"Wpływ warunków agrotechnicznych na plon biomasy drzew. Oxytree. w warunkach Niżu Śląskiego".

Transkrypt

1 "Wpływ warunków agrotechnicznych na plon biomasy drzew Oxytree w warunkach Niżu Śląskiego". dr hab. inż. prof. nadzw. Marek Liszewski 1, dr inż. Przemysław Bąbelewski 2 1 Katedra Szczegółowej Uprawy Roślin UPWr, 2 Katedra Ogrodnictwa UPWr

2 WSTĘP Rodzaj paulownia należy do rodziny trędownikowatych (Scrophulariaceae), mało licznej w rodzaje drzewiaste, natomiast z licznymi przedstawicielami roślin zielnych. W najcieplejszych rejonach Polski uprawiane są w ogrodach dwa introdukowane gatunki paulowni: cesarska, nazywana również paulownią puszystą (Paulownia tomentosa) oraz paulownia Fortunea (Paulownia fortunei). Drzewa te występują na stanowisku naturalnym południowowschodniej Azji.

3 Paulownia Fortunea (Paulownia fortunei)

4 WSTĘP Oxytree (Paulownia Clon in Vitro 112) jest mieszańcem międzygatunkowym Paulovnia fortunei Paulownia elongata. Oxytree to mieszaniec rozmnażany in vitro i jest objęty prawami autorskimi, a rozmnażanie, bez wykupienia licencji, w sposób wegetatywny jest zabronione. W 2011 r. drzewo zostało zgłoszone do rejestracji przez Wspólnotowy Urząd Ochrony Odmian Roślin (CPVO) i uzyskało dopuszczenie na rynek europejski. Paulownia Clon in Vitro 112 pochłania znaczne ilości dwutlenku węgla, produkując przy tym tlen. Ta cecha dała nazwę Oxytree, co tłumaczymy jako drzewo tlenowe.

5 W 2016 zostały założone dwa ścisłe doświadczenia polowe ( lustrzane ) w dwóch miejscach, o zróżnicowanych warunkach siedliskowych (glebowych), w układzie losowanych podbloków z 2. czynnikami zmiennymi: nawadnianie i agrotkanina. Doświadczenia założono: ZAŁOŻENIA METODYCZNE na glebie piaszczystej klasy V (doświadczenie I Wrocław/Pawłowice ) oraz glebie gliniastej klasy III (doświadczenie II Psary/k. Wrocławia).

6 WARUNKI AGROTECHNICZNE Przedplonami dla Oxytree były: - ziemniak {w doświadczeniu I) oraz - gorczyca biała (w doświadczeniu II). Uprawa roli obejmowała, w obu doświadczeniach: - wykonanie pod koniec listopada 2015 r. orki przedzimowej, - wiosną doprawiono rolę broną ciężką oraz agregatem uprawowym z broną wirnikową oraz wałem ugniatającym.

7 NAWOŻENIE W obu doświadczeniach nawożenie mineralne obejmowało: - przedsiewne zastosowanie potasu w ilości 70 kg K 2 O, w postaci 60% soli potasowej, - przedsiewnie fosforu, w dawce 40 kg P 2 O 4, w formie 46% superfosfatu potrójnego, - azot aplikowano przedsiewnie w postaci 46% mocznika w dawce 40 kg /ha oraz pogłównie, w odstępach miesięcznych ( , , ) w dawkach 20 kg/ha, w formie saletry amonowej, wzbogaconej w magnez (w doświadczeniu I zastosowany nawóz azotowy zawierał magnezu). Łącznie zastosowano dawkę 100 kg N/ha

8 NAWADNIANIE I ZABIEGI PIELĘGNACYJNE W początkowym okresie rozwoju, przez miesiąc od posadzenia, wszystkie rośliny były podlewane, niezależnie od czynnika badawczego. W kolejnych miesiącach, aż do zakończenia wegetacji, na obiektach z nawadnianiem zasilano poletka wodą w ilości 2500 dm 3 /h za pomocą linii kroplującej, bez kompensacji. W prowadzonych doświadczeniach utrzymanie gleby w międzyrzędami polegało na zastosowaniu mechanicznych zabiegów pielęgnacyjnych. W rzędzie chwasty były zwalczane ręcznie.

9 PRACE PRZYGOTOWAWCZE PRZED ZAŁOŻENIEM DOŚWIADCZEŃ Wykonanie profilu glebowego w Pawłowicach przez dr. inż. Andrzeja Kocowicza z Instytutu Nauk o Glebie i Ochrony Środowiska UPWr Profil glebowy - Pawłowice Pawłowice GLEBA W PAWŁOWICACH BRUNATNA LEKKA (PIASEK SŁABOGLINIASTY DO GLINIASTEGO LEKKIEGO) Z DOBRZE ROZWINIĘTYM POZIOMEMEM PRÓCHNICZNYM O MIĄZSZOŚCI DO 30 CM. WYKAZUJE CECHY NADMIARU WODY OD GŁĘBOKOŚCI OKOŁO 90 CM. GLEBA W PSARACH CZARNA ZIEMIA Z Psary GŁĘBOKIM POZIOMEMEM PRÓCHNICZNYM O GŁĘBOKOŚCI DO OK. 55 CM. GLEBA ŚREDNIA Z DUŻĄ ZAWARTOŚCIĄ PYŁU, GLINA LEKKA PYLASTA), NA GŁEBOKOŚCI CM PRZECHODZI W PIASEK LUŹNY (UTWÓR LEKKI). WYRAŹNE CECHY NADMIARU WODY W PROFILU JUŻ OD 60 CM. Profil glebowy - Psary

10 Tabela 1. Odczyn gleby oraz zawartości makro i mikroelementów w profilu glebowym Wyszczególnienie Doświadczeni I - Pawłowice Doświadczenie II - Psary ph w KCl (odczyn) 0-30cm 30-60cm Fosfor P 2 O cm cm Potas K 2 O 0-30 cm cm Magnez Mg 0-30 cm cm Mangan 0-30 cm cm Miedź 0-30 cm cm Żelazo 0-30 cm cm N min cm cm obojętny (6,9) lekko kwaśny (6,1) b. wysoka (40 mg/100g) b. wysoka (21,0 mg/100g) średnia (12,3 mg/100g) niska (7,3 mg/100g) niska (2,6 mg/100g) b. niska (1,5 mg/100g) średnia (96,2 mg/kg) niska (34,5 mg/kg) wysoka (6,35 mg/kg) niska (1,6 mg/kg) średnia (1019 mg/kg) średnia (795 mg/kg) 46,3 kg/ha 20,7 kg/ha lekko kwaśny ( 6,1) lekko kwaśny (6,2) b. wysoka (39,2 mg/100g) niska (7,2 mg/100g) b.wysoka (31,5 mg/100g ) średnia (12 mg/100g) wysoka (8,2 mg/100g) średnia (6,3 mg/100g) średnia (86,2 mg/100g) niska (27,2 mg/100g) wysoka (7,0 mg/100g) średnia (3,4 mg/100g) średnia (978 mg/100g) średnia (755 mg/100g) 36,0 kg/ha 29,5 kg/ha

11 GLEBY - PORÓWNANIE Porównując oba doświadczenia pod względem zasobności gleb w składniki pokarmowe, można uznać, że były one podobne. Wyjątkiem była niska i b. niska zawartość magnezu w glebie (0-60cm) w doświadczeniu I. W związku z tym, uzupełniono jego poziom, stosując saletrę amonową, wzbogaconą w ten składnik. Ponadto, zawartość azotu mineralnego w glebie była zbliżona (60-70 kg N/ha) w obu doświadczeniach. Odczyn gleby był zgodny z wymaganiami paulowni (ph 5,5-8,7).

12 PRACE PRZYGOTOWAWCZE PRZED SADZENIEM OXYTREE ZAKŁADANIE DOŚWIADCZENIA Założenie doświadczenia (Pawłowice): Ścisłe doświadczenie polowe zostało założone w układzie losowanych podbloków w 4 powtórzeniach z 2 czynnikami zmiennymi: nawadnianiem i agrotkaniną. Czynnik 1 nawadnianie: A bez nawadnianie, B nawadnianie (linia kroplujaca). Czynnik 2 agrotkanina: a - bez agrotkaniny, b - z agrotkaniną Liczba obiektów 4 Liczba poletek 16 (4 x 4 powt.) Przewidywana liczba roślin na poletko 5 szt. (razem 80 sztuk). Rozstawa rzędów 4 m, odległość pomiędzy roślinami 4 m, czyli na jedną roślinę przypada 4 m 2.

13 PRZEBIEG POGODY Tabela 1. Temperatura powietrza i opady według obserwacji stacji meteorologicznej Wrocław-Pawłowice 2016 Miesiąc Temperatura w ( C) Opady (mm) Współczynnik Sielianinowa (K) 2016 Średnia 2016 Średnia V 15,3 14,4 5,3 54,1 0,11 VI 18,6 17,3 44,6 67,4 0,80 VII 19,5 19,6 114,3 78,0 1,89 VIII 17,9 18,6 27,1 65,3 0,49 IX 16,4 13,7 44,7 44,9 0,91 X 8,5 9,1 83,8 33,7 3,19 Średnia/suma V-X 16,0 15,5 319,8 343,4 -

14 WARUNKI ATMOSFERYCZNE - PODSUMOWANIE Podsumowując, sezon 2016 okazał się bardzo nietypowy pod względem przebiegu pogody, w porównaniu z innymi latami. Podczas wegetacji Oxytree zanotowano zarówno okresy bardzo deficytowe (maj, sierpień), jeśli chodzi o opady, jak i obfitujące w ich ilość (lipiec, październik).

15 DOSTAWA SADZONEK OXYTREE ( ) Po długich oczekiwaniach wreszcie dotarły do nas sadzonki Oxytree.

16 SADZENIE OXYTREE ( ) Sadzonki Oxytree zostały posadzone w obu doświadczeniach (po ostatnich przymrozkach), w rozstawie rzędów 4 m i w odległości 4 m pomiędzy roślinami. Tak więc, na roślinę przypadała powierzchnia 4 m 2. Po przeliczeniu obsada roślin na hektarze to 625 szt.

17 SADZONKI PO AKLIMATYZACJI NA POLU ( ) Po miesiącu od posadzenia sadzonki ukorzeniły się i rozpoczęły wykształcanie nowych liści

18 ZAINSTALOWANIE NAWADNIANIA ( ) Przez pierwszy miesiąc po posadzeniu wszystkie rośliny były podlewane jednakowa ilością wody, po tym okresie nawadniano rośliny zgodnie ze schematem doświadczenia.

19 SADZONKI UKORZENIAJĄ SIĘ( ) W okresie rozwoju sadzonek Oxytree dało się zauważyć dwa etapy. Pierwszy etap obejmował pierwsze tygodnie ukorzeniania się i powolnego wzrostu roślin do końca czerwca 2016 r.

20 UZUPEŁNIANIE UBYTKÓW ( ) Niewielkie ubytki roślin (4-6 sztuk, w każdym z doświadczeń) były spowodowane przez gryzonie lub sarny (ścieranie poroża o pęd główny)

21 Tabela 3. Wysokości roślin oraz wskazania SPAD Data Doświadczenie I -Pawłowice Doświadczenie II - Psary wysokość SPAD* wysokość SPAD* ,6 41,4 22,3 34, ,1 35,5 44,5 36, ,1 45,6 84,6 37, ,8 44,7 103,6 41, ,7 42,8 107,0 38,2 * wskaźnik stanu odżywienia roślin azotem

22 Ryc. 1. Średnie wysokości roślin w odstępach miesięcznych (cm) Pawłowice Psary

23 Ryc.2. Średnie przyrosty dobowe w poszczególnych miesiącach (cm) 1,4 1,2 1 0,8 0,6 Pawłowice Psary 0,4 0,2 0 lipiec sierpień wrzesień październik

24 NASTĘPUJĄ SILNE PRZYROSTY PĘDÓW NA DŁUGOŚĆ ( ) W lipcu, a w szczególności w sierpniu odnotowano najwyższe średnie dobowe przyrosty pędów (od 1,18 do 1,27 cm). Można przypuszczać, że rośliny Oxytree potrzebują dla silnych przyrostów biomasy wyższego zakresu temperatur i wysokiej zasobności gleby w wodę.

25 POMIARY SPAD ORAZ POWIERZCHNI LIŚCIA ( ) Wskazania SPAD potwierdzają silną reakcję na dodatkowe, uzupełniające nawożenie azotem.

26 POMIARY SPAD ORAZ POWIERZCHNI LIŚCIA W okresie lipca i sierpnia wykształcają się coraz większe liście (do 50 cm średnicy).

27 Od lipca obserwujemy znaczne przyrosty biomasy. WZRASTA BIOMASA OXYTREE ( )

28 DALSZE PRZYROSTY OXYTREE ( )

29 SILNY WZROST OXYTREE ( )

30 IMPONUJĄCE PRZYROSTY OXYTREE ( )

31

32

33

34

35

36

37 Doświadczenie I - Pawłowice Doświadczenie II - Psary

38

39

40

41

42 Ryc. 3. Świeża masa pojedynczej rośliny Oxytree (w gramach) Pawłowice Psary całkowita liści pęd

43 WIELKOŚĆ ŚWIEŻEJ I SUCHEJ MASY ROŚLIN OXYTREE 1. Całkowita świeża masa pojedynczej rośliny wyniosła średnio od 741 gramów (doświadczenie I) do 785 g (doświadczenie II). 2. Liście z ogonkami liściowymi stanowiły około 70% całkowitej świeżej masy. Pozostałe 30% stanowiły pędy, czasami z nielicznymi rozgałęzieniami bocznymi. 3. Po wysuszeniu średnia sucha masa pojedynczej rośliny wynosiła od 212 (doświadczenie I) do 248 g (doświadczenie II) i stanowiła około 30 % świeżej masy drzewek. 4. Stosunek suchej masy liści do całkowitej s.m. roślin był zbliżony do relacji w świeżej masie.

44 Tabela 9. Średnie zawartości popiołu i makroskładników składników w s.m. oraz ich pobranie Wyszczególnienie Doświadczenie I - Pawłowice Doświadczenie II - Psary Średnia zawartość składnika w g/kg s.m. Średnie pobranie składnika w kg z ha Średnia zawartość składnika w g/kg s.m. Średnie pobranie składnika w kg z ha N 25,6 3,39 24,2 3,75 Mg 3,30 0,44 2,57 0,40 P 2,13 0,28 2,12 0,33 K 13,6 1,80 15,3 2,4 Ca 12,9 1,71 13,4 2,0 popiół 9,57 1,27 9,17 1,36

45 Tabela 10. Średnie zawartości mikroskładników w s.m. oraz ich pobranie Wyszczególnienie Doświadczenie I - Pawłowice Doświadczenie II - Psary Średnia zawartość składnika w mg/kg s.m. Średnie pobranie składnika w mg z ha Średnia zawartość składnika w mg/kg s.m. Średnie pobranie składnika w mg z ha Zn 1,21 160,3 0,99 153,0 Cu 0,05 6,625 0,09 14,0 Fe 3,22 426,7 4,69 713,0 Mn 0,42 55,65 0,33 51,2 B 0,45 59,63 0,39 60,5

46 ZAWARTOŚCI MAKRO I MIKROSKŁADNIKÓW W ROŚLINIE - PODSUMOWANIE Zawartości makroskładników w suchej masie roślin pochodzących z obu doświadczeń były na ogół zbliżone. Jedynie w przypadku magnezu stwierdzono wyższe zawartości tego pierwiastka u roślin z doświadczenia I. Zróżnicowanie zawartości mikroskładników w s.m. roślin pomiędzy doświadczenia było wyraźne w przypadku żelaza i miedzi. Zdecydowanie wyższe wartości dla tych pierwiastków uzyskano w doświadczeniu II.

47

48

49

50 W okresie jesiennym tempo wzrostu malało, a pod koniec wegetacji, tj. w październiku przyrosty były najmniejsze (od 0,07 do 0,12 cm/dobę). W tym okresie rośliny prawdopodobnie kierowały większość asymilatów do szybko drewniejących pędów i liści.

51

52

53

54

55 wykonanie pomiarów biometrycznych

56

57 wykonanie pomiarów biometrycznych

58 Tabela 5. Wpływ nawadniania i agrotkaniny na cechy morfologiczne pędu Oxytree Wyszczególnienie Doświadczenie I -Pawłowice Doświadcze II - Psary Wysokość pędu głównego (cm) 103,8 99,4 101,7 101,5 r.n. r.n. Liczba liści (szt./rośl.) r.n. r.n. Średnica pędu głównego (mm) 22,7 21,3 21,8 22,2 r.n. r.n Obwód pędu u podstawy (cm) 7,5 7,0 6,5 8,0 r.n. r.n. A B a b A B a b 119,0 116,0 117,0 118,0 r.n. r.n r.n. r.n. 23,4 25,7 26,1 23,1 r.n. r.n. 7,1 9,1 9,8 7,5 r.n. r.n. A - bez nawadniania B - nawadnianie a - bez agrotkaniny b - agrotkanina

59 WYNIKI POMIARÓW BIOMETRYCZNYCH Nie stwierdzono znaczących różnic w wysokości roślin i liczby liści, wynikających z wpływu badanych czynników. Wartości tych cech były także zbliżone pomiędzy doświadczeniami. Dało się jednak stwierdzić nieco wyższą średnicę pędu u podstawy (po ścięciu na wysokości 5 cm) oraz większy obwód pędu głównego, u roślin pochodzących z doświadczenia w Psarach (dośw. II).

60 PLONY ŚWIEŻEJ I SUCHEJ MASY Tabela 7. Wpływ nawadniania i agrotkaniny na plon świeżej i suchej masy roślin Wyszczególnienie Doświadczenie I Pawłowice Doświadczenie II - Psary b A B a b A B a Plon świeżej masy roślin (kg/ha) * 526,3 454,4 483,1 498,1 464,5 517,5 460,5 521,5 r.n. r.n. r.n. r.n. Plon suchej masy roślin (kg/ha) 143,8 120,6 136,3 128,1 148,1 147,5 158,6 137,0 r.n. r.n. r.n. r.n. *przy założeniu, że na 1ha przypada 625 roślin

61 Ryc. 4 Plon świeżej masy roślin (kg/ha) ,2 490, Psary Pawłowice

62 PLON ŚWIEŻEJ I SUCHEJ MASY Z HEKTARA W pierwszym roku uprawy plon świeżej masy z hektara plantacji kształtował się na poziomie od 490,5 (doświadczenie I) do 496,8 kg/ha (doświadczeni II). Plon suchej masy roślin wyniósł od 132,2 kg/ha (doświadczenie I) do 146,6 kg/ha (doświadczenie II).

63 zawiązane paki kwiatowe

64 Zmiana pokroju Oxytree przed zimą

65 pierwsze przymrozki i uszkodzenia roślin

66 przebarwienia liści wywołane przymrozkami

67 Opadły już liście przed okresem zimowym

68 Plantacja Oxytree w okresie zimowym

69 Przemarznięcia szczytów pędów głównych po zimie

70 system korzeniowy po pierwszym roku wegetacji i przezimowaniu

71 System korzeniowy Oxytree (Pawłowice- gleba lekka)

72 Podsumowanie W oparciu o wyniki i obserwacje po 1. roku prowadzenia doświadczeń w dwóch stanowiskach (Wrocław/Pawłowice i Psary/ k. Wrocławia), w różnych warunkach glebowych, można stwierdzić, że: - rośliny Oxytree charakteryzują się dużą dynamiką wzrostu (począwszy od lipca), niezależnie od typu gleby. Tak więc potwierdzają się doniesienia o małych wymaganiach Oxytree w stosunku do jakości gleby. - rośliny są wytrzymałe na silne podmuchy wiatru i stabilne (są silnie ukorzenione i posiadają sztywne pędy oraz mocno osadzone liście na pędzie). - we wrześniu i październiku, w miarę obniżania się średniodobowych temperatur powietrza rośliny zmieniają pokrój (liście stają się sztywniejsze, a ogonki liściowe czerwienieją). Natomiast pęd drewnieje, zwłaszcza silnie u podstawy.

73 POST SCRIPTUM

74 uśpione podczas zimy pąki zaczynają się budzić do życia

75 widoczne zawiązki nowych pędów

76 Oxytree po przycięciu na wysokości około 5 cm pozostawiony najsilniejszy pęd

77 rozwój młodego pędu

78 Oxytree w drugim roku po posadzeniu (bez przycięcia wiosną) Oxytree w drugim roku po posadzeniu (po przycięciu wiosną na wys. 5.cm)

79 doświadczenie z Oxytree w Pawłowicach

80 ułamane Oxytree po silnych wiatrach

81 DZIĘKUJEMY ZA UWAGĘ