Badania i Rozwój Młodych Naukowców w Polsce - Nauki Przyrodnicze

Transkrypt

1 21. Wpływ aplikowanych dolistnie biostymulatorów i środków wapniowych na wzrost krzewów, plonowanie oraz jakość owoców jagody kamczackiej (Lonicera caerulea L.) odmiany Czarna The influence of foliar calcium fertilizers and bio-stimulators on bushes growth, yield and fruit quality of blue honeysuckle (Lonicera caerulea L.) Czarna cultivar Natalia Poterańska, Kamila Mijowska, Ireneusz Ochmian Katedra Ogrodnictwa, Wydział Kształtowania Środowiska i Rolnictwa, Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie Opiekun naukowy: dr hab. inż. Ireneusz Ochmian Natalia Poterańska Kamila Mijowska: kamila.mijowska@zut.edu.pl Słowa Kluczowe: wydajność plonu, jędrność owoców, indeks zazielenienia, CIE L*a* Streszczenie Jagoda kamczacka, znana również pod nazwą suchodrzew kamczacki lub wiciokrzew kamczacki (Lonicera caerulea), należy do rodziny przewiertniowatych (Caprifoliaceae). Zawiera wiele cennych związków organicznych i mineralnych. Ponadto charakteryzuje się działaniem wzmacniającym, przeciwzapalnym i bakteriostatycznym. Jej wadą jest mała jędrność dojrzałych owoców i ich niska odporność na warunki panujące w czasie transportu. Celem przeprowadzonego doświadczenia było zbadanie oddziaływania pozakorzeniowego nawożenia bioregulatorami i nawozami wapniowymi na wzrost krzewów, plonowanie oraz jakość owoców jagody kamczackiej odmiany Czarna. Wykazano niejednoznaczny wpływ preparatów wapniowych i biostymulatorów na badane cechy. Wzrost roślin i wielkość liści były bardzo zróżnicowane po zastosowanych środkach. Zaobserwowano, że biostymulatory wpłynęły na zwiększenie masy jagód. Większość zastosowanych środków wpłynęła na wzrost jędrności owoców, z kolei w mniejszym stopniu na ich odporność na uszkodzenia. 1. Wstęp Jagoda kamczacka od wielu lat powszechnie uprawiana jest w Rosji, Japonii czy w Kanadzie (Svarcova i in. 2007). Dotychczasowa powierzchnia plantacji w Polsce obejmuje areał niewielkiej skali, jednak zainteresowanie owocami tego gatunku sukcesywnie wzrasta. Pełna wytrzymałość na mróz (do -40 o C) i stosunkowo małe wymagania klimatyczne sprawiają, że gatunek z powodzeniem można uprawiać na terenie całej Polski (Golis 2007). Pierwsze plony można uzyskać kilkanaście dni przed głównymi zbiorami truskawek oraz malin, co oznacza, że są to pierwsze owoce pochodzące z rodzimej produkcji, które pojawiają się na rynku. Niewątpliwą wadą jest osypywanie się dojrzałych owoców oraz ich stosunkowo mała jędrność, a co za tym idzie niska odporność na transport (Ochmian i in. 2012). Zachowanie jędrności po zbiorze owoców jest jednym z najistotniejszych wskaźników ich świeżości i atrakcyjności konsumpcyjnej. Wiele czynników wpływa na obniżenie trwałości owoców (Haffner i in. 2002; Heiberg 1988). Na przestrzeni ostatnich kilku lat na polskim rynku pojawiła się oferta preparatów stymulujących wzrost i rozwój roślin, które mogą być odpowiedzią na wymagania konsumentów oraz wpływać na poprawę cech jakościowych roślin i owoców (Mikos-Bielak i Kukiełka 2000). Stosowanie środków ochrony roślin i syntetycznych nawozów jest jedną z głównych przyczyn degradacji środowiska. W wielu krajach Unii Europejskiej podjęto działania mające na celu minimalizowanie lub zapobieganie skutkom nadmiernej i często nieracjonalnej chemizacji produkcji rolniczej (Kubiak 2006). Chemiczna ochrona roślin przed chorobami, szkodnikami czy chwastami, gdy jest to możliwe, powinna być zastępowana metodami alternatywnymi takimi jak: biologiczne, fizyczne i agrotechniczne (Mochecki 2006). W produkcji roślinnej technologie dotychczas stosowane, 132 S t r o n a

2 dążące jedynie do doskonalenia sposobów uprawy nie są wystarczające, ponieważ nie wykorzystują w całości potencjału biologicznego odmiany hodowlanej. W tym celu prowadzone są stale poszukiwania najlepszych warunków zapewniających wzrost i rozwój roślin, które nie powodowałyby stresów bio- i abiotycznych (Kołaczyńska-Janicka 2004). Stąd coraz większe znaczenie w uprawie roślin zyskują substancje stymulujące wzrost i rozwój roślin, zwane bioregulatorami lub inaczej biostymulatorami (Słowiński 2004). Są to substancje biologicznie czynne, zawierające w swym składzie hormony, enzymy, białka, aminokwasy, mikroelementy i inne związki, które stosowane najczęściej w małych dawkach uaktywniają procesy przemiany materii głównie w kierunku wzmożenia rozwoju i wzrostu całej rośliny. Ich podstawowym zadaniem jest uczestniczenie w regulacji procesów życiowych na poziomie komórki, organu lub całego organizmu (Jankowski i Dubis 2008). Tym samym biostymulatory inicjują potencjał biologiczny odmian, nieosiągalny metodami agrotechnicznymi (Kołaczyńska-Janicka 2004). Bioregulatory to głównie środki pochodzenia syntetycznego, ostatnio popularne są również wyciągi i ekstrakty roślinne. Zastosowanie biostymulatorów na początku wegetacji umożliwia regenerację roślin po zimie i szybki start wiosną. Stosowane w okresie kwitnienia pomagają roślinie skoncentrować się na rozwoju kwiatów (Ohta i in. 2004). Celem przeprowadzonego doświadczenia było zbadanie oddziaływania dolistnego nawożenia bioregulatorami i nawozami wapniowymi na wzrost krzewu, plonowanie oraz jakość owoców jagody kamczackiej odmiany Czarna. 2. Materiał i metody W Stacji Badawczej Katedry Ogrodnictwa ZUT w Szczecinie przeprowadzono badania na krzewach jagody kamczackiej odmiany Czarna. Krzewy posadzono w rozstawie 3 m x 1 m, w glebie gliniastej, zakwalifikowanej do III klasy bonitacyjnej, kompleksu pszenno-buraczanego, o odczynie 6,7-6,9. Gleba charakteryzowała się wysoką zasobnością w potas i fosfor oraz średnią zasobnością w magnez, w związku z tym zastosowano tylko nawozy azotowe w dawce 45 kg N. Rośliny nawadniano za pomocą linii kroplującej zgodnie ze wskazaniami tensjometrów glebowych. Corocznie, przed rozpoczęciem wegetacji krzewy były cięte, usuwano pędy uszkodzone, suche oraz najstarsze. Przed pełnym wybarwieniem się owoców nad plantacją rozkładano siatkę, która miała na celu ochronę owoców przed ptakami Badano wpływ aplikowanych dolistnie czterech preparatów wapniowych i pięciu biostymulatorów na wzrost krzewów, plonowanie oraz jakość owoców odmiany Czarna. Rośliny jeden raz opryskano po ruszeniu wegetacji oraz trzy razy po zakończeniu kwitnienia, raz w tygodniu do pełnego zwilżenia liści. Zastosowano nawozy wapniowe przeznaczone do dolistnego nawożenia roślin i owoców: Chlorek wapnia roztwór 0,5% (Inowrocławskie Zakłady Chemiczne Soda Mątwy S.A.); CaCl %, NaCl 3-3,5%. Folanx Ca29 roztwór 1% (LANXESS Distribution GmbH); mrówczan wapnia. Preparat zwiększający mechaniczny opór ścian komórkowych. Lebosol Calcium Forte roztwór 1% (Lebosol Dünger GmbH); Ca 13,5%, Mn 1,5%, Zn 0,5%. Preparat zwiększający jędrność i średnicę owoców. Calcinit (saletra wapniowa) roztwór 0,5% (Yara Poland); Ca 19,0%, N 15,5%, (NO 3 14,5%, NH 4 1,0%). oraz biostymulatory: ActiSil roztwór 0,1% (Yara Poland); preparat chemiczny stosowany dolistnie oparty na krzemie z dodatkiem choliny i wapnia. Pobudza rośliny do wykształcenia naturalnych procesów odpornościowych na niekorzystne warunki środowiska. Niweluje skutki nadmiernego nawożenia azotem, poprawia właściwości przechowalnicze oraz zmniejsza podatność na uszkodzenia podczas transportu owoców. Acadian Seaplants roztwór 0,8%; środek organiczno-mineralny oparty na ekstrakcie z wodorostów z gatunku Ascophyllum nodosum. W Europie preparat ten występuje pod nazwa handlową Göemar BM 86 1l. Skład: GA 14 -homogenat z alg morskich 20 %, N 4 %, B 2%, Mg 4,8 %, Mn 0,02 %. 133 S t r o n a

3 Substancje zawarte w tych środkach wspomagają podziały komórkowe w silnie dzielących się organach roślin. Biochikol 020 PC roztwór 2% (Gumitex Poli-Farm Sp. z o.o.); naturalny środek ochrony roślin otrzymywany z pancerzyków skorupiaków morskich (głównie krewetek). Zawiera on substancję aktywną chitozan (poli-d-glukozamina), rozpuszczoną w mieszaninie kwasu mlekowego i bursztynowego (20 g na każde 1000 ml roztworu). Biopreparat stymuluje naturalną odporność roślin na wszelkiego rodzaju zakażenia grzybowe, bakteryjne i wirusowe. Stymuluje wzrost roślin, polepsza ich kondycję i odporność na niekorzystne warunki zewnętrzne. Chitozan o masie cząsteczkowej 5000 roztwór 0,2% (Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Centrum Bioimmobilizacji i Innowacyjnych Materiałów Opakowaniowych); Jest to nietoksyczny i biodegradowalny związek pochodzenia naturalnego, całkowicie bezpieczny dla środowiska. Stymuluje wzrost i rozwój roślin. Tytanit roztwór 0.04% (INTERMAG sp. z o.o.); nawóz mineralny zawierający tytan (8,5 g tytanu (Ti) w 1 litrze nawozu). Preparat aktywizujący procesy biochemiczne roślin. Zwiększa odporność roślin na niekorzystne warunki atmosferyczne. Powoduje przyspieszenie zbiorów, a także wzmacnia system odpornościowy roślin na choroby i szkodniki. W doświadczeniu określono wpływ zastosowanych preparatów na wzrost krzewów i parametry fizyczne owoców. Na wszystkich krzewach objętych doświadczeniem mierzono wysokości i szerokości krzewów oraz długość pędów jednorocznych. Zmierzono powierzchnię liści na reprezentacyjnej próbie 100 liści za pomocą skanera typu DIAS, 4. Po zbiorze owoców wykonano pomiary jędrności oraz średnicy owoców przy użyciu niedestrukcyjnego urządzenia połączonego z komputerem FirmTech2. Urządzeniem tym zmierzono również odporność na uszkodzenia mechaniczne przy zastosowaniu trzpienia o średnicy 2 mm. Owoce zważono (RADWAG WPX 4500) w celu określenia masy jednostkowej owoców. Barwę powierzchni owoców i liści mierzono w świetle przechodzącym, używając spektrofotometru CM-700d (Konica Minolta Japonia). Pomiary prowadzono w systemie CIE Lab, gdzie: L* określa barwę białą (100) i czarną (0), a* określa barwę zieloną (-100) i czerwoną (+100), b* określa barwę niebieską (-100) i żółtą (+100). Stosowano typ obserwatora 10º oraz iluminant D65, a średnica otworu pomiarowego wynosiła 3 mm. W celu stwierdzenia istotności różnic przeprowadzono jednoczynnikową analizę wariancji przy użyciu programu Statistica Istotność różnic została oceniona przy pomocy testu Tukeya na poziomie istotności α=0, Wyniki i dyskusja Na podstawie analizy wyników zauważono istotny, lecz niejednoznaczny wpływ preparatów wapniowych i biostymulatorów na wzrost krzewów, plonowanie i jakość owoców jagody kamczackiej Czarna. Wzrost roślin i wielkość liści były bardzo zróżnicowane po zastosowanych środkach (Tab. 1). W przypadku plonu i masy owoców (Tab. 2) wpływ środków dolistnych był bardziej widoczny. U roślin zaobserwowano tendencję do wytwarzania jagód o większej masie przy stosowaniu biostymulatorów. Analizując przyrost roślin w okresie wegetacji zauważono, że znaczna większość zastosowanych środków ograniczyła przyrost roślin w porównaniu do krzewów kontrolnych W stosunku do kontroli wysokość (o 26 cm) i szerokość (o 29 cm) najbardziej zwiększyły się po zastosowaniu nawozu wapniowego Lebosol Calcium Forte. Ponadto środek ten najmocniej pobudził wzrost liści (powierzchnia 100 liści wynosiła 1663 cm 2 ). Najmniejszy przyrost krzewów na wysokość, jedynie o 4 cm, cechował krzewy opryskane Chitozanem Małym przyrostem na szerokość, a jednocześnie małymi liśćmi charakteryzowały się krzewy na których zastosowano chlorek wapnia. Niewielkim przyrostem na szerokość wyróżniały się także krzewy opryskane nawozem Calcinit. Indeks zazielenienia liści informuje o zawartości chlorofilu, z którym jest wysoce skorelowany (Pacewicz i Gregorczyk 2009). Najwyższy indeks zazielenienia cechował liście pozyskane z roślin pryskanych bioregulatorami: Tytanit, Acadian Seaplants i Chitozan 5000, natomiast niższy w stosunku do kontroli, rośliny traktowane chlorkiem wapnia i Lebosolem Calcium Forte. Chlorek 134 S t r o n a

4 wapnia wpłynął na zmniejszenie wartości omawianego indeksu również w przypadku krzewów borówki wysokiej (Ochmian 2012). Pozytywny wpływ zastosowanych preparatów na ilość chlorofilu potwierdzają również parametry barwy. Największa wartość parametru CIE a*, informującego o barwie zielonej, ponownie uwidoczniła się w liściach po zastosowaniu preparatu Acadian Seaplants (a* -22,1), najmniejsza natomiast na krzewach po wykonaniu oprysków preparatem ActiSil (a* -13,5). (Tab. 1). Wzrost krzewu jagody kamczackiej Czarna oraz barwa liści w zależności od zastosowanego środka aplikowanego dolistnie Przyrost w okresie wegetacyjnym Powierzchni Parametr Indeks (cm) a 100 liści barwy liści zazielenienia pędy wysokość szerokość (cm 2 ) CIE a* [SPAD] Preparat jednoroczne Kontrola ,3 32,0 Chlorek wapnia nawozy wapniowe ,8 29,4 Folanx Ca ,7 33,7 Lebosol Calcium Forte ,9 30,1 Calcinit ,6 35,1 biostymulatory ActiSil ,5 30,5 Acadian Seaplants Biochikol 020 PC ,1 37, ,2 35,4 Chitozan ,5 37,9 Tytanit ,0 36,2 NIR α 0, ,8 1,7 Stwierdzono, że wydajność krzewu była bardzo zróżnicowana w zależności od zastosowanych preparatów. Największy plon uzyskano z krzewów opryskanych nawozem Calcinit (3,64 kg), a najmniejszy po zastosowaniu preparatu ActiSil (2,08) i nawozu Lebosol Calcium Forte (2,16 kg). Krzewy kontrolne plonowały na poziomie 2,27 kg. Najbardziej hamująco na wzrost masy owoców wpłynęły nawozy wapniowe. Ograniczający wpływ nawozów wapniowych na wzrost masy jagód i pobudzający do wzrostu wpływ biostymulatorów zaobserwowano niezależnie od terminu zbioru owoców. Adekwatnie, niezależnie od terminu zbioru owoce o najmniejszej masie wyrosły na krzewach opryskanych nawozami Lebosol Calcium Forte i Calcinit (134 g). Masa tych jagód była istotnie mniejsza w porównaniu z kontrolą (146 g). Największą masą 100 owoców cechowały się rośliny traktowane preparatem Tytanit (162 g). 135 S t r o n a

5 (Tab. 2). Wydajność krzewu jagody kamczackiej Czarna (plon i masa owoców) w zależności od zastosowanego środka dolistnego Masa 100 owoców w poszczególnych Plon terminach zbioru [g] Preparat [kg z początek środek koniec krzewu] średnia zbiorów zbiorów zbiorów Kontrola 2, nawozy wapniowe Chlorek wapnia 2, Folanx Ca29 2, Lebosol Calcium Forte 2, Calcinit 3, biostymulatory ActiSil 2, Acadian Seaplants 3, Biochikol 020 PC 2, Chitozan , Tytanit 2, NIR α 0,05 0, Poza masą owoców, po zbiorach zmierzono także inne parametry jakościowe jagód, takie jak ich średnica, jędrność, odporność na uszkodzenia i parametr barwy CIE L*. Stosowanie nawozów wapniowych w głównej mierze ma na celu podniesienie jędrności owoców (Ochmian i Kozos 2015). Wśród badanych owoców największą średnicę miały jagody zebrane z roślin pryskanych ActiSilem (14,4 mm) i Acadianem Seaplants (14,3 mm), zaś mniejszą, nawet w porównaniu do owoców zebranych z krzewów kontrolnych (13,1 mm), po zastosowaniu Biochikolu 020 PC (12,5 mm). Ponadto rośliny nawożone dolistnie ActiSilem wytworzyły owoce najbardziej jędrne (średnia 204 G mm -1, maksymalna 463 G mm -1 ) i odporne na uszkodzenia (105 G mm -1 ). Jagody te cechowało jednak najjaśniejsze wybarwienie skórki (L* 27,1). Z kolei najciemniejsze były owoce opryskane Tytanitem (L* 22,5). Są to typowe parametry barwy owoców jagody kamczackiej w okresie zbiorów (Ochmian i in. 2012). Zbliżony efekt wśród nawozów wapniowych przyniósł chlorek wapnia, po którym jagody również były jędrne (450 G mm -1 ) i odporne na uszkodzenia mechaniczne (91 G mm - 1 ). Biostymulatory Acadian Seaplants i Tyatnit oraz nawóz wapniowy Calcinit nie miały istotnego wpływu na zwiększenie jędrności owoców, była ona na poziomie zbliżonym do owoców kontrolnych. Natomiast Acadian Seaplants istotnie wpłynął na obniżenie odporności owoców na uszkodzenia (69 G mm -1 ) względem próby kontrolnej (78 G mm -1 ). Jagoda kamczacka jest rośliną o stosunkowo małej jędrności (Skupień i in. 2009) i w dużym stopniu zależnym od odmiany (Ochmian i in. 2013). 136 S t r o n a

6 (Tab. 3). Wydajność krzewu jagody kamczackiej Czarna (plon i masa owoców) w zależności od zastosowanego środka dolistnego Średnica Jędrność [G mm -1 ] Odporność Parametr na barwy Preparat owoców uszkodzenia [mm] średnia minimalna maksymalna owoców [G mm -1 ] CIE L* Kontrola 13, ,6 Chlorek wapnia nawozy wapniowe 14, ,8 Folanx Ca29 12, ,2 Lebosol Calcium Forte 14, ,3 Calcinit 13, ,4 biostymulatory ActiSil 14, ,1 Acadian Seaplants Biochikol 020 PC 14, ,8 12, ,0 Chitozan , ,4 4. Wnioski Tytanit 13, ,5 NIR α 0,05 0, ,9 Biostymulatory i nawozy wapniowe miały niejednoznaczny wpływ na wzrost krzewów, plonowanie i jakość owoców jagody kamczackiej Czarna : 1. Znaczna większość zastosowanych środków ograniczyła wzrost roślin w porównaniu do krzewów kontrolnych. Wielkość krzewów oraz liści najbardziej zwiększyły się po zastosowaniu nawozu wapniowego Lebosol Calcium Forte. 2. Zastosowanie preparatów Acadian Seaplants, Biochikol 020 PC i Calcinit spowodowało, że liście były bardziej zielone. Wpłynęły one również na zwiększenie plonowania krzewów. 3. Po zastosowaniu biostymulatorów u roślin jagody kamczackiej zaobserwowano tendencję do wytwarzania jagód o większej masie. 4. Rośliny opryskiwane dolistnie preparatem ActiSil i chlorkiem wapnia wytworzyły owoce najbardziej jędrne i najbardziej odporne na uszkodzenia mechaniczne. 5. Literatura Golis T (2007) Jagoda kamczacka cenna roślina do uprawy towarowej. Sad nowoczesny 10: Haffner K, Rosenfeld HJ, Skrede G, et al. (2002) Quality of red raspberry Rubus ideus L, cultivars after storage in controlled and normal atmospheres. Postharvest Biology and Technology 24: S t r o n a

7 Heiberg N (1988) Fresh fruit quality evaluation for red raspberry. Norwegian Journal of Agricultural Sciences 2(2): Jankowski K, Dubis B (2008) Biostymulatory w polowej produkcji roślinnej, Materiały Konferencyjne Biostymulatory w nowoczesnej uprawie roślin. Warszawa 7-8 luty 2008, SGGW: 24. Kołaczyńska-Janicka M (2004) Biostymulatory w nowoczesnej uprawie roślin. Wieś Jutra 3: Kubiak J (2006) Technologie i koszty mikoryzacji drzew i krzewów roślin ozdobnych w różnych fazach wzrostu. Problemy Inżynierii Rolniczej 2: [ data dostępu 26,02,2008 Mikos-Bielak M, Kukiełka W (2000) Atonik jeden z czynników modyfikujących zawartość naturalnych antyoksydantów w owocach jagodowych. Roczniki Akademii Rolniczej w Poznaniu, Ogrodnictwo 2(31): Mochecki J (2006) Jak uzyskać certyfikat Integrowanej Produkcji? [W:] Ogólnopolska Konferencja Sadownicza Nowe odmiany i technologie uprawy krzewów jagodowych. Skierniewice, 27 kwietnia 2006: Ochmian ID (2012) The impact of foliar application of calcium fertilizers on the quality of highbush blueberry fruits belonging to the Duke cultivar. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj- Napoca 40(2): Ochmian ID, Kozos K (2015) Influence of foliar fertilisation with calcium fertilisers on the firmness and chemical composition of two highbush blueberry cultivars. Journal of Elementology 20(1): Ochmian ID, Skupien K, Grajkowski J, et al. (2012) Chemical composition and physical characteristics of fruits of two cultivars of blue honeysuckle (Lonicera caerulea L.) in relation to their degree of maturity and harvest date. Notulae Botanicae Horti Agrobotanici Cluj-Napoca 40(1): Ochmian ID, Smolik M, Dobrowolska A, et al. (2013) The influence of harvest date on fruit quality of several cultivars of blue honeysuckle berries. Electronic Journal of Polish Agricultural Universities 16(1) - vailable Online: Ohta K, Morishita S, Suda K, et al. (2004) Effects of chitosan soil mixture treatment in the seedling stage on the growth and flowering of several ornamental plants, Journal of the Japanese Society for Horticultural Science 73: Pacewicz K, Gregorczyk A (2009) Porownanie ocen zawartości chlorofilu chlorofilometrami SPAD- 502 i N-Tester. Folia Pomeranae Universitatis Technologiae Stetinensis Agricultura Alimentaria Piscaria Zootechnica 269 (9): Skupień K, Ochmian ID, Grajkowski J (2009) Influence of ripening time on fruit chemical composition of two blue honeysuckle cultigens. Journal of Fruit and Ornamental Plant Research 17(1): Słowiński A (2004) Biostymulatory w nowoczesnej uprawie roślin. Wieś Jutra 3: Svarcova I, Heinrich J, Valentova K (2007) Berry fruits as a source of biologically active compounds: the case of Lonicera caerulea. Biomedical Papers 151(2): S t r o n a