmiany Monopol, wynik istotnie różny od odmiany Piko, r. n. – różnica nieistotna 15,73 15,00 14,10 Krzewienie produkcyjne 11,64 Długość pędu głównego (cm) 12,91 Średnica 2-go od dołu międzywęźla (mm) 118,30 BMP Długość osadki kłosowej (dm) 14,50 Liczba kłosków w kłosie głównym 16,60 Zbitość kłosa głównego 21,22 Liczba ziarn. w kłosku środkowym 20,60 Liczba ziarn. w kłosie głównym 0,93 Masa ziarn. z kłosa głównego (g) 3,46 B Płodność kłosa głównego 109,50BMP Liczba ziarniaków 15,80 Masa ziarniaków (g) B 16,50 VGPP 1. Z rośliny Masa tysiąca ziarn. (g) 16,30 Analizowane formy Lp. Pęd główny Tab. 1. Wartości średnie niektórych cech ilościowych linii mieszańcowych Ae. juvenalis (Thell.) Eig. i Ae. ventricosa Tausch. z Triticum durum Desf. i T. aestivum L. oraz odmian pszenicy T. aestivum L. Cechy ilościowe linii mieszańcowych Aegilops juvenalis (Thell.)... 299 Anna Skrzypik, Roman Prażak Najwięcej ziarniaków z kłosa odnotowano u pszenicy odmiany Piko (56,17). Linie zawiązały istotnie mniej ziarniaków (32,00–43,10) od tej odmiany. Masa ziarniaków z kłosa linii mieszańcowych nie różniła się istotnie od masy ziarniaków odmian pszenicy. Najbardziej płodne były kłosy odmiany Begra (3,77), linie miały istotnie niższą płodność od tej odmiany. Najwięcej ziarniaków zawiązały rośliny odmiany Piko (449,60) i linii VGPP (422,20). Rośliny linii JCBPi i JCCPCM zawiązały istotnie mniej ziarniaków (279,70 i 280,0) od pszenicy odmiany Piko (tab. 1). Największą masą ziarniaków z rośliny charakteryzowała się linia VGPP (14,90 g). Trzy linie VGPP, VGPAA i JCCPCM miały istotnie większą masę ziarniaków z rośliny od odmiany Monopol. W przypadku tych linii odnotowano również istotnie większą MTZ od odmian Monopol i Piko (tab. 1). WNIOSKI Pod względem liczby pędów, liczby kłosków w kłosie głównym i zbitości kłosa głównego, masy ziarniaków z kłosa głównego linie mieszańcowe Ae. juvenalis (Thell.) Eig. i Ae. ventricosa Tausch. z Triticum L. nie różniły się istotnie od odmian pszenicy. Linie mieszańcowe miały dłuższe i cieńsze źdźbła od odmian pszenicy. Wśród analizowanych form mieszańcowych najwyższą płodnością oraz plonem z kłosa i z rośliny wyróżniła się linia VGPP. LITERATURA Chełkowski J., Stępień Ł., Błaszczyk L. 2004. Możliwości wykorzystania markerów DNA w hodowli odpornościowej pszenicy. Hod. Roślin i Nasien., 2: 8–13. Dosba F., Doussinault G. 1977. Introduction into wheat of the resistance to eyespot in Aegilops ventricosa. Proc. 8th Eucarpia Congress Madrid, Spain, 99–107. Gorham J. 1990. Salt Tolerance in the Triticeae: K/Na discrimination in Aegilops species. J. Exp. Bot., 41/226: 615–621. Hollins. T. W., Lockley K. D., Blackaman J. A., Scott P. R. and Bingham J. 1988. Field performance of Rendezvous, a wheat cultivar with resistance to eyespot (Pseudocercosporella herpotrichoides) derived from Aegilops ventricosa. Plant Path., 37: 251–260. 300 Cechy ilościowe linii mieszańcowych Aegilops juvenalis (Thell.)... Jahier J., Tanguy A.M., Abelard P., Rivoal R. 1996. Utilization of deletions to localize a gene for resistance to the cereal cyst nematode, Heterodera avenae, on an Aegilops ventricosa chromosome. Plant Breed., 115: 282–284. Li X., Ma W., Gao L., Zhang Y., Wang A., Ji K., Wang K., Appels R. and Yan Y., 2008. A novel chimeric Low-Molecular-Weight glutenin subunit gene from the wild relatives of wheat Aegilops kotschyi and Ae. juvenalis: Evolution at the Glu-3 Loci. Genetics, 180 (1): 93–101. Loureiro I., Escorial M. C., García-Baudin J. M., Chueca M. C. 2007. Hybridization between wheat (Triticum aestivum) and the wild species Aegilops geniculata and A. biuncialis under experimental field conditions. Agriculture, Ecosystems and Environment, 120: 384–390. Pilch J., Głowacz E. 1997. Międzygatunkowe i międzyrodzajowe krzyżowania jako sposób ulepszenia cech kłosa w hodowli pszenicy heksaploidalne Triticum aestivum L. Biuletyn IHAR, 204: 15–31. Prażak R. 1997. Charakterystyka morfologiczna mieszańców F1 Triticum aestivum L. i Triticum durum Desf. z wybranymi gatunkami Aegilops sp. Biul. IHAR, 204: 33–42. Segit Z., Kurzyp T., Szwed-Urbaś K. 2005. Cechy geometryczne i właściwości mechaniczne źdźbła pszenicy twardej (T. durum Desf.). Biul. IHAR, 235: 95–103. dr hab. Roman Prażak Zakład Biologii Roślin Wydział Nauk Rolniczych w Zamościu Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie ul. Szczebrzeska 102, 22–400 Zamość e-mail: [email protected] mgr inż. Anna Skrzypik Zakład Biologii Roślin Wydział Nauk Rolniczych w Zamościu Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie ul. Szczebrzeska 102, 22–400 Zamość e-mail: [email protected] Opiekun naukowy: dr hab. Roman Prażak 301 Bartłomiej Spyrka EPISTEME 18/2013, t. 1 s. 303–311 ISSN 1895-2241 WPŁYW WARUNKÓW GLEBOWYCH ORAZ TERMICZNYCH NA POWSTAWANIE USZKODZEŃ MECHANICZNYCH BULW ZIEMNIAKA FRYTKOWEGO PODCZAS ZBIORU INFLUENCE OF SOIL AND THERMAL CONDITIONS TO THE FORMATION OF MECHANICAL DAMAGES OF POTATO TUBERS FOR FOOD PROCESSING DURING THE HARVEST Abstrakt. W latach 2009–2011 na plantacjach ziemniaka dla przetwórstwa spożywczego, zlokalizowanych na terenie Dolnego Śląska, analizowano wpływ rodzaju gleby oraz warunków termicznych podczas zbioru na powstawanie uszkodzeń mechanicznych bulw u 2 odmian ziemniaka frytkowego – Countessa i Santana. Reprezentatywne próby pobierano w godzinach 700–800 oraz 1400–1500 ze zbiornika kombajnu. Następnie umieszczano je w szafie klimatycznej (hot box). Po 16-godzinnej inkubacji w temperaturze 33oC i wilgotności względnej 100% bulwy obierano i sortowano na nieuszkodzone i z uszkodzeniami zewnętrznymi oraz wewnętrznymi zgodnie z instrukcją IHAR (Roztropowicz i i n. 1999). Udowodniono, że warunki termiczne oraz glebowe mają istotny wpływ na powstawanie oraz ilość uszkodzeń mechanicznych bulw. Zbiór w wyższych temperaturach powodował obniżenie liczby uszkodzeń niezależnie od kategorii gleby. Warunki gleby lekkiej ograniczały powstawanie uszkodzeń mechanicznych. Słowa kluczowe: ziemniak, bulwa, temperatura, gleba, uszkodzenia mechaniczne Summary. In the years 2009–2011 on the potato plantations for food processing, located in Lower Silesia, was analyzed the impact of soil type and thermal conditions during the harvest of mechanical damages of potato tubers of 2 varieties – Countess and Santana. Representative samples was collected about 700–800AM and 200–300 PM from the container harvester. Then tubers was placed in a climate closet (hot box). After 16-hour incubation at a temperature of 33°C and 100% relative humidity tubers were sorted on the not damaged and with internal and external damages in accordance with the IHAR instruction (Roztropowicz et al. 1999). It has been proven that the thermal conditions and soil type have a significant impact on the formation and the amount of mechanical damages of potato tubers. Harvest at higher temperatures caused a reduction in the number of defects regardless of the soil type. Soil conditions (light soil) reduces number of damages. Key words: potato, tuber, temperature, soil, mechanical damages 303 Bartłomiej Spyrka WSTĘP Na powstawanie uszkodzeń mechanicznych bulw wpływa szereg warunków agrotechnicznych oraz siedliskowych, a w szczególności temperatura panująca w trakcie zbioru bulw (Gastoł 1985; Marks i in. 1993; Lutomirska 2000; 2008). Z badań Marksa i in. (1993) wynika, że zbiór ziemniaków prowadzony przy temperaturze gleby powyżej 10oC, w znacznym stopniu przyczynia się do zmniejszenia ilości uszkodzeń mechanicznych bulw wywoływanych przez elementy robocze maszyn. Uszkodzenia bulw ziemniaka obniżają wartość surowca, a także ograniczają możliwości dłuższego przechowywania w przechowalniach. Celem doświadczenia było zbadanie wpływu warunków glebowych oraz temperatury podczas zbioru na powstawanie oraz wielkość uszkodzeń mechanicznych bulw. MATERIAŁ I METODY Doświadczenie polowe przeprowadzono w latach 2009–2011 w warunkach glebowo-klimatycznych Dolnego Śląska na dwóch odmianach ziemniaka frytkowego. Ziemniaki uprawiano na glinie ciężkiej (glina zwykła – klasa IIIa) zaliczanej do typu gleb brunatno-właściwych kompleksu pszennego dobrego oraz lekkiej (glina drobnopiaszczysta – klasa IVa) zaliczanej do typu gleb płowych kompleksu pszennego wadliwego. Analizowano ilość oraz wielkość uszkodzeń mechanicznych bulw powstających podczas zbioru w zależności od pory dnia, tj. między godziną 7 a 8 rano oraz 14 a 15. Po zmierzeniu temperatury (termometr z sondą zewnętrzną o dokładności 0,1oC) powietrza, gleby oraz bulwy (10 pomiarów) pobierano 4-kilogramowe próby w trzech powtórzeniach ze zbiornika kombajnu. Kolejnym etapem doświadczenia było umieszczenie prób w szafie klimatycznej MTS Bionix® EnviroBath (hot box) utrzymującej temperaturę 33oC i wilgotność 100%. Po 16 godzinnej inkubacji bulwy obierano i sortowano na nieuszkodzone oraz z uszkodzeniami zewnętrznymi i wewnętrznymi zgodnie z instrukcją IHAR (Roztropowicz i in. 1999). Badania prowadzono na dwóch odmianach ziemniaka frytkowego, tj. Santana i Countessa. Są to odmiany późne, o wysokim poten304 Wpływ warunków glebowych oraz termicznych na powstawanie... cjale plonotwórczym i dużej odporności na uszkodzenia mechaniczne, przeznaczone do produkcji frytek. Zbiór przeprowadzono w I i II dekadzie października kombajnem Grimme SE 170–60. Pierwszy rok badań charakteryzował się bardzo małą sumą opadów (tab. 1) w końcowym okresie wegetacji ziemniaka w porównaniu z drugim i trzecim rokiem. Łączna suma opadów w sierpniu i wrześniu 2009 roku była ponad dwukrotnie mniejsza niż w pozostałych latach. Tab. 1. Suma opadów w okresie wegetacji ziemniaka w latach badań na tle wielolecia (mm). opady IV V VI VII VIII IX 2009 50,2 121 125,2 140,4 42,2 21 2010 21,4 127 136,2 150 95,1 42,5 2011 77,1 51,6 45,2 31,4 91,8 47,2 1960–2005 38,2 59,6 70,9 83,7 71,1 46,1 Średnie miesięczne temperatury (tab. 2) w okresie wegetacji ziemniaka w poszczególnych latach nie różniły się między sobą istotnie, a także nie odbiegały znacząco od wartości wieloletnich. Tab. 2. Średnie miesięczne temperatury powietrza od IV do IX w latach badań na tle wielolecia (oC). temperatura IV V VI VII VIII IX 2009 11,6 13,6 15,2 19,1 19,7 15,2 2010 8,8 11,9 13,8 18,5 19,2 15,0 2011 8,6 13,8 18,3 19,3 18,7 13,2 1960–2005 8,4 13,6 16,7 18,3 17,6 13,6 Udział bulw z poszczególnymi uszkodzeniami wyrażono w procentach wagowych, a ogólny wskaźnik uszkodzeń wyrażono jako sumę uszkodzeń zewnętrznych i wewnętrznych. Badania przeprowadzono metodą kompletnej randomizacji, a wyniki opracowano w pakcie statystycznym „Statistica 9”. Wyniki opracowano statystycznie stosując regresję jednokrotną. Dla cech istotnych obliczono analizę regresji. 305 Bartłomiej Spyrka WYNIKI I DYSKUSJA Przyczynami powstawania uszkodzeń mechanicznych bulw są obicia, na które wpływają warunki wegetacji, a szczególnie zbioru. Powstawanie uszkodzeń mechanicznych podczas wegetacji ziemniaka determinuje uprawa roli, zabiegi pielęgnacyjne oraz nawożenie, a podczas zbioru stan gleby i warunki pogodowe oraz poziom techniki (Krzysztofik i in. 2006). Liczne badania wskazują, że na liczbę uszkodzeń istotny wpływ wywierają także warunki pogodowe, szczególnie w końcowym okresie wegetacji ziemniaka. Decydują one bowiem o pracy maszyn zbierających, determinujących uszkodzenia bulw. Spośród warunków pogodowych bezspornie istotną rolę w powstawaniu uszkodzeń odgrywa temperatura podczas zbioru, gdyż warunkuje ona poziom turgoru komórek i tym samym kształtuje ich podatność na uszkodzenia. Badacze (McRae i Fleming 1994; Marks i in. 1996; Prośba-Białczyk i Spyrka 2010) podkreślają, że zbiór ziemniaków przy temperaturach powyżej 10o C gwarantuje ograniczenie powstawania uszkodzeń mechanicznych powodowanych przez elementy robocze maszyn. Warunki wilgotnościowe w latach prowadzenia badań były bardzo zróżnicowane (tab. 1) i wpływały istotnie na sumę uszkodzeń bulw ziemniaka (ryc. 1 ). Szczególnie duży wpływ na stymulowanie powstawania uszkodzeń miały warunki pogodowe w końcowym okresie wegetacji i w trakcie zbioru. Okresowa posucha w sierpniu oraz wrześniu 2009 roku spowodowała ponad dwukrotnie większy udział bulw uszkodzonych w plonie ogólnym bulw niż w analogicznym okresie lat 2010 – 2011. Ryc. 1. Procentowy udział bulw uszkodzonych w zależności od kategorii agronomicznej i czasu zbioru (%). 306 Wpływ warunków glebowych oraz termicznych na powstawanie... Ryc. 2. Wykres regresji jednokrotnej dla odmiany Santana i Countessa (2009). 307 Bartłomiej Spyrka Ryc. 3. Wykres regresji jednokrotnej dla odmiany Santana i Countessa (2010). 308 Wpływ warunków glebowych oraz termicznych na powstawanie... Ryc. 4. Wykres regresji jednokrotnej dla odmiany Santana i Countessa (2011). 309 Bartłomiej Spyrka Udowodniono zatem istotny wpływ warunków opadowo-termicznych przed i podczas zbioru na powstawanie uszkodzeń mechanicznych, co także stwierdzili inni badacze (Gastoł 1985; Marks i in. 1993). Wraz ze wzrostem temperatury bulwy spada wskaźnik uszkodzeń mechanicznych (ryc. 1, 2, 3). Suma uszkodzeń zależna była od warunków glebowych oraz termicznych w trakcie zbioru. W warunkach gleby ciężkiej stwierdzono istotnie większy udział bulw uszkodzonych niż na glebie lekkiej. Niezależnie od badanej odmiany najwięcej uszkodzeń odnotowano w pierwszym roku badań. Powodowane to było bardzo małą sumą opadów w dwóch ostatnich miesiącach wegetacji. Konsekwencją tego było bardzo duże zbrylenie gleby, co miało istotny wpływ na obicia bulw w trakcie zbioru maszynowego. WNIOSKI Warunki glebowe są istotnym czynnikiem kształtującym powstawanie uszkodzeń mechanicznych bulw ziemniaka. Warunki gleby ciężkiej stymulują powstawanie uszkodzeń. Okresowa posucha w końcowym okresie wegetacji (tj. sierpień i wrzesień) przyczyniła się do znacznego wzrostu liczby uszkodzeń mechanicznych bulw powstających podczas zbioru mechanicznego. Wraz ze wzrostem temperatury powietrza rośnie temperatura gleby oraz bulwy. W temperaturach powyżej 10o C zmniejszyła się liczba uszkodzeń mechanicznych. LITERATURA Gastoł J. 1985. Wpływ temperatury gleby na uszkodzenia mechaniczne powstające w czasie zbioru. Biul. Inst. Ziemn. 33: 30–48. Roztropowicz S., Czerko Z., Głuska A., Goliszewski W., Gruczek T., Lis B., Luromirska B., Nowacki W., Wierzejska-Bujakowska A., Zarzyńska K., Zgórska K. 1999. Metodyka obserwacji, pomiarów i pobierania prób w agrotechnicznych doświadczeniach z ziemniakiem. Wyd. IHAR Jadwisin. ss. 50. Krzysztofik B., Marks N., Nawara P. 2006. Porównanie cech jakościowych bulw ziemniaka po zbiorze i po przechowywaniu. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 511: 369–377. 310 Wpływ warunków glebowych oraz termicznych na powstawanie... Lutomirska B. 2000. Odporność polskich i zagranicznych odmian ziemniaka na uszkodzenia mechaniczne bulw. Biul. IHAR 214: 183–194. Lutomirska B. 2008. Wpływ opadów na odporność bulw ziemniaka na uszkodzenia mechaniczne w trakcie zbioru. Ziemn. Pol. 3: 40–43. Marks N., Baran P., Sobol Z. 1993. Wpływ rozkładu temperatur w okresie wegetacji na wielkość mechanicznych uszkodzeń bulw ziemniaka. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 408: 329–338. Marks N., Krzysztofik B., Sobol Z., Baran D., Baran P. 1996. Wpływ warunków klimatycznych i składu chemicznego bulw ziemniaka na powstawanie mechanicznych uszkodzeń podczas zbioru. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 444: 239–246. McRae D. C., Fleming J. 1994. Potato damage – where it occurs and how to avoid it. Potato Marketing Board. Oxford. ss. 32. Prośba-Białczyk U., Spyrka B. 2010. Wpływ niektórych czynników siedliskowych na powstawanie uszkodzeń mechanicznych bulw ziemniaka. Zesz. Probl. Post. Nauk. Rol. 557: 173–183. mgr inż. Bartłomiej Spyrka Katedra Szczegółowej Uprawy Roślin Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu e-mail: [email protected] Opiekun naukowy: prof. dr hab. Urszula Prośba-Białczyk „Zadanie współfinansowane ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego” 311 Agnieszka Świst-Kawala1 Mariusz Stepaniuk Jolanta Molas EPISTEME 18/2013, t. 1 s. 313–319 ISSN 1895-2241 Ocena fizjologicznej skuteczności chelatów Ni-EDTA i Ni-Glu w nawożeniu mocznikiem jęczmienia jarego EStimation OF THE EFFECTIVENESS OF Ni-EDTA and Ni-Gly CHELATES IN FERTILZATION WITH UREA OF SPRING BARLEY Abstrakt. Celem badań było porównanie fizjologicznej skuteczności dwóch chelatów niklu, Ni-Gly i Ni-EDTA, w nawożeniu mocznikiem jęczmienia jarego odmiany Poldek. Wegetację roślin przeprowadzono w kulturach wazonowych, w których zastosowano czysty chemicznie piasek, nawożenie podstawowe, w tym mocznik jako źródło azotu. Wyniki badań wykazały, że chelaty Ni-Gly i Ni-EDTA zastosowane wraz z mocznikiem w nawożeniu jęczmienia jarego wykazywały aktywność fizjologiczną charakterystyczną dla tego mikroelementu. Stymulowały wzrost roślin, redukowały fitotoksyczność mocznika i jego zawartość w roślinach oraz zwiększały zawartość azotu ogólnego i wolnych aminokwasów. Chelat Ni-Gly był bardziej fizjologicznie skuteczny niż chelat Ni-EDTA. Słowa kluczowe: chelat niklu, jęczmień, mikronawóz, nawożenie roślin Summary. The objective of the research is to compare physiological efficiency of the Ni-EDTA and Ni-Gly chelates, which were utilized in the fertilization with urea of spring barley of Poldek cultivar. In the pot experiment, a chemically clean sand was used and basic fertilization was applied. In this experiment, urea was the source of N for the plants. Nickel chelates, NiEDTA and Ni-Gly, showed a physiological activity typical of this microelement. The chelates stimulated the growth of plants fertilized by the urea, reduced the toxicity of urea and the urea concentration in plants, while they increased the amount of total nitrogen and free amino acids. Ni-Gly chelate was more physiologically effective in fertilization with urea of spring barley than the Ni-EDTA chelate. Key words: barley, microfertilizer, nickel chelate, plant fertilization 313 Agnieszka Świst-Kawala, Mariusz Stepaniuk, Jolanta Molas Introduction In the 1980s nickel was included into the group of essential micronutrients to higher plants [Brown et al. 1987, Marschner 1995, Yusuf et al. 2011]. This element is a component of the enzyme urease (EC 3.5.1.5; urea amidohydrolase) which takes part in hydrolysis of urea into NH3 and CO2 [Dixon et al. 1975, Sirko and Brodzik 2000]. Therefore, nickel is considered to be an important element for plants applied with urea as a N source due to its role in the enzyme urease [Gerendás and Sattelmacher 1997, 1999, Sirko and Brodzik 2000]. Nickel deficiency depressed the activity of urease and of other enzymes responsible for nitrate reduction [Eskew et al. 1984, Brown et al. 1990]. As a result, a clear disruption in amino acid metabolism and protein synthesis as well as reduction of total N concentration in plants have been observed [Brown et al. 1990, Gerendás and Sattelmacher 1999, Tan et al. 2000, Bai et al. 2006]. During the last two decades chelate microelements have been introduced into agricultural practice; in these chelates metals are complexed mainly by EDTA. EDTA is a synthetic chelator, whose biodegradation in the environment is very small and which is toxic to living organisms [Sykora and Pitter 2001, Oviedo and Rodríguez 2003]. Consequently, alternative chelating agents are looked for which would have good metal-complexing properties, are easily biodegradable in the environment and are non-toxic to living organisms. This group comprises amino acids including glycine, among others. Materials and methods Plants of barley (Hordeum vulgare L., cv. Poldek) were grown in greenhouse pot cultures. Each pot contained 5 kg of sand soil. Before seed sowing to all pots were supplemented with the macronutrients: (in mmol·kg-1 of sand soil) CO(NH2)2: 6.0, K2SO4: 2, CaCl2·2H2O: 1.5, MgSO4·7H2O: 1.0, NaH2PO4·2H2O: 0.67 and micronutrients: Fe-EDTA: 0.1, (in µmol·kg-1 of sand soil) H3BO3: 0.33, MnSO4: 10, CuSO4: 0.1, Na2MoO4: 0.1, NaCl: 0.1. Nickel chelate, Ni-EDTA or NiGly, was applied to the sand soil in concentrations of 0.1, 0.5 and 1.0 mg Ni·kg-1. The reaction of sand soil was adjuted to pH 6.2. The Ni chelates were prepared by mixing equimolar nickel (as NiCl2·6H2O) 314 Ocena fizjologicznej skuteczności chelatów Ni-EDTA i Ni-Glu w nawożeniu... and Na2EDTA or glycine and next the reaction of both chelate solutions was adjusted to pH 6.2. Before harvest, visual leaf symptoms of urea toxicity were assessed with index from 0 (none) to 5 (severe). Plants were harvested 4 weeks after seed germination, next the shoot materials were dried at 65oC to a constans weight and weighed. The concentration of urea-N in dry matter of shoots was determined according to the method of Cline and Fink (1956), the total-N was determined by Kjeldahl method [Ostrowska et al. 1991]. Free amino acids were analyzed by HPLC according to the method of Weibull et al. [1990] after the deprotonization of the dried matter with 5% sulphosalicylic acid. Statistical analysis. Mean separation was done by analysis of variance followed by a test of the significant difference (LSD) with probability ≤ 0.05. Results and discussion Ni-EDTA and Ni-Glu chelates used in low concentrations reduced the toxicity of urea in barley plants cv. Poldek (Table 1). With urea nutrition without nickel supplement, the leaves showed the symptoms of damage typical of urea toxicity, i.e. leaf tip necrosis and brown color around the leaf margins, whose intensity assessed with index from 0 (none) to 5 (severe) was assessed as 3 (Table 1). Such symptoms were also observed in other species of urea-fed plants and their intensity was correlated like in the experiments conducted by the author (Table 1) with urea concentration in plants [Shimada and Ando 1980, Eskew et al. 1984, Gerendás and Sattelmacher 1999, Tan et al. 2000]. The Ni-Gly chelate supplement reduced the urea concentration and symptoms of urea toxicity in barley plants to a greater extent than the Ni-EDTA chelate (Table 1). At the same time the concentrations of leaf total-N in the ureafed plants increased with the nickel chelates supplement (Table 1). The concentration of total amino acid N in the shoots of urea-fed plants also increased with the nickel chelates supplement (Table 2). From among the 11 of free amino acids the concentration of Asn, His, Val, Thr, Asp and Ala increased the most (Table 2). 315 Agnieszka Świst-Kawala, Mariusz Stepaniuk, Jolanta Molas Nickel chelate Ni dose (mg·kg-1 of soil) Shoot dry matter (g/pot) Urea–N (mg g-1 dry matter of shoot) Total-N (mg ·g-1 dry matter of shoot) Urea-N / Total-N (%) Lef assimilated N (%) Symptom index of urea toxicity (%) Tab. 1. Effects of Ni chelates supply to sand soil on the shoot dry matter, concentration and assimilation of N in the leaves of barley plants fed with urea for 4 weeks. Control 0 2.38 12.82 30.45 42.10 8.63 3.00 0.1 2.54 11.91 31.96 37.26 9.66 2.50 0.5 3.29 6.27 38.17 16.43 14.95 1.00 1.0 4.32 3.80 41.22 9.22 21.20 0.25 0.1 3.05 7.33 37.09 19.76 13.47 1.00 0.5 4.47 2.75 43.55 6.31 23.17 0.20 1.0 4.58 2.49 44.37 5.61 24.19 0.20 LSD at P ≤ 0.05 0.46 2.73 1.96 n.e. 1.19 n.e. Ni-EDTA Ni-Glu n.e. – non estimation by statistically. Studies conducted earlier have shown that nickel used in low concentrations in foliar fertiliser or application to hydroponic culture increased the activity of urease and the metabolism of nitrogen compounds in urea-grown plants [Gerendás and Sattelmacher 1997, 1999, Bai et al 2006]. Just like the author also other authors observed a decrease of urea concentration and an increase of concentration of free amino acids and total-N in urea-fed plants with low Ni supplement. However, Brown et al. [1990] in Ni-deficiency of barley plants grown with mineral N observed a growth of concentration of free amino acids. Nickel chelates suplement promoted the growth of urea-grown plants of barley. The dry matter increments of the shoots icreased significantly with the increase of nickel chelates concentration in 316 22.41 0 0.1 Nickel chelate Control 62.44 31.72 62.95 67.93 5.29 1.0 0.1 0.5 1.0 LSD at P ≤ 0.05 Ni-Gly 43.28 0.5 Ni-EDTA 18.57 Ni dose (mg kg-1 of soil) Total amino acid N (µmol g-1 DW) 0.91 0.88 0.87 Arg 0.81 0.96 0.29 11.32 0.89 10.09 0.92 4.21 10.89 0.95 6.77 3.81 3.15 Ala 1.73 11.09 10.69 4.75 11.03 8.21 2.15 0.69 Asn 1.66 14.70 14.12 6.98 11.92 8.83 4.27 3.78 Asp 1.81 7.05 5.90 3.62 6.21 3.72 2.93 2.62 Gln 2.94 5.14 4.24 2.93 4.17 3.02 2.24 2.21 Glu 0.18 1.21 1.32 0.91 1.24 1.09 0.87 0.71 Gly 0.09 0.41 0.37 0.42 0.33 0.36 0.41 0.36 Leu 1.12 7.32 6.12 4.17 7.14 5.67 2.76 2.75 Ser Thr 0.64 0.47 2.83 1.78 2.25 1.99 1.06 0.59 2.32 2.15 0.92 0.87 0.72 0.44 0.47 0.39 Val Amino acid concentration in barley shoot (µmol g-1 DW) 0.31 5.19 4.94 1.27 4.09 2.97 0.93 0.57 His Tab. 2. Effects of Ni chelates supply to sand soil on the total and selected free amino acid concentration in barley shoot. Ocena fizjologicznej skuteczności chelatów Ni-EDTA i Ni-Glu w nawożeniu... 317 Agnieszka Świst-Kawala, Mariusz Stepaniuk, Jolanta Molas sand soil (Table 1). It is known that nickel promotes the growth of many plant species including cereals [Brown et al. 1987, 1990, Gerendás and Sattelmacher 1997, Bai et al 2006, Yusuf et al. 2011]. It should be stressed that barley is very sensitive to Ni-deficiency and the studies of the stimulating effect of this element on sprouting and vigour of barley seeds [Brown et al. 1990] were critical to including it into the group of microelements. It can be suggested that the observed differences in the physiological effectiveness of Ni-EDTA and Ni-Gly resulted from such chemical properties of these chelates as ex vivo and in vivo ionic speciation and the stability constants of their complex ions. Ni-EDTA chelate in water solution whose reaction is pH 6.2 dissociates to more stable complex ions than Ni-Gly chelate [Martell and Smith 1976–2003]. Ni-EDTA chelate dissociates to complex anions, i.e. Ni(EDTA)2-, which are assimilated by plants with greater difficulty [Marschner 1995]. Ni-Gly chelate dissociates to easily assimilated cations and a neutral ions, i.e. Ni2+, Ni(Gly)+ and Ni(Gly)o [Martell and Smith 1976–2003]. It can be suggested that the charge of complex ions and their stability constants determine their assimilation mostly at the apoplasm-symplast stage and, consequently, their physiological activity in vivo. Conclusions 1. Ni-Gly and Ni-EDTA chelates in low concentrations, i. e. 0.1, 0.5 and 1.0 mg Ni · kg-1 of sand soil, show a physiological activity typical of this microelement; they reduce the toxicity of urea and its content in plants and increase the content of total-N and free amino acids in shoots of barley plants. 2. Ni-Gly chelate was more physiologically effective that NiEDTA chelate in fertilization with urea of spring barley plants grown in sand soil at pH 6.2. References Bai Ch. Reilly C. Wood B.W. 2006. Nickel deficiency disrupt metabolism of ureides, amino acids, and organic acids of young pecan foliage. Plant Physiol. 140: 433–443. 318 Ocena fizjologicznej skuteczności chelatów Ni-EDTA i Ni-Glu w nawożeniu... Brown P. H. Welch R. M. Cary E. E. 1987. Nickel: a micronutrient essential for higher plants. Plant Physiol. 85: 801–803. Brown P. H. Welch R. M. Madison J. T. 1990. Effect of nickel deficiency on soluble anion, amino acid, and nitrogen level in barley. Plant and Soil, 125 (1): 19–27. Cline R. E. Fink R. M. 1956. Investigation of color reaction between p-dimethyl aminobenzaldehyde and urea or ureide acids. Annal. Chem., 28 (1): 47–52. Dixon N. E. Gazzola C. Blakeley R. L. Zerner B. 1975. Jack bean urease (E. C. 3.5.1.5). A simple biological role of nickel. J.Amer. Chem.Soc. 97: 4131–4133. Eskew D. L. Welch R.M. Norwell W. A. 1984. Nickel in higher plants. Further evidence for an essential role. Plant Physiol., 76: 691–693. Gerendás J. Sattelmacher B. 1997. Significance of Ni supply for growth, urease activity and the contents of urea, amino acids and mineral nutrients of ureagrown plants. Plant and Soil, 190: 153–162. Gerendás J. Sattelmacher B. 1999. Influence of Ni supply on growth, urease activity and nitrogen metabolites of Brassica napus grown with NH4NO3 or urea as N source. Annals of Botany, 83: 65–71. Marschner H. 1995. Mineral nutrition of higher plants. Academic Press, London, 364–369. Martell A. E. Smith R.M. 1976–2003. Critical Stability Constants, Plenum Press, New York. Ostrowska A. Gawliński S. Szczubiałka Z. 1991. Metody analizy i oceny właściwości gleb i roślin. Katalog. Wyd. IOŚ, Warszawa (in polish). Oviedo C. Rodríquez J. 2003. EDTA: the chelating agent under environmental scrutiny. Quim. Nova, 26 (6): 901–905. Shimada N. Ando T. 1980. Role of nickel in plant nutrition (2). Effect of nickel on the growth of plants and the assimilation of urea by plants. Japn. J. Soil Sci. Plant Nutr., 51: 493–496. Sirko A. Brodzik R. 2000. Plant urease: roles and regulation. Acta Biochim. Pol., 47: 1189–1195. Sykora V. Pitter P. 2001. Bidegradability of ethylenediamine-based complexing agents and related compounds. Chemosphere, 44: 823–826. Tan X. W., Ikeda H., Oda M. 2000. Effects of nickel concentration in the nutrient solution on the nitrogen assimilation and growth of tomato seedlings in hydroponic culture supplied with urea or nitrate as the sole nitrogen source. Sci. Hort., 84: 265–273. Weibull J. Ronquist F. Brishammar S. 1990. Free amino acid composition of leaf exudates and phloem sap. Plant Physiol. 92: 222–226. Yusuf M. Fariduddin S. Hayat S. Ahmad A. 2011. Nickel: an overview of uptake, essentiality and toxicity in plants. Bull. Environ. Contamin. Toxicol. 86(1): 1–17. 319 Agnieszka Świst-Kawala, Mariusz Stepaniuk, Jolanta Molas mgr inż. Agnieszka Świst-Kawala Zakład Biologii Roślin Wydział Nauk Rolniczych w Zamościu Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie e-mail: [email protected] mgr inż. Mariusz Stepaniuk Zakład Biologii Roślin Wydział Nauk Rolniczych w Zamościu Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie e-mail: [email protected] dr hab. Jolanta Molas, prof. UP Zakład Biologii Roślin Wydział Nauk Rolniczych w Zamościu Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie e-mail: [email protected] Thesis supervisor: Dr hab. Jolanta Molas, prof. of ULS 320 Joanna Szkutnik*, Piotr Kacorzyk Mirosław Kasperczyk EPISTEME 18/2013, t. 1 s. 321–328 ISSN 1895-2241 WPŁYW NAWOŻENIA NA ZAWARTOŚĆ I POBRANIE Ca, Mg, Na, Z RUNIĄ PASTWISKA GÓRSKIEGO EFFECT OF FERTILIZATION ON THE CONTENT AND UPTAKE OF Ca, Mg AND Na IN MOUNTAIN PASTURE SWARD Abstrakt. Badania przeprowadzono w latach 2007–2009 na pastwisku górskim. Oceniano wpływ poziomu nawożenia mineralnego na zawartość oraz pobranie Ca, Mg, Na przez ruń pastwiska górskiego użytkowanego owcami. W badaniach uwzględniono 5 obiektów: kontrolę i 4 nawożone: P60K90, P60K90N60, P60K90N90, P60K90N120 kg · ha-1. W nawożeniu fosfor i potas w ilości 25 kg P · ha-1 i 60 kg K · ha-1 stosowano jednorazowo wiosną, a azot (60, 90, 120 kg N · ha-1) w 3 równych częściach pod kolejne 3 odrosty. Pastwisko spasano 4-krotnie w ciągu okresu wegetacyjnego. Najwyższą zawartością Ca i Mg cechowała się ruń obiektu kontrolnego i nawożonego samą dawką P60K90. Zwiększające się nawożenie azotem na ogół wpływało ujemnie na zawartość tych składników w runi. Natomiast zawartość Na w runi pod wpływem nawożenia nie zmieniała się. Największe pobranie Ca wystąpiło w runi obiektu kontrolnego i nawożonego dawką PKN60. Pobranie Mg i Na pod wpływem wzrastającego nawożenia azotowego zwiększyło się. Słowa kluczowe: pastwisko górskie, nawożenie, Ca, Mg, Na Summary. The study was conducted in 2007–2009 on a mountain pasture. Assessed the effect of mineral fertilization on the content and uptake of Ca, Mg and Na by the mountain pasture sward, grazed by sheep. The study included five objects: control and 4 fertilized: P25K60, P25K60N60;N90;N120 kg · ha1. Phosphorus and potassium fertilization in an amount of 25 kg P and 60 kg K applied once in spring, and nitrogen (60, 90, 120 kg N · ha-1) in three equal portions at three consecutive regrowths. Pasture was rotational grazing 4 times over the year. The highest content of Ca and Mg was characterized by the control object and object fertilized with only P25K60 dose. Increasing nitrogen fertilization generally had a negative effect on Ca and Mg content of sward. On the other hand, Na content of the sward under fertilization did not change. The highest Ca uptake of sward was in control object and object with P25K60 N60 dose. The uptake of Mg and Na increased under increased nitrogen fertilization. Key words: mountain pasture, mineral fertilization, Ca, Mg, Na 321 Joanna Szkutnik, Piotr Kacorzyk, Mirosław Kasperczyk Wstęp Zasobność w składniki mineralne, zwłaszcza w makroelementy decyduje o wartości biologicznej pasz pozyskiwanych z trwałych użytków zielonych. Koncentracja tych składników w roślinach zależy od wielu czynników tj.: zasobności gleby, terminu zbioru i fazy rozwojowej, cechy gatunkowej i rodzajowej rośliny, warunków meteorologicznych, oraz zabiegów pratotechnicznych w tym nawożenia [Kasperczyk i Filipek 1992, Falkowski i in. 2000, Borawska-Jarmułowicz 2005]. Pastwiska górskie z reguły są położone w gorszych warunkach siedliskowych – szczególnie na glebach bardzo ubogich w składniki pokarmowe. Latem w rejonach górskich chów owiec oparty jest głównie na żywieniu pastwiskowym, które to oprócz pozytywnych aspektów ekonomicznych i ekologicznych, wzbogaca dodatkowo pastwisko w składniki nawozowe pozostawione w odchodach pasących się zwierząt. Jednak jak wykazały badania bardzo często pozyskiwana pasza nie zawierała odpowiedniej z punktu żywieniowego zwierząt zawartości makroelementów [Falkowski i in. 2000; Urban i in. 2003, JankowskaHuflejt i Wróbel 2008]. Stąd też oprócz składników pozostawionych w odchodach zwierząt wymagane jest nawożenie mineralne, które to uważa się za podstawowy czynnik zwiększenia produkcyjności pastwisk [Twardy, 1992; Kasperczyk i Grygierzec, 2003; Kostuch i Twardy, 2004; Kasperczyk i wsp., 2007; Kacorzyk i Szewczyk, 2008]. Powyższe fakty skłoniły autorów do przeprowadzenia kilkuletnich badań, których celem było określenie optymalnego zestawu dawki nawozowej NPK do nawożenia górskich pastwisk owczych. W niniejszej pracy oceniano zawartość i pobranie przez ruń 3 podstawowych makroskładników: Ca, Mg, Na. Warunki badań i metodyka Badania przeprowadzono w latach 2007–2009 na pastwisku górskim położonym 650 m. n. p. m. Obiekt doświadczalny był zlokalizowany na kwaterze o powierzchni około 2 ha wypasanej stadem owiec (250 sztuk). Gatunkami dominującymi w runi kontrolnej były kostrzewa czerwona (Festuca rubra) i mietlica pospolita (Agrostis capillaris). Doświadczenie założono na glebie brunatnej o składzie granulome322 Wpływ nawożenia na zawartość i pobranie Ca, Mg, Na, z runią... trycznym gliny średniej. Jej właściwości kształtowały się następująco: pHKCl – 4,70, substancja organiczna 3,98%, N-ogólny 0,238%, przyswajalne: P-8,0, K- 39,0, Mg -195,0 mg · kg-1. Średnie sumy opadów atmosferycznych i temperatury powietrza w okresie wegetacyjnym były następujące: 2007 r. – 505 mm i 13,4°C; 2008 r. – 480 mm i 13,1°C; 2009 r. – 587 mm i 13,1°C. Doświadczenie obejmowało 5 obiektów: kontrolę i 4 nawożone: PK, PKN60; 90;120, w 3 powtórzeniach. Powierzchnia jednego poletka wynosiła 0,4ha. W nawożeniu fosfor i potas w ilości 25 kg P i 60 kg K · ha-1 stosowano jednorazowo wiosną, a azot (60, 90, 120 kg N · ha-1) w 3 równych częściach pod kolejne 3 odrosty. Pastwisko corocznie wypasano 4-krotnie w ciągu lata. Przed każdym wypasem z każdego poletka wycinano ruń z powierzchni 1 m2 w celu określenia plonu s.m. i pobierano próbki o masie ok.1kg do analiz chemicznych. W materiale roślinnym oznaczono zawartości Ca, Mg i Na aparatem ICP-AES firmy JY 238. Plony suchej masy oraz skład florystyczny dla niniejszego doświadczenia zaprezentowano we wcześniejszych publikacjach [Kasperczyk i in. 2012; Kasperczyk i Kacorzyk 2012]. Wyniki badań Najwyższa zawartość wapnia w każdym z wariantów doświadczenia została odnotowana w odroście II i III (tab.1). Ruń obiektu kontrolnego była najzasobniejsza w wapń. Na podobnym poziomie zawartość tego składnika była w runi nawożonej fosforem i potasem oraz najniższą dawką azotu. Zawartość ta w wyżej wymienionych wariantach mieściła się w przedziale od 5,1 g · kg-1 do 10,7 g · kg-1 s.m. Dawki azotu 90 i 120 kg wpływały ujemnie na koncentrację wapnia w runi. Na ogół największe pobranie wapnia z runią wystąpiło w drugim roku badań. Najmniejsze średnie pobranie wapnia wystąpiło w runi kontrolnej – 26,9 kg · ha-1. Ruń obiektu nawożonego najwyższą dawką azotu dostarczyła o 40% więcej, ruń obiektu z dawką PKN90 o 46%, zaś ruń obiektu nawożonego jedynie fosforem i potasem o 54% więcej wapnia niż ruń obiektu kontrolnego. Największy średni plon wapnia dostarczyła ruń obiektu nawożonego dawką PKN60 – 49, 4 kg · ha-1 czyli prawie 2-krotnie więcej niż zebrano z obiektu kontrolnego. 323 Joanna Szkutnik, Piotr Kacorzyk, Mirosław Kasperczyk Tab. 1. Zawartość wapnia w runi [g · kg-1 s.m.] oraz jego ilość pobrana przez ruń pastwiska. Wariant Średnia zawartość Ca [g · kg-1] Pobranie Ca [kg · ha-1] Odrost Rok I Kontrola 5,1 2007 2008 Średnia z lat (2007–2009) [kg · ha-1] II III IV 2009 8,2 10,7 6,6 9,4 35,4 35,9 26,9 PK 6,5 8,4 8,5 4,2 16,1 68,3 40,1 41,5 PKN60 5,7 8,3 8,8 4,9 19,9 79,8 48,6 49,4 PKN90 4,6 5,4 5,1 3,9 20,2 70,8 27,0 39,3 PKN120 5,0 4,9 4,6 3,4 20,7 62,6 29,4 37,6 Zależność pomiędzy koncentracją wapnia i magnezu w odrostach i wariantach kształtowała się bardzo podobnie (tab.2). Najzasobniejszy w magnez był odrost III runi kontrolnej (6,2 g · kg-1) a najuboższy I odrost runi nawożonej 90 kg azotu (3,4 g · kg-1). Tab. 2. Zawartość magnezu w runi [g · kg-1 s.m.] oraz jego ilość pobrana przez ruń pastwiska. Wariant Średnia zawartość Mg g · kg-1 Pobranie Mg kg · ha-1 Odrost Rok I Kontrola 4,4 Średnia z lat (2007–2009) [kg · ha-1] II III IV 2007 2008 2009 4,9 6,2 4,8 14,0 19,8 20,9 18,2 PK 4,1 4,4 5,4 3,8 15,6 28,9 27,0 23,8 PKN60 3,5 4,9 5,3 4,0 18,8 34,6 32,7 28,7 PKN90 3,4 3,8 4,1 3,6 20,0 30,6 27,7 26,1 PKN120 3,8 4,4 4,8 3,7 21,9 33,1 34,8 29,9 W pierwszym roku badań pobranie magnezu z runią był najmniejsze. Wyniosło ono od 14 w runi kontrolnej do 21,9 kg · ha-1 w runi obiektu nawożonego dawką PKN90. W kolejnych latach badań zbiór ten wyniósł od 19,8 do 34,8 kg · ha-1. Wraz ze wzrostem dawki nawozowej na ogół pobór magnezu przez ruń się zwiększał. 324 Wpływ nawożenia na zawartość i pobranie Ca, Mg, Na, z runią... Największe średnie pobranie otrzymano w runi obiektu nawożonego najwyższą dawką azotu – 29,9 kg · ha-1 Ca i było ono o 60% większe od pobrania tego składnika przez ruń kontrolną. Zastosowane nawożenie na ogół nie wpłynęło na zmianę zawartości sodu w runi (tab.3). Tab. 3. Zawartość sodu w runi [g · kg-1 s.m.] oraz jego ilość pobrana przez ruń pastwiska. Średnia zawartość Na g · kg-1 Pobranie Na kg · ha-1 Odrost Rok Wariant I II III IV Średnia z lat (2007-2009) [kg · ha-1] 2007 2008 2009 1,03 0,26 1,72 1,0 0,30 0,33 0,43 0,35 1,15 0,36 2,92 1,5 PKN60 0,32 0,35 0,40 0,59 1,51 0,66 4,27 2,1 PKN90 0,30 0,28 0,30 0,28 1,56 0,70 2,81 1,7 PKN120 0,49 0,30 0,25 0,24 1,63 0,89 3,60 2,0 Kontrola 0,27 0,31 0,32 0,37 PK Najzasobniejsza w sód była ruń IV odrostu obiektu z dawką PKN60 – 0,59 g · kg-1s.m., najuboższy był IV odrost runi obiektu z najwyższą dawką azotu – 0,24 g · kg-1 s.m. Największe pobranie tego pierwiastka było w trzecim roku badań. Zastosowane nawożenie na ogół zwiększyło pobranie sodu. Ruń nawożona dawką PKN90 pobrała najwięcej tego pierwiastka średnio – 2,1 kg · ha-1 czyli 2 razy więcej niż ruń kontrolna. Dyskusja Z punktu widzenia wykorzystania runi pastwiskowej jako paszy zawartość wapnia w niej powinna wynosić średnio 7,0 g Ca · kg –1 [Falkowski 2000]. Norma ta była spełniona jedynie dla wariantów kontrolnego, PK, PKN60 dla odrostów II i III. Zawartość Ca i Mg zwłaszcza w I odroście i IV odroście była niższa niż w odroście II i III. Podobną zależność odnoszącą się do odrostów wykazał Baryła 325 Joanna Szkutnik, Piotr Kacorzyk, Mirosław Kasperczyk i Kulik [2006]. W pozostałych przypadkach niedobory tego składnika wynosiły 30 – 40%. Zasobność runi w magnez była zadowalająca i mieściła się w przyjętych granicach norm czyli – 2,0–4,0 g · kg–1 [Falkowski 2000] zaś zawartość sodu w runi każdego z obiektów była na ogół 7–8-krotnie niższa od wartości zalecanej 1,5–2,5 g Na · kg–1 [Falkowski 2000]. Zaobserwowany spadek zawartości wapnia oraz magnezu pod wpływem nawożenia znajduje również potwierdzenie w innych badaniach [Barszczewski i Ducka 2011, 2012; Kacorzyk i Szewczyk 2008]. Spadek ten należy tłumaczyć zmianą składu botanicznego runi. Wyniki badań dotyczące kształtowania się pod wpływem nawożenia składu florystycznego niniejszego doświadczenia zostały przedstawione we wcześniejszej publikacji [Kasperczyk i in 2012]. W obiekcie kontrolnym dominującymi trawami były: Festuca rubra i Agrostis capillaris, które stanowiły 40% plonu runi. Jednak znaczący udział miały także dwuliścienne około 37%, a w tym motylkowate 13%. Jak donoszą Kacorzyk i Szewczyk [2008] frakcje motylkowatych i pozostałych dwuliściennych zawierają nawet 3-krotnie więcej wapnia i średnio o 76% więcej magnezu niż trawy. Nawożenie ujemnie wpłynęło na rozwój gatunków z grupy dwuliściennych i dominantami w runi stały się Festuca pratensis, Festuca rubra, Phleum pratense, Dactylis glomerata i inne trawy co w rezultacie powodowało spadek zawartości tych dwóch makroelementów. Nawożenie nie wpłynęło zaś na zmianę zawartość sodu w runi. Jak podaje Kopeć [2000] za Jelinowską i Magnuszewską [1983] wpływ azotu na wzrost zawartości sodu w trawach jest bardziej uzależniony od gatunku rośliny, niż dawki tego składnika. Wnioski Nawożenie azotowe w dawce 90 i 120 kg · ha-1 na ogół wpływa ujemnie na zawartość wapnia i magnezu w runi pastwiska górskiego. Ruń nawożona dawką PKN60 wykazuje najlepszą stabilność i odpowiednią zawartość makroelementów. Nawożenie zwiększa plony suchej masy a co za tym idzie pobranie makroelementów z runią. 326 Wpływ nawożenia na zawartość i pobranie Ca, Mg, Na, z runią... LITERATURA Barszczewski J., Ducka M., 2012. Management of potassium and quality changes of sward from irrigated meadow during the long-term study. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering. Vol. 57(3): 6–9. Barszczewski J., Ducka M., 2011. Bilans wybranych makroskładników łąki trwałej nawożonej nawozami mineralnymi i naturalnymi. Woda Środ. Obsz. Wiej. 2012 (I–III), t. 12 z. 1 (37) :7–23. Baryła R., Kulik M., 2006. Zawartość azotu i podstawowych składników mineralnych w runi pastwiskowej w różnych latach jej użytkowania. Ann. UMCS, Sect. E, 61: 157–164. Borawska-Jarmułowicz B., 2005. Zawartość potasu, wapnia i magnezu w odrostach runi mieszanek pastwiskowych. Nawozy i nawożenie. (VII) Nr 3(24): 349–348. Falkowski M., Kukułka I., Kozłowski S., 2000. Właściwości chemiczne roślin łąkowych. Wyd. Akademii Rolniczej w Poznaniu. Jankowska-Huflejt H., Wróbel B. 2008. Evaluation of usefulness of forages from grasslands in livestock production in examined organic farms. Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering”, Vol. 53(3): 103–108. Jelinowska A., Magnuszewska K. 1983. Skład mineralny dwóch gatunków traw przy zróżnicowanym nawożeniu azotem. Zesz. Probl. Post. Nauk. Rol., 276: 125–132. Kacorzyk P., Szewczyk W. 2008, Wpływ nawożenia na zawartość składników organicznych oraz makroelementów w wybranych grupach roślin łąkowych, Łąkarstwo w Polsce, 11: 77–87. Kasperczyk M. Filipek J., 1992. Skład chemiczny odmian kupkówki pospolitej i życicy wielokwiatowej uprawianej w siewie czystym. Zeszyty Naukowe Akademii Rolniczej. 259:147–153. Kasperczyk M., Grygierzec B., 2003. Wykorzystanie przez owce gatunków roślin użytych do podsiewu pastwiska górskiego, Łąkarstwo w Polsce, 6: 89-96 Kasperczyk M., Szewczyk W., Kacorzyk P., 2007. Produktywność azotu w łące górskiej, Łąkarstwo w Polsce, 10: 111–118. Kasperczyk M., Kacorzyk P., 2012. Wpływ nawożenia mineralnego na wartość gospodarczą pastwiska górskiego. Łąkarstwo w Polsce, 15: 87–93. Kasperczyk M., Kacorzyk, P., Szkutnik, J. 2012. Influence of fertilization on the nutritional value of pasture Ecosystems and their functions. Proceedings of the International Scientific Conference, Banská Bystrica, Slovakia, 16th–18th October, pp. 54–58. Kopeć M., 2000. Dynamika plonowania i jakości runi łąki górskiej w okresie trzydziestu lat trwania doświadczenia nawozowego. Zesz. Nauk. AR w Krakowie, Rozprawy zeszyt 267: ss. 64. 327 Joanna Szkutnik, Piotr Kacorzyk, Mirosław Kasperczyk Kostuch R., Twardy S., 2004. Badania produkcyjności użytków zielonych w Karpatach Polskich. Woda. Środ. Obsz. Wiej. 4, z.1: 247–258. Twardy S.: 1992, Plonowanie i skład botaniczny runi pastwisk owczych, Wiad. IMUZ, 17/2: 369–382. Urban D., Mikosz A. I., Michalska R. 2003. Zawartość makroelementów w glebach i roślinności łąkowej wybranych obiektów torfowiskowych Poleskiego Parku Narodowego. Annales UMCS, Sec. E, 58:167–175. mgr inż. Joanna Szkutnik dr inż. Piotr Kacorzyk prof. dr hab. Mirosław Kasperczyk Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Instytut Produkcji Roślinnej, Zakład Łąkarstwa Opiekun naukowy: prof. dr hab. inż. Mirosław Kasperczyk 328 Ewelina Szydełko-Rabska Marta Jabłońska Anna Lehman EPISTEME 18/2013, t. 1 s. 329–335 ISSN 1895-2241 WPŁYW NAWOŻENIA AZOTOWEGO I WARUNKÓW POGODOWYCH NA CECHY BIOMETRYCZNE SORGA CUKROWEGO THE INFLUEENCE OF NITROGEN FERTILIZATION AND WEATHER CONDITIONS ON BIOMETRIC PARAMETERS OF SWEET SORGHUM Abstrakt. Sorgo jest w skali światowej bardzo ważną rośliną zbożową. Pod względem powierzchni uprawy na świecie zajmuje piąte miejsce. Wg International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics (ICRISAT) sorgo w roku 2009 było uprawiane w 105 krajach na powierzchni ok. 40 mln. ha. Przeprowadzone w latach 2010–2011 badania dotyczyły oceny wpływu nawożenia siarczanem amonu i mocznikiem w dawce odpowiadającej zastosowaniu 120 kg N·ha-1 w porównaniu do kontroli (bez nawożenia) na wybrane cechy biometryczne pędów (liczba liści i węzłów, średnica pędu) oraz wiech (długość, szerokość, masa) sorga cukrowego odmiany Sucrosorgo 304. Wykazano istotne współdziałanie rodzajów nawozów oraz przebiegu pogody w latach badań na liczbę węzłów, długość i szerokość wiechy. Największą liczbą węzłów (10,2) oraz długość wiech (27,9 cm) miały rośliny nawożone mocznikiem w 2010 roku. Po nawożeniu siarczanem amonu w 2011 roku wiechy były najszersze (7,3 cm) i uzyskały najwyższą masę (100,1 g). Słowa kluczowe: sorgo cukrowe, wiechy, cechy biometryczne Summary. Sorghum is a very important crop in the world. Comparison on the area sorghum is the fifth most important cereal crop. According to International Crops Research Institute for the Semi-Arid Tropics in 2009 sorghum species was cultivate in 105 countries in area 40 milion ha. In the years 2010–2011 the influence of 120 kg N · ha-1 of ammonium sulfate and urea as compared with sorghum cultivation without nitrogen fertilization was evaluated. Biometric parameters of stem (leaves numbers, node numbers, stem diameter) and panicles (length, width, weight) of sweet sorghum hybrid Sucrosorgo 304 were estimated. Interaction of weather conditions in investigation years with different fertilizers on node numbers, length and weight of panicles were estimated. Significantly higher node numbers (10,2) and length of panicles (27,9 cm) evaluated on sorghum plant after urea fertilization in 2010. Significantly widther (7,3 cm) and has higher mass (100,1 g) has panicle after ammonium sulfate application in 2011. Key words: sweet sorghum, panicle, biometric parameters 329 Ewelina Szydełko-Rabska, Marta Jabłońska, Anna Lehman Wstęp W Polsce sorgo jest mało znane, jednakże z powodu zawodnej w niektórych latach uprawy kukurydzy obserwuje się coraz większe zainteresowanie tą rośliną. Sorgo cukrowe należy do roślin szlaku C4, charakteryzuje się wysoką produkcją biomasy, niskimi wymaganiami wodnymi oraz szerokim spektrum adaptacyjnym [Billa i in. 1997]. Na strukturę biomasy sorga składają się: liście, łodygi, wiechy oraz korzenie, których udział jest zróżnicowany w zależności od fazy rozwojowej rośliny, warunków siedliskowych, czynników agrotechnicznych jak również cech odmianowych [Baez-Gonzalez i Jones 1995]. Ok. 60–70% biomasy stanowią łodygi, które podobnie jak u innych zbóż składają się od 8 do 19 międzywęźli. W celu zagospodarowania sorga do celów paszowych korzystniejszy jest większy udział liści w plonie sorga [Audilakshmi i in. 2010, Nakamura i in. 2011]. Wysoki potencjał plonotwórczy sorga może być wykorzystany jedynie przy pełnym pokryciu zapotrzebowania na składniki pokarmowe [Zielewicz i Kozłowski 2008]. Stres spowodowany niedoborem azotu ma wpływ nie tylko na wzrost i plon ale także na udział poszczególnych części w plonie [Ahmed i in. 2007]. Przeprowadzone w latach 2010–2011 badania dotyczyły oceny wpływu warunków pogodowych i nawożenia siarczanem amonu oraz mocznikiem w dawce odpowiadającej 120 kg N·ha-1 w po-równaniu do kontroli (bez nawożenia) na wybrane cechy biometryczne pędów (liczba liści i węzłów, średnica pędu) oraz wiech (długość, szerokość, masa) sorga cukrowego odmiany Sucrosorgo 304. Materiał i metody Podstawę badań stanowiło doświadczenie polowe prowadzone w latach 2010–2011 w Pawłowicach, na polach doświadczalnych Katedry Szczegółowej Uprawy Roślin Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Doświadczenie założono metodą losowanych bloków, czynnikiem zmiennym był rodzaj nawozów: mocznik i siarczan amonu, kontrolę stanowił wariant bez nawożenia. Doświadczenie zostało założone w pierwszej dekadzie maja na glebie bardzo lekkiej. Wielkość poletek wynosiła 14,7 m2 (7 m dłu330 Wpływ nawożenia azotowego i warunków pogodowych na cechy... gości i 2,1 m szerokości). Badania prowadzono w czterech powtórzeniach. Przed siewem wysiano nawozy mineralne w dawkach: 90 kg P2O5 · ha-1 w postaci superfosfatu potrójnego i 120 K2O · ha-1 w formie soli potasowej oraz 120 kg N · ha-1 (forma nawozów zgodna z założeniem doświadczenia). Badania przeprowadzono na odmianie Sucrosorgo 304. Bezpośrednio przed zbiorem pobrano po 12 roślin i na każdej roślinie określono wybrane cechy biometryczne pędów: liczba liści i węzłów, średnica pędu oraz wiech: długość, szerokość, masa. Uzyskane wyniki opracowano w programie Statistica 10. Przedziały ufności testowano testem Duncana na poziomie istotności (α=0,05). Wyniki i dyskusja Sorgo jest rośliną ciepłolubną. Minimalna temperatura przy której następuje wegetacja wynosi 7–10ºC. Sorgo wysiane za wcześnie ma słaby wigor oraz staje się mało konkurencyjne w stosunku do chwastów [Ercoli i in. 2004, Ghahraei i in. 2008]. W 2010 roku, w maju niższa niż średnia wieloletnia temperatura powietrza (12,72ºC) i duża ilość opadów (140 mm) spowodowały, że rośliny rozwijały się wolniej. W kolejnych miesiącach opady atmosferyczne także były rozłożone nierównomiernie. Lepsze warunki termiczne do wzrostu i rozwoju miało sorgo cukrowe w 2011 roku. Średnie miesięczne temperatury powietrza w kwietniu i maju były wyższe niż średnie z wielolecia (11,91 i 14,81ºC), a opady nieznacznie niższe (27 i 49,4 mm). Korzystne warunki termiczne i opadowe spowodowały, że rośliny sorga miały dobre warunki w początkowym okresie rozwoju. W lipcu odnotowano niższą niż w wieloleciu średnią temperaturę (18,19ºC), jednak korzystny dla wegetacji był wpływ dwukrotnie wyższych opadów w okresie największego zapotrzebowania sorga na wodę (170,9 mm w lipcu i 80 mm w sierpniu). Stwierdzono istotne współdziałanie rodzajów nawozów i przebiegu pogody w latach badań tylko na liczbę węzłów (tab. 2). Pomimo korzystniejszych warunków w roku 2011 największą liczbą węzłów (10,2) oraz średnicą pędu (27,9 mm) cechowały się rośliny po nawożeniu mocznikiem, w 2010 roku. W 2011 roku, po nawożeniu tym samym nawozem uzyskano najmniej węzłów (7,8) oraz najm331 Ewelina Szydełko-Rabska, Marta Jabłońska, Anna Lehman niejszą średnicę pędu (18,0 mm). Po nawożeniu siarczanem amonu w 2011 rośliny były najwyższe (266 cm). W badania El-Lattief [2011] rośliny nawożone siarczanem amonu miały 285,3 i 293,8 cm, a nawożone mocznikiem 305,0 i 304,5 cm. Średnica pędu wynosiła odpowiednio 1,89 i 2,06 oraz 2,13 i 2,12 cm, a liczba międzywęźli na roślinie odpowiednio 15,50 i 15,33 oraz 15,00 i 15,67. Ahmed i in [2007] podają, że wysokość sorga nawożonego siarczanem amonu i mocznikiem była zbliżona (147 cm). Więcej liści i międzywęźli stwierdzono po nawożeniu siarczanem amony (5,5 i 7,5). Warunki meteorologiczne oraz stosowane nawozy różnicowały długość i szerokość wiech (tab. 3). Najdłuższe były wiechy u roślin nawożonych mocznikiem w roku 2010 (27,9 cm), natomiast najszersze po nawożeniu siarczanem amonu w 2011. Większą masę osiągnęły wiechy w roku 2011 (od 65,5 g po nawożeniu mocznikiem do 100,1 g po stosowaniu siarczanu amonu). Przyczyną był (na początku rozwoju) słaby wigor roślin w 2010 a co za tym idzie późniejszym wejściem w kolejne fazy rozwojowe. Almodares i in. [2006] podają, że wiechy z roślin nie nawożonych miały 19,6 cm długości. Po nawożeniu dawką 90 i 180 kg mocznika miały odpowiednio 21,3 i 23,2 cm. Również masa wiech była najmniejsza bez nawożenia (385,9 g) niż po nawożeniu azotem (540,5 i 523,6 g). Ahmed i in. [2007] zanotowali większą masę wiech po nawożeniu siarczanem amonu (78,18 g s.m.) niż po moczniku (68,22 g s.m.). W polskich warunkach Szumiało i Rachoń (2008) podają, że masa wiechy w zależności od odmiany wynosiła 26,7 do 34,4 g a długość 23,9 do 26,0 cm. Wnioski 1. Warunki pogodowe, szczególnie w początkowym okresie wegetacji mają największy wpływ na cechy biometryczne wiech (szerokość i masę) sorga cukrowego. 2. Nawożenie azotowe oraz warunki pogodowe nie pływają na liczbę liści i średnicę pędu sorga. 332 Wpływ nawożenia azotowego i warunków pogodowych na cechy... Tab. 1. Warunki termiczne oraz wilgotnościowe w latach badań. Temperatura Miesiące Opady Odchylenie od Średnia Odchylenie od śred- Średnia średniej wielo- wieloletnia wieloletnia niej wieloletniej letniej 1981– 1981– 2010 2010 2010 2011 2010 2011 IV 0,44 3,01 8,9 14,9 - 3,5 30,5 V - 1,68 0,41 14,4 89,4 - 1,9 51,3 VI 0,77 2,00 17,1 - 26,6 36,2 59,5 VII 2,06 - 1,11 19,3 - 0,3 92,0 78,9 VIII 0,64 0,97 18,3 47,4 17,2 61,7 IX - 1,08 1,89 13,6 88,8 - 14,9 45,3 X - 2,15 0,24 9,1 - 26,6 10,3 32,3 Średnio/ suma - 1,00 7,41 15,1 187,0 135,4 359,5 Tab. 2. Wysokość pędu (cm), liczba liści i węzłów oraz średnica pędu (mm). Rok 2010 2011 Nawożenie Wysokość pędów Liczba liści Liczba węzłów Średnica pędu bez nawożenia 161 10,8 8,3 19,6 siarczan amonu 230 9,9 8,3 26,1 mocznik 230 10,8 10,2 27,9 bez nawożenia 238 10,5 9,3 20,5 siarczan amonu 266 9,9 8,9 19,7 mocznik 250 9,1 7,8 18,0 r.n. r.n. 0,8 r.n. NIR α=0,05 333 Ewelina Szydełko-Rabska, Marta Jabłońska, Anna Lehman Tab. 3. Pomiary biometryczne wiech sorga cukrowego. Rok 2010 2011 Nawożenie Długość (cm) Szerokość (cm) Masa (g) bez nawożenia 19,0 3,8 22,9 siarczan amonu 26,1 5,8 47,1 mocznik 27,9 6,4 44,6 bez nawożenia 27,0 6,9 79,4 siarczan amonu 26,3 7,3 100,1 mocznik 25,7 6,1 65,5 4,0 1,3 r.n. NIR α=0,05 LITERATURA Ahmed A., Zaki N., Hassanein M. 2007. Response of grain sorghum to different nitrogen sources. Research Journal of Agriculture and Biological Sciences, 3(6): 1002–1008. Almodares A., Taheri R., Hadi M., Fathi M. 2006. The effect of nitrogen and potassium fertilizers on the growth parameters and the yield components of two sweet sorghum coltivars. Pakistan Journal of Biological Sciences, 9(12): 2350–2353. Audilakshmi S., Mall A.K., Swarnalatha M., Seetharama N., 2010. Inherience of sugar concentration in stalk (brix), sucrose content, stalk and juice yield in sorghum. Biomass and Bioenergy, 34: 813–820. Billa E., Koullas D.P., Monties B., Koukios E.G., 1997. Structure and composition of sweet sorghum stalk components. Industrial Crops and Products, 6: 297–302. Baez–Gonzalez A., Jones J.G.W., 1995. Models of sorghum and pearl millet to predict forage dry matter production in semi-arid Mexico. 1. Simulation models. Agricultural Systems, 47: 133–145. El-Lattief E. 2011. Nitrogen management effect on the production of two sweet sorghum cultivars under arid regions conditions. Asian Journal of Crop Science, 3(2): 77–84. Ercoli L., Mariotti M., Masoni A., Arduini I. 2004 Growth response of sorghum plants to chilling temperature and duration of exposure. Europ. J. Agron., 21: 93–103. 334 Wpływ nawożenia azotowego i warunków pogodowych na cechy... Ghahraei O., Khoshtaghaza M., Ahmad D. 2008. Design and development of special cutting system for sweet sorghum harvester. Journal Central European Agricultur,. 9: 469–474. ICRISAT: www.icrisat.org/crop-sorghum.htm Nakamura S., Nakajima N., Nitta Y., Goto Y., 2011. Analysis of successive internode growth in sweet sorghum using leaf numer as a plant age indicator. Plant Prod. Sci. 14(4): 299–306. Szumiło G., Rachoń L. 2008. Wpływ terminu siewu i rozstawy rzędów na plonowanie sorga (Sorghum bicolor L. Moench). Problemy agrotechniki oraz wykorzystania kukurydzy i sorgo. Wydawnictwo Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu, 253–259. mgr inż. Ewelina Szydełko-Rabska Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu Katedra Szczegółowej Uprawy Roślin pl. Grunwaldzki 24a, 50–363 Wrocław e-mail: [email protected] Opiekun naukowy: dr hab. Józef Sowiński, prof. nadzw 335 Katarzyna Utnik-Banaś Elżbieta Sowula-Skrzyńska EPISTEME 18/2013, t. 1 s. 337–346 ISSN 1895-2241 Makro- i mikroekonomiczne determinanty rozwoju małych i średnich przedsiębiorstw na przykładzie przedsiębiorstwa branży mięsnej (stadium przypadku) MACRO- AND MICROECONOMIC DEVELOPMENT’S DETERMINANTS OF SMALL AND MEDIUM ENTERPRISES ON THE EXAMPLE OF MEAT TRADE ENTERPRISE (CASE STUDY) Abstrakt. Celem pracy było przedstawienie wybranych uwarunkowań makro- i mikroekonomicznych oraz strategii działania, determinujących rozwój małych i średnich przedsiębiorstw (MSP) na przykładzie przedsiębiorstwa branży mięsnej, w kontekście rozwoju regionalnego. Analiza za lata 2008–2011 została przeprowadzona na podstawie kwestionariusza ankiety oraz wywiadu kierowanego z właścicielem. Omówiono cztery strategie długookresowe: strategię produktu, wytwarzania, dystrybucji i obsługi konsumentów. O dynamicznym rozwoju firmy świadczy 2,4-krotny wzrost dochodu z działalności gospodarczej w latach 2008–2011, a najwyższy zysk firma wypracowała w 2011 r. Sukcesu firmy należy upatrywać w dynamicznym inwestowaniu w rozwój firmy i oferowaniu wysokiej jakości wyrobów w sieci własnych punktów sprzedaży. Słowa kluczowe: branża mięsna, sektor małych i średnich przedsiębiorstw, determinanty rozwoju Summary. The aim of this paper was to present chosen macro- and microeconomic conditions as well as action strategy determining development of small and medium enterprises (MSE) on the example of meat trade enterprise in the context of regional development. Analysis for years 2008–2011 were carried out on the base of survey form and directed questionnaire with the enterprise owner. Four long period strategy were discussed: product strategy, created strategy, distribution and consumer service. Increase 2,4 times of income from economic activity in years 2008–2011 was prove of dynamic firm development. The highest profit was made in year 2011. The firm success should be seek in dynamic investment in firm development and offering high quality products in net of own selling points. Key words: meat trade, small and medium enterprises sector, development’s determinants 337 Katarzyna Utnik-Banaś, Elżbieta Sowula-Skrzyńska Wstęp W rozwiniętych gospodarkach rynkowych, zarówno w Stanach Zjednoczonych, jak i w
