SÓD I CHLORKI W WODACH DRENARSKICH W UPRAWIE ANTURIUM (ANTHURIUM CULTORUM SCHOTT) W KERAMZYCIE *

Transkrypt

1 Roczniki Akademii Rolniczej w Poznaniu CCCLXXXIII (2007) ANDRZEJ KOMOSA, TOMASZ KLEIBER SÓD I CHLORKI W WODACH DRENARSKICH W UPRAWIE ANTURIUM (ANTHURIUM CULTORUM SCHOTT) W KERAMZYCIE * Z Katedry Nawożenia Roślin Ogrodniczych Akademii Rolniczej im. Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu ABSTRACT. The studies were carried out in two specialist farms with anthurium (Anthurium cultorum Schott) cultivation. The plants were grown in expanded clay with application of fertigation with standard nutrient solution (in mg dm -3 ): N-NH 4 < 14.0, N-NO , P 31.0, K 176.0, Ca 60.0, Mg 24.0, S-SO , Fe 0.840, Mn 0.160, Zn 0.200, B 0.220, Cu 0.032, Mo 0.048, ph , EC ms cm -1. Concentration of sodium and chlorine were analysed in nutrient solution and drainage water during 3-year studies. It was shown, that contents of sodium in drainage water significantly increased (33.1%). There was no significant effect for chlorides, however their increase up to 8.1% is important for the estimation of environment pollution by the open fertilization systems. Increased sodium and chloride contents in the drainage water arise the need to dilute them in preparing nutrient solutions in closed fertilization system. Key words: anthurium, expanded clay, chlorine, sodium, drainage water Wstęp Prawodawstwo europejskie wymusza na producentach stosowanie technologii chroniących środowisko naturalne (Brun i in. 2001). Jedną z nich są układy zamknięte z recyrkulacją pożywki, które przyczyniają się do lepszego wykorzystania wody i nawozów mineralnych (Van Os 2001). Ponadto ich stosowanie ogranicza niebezpieczeństwo skażenia gleb i wód gruntowych nadmiarem pożywki, wyciekającej z zagonów uprawnych. Jedną z przeszkód w ponownym wykorzystaniu pożywki może być nadmierne zatężanie się niektórych składników, w tym balastowych: sodu i chlorków (Kleiber i Komosa 2004). Ich nadmiar w pożywkach stosowanych do fertygacji może pogarszać * Praca dofinansowana przez Komitet Badań Naukowych, umowa nr 0381/P06/2004/26. Rocz. AR Pozn. CCCLXXXIII, Ogrodn. 41: Wydawnictwo Akademii Rolniczej im. Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu, Poznań 2007 PL ISSN

2 64 A. Komosa, T. Kleiber plonowanie roślin lub nawet być dla nich toksyczny. Dlatego opracowanie koncepcji nawożenia anturium w układach zamkniętych wymaga poznania szeregu wzrostu i spadku zawartości składników w wodach drenarskich (Treder 2000). Celem badań było określenie zróżnicowania zawartości sodu i chlorków w wodach drenarskich w stosunku do pożywki stosowanej w uprawie anturium w keramzycie. Materiał i metody Doświadczenia wegetacyjne przeprowadzono w latach w dwóch specjalistycznych gospodarstwach produkcyjnych (nr I i II) charakteryzujących się optymalnym plonowaniem anturium. Obiekty szklarniowe były wyposażone w systemy cieniowania, zamgławiania i automatycznego sterowania klimatem (bez dodatkowego doświetlania asymilacyjnego). Badano sześć odmian anturium (Anthurium cultorum Schott): Baron, Choco, Midori, Pistache, President i Tropical, uprawianych w keramzycie z zastosowaniem fertygacji kroplowej. Na podstawie analiz chemicznych wód w gospodarstwach sporządzono pożywki do fertygacji. W gospodarstwie I stosowano wodę wodociągową, o następującym składzie chemicznym: NH 4 śl., N-NO 3 1,0, P 0,8, K 2,4, Ca 58,1, Mg 20,3, S-SO 4 7,9, Na 9,1, Cl 12,9, Fe 0,015, Mn 0,025, Zn 0,358, B 0,008, Cu śl. (mg dm -3 ), ph 6,69, EC 0,59 ms cm -1. W gospodarstwie II były dwa źródła wody: studzienna i deszczowa. Woda z własnego ujęcia zawierała: N-NH 4 śl., N-NO 3 2,2, P 1,2, K 1,3, Ca 141,4, Mg 8,1, S-SO 4 98,7, Na 20,5, Cl 24,8, Fe 0,678, Mn 0,322, Zn 0,034, B 0,020, Cu 0,002 (mg dm -3 ), ph 7,46, EC 0,934 ms cm -1, a woda deszczowa: N-NH 4 i N-NO 3 śl., P 0,2, K 0,2, Ca 5,0, Mg 0,1, S-SO 4 0,4, Na 0,5, Cl 0,1, Fe 0,062, Mn 0,022, Zn 0,933, B 0,003, Cu 0,005 (mg dm -3 ), ph 6,46, EC 0,060 ms cm -1. W doświadczeniach stosowano pożywkę standardową do fertygacji kroplowej dla anturium: N-NH 4 < 14,0, N-NO 3 105,0, P 31,0, K 176,0, Ca 60,0, Mg 24,0, S-SO 4 48,0, Fe 0,840, Mn 0,160, Zn 0,200, B 0,220, Cu 0,032, Mo 0,048 (mg dm -3 ), ph 5,5-5,7, EC 1,5-1,8 ms cm -1 (za Komosą 2000). Częstotliwość i czas nawodnień zależały od pory roku. Latem, w okresie zwiększonych potrzeb wodnych i pokarmowych, fertygację stosowano 6-8-krotnie, dostarczając 4-5 dm 3 pożywki na 1 m 2, natomiast zimą 2-3-krotnie, aplikując 2-3 dm 3. Około 20-30% pożywki wyciekało ze środowiska korzeniowego. Dla utrzymania odpowiedniej wilgotności powietrza oraz dla ujednolicenia rozkładu wilgotności podłoża uprawę dodatkowo zraszano wodą deszczową za pomocą mikrozraszaczy. Próby pożywek i wód drenarskich pobierano co dwa miesiące, między 14. a 16. dniem danego miesiąca, w styczniu, marcu, maju, lipcu, wrześniu i listopadzie, w latach Próby pożywek o objętości 1 dm 3 pobierano bezpośrednio z emiterów na liniach kroplujących, a ze środowiska korzeniowego wody drenarskie. Ich analizy chemiczne przeprowadzano bezpośrednio w badanych roztworach następującymi metodami: Na metodą fotometrii płomieniowej, Cl nefelometrycznie z AgNO 3. Wyniki opracowano statystycznie, przeprowadzając analizę wariancji dla doświadczeń trójczynnikowych. Wnioskowano na poziomie istotności α = 0,05.

3 Sód i chlorki w wodach drenarskich Wyniki Stwierdzono istotny wzrost zawartości sodu (średnio o 33,1%) w wodach drenarskich wypływających z podłoża, którym był keramzyt, w stosunku do pożywki dostarczanej roślinom (tab. 1). Zarysował się także istotny wpływ roku badań na zawartość tego składnika. Najsilniejsze zatężanie wód drenarskich sodem wystąpiło w 2003 roku. Mogło to być spowodowane wzmożoną transpiracją wywołaną korzystniejszymi warunkami świetlnymi. Nie wykazano natomiast istotnych różnic między gospodarstwami. Tabela 1 Zróżnicowanie zawartości sodu w pożywkach i wodach drenarskich (mg Na dm -3 ) Differentiation of sodium content in nutrient solution and drainage water (mg Na dm -3 ) Miejsce pobrania próby Sampling place (A) Gospodarstwo Farm I (B) Gospodarstwo Farm II (B) x (A B) x (A B) x (A) Pożywka Nutrient solution Drenaż Drainage water 17,3 15,5 13,0 15,3 12,2 27,0 18,5 19,2 17,2 23,7 21,8 21,9 22,5 16,4 29,2 24,5 23,4 22,9 x (B C) 20,5 18,6 17,5 18,9 14,3 28,1 21,5 21,3 x (B) 18,9 21,3 x (C) Rok Year 2002 (I+II) 17,4 Rok Year 2003 (I+II) 23,4 Rok Year 2004 (I+II) 19,5 Czynniki: A miejsce pobrania prób, B gospodarstwo, C rok, r.n. różnice nieistotne; NIR α = 0,05 dla A = 3,22; NIR α = 0,05 dla B r.n.; NIR α = 0,05 dla C = 3,94; NIR α = 0,05 dla A B r.n.; NIR α = 0,05 dla B C = 5,57; NIR α = 0,05 dla A B C r.n. Factors: A sampling place, B farm, C year, n.s. non-significant; LSD α = 0.05 for A = 3.22; LSD α = 0.05 for B n.s.; LSD α = 0.05 for C = 3.94; LSD α = 0.05 for A B n.s.; LSD α = 0.05 for B C = 5.57; LSD α = 0.05 for A B C n.s. Zawartość chlorków w wodach drenarskich zwiększała się tylko o 8,1% i nie została udowodniona statystycznie (tab. 2). Zarysowały się natomiast istotne różnice pomiędzy badanymi gospodarstwami. Były one wynikiem zróżnicowanego składu chemicznego wód stosowanych do fertygacji. Nie stwierdzono różnic pomiędzy zawartością chlorków w pożywkach i wodach drenarskich w poszczególnych latach badań.

4 66 A. Komosa, T. Kleiber Tabela 2 Zróżnicowanie zawartości chlorków w pożywkach i wodach drenarskich (mg Cl dm -3 ) Differentiation of chlorine content in nutrient solution and drainage water (mg Cl dm -3 ) Miejsce pobrania próby Sampling place (A) Gospodarstwo Farm I (B) Gospodarstwo Farm II (B) x (A B) x (A B) x (A) Pożywka Nutrient solution Drenaż Drainage water 14,0 14,3 16,0 14,8 18,7 25,3 23,3 22,4 18,6 15,7 14,6 18,1 16,1 14,4 27,8 30,1 24,1 20,1 x (B C) 14,8 14,4 17,1 15,4 16,6 26,6 26,7 23,3 x (B) 15,4 23,3 x (C) Rok Year 2002 (I+II) 15,7 Rok Year 2003 (I+II) 20,5 Rok Year 2004 (I+II) 21,9 Czynniki: A miejsce pobrania prób, B gospodarstwo, C rok, r.n. różnice nieistotne; NIR α = 0,05 dla A r.n.; NIR α = 0,05 dla B = 4,8; NIR α = 0,05 dla C r.n.; NIR α = 0,05 dla A B r.n.; NIR α = 0,05 dla B C r.n.; NIR α = 0,05 dla A B C r.n. Factors: A sampling place, B farm, C year, n.s. non-significant; LSD α = 0.05 for A n.s.; LSD α = 0.05 for B = 4.8; LSD α = 0.05 for C n.s.; LSD α = 0.05 for A B n.s.; LSD α = 0.05 for B C n.s.; LSD α = 0.05 for A B C n.s. Dyskusja Przeprowadzone badania wykazały, że mimo zraszania powierzchni podłoża, a tym samym rozcieńczenia pożywki w środowisku korzeniowym, w wodach drenarskich wypływających ze środowiska korzeniowego było istotnie więcej sodu (o 33,1%) niż w pożywce dostarczanej roślinom systemem fertygacji kroplowej. Efekt ten wystąpił mimo procentowego wycieku nadmiaru pożywki ze środowiska korzeniowego, zapobiegającego kumulacji jonów Na +, Cl - (Guba 1994, Treder 2000). Nie wykazano istotnego zatężania się chlorków w wodach drenarskich, jakkolwiek 8,1-procentowy wzrost ich stężenia może mieć ograniczający wpływ na jakość plonu odmian wrażliwych na chlorki. Sód i chlorki są jonami balastowymi. Wzrost ich zawartości wskazuje na konieczność rozcieńczania wód drenarskich podczas tworzenia pożywek do zamkniętych układów nawożenia z recyrkulacją pożywki. Opisane tendencje zmian zawartości sodu i chlorków w wodach drenarskich są zbieżne z wcześniejszymi badaniami Kleibera i Komosy (2004). Według tych autorów do składników najbardziej zatężających się w wodach drenarskich w uprawie anturium należały miedź, bor i sód. Dla porównania, w uprawie roślin w wełnie mineralnej następuje również silny wzrost

5 Sód i chlorki w wodach drenarskich zawartości między innymi: sodu, potasu, azotanów i chlorków w rizosferze (Komosa i Breś 1996, Komosa 2000). Znajomość różnicowania zawartości składników w wodach drenarskich jest podstawą do wdrażania w praktyce zamkniętych układów nawożenia z recyrkulacją pożywki. Ma to duże znaczenie ekonomiczne i ekologiczne. Z uprawy anturium w keramzycie, z zastosowaniem 4 litrów pożywki/m 2 /dobę i 30-procentowym wyciekiem wód drenarskich, z 1 hektara dostaje się do gleby 280,8 g Na + i 289,2 g Cl - na dobę, co daje rocznie 102,5 kg Na + i 105,6 kg Cl -. Biorąc pod uwagę obecność innych składników zawartych w wodach drenarskich, jest to duże zagrożenie dla środowiska glebowego. Wnioski 1. W uprawie anturium w keramzycie z zastosowaniem fertygacji kroplowej i dodatkowego zraszania powierzchni podłoża wodą wykazano istotny wzrost zawartości sodu w wodach drenarskich (33,1%) w stosunku do pożywki dostarczanej roślinom. 2. Nie wykazano istotnego wzrostu zawartości chlorków w wodach drenarskich, jakkolwiek zwiększenie ich stężenia o 8,1% jest ważne dla oceny zanieczyszczania środowiska, w którym są stosowane otwarte układy nawożenia. 3. Wzrost zawartości balastowych jonów sodu i chlorków w wodach drenarskich, będący rezultatem zatężania się pożywki, wskazuje na potrzebę rozcieńczania wód drenarskich przy ponownym ich wykorzystania do fertygacji w zamkniętych systemach nawożenia z recyrkulacją pożywki. Literatura Brun R., Settembrino A., Couve C. (2001): Recycling of nutrient solutions for rose (Rosa hybrida) in soilless culture. Acta Hortic. 554: Guba W. (1994): The effect of different NH 4 /NO 3 ratios on the production and quality of gerbera grown in rockwool. J. Fruit Ornam. Plant Res. 2, 4: Kleiber T., Komosa A. (2004): Dynamika zawartości składników pokarmowych w liściach oraz zmiany składu chemicznego pożywki w uprawie anturium. W: IX Konferencja dla Producentów Anturium. ISiK, Skierniewice, : Komosa A. (2000): Analiza podłoża i roślin jako wskaźniki odżywiania anturium. W: Mater. z V Konferencji dla Producentów Anturium. ISiK, Skierniewice, : Komosa A., Breś W. (1996): Recyrkulacyjny system zamknięty nowa technologia nawożenia roślin ogrodniczych. Maszyn. Sprawozdanie z projektu badawczego. Katedra Nawożenia Roślin Ogrodniczych AR, Poznań: Treder W. (2000): Obieg zamknięty pożywki w uprawie anturium. W: Mater. z V Konferencji dla Producentów Anturium. ISiK, Skierniewice, IV.2000: Van Os E.A. (2001): New developments in recircualtion systems and disinfection methods for greenhouse crops. Hortic. Engin. 16, 2: 2-5.

6 68 A. Komosa, T. Kleiber SODIUM AND CHLORIDS IN DRAINAGE WATER IN GROWING OF ANTHURIUM (ANTHURIUM CULTORUM SCHOTT) IN EXPANDED CLAY Summary The studies were carried out since 2002 till There were tested the most popular varieties of anthurium (Anthurium cultorum Schott) in Poland. The plants were grown in expanded clay with application of ferigation with standard nutrient solution: N-NH 4 < 14.0, N-NO , P 31.0, K 176.0, Ca 60.0, Mg 24.0, S-SO , Fe 0.840, Mn 0.160, Zn 0.200, B 0.220, Cu 0.032, Mo (mg dm -3 ), ph , EC ms cm -1. There were found changes of sodium and chlorine contents in drainage water comparing to nutrient solution. Concentration of sodium increased by 33.1% and chlorine up to 8.1% in drainage water. The knowledge of variations of elements in drainage waters is basic for the application of closed fertilization systems with recirculation of nutrient solution in practice.