Właściwości prozdrowotne produktów i przetworów uzyskanych metodami ekologicznymi i konwencjonalnymi analiza porównawcza (sprawozdanie merytoryczne)

Transkrypt

1 UNIWERSYTET ROLNICZY IM. HUGONA KOŁŁĄTAJA W KRAKOWIE Właściwości prozdrowotne produktów i przetworów uzyskanych metodami ekologicznymi i konwencjonalnymi analiza porównawcza (sprawozdanie merytoryczne) Kraków 29

2 Sprawozdanie z badań podstawowych prowadzonych w 29 roku na rzecz rolnictwa ekologicznego w zakresie przetwórstwa, pt.: WŁAŚCIWOŚCI PROZDROWOTNE PRODUKTÓW I PRZETWORÓW UZYSKANYCH METODAMI EKOLOGICZNYMI I KONWENCJONALNYMI ANALIZA PORÓWNAWCZA Projekt zrealizowany na Uniwersytecie Rolniczym im. H. Kołłątaja w Krakowie Finansowany zgodnie z rozporządzeniem Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 13 kwietnia 27 r. w sprawie stawek dotacji przedmiotowych dla różnych podmiotów wykonujących zadania na rzecz rolnictwa (Dz. U. Nr 67/27, poz. 6 z późn. zmianami) Na podstawie decyzji Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z dnia 25 maja 29, nr RR-re /9 Zespół realizujący projekt: dr inż. Maciej Gąstoł kierownik projektu dr inż. Iwona Domagała-Świątkiewicz wykonawca dr n. farm. Mirosław Krośniak wykonawca Sprawozdanie dostępne on line:

3 Streszczenie: Badania dotyczące porównania wpływu uprawy konwencjonalnej i ekologicznej na właściwości gleby oraz jakość ziemiopłodów i uzyskiwanych z nich przetworów (soków) prowadzone były w terminie od maja do listopada 29. W doświadczeniu uwzględniono następujące gatunki warzyw i owoców: marchew, burak czerwony, seler korzeniowy, jabłoń, grusza i czarna porzeczka Analizami objęto 66 plantacji warzyw i owoców zlokalizowanych w czterech województwach: małopolskim, podkarpackim, mazowieckim oraz lubelskim. Dodatkowo badaniami objęto soki konwencjonalne i ekologiczne produkowane przez dwa zakłady przetwórcze. W pierwszej części projektu analizowano właściwości fizyko-chemiczne gleb objętych produkcją konwencjonalną i ekologiczną: ich skład granulometryczny, odczyn, zawartość substancji organicznej, ogólne stężenie soli (EC), zawartość rozpuszczalnych form makroskładników (P, K, Mg, Ca i S) oraz mikroskładników (B, Mo, Cu, Zn, Mn i Fe). Na podstawie dostarczonych przez rolników ankiet monitorowany był płodozmian stosowany w badanych gospodarstwach. W części drugiej badano i porównywano parametry jakościowe ziemiopłodów produkowanych metodami konwencjonalnymi i ekologicznymi: suchą masę, zawartość witaminy C, zawartość azotynów i azotanów oraz zawartość polifenoli. Ponadto oceniona została dorodność średnia masa owoców i korzeni badanych warzyw. W części trzeciej skupiono się na opisie jakości soków uzyskanych z surowca eko i konwencjonalnego. Porównywano: zawartość suchej, ekstraktu, zawartość kwasów organicznych, cukrów, białka, błonnika pokarmowego, składników mineralnych: makro (N, P, K, Ca, Mg) oraz mikroelementów(as, Cd, Cr Pb, Fe, Zn, Cu). Analizowano także zawartość substancji biologicznie czynnych: witaminy C, związków fenolowych oraz w wybranych sokach zawartość karotenoidów oraz antocyjanów. Wykonano także ocenę zdolności do neutralizacji wolnego rodnika metodą DPPH oraz FRAP. Na podstawie analiz gleby można stwierdzić wyższą zawartość substancji organicznej w przypadku upraw ekologicznych. Analiza pobranych do badań próbek glebowych z plantacji owocowych i warzywnych zarówno ekologicznych, jak i konwencjonalnych, wykazała, że zawartość wszystkich badanych metali ciężkich, tj.: kadmu, ołowiu, arsenu i chromu mieściła się w granicach wartości dopuszczalnych. Stwierdzono wyższą zawartość miedzi w glebie na niektórych plantacjach czarnej porzeczki ekologicznej. 2

4 Analizowany surowiec ekologiczny odznaczał się gorszą dorodnością, zawierał natomiast wyższą zawartością suchej masy. Ziemiopłody z upraw ekologicznych posiadały niższą zawartość azotanów. Soki z czarnych porzeczek i buraków czerwonych uzyskane z surowca ekologicznego posiadały wyższą zawartość ekstraktu. W przypadku większości gatunków udowodniono wyższą zawartość kwasów organicznych w sokach ekologicznych. Przetwory ekologiczne zawierały niższe stężenia azotanów, a wyższe makroelementów fosforu, potasu i wapnia. Zawartość polifenoli w sokach konwencjonalnych była niższa niż dla ekologicznych. Za wyjątkiem marchwi, wyższe wartości FRAP odnotowano dla soków ekologicznych. Świadczy to o wyższej wartości biologicznej soków uzyskiwanych z surowca ekologicznego. 3

5 1. Wstęp i cel pracy Od produktów ekologicznych oczekuje się wyższej jakości prozdrowotnej i odżywczej - jest to jeden z głównych powodów poszukiwania ich przez konsumentów. Wzrost zainteresowania obserwuje się pomimo stosunkowo wysokiej ceny tych produktów, związanej z kosztem zakupu surowa ekologicznego. Dlatego też sprawą kluczową jest kontrola jakości i bezpieczeństwa żywności ekologicznej. Badania dotyczące jakości ziemiopłodów z gospodarstw ekologicznych prowadzili między innymi Abele (197), Woese i in. (1997), Rutkowska (1999), Weibel i in. (2), Rembiałkowska (2, 22), Baker i in. (22) oraz Bourn i Prescott (22). Ogólnie, uzyskane przez tych autorów wyniki wskazują na wyraźnie niższą zawartość azotanów, pozostałości pestycydów, lepszy smak i zapach oraz wyższą wartością odżywczą. Jednakże większość tych publikacji dotyczy samej jakości, natomiast niewiele jest doniesień łączących parametry jakościowe ziemiopłodów i uzyskiwanych z nich przetworów z badaniem gleby jako środowiska bytowania roślin. Niniejszy projekt stanowi próbę uzupełnienia tej luki. W ostatnim czasie wskazuje się na fakt, że wiele chorób cywilizacyjnych (nowotwory, choroby układu krążenia, zespół metaboliczny) może być zapoczątkowane uszkadzającym działaniem wolnych rodników, a szczególnie reaktywnych form tlenu (ROS). Rośliny (owoce i warzywa) posiadają sprawny system neutralizowania aktywnych form tlenu poprzez działanie antyoksydacyjnych enzymów bądź interakcje ROS z antyoksydantami. Do tych ostatnich zalicza się kwas akorbinowy, związki z grupy terpenoidów (karotenoidy, tokoferole) a przede wszystkim różnorodne polifenole występujące obficie w warzywach i owocach. Oznaczanie powyższych składników oraz zdolności neutralizowania ROS w tkankach owoców i warzyw przeznaczonych do bezpośredniej konsumpcji lub dla przetwórstwa jest wysoce istotne dla charakterystyki prozdrowotnych właściwości tych produktów spożywczych. Reasumując, celem przeprowadzonych badań było: 1) porównanie parametrów fizyko-chemicznych gleb na plantacjach konwencjonalnych i ekologicznych oraz próba określenia wpływu systemu uprawy na akumulację ważnych dla zdrowia makro- i mikroelementów, 2) porównanie wybranych parametrów jakościowych i odżywczych warzyw i owoców produkowanych w wybranych gospodarstwach stosujących ekologiczny i konwencjonalny system produkcji, 3) ocena jakości przetworów (soki) wyprodukowanych z surowców ekologicznych i konwencjonalnych zarówno pod względem ich bezpieczeństwa (azotany, azotyny,

6 metale ciężkie), zasobności w związki biologicznie czynne (witaminy, polifenole), jak i zdolności antyoksydacyjnych. 2. Materiał i metody Badania dotyczące porównania wpływu uprawy konwencjonalnej i ekologicznej na glebę oraz jakość ziemiopłodów i uzyskiwanych z nich przetworów (soków) prowadzone były w terminie od maja do listopada 29. W doświadczeniu uwzględniono następujące gatunki warzyw i owoców: 1. Marchew (Daucus carota Perfekcja ), 2. Burak (Beta vulgaris Czerwona Kula ), 3. Seler (Apium graveolens Jabłkowy ),. Jabłoń (Malus domestica Red Boskoop ), 5. Grusza (Pirus communis Bonkreta Williamsa ), 6. Porzeczka czarna (Ribes nigrum Tiben ). Analizami objęto 66 plantacji warzyw i owoców zlokalizowanych w czterech województwach: małopolskim, podkarpackim, mazowieckim oraz lubelskim. Lista gospodarstw biorących udział w projekcie znajduje się z załączniku 1. Wszystkie gospodarstwa prowadzące uprawy ekologiczne posiadały ważne certyfikaty wystawione przez upoważnione jednostki certyfikujące. Dodatkowo badaniami objęto soki konwencjonalne i ekologiczne produkowane przez dwa zakłady przetwórcze O.K. Owocowe Koncentraty (Przeworsk) oraz P.P.U.H. Tłocznia Maurer (Zarzecze k. Łącka). Część 1. Właściwości gleby Z badanych plantacji pobrano próbki gleby, osobno dla warstwy ornej (-2 cm) i podglebia (2- cm). W przypadku sadów i jagodników konwencjonalnych pobrano także próbki osobno z ugoru herbicydowego i pasów murawy. Łącznie badaniom poddano 27 próbek glebowych. W zebranych próbkach oznaczono następujące parametry: skład granulometryczny metodą Casagrand a w modyfikacji Prószyńskiego (Lityński 197), zawartość substancji organicznej metodą Tiurina (Lityński 197), odczyn (ph w zawiesinie H 2 O oraz ph w 1 M KCl, przy stosunku gleby do wody/roztworu 1: 2), ogólne stężenie soli (EC) w zawiesinie wodnej przy stosunku gleby do wody 1 : 2, 5

7 zawartość rozpuszczalnych form makroskładników (P, K, Mg, Ca i S) w ekstrakcie,3 M kwasu octowego według metody uniwersalnej oraz mikroskładników w roztworze Rinkisa 1 M HCl (B, Mo, Cu, Zn, Mn i Fe) w warstwie ornej gleby -2 cm i 2- cm (Ostrowska 1991). Składniki po ekstrakcji oznaczono techniką ICP-OES z użyciem aparatu Prodigy Teledyne (Leeman Labs), Ponadto w gospodarstwach biorących udział w projekcie monitorowany był płodozmian, sposoby, dawki i terminy stosowanego nawożenia organicznego, zwalczanie chwastów, chorób i szkodników. Informacje to zostały zebrane na podstawie ankiet wypełnionych przez rolników. Wzór ankiety został zamieszczony w aneksie (załącznik 2). Wyniki analiz gleby posłużyły do oceny ich przydatności do produkcji, ustalenia potrzeb wapnowania i nawożenia, a także do oceny następczego wpływu systemu uprawy ekologicznej/konwencjonalnej na właściwości fizyko-chemiczne gleby. Część 2. Roślina W trakcie badań z wytypowanych gospodarstw pobierano materiał roślinny świeży surowiec, w którym wykonywano podstawowe oznaczenia: - sucha masa metodą wagową według PN-A :199, - zawartość witaminy C - metodą Tillmansa, - zawartość azotynów i azotanów w ekstrakcie wodnym metodą przepływowowstrzykową (FIA), - zawartość polifenoli metodą fotometryczną z odczynnikiem Folina (Singleton i Rossi 1965). Ponadto oceniona została dorodność średnia masa owoców i korzeni badanych warzyw. Część 3. Przetwory Z pozyskanego surowca ekologicznego i konwencjonalnego wykonane zostały soki mętne. Oznaczona została w nich zawartość: suchej masy, ekstraktu refraktometrycznie, kwasowości ogólnej metoda miareczkową, cukrów ogółem oraz cukrów redukujących metoda Luffa-Schoorla, błonnika pokarmowego, białka ogółem metodą Kjeldahla, 6

8 składników mineralnych (Na, K, Ca, Mg, P, As, Cd, Pb, Fe, Zn, Cu) po mineralizacji mikrofalowej w stęż. HNO 3 metodą ICP-OES, zawartość witaminy C (met. Tillmansa), zawartość karotenoidów - fotometrycznie zgodnie z PN-9/A , zawartość antocyjanów metodą fotometryczną według Cheng i Breen (1991), zawartość związków fenolowych (suma) metodą fotometryczną z odczynnikiem Folina (Singleton i Rossi 1965) zdolność neutralizacji wolnego rodnika (RSA) zostanie oznaczona na podstawie reakcji tkanki roślinnej z difenylopikrylohydrazydem (DPPH) oraz metodą FRAP według Benzie i Strain (1996) Opracowanie statystyczne wyników Interpretację statystyczną wyników przeprowadzono w oparciu o jednoi wieloczynnikową analizę wariancji z wykorzystaniem programu Statistica. (Statsoft Inc.). Różnice między średnimi oceniano przy pomocy wielokrotnego testu Duncana. Wartości średnich dla kombinacji oznaczone jednakowymi literami, nie różnią się istotnie przy poziomie istotności α =,5. Dodatkowo wyznaczono współczynniki korelacji liniowej r pomiędzy wybranymi parametrami opisującymi właściwości soków. 3. Wyniki i ich omówienie Właściwości gleby Gleby z analizowanych stanowisk glebowych należały w przewadze (33 gleby) do gleb ciężkich tj. o zawartości części spławianych (cząstki o średnicy mniejszej od,2 mm) powyżej 35%. Gleby ciężkie miały najczęściej skład pyłu ilastego lub glin pylastych (tab. 1). Do gleb średnich (zawartość części spławianych 21-35%) należało stanowisk uprawowych usytuowanych w miejscowościach Zabrzeż, Jodłownik, Starosiedlice, Andrzejów, Kraczkowa i Nowe Kichary. Gleby lekkie o zawartości cząstek spławianych w granicach 11-2% reprezentowały 3 plantacje ekologiczne w miejscowościach Starosiedlice i Radzanów. Wyniki oznaczeń węgla organicznego w badanych glebach zamieszczono w tabeli 2. Gleby z gospodarstw ekologicznych charakteryzowały się nieco wyższą zawartością węgla organicznego (,5 2,2% C, średnio 1,17% C) niż z gospodarstw konwencjonalnych (,6 1,32% C, średnio 1,2% C). Przyjmując, że średnia zawartość węgla w glebowej substancji organicznej wynosi 5%, wyliczono, że zasobność badanych gleb w substancję organiczną 7

9 wynosiła średnio na stanowiskach z upraw ekologicznych 2,2%, a z konwencjonalnych 1,17%. Odczyn i zasolenie Wartość odczynu mierzonego w zawiesinie wodnej wahała się w granicach ph 5,1-, (średnio ph H2O = 6,6) na plantacjach ekologicznych i w przedziale,, (średnio ph H2O = 6,3) na plantacjach konwencjonalnych (tab. 3). Niższe wartości ph H2O oznaczano w glebach pobieranych z upraw sadowniczych niż warzywnych. Na plantacjach warzywnych udział gleb o ph H2O >6,5 wynosił 65% w przypadku upraw konwencjonalnych i 66% dla upraw ekologicznych. Analogicznie na plantacjach sadowniczych odsetek ten wynosił 3% dla konwencjonalnego sposobu uprawy i 7% dla ekologicznego (wyk. 1). W tabeli podano wartości odczynu mierzonego 1 M KCl w warstwach próchnicznych gleb z wytypowanych gospodarstw. Polskie Towarzystwo Gleboznawcze wyróżnia 5 zakresów wartości ph oznaczonego w roztworze 1 M KCl: klasa V odczyn bardzo kwaśny ph<,5, klasa IV - kwaśny ph,6 5,5, klasa III - lekko kwaśny ph 5,6 6,5, klasa II - obojętny ph 6,6 7,2 oraz klasa I - zasadowy ph> 7,2. Według tego podziału 71% gleb z upraw konwencjonalnych sadowniczych znajdowało się w klasie odczynu kwaśny lub bardzo kwaśny oraz 9% gleb z upraw sadowniczych prowadzonych metodami ekologicznymi. Natomiast na plantacjach warzywnych konwencjonalnych 65% gleb posiadało odczyn mieszczący się w klasie III i II, tj. słabo kwaśny lub obojętny. W przypadku upraw ekologicznych odsetek ten wynosił 77%.

10 Tabela 1. Skład granulometryczny gleb z warstwy -2 cm z wytypowanych do badań stanowisk glebowych Nr Miejscowość Gatunek Status 1-,1,1-,5 Średnica w mm,5-,2,2-,6,6-,2 <,6 Grupa i podgrupa granulometryczna 1 Zabrzeż Maurer Grusza eko Pył gliniasty 2 Stronie Jabłoń eko Glina ciężka pylasta 3 Zabrzeż Maurer Jabłoń eko Glina średnia pylasta Kamienica Masiarz Jabłoń eko Ił pylasty 5 Jodłownik Jabłoń eko Glina piaszczysta pylasta 6 Radzanów Jabłoń eko Piasek gliniasty lekki 7 Szczereż Jabłoń eko Glina średnia pylasta Bauer Sady Porzeczka eko Glina ciężka 9 Łopuszka Porzeczka eko Pył ilasty 1 Stronie Zagórze Burak eko Glina średnia pylasta 11 Andrzejów Burak eko Pył ilasty 12 Orłowiny Burak eko Pył gliniasty 13 Starosiedlicze Burak eko Pył gliniasty 1 Wieprz Marchew eko Pył ilasty 15 Stronie Zagórze Marchew eko Glina średnia pylasta 16 Piekiełko Marchew eko Glina średnia pylasta 17 Andrzejów Marchew eko Pył gliniasty 1 Orłowiny Marchew eko Pył ilasty 19 Szufnarowa Marchew eko Pył ilasty 2 Starosiedlicze Marchew eko Piasek gliniasty mocny pylasty 21 Wieprz Seler eko Glina ciężka pylasta 22 Orłowiny Seler eko Pył ilasty 23 Szufnarowa Seler eko Pył gliniasty 2 Zabrzeż Bendyk Grusza konw Glina średnia pylasta 25 Czarny Potok Grusza konw Glina ciężka pylasta 26 Czerniec Borki Jabłoń konw Glina ciężka pylasta 27 Czerniec Borki Jabłoń konw Glina ciężka pylasta 2 Czerniec Niwa Jabłoń konw Glina średnia pylasta 29 Radzanów Jabłoń konw Piasek lekki gliniasty 3 Czarny Potok Jabłoń konw Glina ciężka 31 Mikoryza Garlica Jabłoń konw Pył ilasty 32 Kraczkowa Porzeczka konw Pył gliniasty 33 Nowe Kichary Burak konw Pył ilasty 3 Mierzanowice Burak konw Pył gliniasty 35 Niezwojowice Burak konw Pył ilasty 36 Nowe Kichary Marchew konw Pył ilasty 37 Mierzanowice Marchew konw Pył gliniasty 3 Mierzanowice Marchew konw Pył ilasty 39 Niezwojowice Marchew konw Pył ilasty Niezwojowice Marchew konw Pył ilasty 1 Niezwojowice Marchew konw Glina średnia pylasta 2 Nowe Kichary Seler konw Pył gliniasty 3 Nowe Kichary Seler konw Pył gliniasty Nowe Kichary Seler konw Pył gliniasty 9

11 Tabela 2. Zawartość węgla organicznego i substancji organicznej (SO) w glebach z wytypowanych stanowisk uprawowych Nr Miejscowość Gatunek Status %C % SO 1 Zabrzeż Maurer Grusza eko,99 1,71 2 Stronie Jabłoń eko 1,15 1,9 3 Zabrzeż Maurer Jabłoń eko,97 1,67 Kamienica Masiarz Jabłoń eko 1,26 2,16 5 Jodłownik Jabłoń eko,63 1, 6 Radzanów Jabłoń eko,7 1,2 7 Szczereż Jabłoń eko 1,9 2,57 Bauer Sady Porzeczka eko 1,73 2,99 9 Łopuszka Porzeczka eko,1 1, 1 Stronie Zagórze Burak eko 1,6 2,51 11 Andrzejów Burak eko 1,56 2,6 12 Orłowiny Burak eko,91 1,57 13 Starosiedlicze Burak eko,6 1,17 1 Wieprz Marchew eko 1,52 2,63 15 Stronie Zagórze Marchew eko 1,75 3,1 16 Piekiełko Marchew eko 2,2 3,93 17 Andrzejów Marchew eko 1,2 1,75 1 Orłowiny Marchew eko,67 1,16 19 Szufnarowa Marchew eko,3 1,3 2 Starosiedlicze Marchew eko,5,9 21 Wieprz Seler eko 1,52 2,63 22 Orłowiny Seler eko,91 1,56 23 Szufnarowa Seler eko 1,53 2,6 średnia 1,17 2,2 minimum,5,9 maksumum 2,2 3,93 2 Czerniec Borki Jabłoń konw 1,2 2,2 25 Czerniec Borki Jabłoń konw,9 1,62 26 Czerniec Niwa Jabłoń konw 1,31 2,25 27 Zabrzeż Bendyk Grusza konw,91 1,57 2 Kraczkowa Porzeczka konw,79 1,35 29 Radzanów Jabłoń konw,73 1,25 3 Czarny Potok Grusza konw 1,31 2,25 31 Czarny Potok Jabłoń konw 1,32 2,2 32 Mikoryza Garlica Jabłoń konw,6 1, 33 Nowe Kichary Seler konw,65 1,11 3 Nowe Kichary Seler konw, 1,5 35 Nowe Kichary Seler konw,6 1,3 36 Nowe Kichary Burak konw,69 1,2 37 Nowe Kichary Marchew konw,92 1,5 3 Mierzanowice Burak konw 1,7 1, 39 Mierzanowice Marchew konw,9 1,5 Mierzanowice Marchew konw 1,3 1,7 1 Niezwojowice Marchew konw 1,29 2,23 2 Niezwojowice Burak konw,6 1, 3 Niezwojowice Marchew konw 1,7 1, Niezwojowice Marchew konw 1,2 2,1 średnia 1,2 1,75 minimum,6 1,3 maksumum 1,32 2,2

12 Tabela 3. Zakres oraz średnia wartość odczynu mierzonego w wodzie w warstwie -2 cm gleby w zależności od systemu uprawy oraz gatunku ph (H 2 O) Gatunek Średnia Ekologiczna Konwencjonalna Jabłoń * 3,-6, (6,) ab 5,3-7,3 (6,) a 6,3 c Grusza 5,7-6,3 (6,) ab,-7,1 (5,5) b 5,6 a Czarna porzeczka 6,7-6,7 (6,) a 5,-6,2 (6,) a 6,2 c Marchew 6,1-6,7 (6,6) a 5,-7, (6,2) ab 6, c Burak 5,5-,2 (7,1) cd 6,6-, (7,2) cd 7,2 b Seler 7,-, (7,5) c 7,7-, (7,) c 7,6 b Średnia 5,1-, (6,6) a,-, (6,3) a *Objaśnienia: średnie oznaczone jednakowymi literami nie różnią się istotnie przy poziomie istotności α=,5 Wykres 1. Histogram odczynu mierzonego w wodzie w warstwie -2 cm gleb pochodzących z plantacji warzywnych i sadowniczych prowadzonych metodami konwencjonalnymi i ekologicznymi 16 uprawy konwencjonalne Plantacje owocowe 7 uprawy ekologiczne 1 32% 6 21% Liczba obsadzeń % 1% 5 23% 1% 16% 3 1% 7% 7% 7% 9% 2 5% % % 1 2%,,5 5, 5,5 6, 6,5 7, 7,5, 5,2 5, 5,6 5, 6, 6,2 6, 6,6 6, 7, Plantacje warzywne uprawy konwencjonalne uprawy ekologiczne 1 25% 9 26% 23% 7 1% 1% 6 1% 1% 5 1% 11% 11% 7% 3 9% 2 6% % 1,5 5, 5,5 6, 6,5 7, 7,5,,5,5 5, 5,5 6, 6,5 7, 7,5,,5 9, ph w H 2 O 11

13 Tabela. Zakres oraz średnia wartość odczynu mierzonego w 1 M KCl w warstwie -2 cm gleby w zależności od systemu uprawy oraz gatunku ph (KCl) Gatunek Średnia Ekologiczna Konwencjonalna Jabłoń * 3,-6,1 (,7) ab,-6,7 (5,3) abc 5, a Grusza,2-,7 (,6) a 3,6-6,3 (,7) ab,7 a Czarna porzeczka,-5,3 (5,) abc,5-,9 (,7) ab,9 a Marchew 5,1-, (5,) cd,-7, (5,5) bcd 5,6 c Burak,-7, (6,6) ef 5,5-7,5 (6,2) de 6, b Seler 5,7-7,3 (6,7) ef 7,1-7,3 (7,2) f 6, b Średnia 3,-7,5 (5,5) a 3,6-7,5 (5,) a *Objaśnienia: patrz Tab. 3. Wykres 2. Histogram odczynu mierzonego w 1M KCl w warstwie -2 cm gleb pochodzących z plantacji warzywnych i sadowniczych prowadzonych metodami konwencjonalnymi i ekologicznymi 1 12 uprawy konwencjonalne 3% Plantacje owocowe 7 uprawy ekologiczne 25% % 9% 1% 1% 11% 5% % 7% 7% 1% 11% 7% % % % Liczba obsadzeń 7 3, 3,5,,5 5, 5,5 6, 6,5 7, 3, 3,6 3,,,2,,6, 5, 5,2 5, 5,6 5, 6, 6,2 6, Plantacje warzywne uprawy konwencjonalne uprawy ekologiczne 9 25% 23% 23% % 11% 1% 1% 1% % 17% 1% 2 1 % 2 1 6% 6% 3,5,,5 5, 5,5 6, 6,5 7, 7,5, 3,5,,5 5, 5,5 6, 6,5 7, 7,5, ph w 1M KCl 12

14 Udział gleb o odczynie bardzo kwaśnym (ph KCl ) na plantacjach sadowniczych konwencjonalnych wynosił 23%, a na ekologicznych 2%. W przypadku plantacji warzywnych odsetek ten był mniejszy i wynosił niezależnie od sposobu uprawy 11% (wyk. 2). Dopuszczalne stężenie soli roztworu glebowego (EC) mierzone konduktometrycznie w zawiesinie wodnej przy stosunku gleba : wody 1:2 wynosi 2 ms cm -1 (2 μs cm -1 ). Wszystkie badane w doświadczeniu gleby mieściły się w zakresie dopuszczalnym (tab. 5, wyk. 3). Gleby z upraw sadowniczych charakteryzowały się niższym średnim stężeniem soli niż z upraw warzywnych. Najwyższe wartości EC oznaczano w glebach pobieranych z konwencjonalnych upraw buraka i selera. Tabela 5. Zakres oraz średnia wartość stężenia soli (EC) w warstwie -2 cm gleby w zależności od systemu uprawy oraz gatunku EC (μs cm -1 ) Gatunek Średnia Ekologiczna Konwencjonalna Jabłoń * 2-79 (5) ac 1-13 (71) abc 62 a Grusza 3-7 (2) c (93) ab 3 a Czarna porzeczka (99) a 9-7 (59) abc 2 a Marchew (2) abc (137) de 1 b Burak (9) ab (1) e 119 c Seler -293 (19) f (259) g 215 d Średnia (9) a 1-33 (16) a *Objaśnienia: patrz Tab

15 Wykres 3. Histogram stężenia soli (EC) w warstwie -2 cm gleb pochodzących z plantacji warzywnych i sadowniczych prowadzonych metodami konwencjonalnymi i ekologicznymi 1 12 uprawy konwencjonalne 3% Plantacje owocowe 7 uprawy ekologiczne 25% Liczba obsadzeń % 7% 23% 23% 7% 5% 2% % % 1% 7% 7% 1% % 11% % Plantacje warzywne uprawy konwencjonalne % 1 uprawy ekologiczne 9% 6 1% 1% 25% % 2 % 2 11% 9% 11% 3% EC (μs cm -1 ) Zawartość makro i mikroskładników pokarmowych Zrównoważony i właściwy poziom składników pokarmowych w glebie wpływa na uzyskanie wysokich plonów o niskiej zawartości metali ciężkich. Zarówno niedobór jak i nadmiar składników odżywczych w glebie może być czynnikiem ograniczającym wielkość i pogarszającym jakość plonów roślin. Racjonalne nawożenie powinno opierać się na wynikach analiz chemicznych gleby, określających jej zasobność w składniki mineralne oraz wymaganiach pokarmowych uprawianych gatunków roślin. Na wykresach - zamieszono histogramy pokazujące rozkład zawartości przyswajalnych form makroskładników pokarmowych w glebach pochodzących z warstw 1

16 próchnicznych plantacji sadowniczych i warzywnych prowadzonych metodami konwencjonalnymi i ekologicznymi. Wykres. Histogram zawartości przyswajalnego P w warstwie -2 cm gleb pochodzących z plantacji warzywnych i sadowniczych prowadzonych metodami konwencjonalnymi i ekologicznymi 6 uprawy konwencjonalne Plantacje owocowe 35 uprawy ekologiczne 5 5% 3 5% 25 Liczba obsadzeń % 13% 13% 2% 1% 1% 1% % 1% 7% 2% 2% Plantacje warzywne uprawy konwencjonalne uprawy ekologiczne 1 2% 3% % 6 11% 6% 6% 6% 6% 6% 6% 9% 2 3% 2% % 2% 2% Zawartość fosforu (mg P dm -3 gleby) Szczegółowe wyniki analiz próbek glebowych dotyczących zawartości przyswajalnych form P, K, Mg, Ca i S zamieszczono w tabelach 6-1. Zawartość przyswajalnego fosforu oznaczonego w wyciągu,3 M kwasu octowego (metoda uniwersalna) w glebach pobieranych z plantacji sadowniczych była bardzo niska zarówno w przypadku upraw ekologicznych jak i konwencjonalnych. Ponad 5% analizowanych próbek glebowych charakteryzowało się zasobnością w granicach -5 mg P dm 3 gleby (wyk., tab. 6). W przypadku upraw sadowniczych konwencjonalnych jedynie 2% 15

17 gleb z badanej populacji posiadało zasobność w fosfor w granicach 3-5 mg P - przyjętą dla tej metody analizy za optymalną. Na plantacjach sadowniczych ekologicznych najwyższą zasobność tj. w przedziale 1-2 mg P dm 3 stwierdzono w przypadku zaledwie 2% badanych stanowisk glebowych. Tabela 6. Zakres oraz średnia zawartość fosforu (mg dm -3 ) w warstwie -2 cm gleby w zależności od systemu uprawy oraz gatunku P (mg dm -3 gleby) Gatunek Średnia Ekologiczna Konwencjonalna Jabłoń *,2-5, (1,5) a,3-,6 (,) a 5, a Grusza 1,16-5, (2,9) a,3-2,7 (9,1) a 7, a Czarna porzeczka,57-1,5 (,9) a 2,6-3, (3,3) a,2 a Marchew,-35,3 (13,5) a 2,5-5,6 (16,2) a 1,7 a Burak 3,- (25,3) b 3,-23 (7,) b,1 b Seler,-12,7 (5,52) ab,7-, (22,2) ab 29,2 a Średnia,2- (9,33) a,3-23 (1,) a *Objaśnienia: patrz Tab. 3. Nieco lepszą zasobnością w fosfor charakteryzowały się gleby z plantacji warzywnych (tab. 6). Spośród gleb pobieranych z upraw konwencjonalnych 2% znajdowało się w klasie zasobności -5 mg P dm -3, gleby o zasobności wysokiej >5 mg P stanowiły 19% (wyk.). Na plantacjach warzywnych ekologicznych największy udział stanowiły gleby o zawartości fosforu w granicach -5 mg P dm -3 (3%), natomiast gleby wykazujące dobrą zasobność w ten składnik pokarmowy (3-5 mg P dm -3 ) obejmowały 1% z analizowanej grupy. Na wykresie 5 oraz w tabeli 7 zamieszczono wyniki dotyczące oceny badanych gleb w przyswajalny potas. Na plantacjach owocowych największy odsetek gleb znajdował się w przedziale zasobności -5 mg K dm 3. Dla gleb średnich i ciężkich optymalna zasobność w potas oznaczony metodą uniwersalną wynosi odpowiednio: 12-1 mg i 16-2 mg K dm - 3. Gleby z upraw konwencjonalnych charakteryzowały się generalnie lepszą zasobnością w potas niż gleby pobierane z upraw ekologicznych. Gleby o zasobności w potas w granicach 1-2 mg K dm -3 stanowiły 12% w przypadku konwencjonalnych upraw sadowniczych oraz % upraw ekologicznych. Badane konwencjonalne plantacje warzywne posiadały największy odsetek gleb o zasobności w granicach 2-6 mg K dm -3 (61%), natomiast gleby o zasobności 1-2 mg K stanowiły zaledwie 12%. W przypadku upraw ekologicznych 69% gleb znajdowało się w zakresie do 5 mg K, a 7% w grupie gleb o optymalnej zawartości potasu. 16

18 Wykres 5. Histogram zawartości przyswajalnego K w warstwie -2 cm gleb pochodzących z plantacji warzywnych i sadowniczych prowadzonych metodami konwencjonalnymi i ekologicznymi 6 5 uprawy konwencjonalne 5% Plantacje owocowe % uprawy ekologiczne 3 Liczba obsadzeń % 15 1% 1 1% 2% 5% 5 1% % 2% Plantacje warzywne uprawy konwencjonalne uprawy ekologiczne 32% 29% 11% 9% 9% 2% % % 2% Zawartość potasu mg K dm -3 gleby 6 69% % 1 % 3% % 1% 1% K Tabela 7. Zakres oraz średnia zawartość potasu (mg dm -3 ) w warstwie -2 cm gleby w zależności od systemu uprawy oraz gatunku K (mg dm -3 gleby) Gatunek Średnia Ekologiczna Konwencjonalna Jabłoń 9,-35 (59,3) a 7,5-19 (61,9) a 59,7 ab Grusza 21,5-53,1 (1,5) a 25,7-216 (16) a 92,9 ab Czarna porzeczka 5,1-1 (6,) a 37,5-9, (6,9) a 56, a Marchew,2-232 (6,7) a 1,1-79,2 (6,) a 56,3 ab Burak 15,-7,5 (53,3) a 23,6-13 (79,1) a 66,2 ab Seler 1,2-31 (137) a (17) b 12, b Średnia,2-31 (3,7) a 7,5-2 (72,5) a 17

19 Gleby z badanych plantacji owocowych wyróżniały się wysoką zasobnością w przyswajalny magnez (wyk. 6, tab. ). Odsetek gleb z zawartością magnezu w przedziale 6-12 mg Mg (przyjętego za optymalny) na plantacjach konwencjonalnych wynosił 3%, a powyżej 12 mg Mg 12%. Na plantacjach ekologicznych wartości te wynosiły odpowiednio: 55% oraz 15%. Podobnie przedstawiała się zasobność w magnez gleb pobieranych z upraw warzywnych. Wykres 6. Histogram zawartości przyswajalnego Mg w warstwie -2 cm gleb pochodzących z plantacji warzywnych i sadowniczych prowadzonych metodami konwencjonalnymi i ekologicznymi Liczba obsadzeń % uprawy konwencjonalne 1% 2 26% 2% 6 13% % 6% 2% 1% 1% Plantacje owocowe % uprawy ekologiczne 25% 23% 16% 1% 9% 2% 2% 2% Mg Plantacje warzywne uprawy konwencjonalne 25% 2 2 uprawy ekologiczne 31% 32% 31% 1 16% % 2% 2 6 5% 13% 11%11% % 7% 2% 2% % 1% 1% Mg Zawartość magnezu (mg Mg dm -3 gleby) 1

20 Tabela. Zakres oraz średnia zawartość magnezu (mg dm -3 ) w warstwie -2 cm gleby w zależności od systemu uprawy oraz gatunku Mg (mg dm -3 gleby) Gatunek Średnia Ekologiczna Konwencjonalna Jabłoń 3,9-195 (6,5) ad 52,1-25 (99,) be 9,6 ab Grusza 62,6-11 (,5) ad 27,1-117 (55,9) ab 62, a Czarna porzeczka 9,2-126 (9,2) ad 2,-39,1 (3,) a 6, a Marchew,3-1 (93,3) ae 35,7-153 (2,) ac,2 ab Burak 12,-1 (91,2) ad 5,6-255 (1) de 119 bc Seler 66,-279 (11) cde (15) e 15 c Średnia,3-1 (96,5) a 2,-255 (91,3) a Wśród gleb pobieranych z konwencjonalnych plantacji sadowniczych największy odsetek stanowiły gleby o zawartości wapnia w granicach -7 mg Ca (66%). Analogicznie gleby z upraw ekologicznych o takiej zasobności stanowiły 9%. Gleby o zawartości wapnia >1 mg Ca stanowiły % gleb pobranych z upraw konwencjonalnych i 12% z upraw ekologicznych (wyk. 7, tab. 9). Generalnie gleby pochodzące z plantacji warzywnych wyróżniały się lepszą zasobnością w wapń. Zarówno w przypadku upraw ekologicznych jak i konwencjonalnych, odsetek gleb o zasobności w wapń do 1 mg wynosił ponad 55-6%, a powyżej 1 mg -5%. Tabela 9. Zakres oraz średnia zawartość wapnia (mg dm -3 ) w warstwie -2 cm gleby w zależności od systemu uprawy oraz gatunku Ca (mg dm -3 gleby) Gatunek Średnia Ekologiczna Konwencjonalna Jabłoń (36) a (691) a 59 a Grusza (66) a 25-6 (57) a 99 a Czarna porzeczka (97) a (72) a 761 a Marchew (125) ab (165) a 1163 a Burak 19-5 (229) b (29) b 239 b Seler (217) b (673) c 355 c Średnia 19-5 (1257) a (119) a 19

21 Wykres 7. Histogram zawartości przyswajalnego Ca w warstwie -2 cm gleb pochodzących z plantacji warzywnych i sadowniczych prowadzonych metodami konwencjonalnymi i ekologicznymi uprawy konwencjonalne 31% 22% Plantacje owocowe 12 1 uprawy ekologiczne 2%2% 1% Liczba obsadzeń % 7% 1% 13% 6% 2% 1% 1% 1% 1% 1% Plantacje warzywne uprawy konwencjonalne 55% % 7% 11% 5% 2% % % % % % 29% uprawy ekologiczne % % % 7% % 7% 6% 1% 1% 1% Zawartość wapnia (mg Ca dm -3 gleby) Siarka w formie siarczanowej oprócz azotu, fosforu, potasu i magnezu jest podstawowym składnikiem pokarmowym dla roślin, a zatem decyduje o poziomie i jakości plonów. Jest ona również wskaźnikiem antropogenicznym zanieczyszczenia środowiska glebowego. Zawartość siarki siarczanowej w glebach waha się w szerokich granicach 3-5 mg kg -1 s.m. gleby. Długotrwały dopływ do gleby związków siarki, mimo znacznego wymycia z gleb tego pierwiastka, powoduje znaczne jej nagromadzenie w glebie. W Polsce wyróżnia się cztery stopnie zawartości siarki siarczanowej w glebach. Stopnie I (<2 mg S dla gleb średnich i <25 mg S kg -1 dla gleb ciężkich), II (21-3 mg S dla gleb średnich i mg S kg -1 dla gleb ciężkich), III (31- mg S dla gleb średnich i 36-5 mg S dla gleb ciężkich) określają niską, średnią i wysoką zawartość S-SO, natomiast stopień IV - 2

22 zawartość podwyższoną wskutek antropopresji. Informuje ona o aktualnym lub dawnym oddziaływaniu nadmiernej emisji SO 2 ze źródeł lokalnych bądź dalekiego transportu. Wyniki oznaczeń zawartości siarki rozpuszczalnej w badanych glebach zamieszono na wykresie oraz w tabeli 1. W glebach pobieranych z plantacji owocowych najczęściej oznaczano - 6 mg S dm 3 (32% badanych gleb z upraw ekologicznych). W przypadku upraw sadowniczych konwencjonalnych odsetek gleb mieszczących się w tym przedziale zasobności był podobny i wynosił 3%. Wyższe stężenia siarki rozpuszczalnej wykazano w glebach na plantacjach warzywnych. W uprawach konwencjonalnych gleby charakteryzujące się zasobnością >2 mg S dm -3 stanowiły 33%, a na plantacjach ekologicznych 23%. Wykres. Histogram zawartości S siarczanowej (S-SO ) w warstwie -2 cm gleb pochodzących z plantacji warzywnych i sadowniczych prowadzonych metodami konwencjonalnymi i ekologicznymi Liczba obsadzeń Plantacje owocowe uprawy konwencjonalne uprawy ekologiczne 2 3% % % 1% 17% 1 16% 13% 6 7% 9% 9% 11% % 2 2% 2% % Plantacje warzywne uprawy konwencjonalne uprawy ekologiczne 35 36% 3 2% 29% % 1% 15 19% 9% 1 % % 5 2% 3% 1% Zawartość siarki (mg S-SO ) dm -3 gleby 21

23 Tabela 1. Zakres oraz średnia zawartość siarki (mg dm -3 ) w warstwie -2 cm gleby w zależności od systemu uprawy oraz gatunku S (mg dm -3 gleby) Gatunek Średnia Ekologiczna Konwencjonalna Jabłoń 1,-12, (5,1) a 2,-23,6 (7,3) ab 6, a Grusza 7,9-11,5 (9,5) ab,5-17,6 (,) ab,3 ab Czarna porzeczka,-11,5 (7,) ab,7-12,7 (1,2) ab, abc Marchew 1,7-2,3 (15,) ab,9-7,7 (16,6) ab 17,7 c Burak 2,-36,5 (1,) ab,5-31, (15,1) ab 16, bc Seler 1,-33, (2,9) b 3,1 c 27, d Średnia 1,-36,5 (11,9) a,9-7,7 (12,2) a Mikroelementy W tabelach zamieszczono wyniki oznaczeń przyswajalnych form mikroelementów (B, Cu, Fe, Mn, Zn) w badanych glebach. Przyswajalne dla roślin formy mikroskładników oznaczano w roztworze Rinkisa 1M HCl. W ocenie zasobności gleb w mikroskładniki wyróżnia się trzy klasy zasobności: niską, średnią i wysoką. W przypadku miedzi i cynku dodatkowo uwzględnia się kategorię agronomiczną gleby a dla przyswajalnego boru i manganu odczyn gleby. W grupie mikroelementów znajdują się także metale, które równocześnie są zaliczane do metali ciężkich, tj. miedź i cynk. Nadmierne ilości tych pierwiastków w glebie mogą prowadzić do ich akumulacji w tkankach roślin. Pierwiastki te mogą być toksyczne dla roślin, a także dla zwierząt i ludzi spożywających pokarm roślinny. Dobra rozpuszczalność związków boru ułatwia ich wymywanie z gleby. W grupie gleb o niskiej zawartości boru największy odsetek stanowią gleby lekkie i bielicowe, a najmniejszy gleby ciężkie. Ilość przyswajalnego boru w glebach zależy m. in. od odczynu, zawartości próchnicy, nawożenia (zarówno organicznego jak i mineralnego) oraz ilości opadów. Za krytyczną zawartości boru (ekstrahowanego 1 M HCl) przyjmuje się, mg B dla gleb bardzo kwaśnych oraz < 2,2 mg B kg -1 dla gleb o odczynie słabokwaśnym i obojętnym. Bor w nadmiernych stężeniach może być toksyczny dla roślin. Przedział między zawartością niską i nadmierną jest wąski i zamyka się w granicach, mg 7,2 mg B kg

24 W przeprowadzonych badaniach oznaczano od śladowych ilości boru do 2,99 mg B kg -1 w glebach z upraw ekologicznych oraz od śladowych ilości do 2,71 mg B w uprawach konwencjonalnych (tab. 11). Wyższe zawartości tego mikroskładnika oznaczano w glebach pochodzących z plantacji warzywnych niż owocowych. Najwyższe stężenia boru oznaczono w próbkach glebowych pobieranych na plantacjach konwencjonalnych selera. Tabela 11. Zakres oraz średnia zawartość boru (mg dm -3 ) w warstwie -2 cm gleby w zależności od systemu uprawy oraz gatunku Gatunek B (mg kg -1 gleby) Średnia Ekologiczna Konwencjonalna Jabłoń,-,61 (,2) ab,1-,1 (,36) abc,31 a Grusza,6-,75 (,7) a,-,73 (,26) ab,22 a Czarna porzeczka,27-1,5 (,6) c ślady (,) a,57 a Marchew,-1,3 (,3) abc,36-1,6 (,7) bc,56 a Burak,-1,63 (,79) bc,71-2,55 (1,9) d 1,11 b Seler,62-2,99 (1,73) d 2,7-2,71 (2,61) e 2,2 b Średnia ślady-2,99 (,63) a ślady-2,71 (,6) a Miedź należy do mikroelementów o najmniejszej ruchliwości w glebie, zależnych silnie od składu mineralogicznego i zawartości próchnicy. Im lżejsze gleby tym mniej zawierają miedzi. Stężenie przyswajalnej miedzi w roztworze glebowym jest niewielkie i zależne od odczynu gleby. Im mniejsze ph gleby tym słabsze wiązanie miedzi. Ilość miedzi w glebie może wzrastać na skutek stosowania argochemikaliów i nawozów, nawet naturalnych. W glebach średnich i ciężkich (większość analizowanych w badaniach gleb) za średnie, optymalne stężenie tego pierwiastka (oznaczonego w ekstrakcie 1 M HCl) przyjmuje się zawartość 2,3 6,7 (gleby średnie) oraz 5 15 mg Cu kg -1 (gleby ciężkie). Wyniki przeprowadzonych badań dotyczących zawartości przyswajalnych form miedzi w glebach zamieszczono w tabeli 12. Zakres zawartości tego składnika w warstwie gleby -2 cm wynosił od,62 mg do 22,2 mg Cu kg -1 w przypadku upraw ekologicznych oraz od 2,2 do 11,9 mg Cu dla upraw konwencjonalnych. Wysoką zawartością miedzi tj. >15 mg Cu kg -1 charakteryzowały się niektóre stanowiska glebowe na plantacjach ekologicznych czarnej porzeczki. 23

25 Tabela 12. Zakres oraz średnia zawartość miedzi (mg dm -3 ) w warstwie -2 cm gleby w zależności od systemu uprawy oraz gatunku Cu (mg kg -1 gleby) Gatunek Średnia Ekologiczna Konwencjonalna Jabłoń 1,31-,9 (5,21) a 2,69-11,9 (6,62) a 6,1 ab Grusza 3,36-,56 (3,96) a 3,2-7,56 (6,12) a 5,6 ab Czarna porzeczka 2,61-22,2 (1,9) b 2,2-2,2 (2,33) a, b Marchew,62-1, (3,33) a 3,7-7,22 (5,5) a, a Burak 1,37-5,57 (3,39) a 3,5-7,7 (5,2) a,2 a Seler 2,92-6,93 (5,3) a 6,37-7,5 (6,9) a 5,9 ab Średnia,62-22,2 (5,39) a 2,2-11,9 (5,) a Zawartość żelaza w glebach waha się w bardzo szerokich granicach. Źródłem tego pierwiastka są minerały glebowe zawarte w skałach macierzystych oraz różne związki organiczne i mineralne doprowadzane do gleby z nawozami. Przyswajalność żelaza dla roślin zależy od odczynu gleby i zmniejsza się wraz ze wzrostem ph. W przeprowadzonych badaniach zawartość przyswajalnego żelaza ekstrahowanego z badanych gleb 1 M HCl mieściła się w szerokim przedziale od mg Fe kg -1 w glebach z plantacji ekologicznych do mg Fe kg -1 w glebach pobieranych z upraw konwencjonalnych (tab. 13). Tabela 13. Zakres oraz średnia zawartość żelaza (mg dm -3 ) w warstwie -2 cm gleby w zależności od systemu uprawy oraz gatunku Gatunek Fe (mg kg -1 gleby) Średnia Ekologiczna Konwencjonalna Jabłoń (1) ab (1631) ab 167 ab Grusza (22) ab (22) ab 26 bc Czarna porzeczka (337) c (12) ab 271 c Marchew (159) ab (97) a 1292 a Burak (137) ab (12) a 126 a Seler (22) bc (271) ab 2292 ab Średnia (23) b (17) a 2

26 Głównym źródłem manganu jest skała macierzysta gleby. Najuboższe w mangan są gleby wytworzone z piasków i piaskowców. W przypadku gleb użytkowanych rolniczo niewielkie ilości manganu wnoszone są z nawozami organicznymi i mineralnymi. Im niższy jest odczyn gleby tym więcej przyswajalnych form manganu znajduje się w roztworze glebowym. W glebach ciężkich, wilgotnych i kwaśnych mogą występować w glebie nadmierne, toksyczne dla roślin ilości manganu. Na glebach ciężkich i kwaśnych (ph,6 5,5) za wysoką zawartość manganu przyjmuje się stężenie >39 mg Mn kg -1, a na glebach o odczynie ph >5,6 - wartość >11 mg Mn kg -1. Jak wykazały przeprowadzone badania zasobność w mangan gleb z plantacji ekologicznych mieściła się w granicach 52,-73 mg Mn kg -1. W glebach pobieranych z upraw konwencjonalnych zakres ten był mniejszy i wynosił 61,5-352 mg Mn kg -1 (tab. 1). Tabela 1. Zakres oraz średnia zawartość manganu (mg dm -3 ) w warstwie -2 cm gleby w zależności od systemu uprawy oraz gatunku Mn (mg kg -1 gleby) Średnia Gatunek Ekologiczna Konwencjonalna Jabłoń 6,-276 (213) ac 61,5-352 (191) ab 199 a Grusza (221) ac (192) ab 199 a Czarna porzeczka (223) ac 73,3-175 (139) a 195 a Marchew 52,-61 (235) ac 113,2-212, (166) a 21 a Burak (3) bc 119,6-291 (1) ab 272 ab Seler (363) c (293) ac 3 b Średnia 52,-73 (259) b 61,5-352 (17) a Stężenie przyswajalnych form cynku stanowi tylko niewielką cześć ogólnej ilości tego składnika w glebach. Zawartość cynku w roztworze glebowym zmniejsza się wraz ze wzrostem odczynu. Niedobory cynku występują najczęściej na glebach alkalicznych. Nadmierne stężenia tego pierwiastka stwierdza się najczęściej w sąsiedztwie hut lub kopalń cynku. Wysoka zawartość cynku ekstrahowanego roztworem Rinkisa wynosi w przypadku gleb średnich >2,5 mg Zn kg -1 a dla gleb ciężkich, które przeważały w przeprowadzonych badaniach, >51,1 mg Zn kg -1. W analizowanych glebach pochodzących z plantacji ekologicznych zakres oznaczanych stężeń cynku wynosił 1,92-51,3 mg Zn kg -1, a w glebach pobieranych z upraw konwencjonalnych 2,53-3, mg Zn kg -1. Wysoką zawartość cynku 25

27 stwierdzono na ekologicznej plantacji selera oraz na jednej z konwencjonalnych upraw marchwi (tab. 15). Tabela 15. Zakres oraz średnia zawartość cynku (mg dm -3 ) w warstwie -2 cm gleby w zależności od systemu uprawy oraz gatunku Zn (mg kg -1 gleby) Średnia Gatunek Ekologiczna Konwencjonalna Jabłoń 1,92-1,1 (11,) ab 2,-2,9 (11,3) ab 11,5 a Grusza 7,15-9,5 (,3) ab 6,-25,1 (13,7) a-c 12,5 a Czarna porzeczka 5,91-19,1 (12,7) a-c 2,53-5,7 (3,) a 9, a Marchew 3,7-26,3 (9,1) ab 3,76-3, (16,6) bc 12, a Burak 3,96-16,2 (1,) ab 6,3-23,3 (11,7) ab 1, a Seler 7,23-51,3 (21,) c 13,1-1, (1,1) bc 19,3 b Średnia 1,92-51,3 (12,1) a 2,53-3, (12,) a Pierwiastki śladowe Gleba zawiera pewne naturalne ilości pierwiastków śladowych, o których decyduje ich koncentracja w skale macierzystej, z której powstała gleba. W rolnictwie terminem metali ciężkich określa się pierwiastki, które w największym stopniu skażają środowisko tj. kadm, ołów, arsen, a także cynk, miedź i chrom. Pierwiastki te występując w nadmiarze stają się toksyczne dla roślin, zwierząt i ludzi. Za najbardziej niebezpieczne wśród wymienionych metali uznaje się kadm, ołów i arsen, które zaliczane są do tzw. "metali śmierci". W tabelach zamieszczono wyniki oznaczeń rozpuszczalnych w 1M HCl metali ciężkich (Cd, Cr, As i Pb) w glebach wytypowanych do badań plantacji sadowniczych i warzywnych. Naturalne zawartości kadmu (Cd) w glebach Polski są zróżnicowane i uzależnione od geologicznego pochodzenia skał macierzystych, intensywności procesów glebotwórczych, wieku gleb oraz różnych czynników antropogenicznych. W powierzchniowych warstwach gleb średnich i ciężkich naturalne zawartości tego pierwiastka wynoszą najczęściej,3 mg Cd ogółem na kg suchej masy gleby. Dopuszczalna zawartość tego metalu w glebie wynosi mg kg -1 s.m. (Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie standardów jakości gleby oraz standardów jakości ziemi Dz.U. nr 165/25 poz. 1359). 26

28 W przeprowadzonych badaniach zawartość rozpuszczalnego kadmu mieściła się w granicach,9 1,3 mg Cg kg -1 w glebach z upraw ekologicznych oraz,12 1,13 mg Cd w glebach z plantacji prowadzonych metodami konwencjonalnymi (tab. 16). Tabela 16. Zakres oraz średnia zawartość kadmu (mg dm -3 ) w warstwie -2 cm gleby w zależności od systemu uprawy oraz gatunku Cd (mg kg -1 gleby) Gatunek Średnia Ekologiczna Konwencjonalna Jabłoń,9-,91 (,5) ab,12-,91 (,3) ab,6 ab Grusza,1-,3 (,2) ab,3-,53 (,) ab, ab Czarna porzeczka,22-,9 (,5) ab,17-,29 (,2) a, ab Marchew,16-,7 (,) ab,61-1,13 (,3) ab,39 ab Burak,2-,77 (,) ab,19-,35 (,27) a,3 a Seler,2-1,3 (,69) b,26-,3 (,32) a,56 b Średnia,9-1,3 (,9) b,12-1,13 (,37) a Dopuszczalne ilości chromu (Cr) w glebach wynoszą 15 mg kg -1 s.m. (Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie standardów jakości gleby oraz standardów jakości ziemi Dz.U. nr 165/22 poz. 1359). Chrom rozpuszczalny stanowi zazwyczaj około,5% chromu ogółem w glebach. W warunkach Polski zawartość chromu zależy w dużym stopniu od składu granulometrycznego. W glebach piaskowych średnia zawartość wynosi 7 ppm, w glebach średnich do 15 ppm, a ciężkich do 2 ppm Cr. Wyniki przeprowadzonych badań wskazują, że gleby z analizowanych plantacji ekologicznych i konwencjonalnych charakteryzowały się niską zasobnością w chrom (tab. 17). Nieznacznie wyższe zawartości oznaczano w glebach pobieranych z upraw ekologicznych (,17 6,7 mg Cr) niż konwencjonalnych (,3,79 mg Cr). 27

29 Tabela 17. Zakres oraz średnia zawartość chromu (mg dm -3 ) w warstwie -2 cm gleby w zależności od systemu uprawy oraz gatunku Cr (mg kg -1 gleby) Średnia Gatunek Ekologiczna Konwencjonalna Jabłoń,17-2,33 (1,12) a,3-,79 (1,25) a 1,2 a Grusza 1,1-1,1 (1,1) a,76-1,6 (1,19) a 1,19 a Czarna porzeczka 1,1-3,13 (2,) a,7-,92 (,5) a 1,6 a Marchew,29-5,21 (1,51) a,61-1,13 (,6) a 1,19 a Burak,3-6,7 (2,17) a,7-1,12 (,9) a 1,62 a Seler,66-2,9 (1,22) a,93-1,16 (1,2) a 1,15 a Średnia,17-6,7 (1,55) b,3-,79 (1,7) a Arsen (As) jest pierwiastkiem, który łatwo przechodzi z litosfery do hydrosfery i jest powszechnym składnikiem wód naturalnych. Wszystkie związki i minerały arsenu są łatwo rozpuszczalne, szczególnie w glebach kwaśnych o warunkach redukcyjnych. Dopuszczalne ilości arsenu w glebach wynoszą 2 mg kg -1 s.m. (Dz. U. 22, Nr 165 poz. 1359). Poddane analizom chemicznym gleby z plantacji owocowych i warzywnych charakteryzowały się niską zawartością arsenu, niezależnie od sposobu prowadzenia uprawy (ekologiczny, konwencjonalny). Nieznacznie wyższe zawartości tego metalu oznaczono w glebach pobranych z upraw ekologicznych (,11,65 mg As) niż konwencjonalnych (,11,32 mg As kg -1 ) (tab. 1). Tabela 1. Zakres oraz średnia zawartość arsenu (mg dm -3 ) w warstwie -2 cm gleby w zależności od systemu uprawy oraz gatunku As (mg kg -1 gleby) Średnia Gatunek Ekologiczna Konwencjonalna Jabłoń,11-,36 (,23) a,11-,32 (,22) a,23 a Grusza,2-,25 (,25) a,19-,31 (,23) a,2 ab Czarna porzeczka,2-,65 (,1) b,19-,22 (,21) a,3 c Marchew,12-,2 (,2) a,1-,2 (,2) a,22 a Burak,13-,3 (,2) a,1-,23 (,21) a,23 a Seler,19-,3 (,31) ab,2-,3 (,27) a,3 bc Średnia,11-,65 (,2) b,11-,32 (,22) a 2

30 Ołów podobnie jak inne pierwiastki śladowe jest naturalnym składnikiem różnych skał macierzystych, z których wykształciły się gleby. Ilość ołowiu w glebach terenów niezanieczyszczonych uzależniona jest głównie od budowy mineralogicznej gleb, ich składu granulometrycznego oraz zawartości próchnicy. Dopuszczalna zawartość ołowiu w glebie wynosi 1 mg kg -1 s.m. (Rozporządzenie Ministra Środowiska w sprawie standardów jakości gleby oraz standardów jakości ziemi Dz.U. nr 165/22 poz. 1359). Zawartość ołowiu rozpuszczalnego w 1 M KCl w badanych glebach była niska niezależnie od sposobu prowadzenia plantacji (ekologiczny, konwencjonalny) oraz rodzaju uprawy (plantacje sadownicze, warzywne) i wahała się w granicach 5,59-33,1 mg Pb kg -1 w glebach z upraw ekologicznych i 6,16-21, mg Pb w glebach z upraw konwencjonalnych (tab. 19) Tabela 19. Zakres oraz średnia zawartość ołowiu (mg dm -3 ) w warstwie -2 cm gleby w zależności od systemu uprawy oraz gatunku Gatunek Pb (mg kg -1 gleby) Średnia Ekologiczna Konwencjonalna Jabłoń,9-21, (1,2) ab 6,-21,3 (13,1) ab 13,5 a Grusza 11,-12,2 (11,) ab 7,-17,7 (12,) ab 12,6 a Czarna porzeczka 7,32-1, (12,3) ab 6,16-1,3 (,51) a 11, a Marchew 5,59-33,1 (12,9) ab 13,2-21, (13,6) ab 13,3 a Burak 6,6-2, (12,9) ab 6,3-16,6 (9,32) ab 11,2 a Seler 6,6-3,9 (15,9) b 6,7-, (7,) a 13, a Średnia 5,59-33,1 (13,) a 6,16-21, (12,) a Analiza pobranych do badań próbek glebowych z plantacji owocowych i warzywnych wykazała, że zawartość wszystkich badanych metali ciężkich, tj.: kadmu, ołowiu, arsenu i chromu mieściła się w granicach wartości dopuszczalnych określonych rozporządzeniem Ministra Środowiska. 29

31 3.2. Właściwości owoców i warzyw Owoce i warzywa pochodzące z upraw ekologicznych charakteryzowały się wyższą średnią zawartością suchej masy (15,%) w stosunku do konwencjonalnych (13,%) (wyk. 2). Istotny wpływ na zawartość suchej masy miał badany gatunek rośliny. Najniższą suchą masę stwierdzono w korzeniach marchwi (11,7%), wyższą w selerze i buraku (odpowiednio 13, oraz 13,%), jeszcze wyższą uzyskano dla gruszki i jabłka (15, oraz 15,%). Najwyższą zawartość suchej masy posiadały owoce czarnej porzeczki (21,9%). Zawartość amonowej formy azotu w owocach przedstawiono na wykresie 21. Uzyskane średnie wartości zawartości N-NH w analizowanych produktach były zbliżone niezależnie od sposobu uprawy i wynosiły 63,7 mg N-NH kg -1 ś.m. dla upraw konwencjonalnych i 67,9 mg N-NH kg -1 ś.m. dla ekologicznych. Wyższe stężenia tej formy azotu mineralnego oznaczano w warzywach niż w owocach Wykres 2. Zawartość suchej masy (%) w owocach i warzywach w zależności od systemu uprawy i gatunku Uprawa ekologiczna Uprawa konwencjonalna % s.m Jabłoń Grusza Porzeczka czarna Marchew Burak Seler Dużą zmiennością charakteryzowała się zawartość azotanów w badanych surowcach owocowych i warzywnych. Generalnie niższe ilości N-NO 3 wykazano w owocach (średnio od,6 do,9 mg N-NO 3 kg -1 ś.m.) w porównaniu do warzyw (wyk. 22). Najwyższe zawartości azotanów oznaczono w buraku ćwikłowym (średnio 21 mg N-NO 3 kg -1 ś.m.). Ziemiopłody z upraw ekologicznych zawierały istotnie mniej azotanów niż z upraw konwencjonalnych (odpowiednio 29,1 i 3,3 mg N-NO 3 kg -1 ś.m.). Szczególnie duże różnice w stężeniu azotanów odnotowano dla buraka, którego korzenie z upraw ekologicznych zawierały średnio 17 mg N-NO 3, podczas gdy konwencjonalne średnio 55 mg N-NO 3 kg -1 ś.m. 3

32 Wykres 21. Zawartość formy amonowej azotu (mg N-NH kg -1 ś.m.) w owocach i warzywach w zależności od systemu uprawy i gatunku mg N-NH kg ś.m Uprawa ekologiczna Uprawa konwencjonalna Jabłoń Grusza Porzeczka czarna Marchew Burak Seler Wykres 22. Zawartość azotanów (mg N-NO 3 kg ś.m.) w owocach i warzywach w zależności od systemu uprawy i gatunku. mg N-NO3 kg ś.m Uprawa ekologiczna Uprawa konwencjonalna 1 1,3 1, 1, Jabłoń Grusza Porzeczka czarna Marchew Burak Seler Jak wykazały przeprowadzone badania najwyższe zawartości azotynów oznaczono w korzeniach selera i buraka (średnio 15,6 oraz 23,3 mg N-NO 2 kg -1 ś.m.) (wyk. 2). Sposób uprawy generalnie nie wpływał istotnie na akumulację azotynów w owocach i warzywach (średnio 7,6 mg N-NO 2 kg -1 ś.m. dla uprawy ekologicznej i 5,7 mg N-NO 2 kg -1 ś.m. dla uprawy konwencjonalnej). Istotne różnice odnotowano tylko w przypadku buraka ćwikłowego i selera. W korzeniach buraka z upraw konwencjonalnych wykazano wyższą zawartość N-NO 2 niż upraw ekologicznych. Odwrotną prawidłowość wykazano dla korzeni selera (wyższe stężenia N-NO 2 w korzeniach z upraw ekologicznych) 31