Nawozy fosforynowe jako stymulatory wzrostu roślin w szkółkach leśnych*

Transkrypt

1 sylwan 158 (1): 3 9, 2014 Nawozy fosforynowe jako stymulatory wzrostu roślin w szkółkach leśnych* Phosphite fertilizers as a plant growth stimulators in forest nurseries ABSTRACT Tkaczyk M., Nowakowska J. A., Oszako T Nawozy fosforynowe jako stymulatory wzrostu roślin w szkółkach leśnych. Sylwan 158 (1): 3 9. In the situation of limited number of pesticides being approved for use in forest nurseries it is necessary to examine new products available on European market that stimulate growth and improve resilience and vitality of seedlings as a part of intgrated plant protection program. Paper presents test of fertilizer Actifos used in seven Polish nurseries in order to stimulate the growth of seedlings. In 64% of cases, Actifos stimulated increament of shoots (significantly for oaks, beeches, pines, spruces and alders) as well as for roots (significantly only for alders and oaks). KEY WORDS fertilizer, Actifos, seedlings, Pinus sylvestris, Picea abies, Quercus robur, Fagus sylvatica, Alnus glutinosa Addresses Miłosz Tkaczyk (1) e mail: M.Tkaczyk@ibles.waw.pl Justyna A. Nowakowska (2) e mail: J.Nowakowska@ibles.waw.pl Tomasz Oszako (1, 3) e mail: T.Oszako@ibles.waw.pl (1) Zakład Ochrony Lasu; Instytut Badawczy Leśnictwa; Sękocin Stary; Braci Leśnej 3; Raszyn (2) Zakład Hodowli Lasu i Genetyki Drzew Leśnych; Instytut Badawczy Leśnictwa; Sękocin Stary; Braci Leśnej 3; Raszyn (3) Zamiejscowy Wydział Leśny Politechniki Białostockiej w Hajnówce; ul. Piłsudskiego 8; Hajnówka Wstęp Na wymierne efekty w produkcji szkółkarskiej składa się między innymi stan biologiczny gleby, który silnie oddziałuje na jej żyzność. Na wielu starszych szkółkach można zaobserwować zmniej szenie różnorodności biologicznej edafonów, w tym grzybów ektomykoryzowych [Aleksandro wicz Trzcińska 2004]. Może to być spowodowane między innymi przez nadmierną alkalizację gleby, nawożenie, stosowanie pestycydów czy mechaniczną uprawę gleby. Występowanie korzy stnych organizmów glebowych wiąże się z zawartością materii odżywczej, której obecność jest warunkiem koniecznym do dobrej produkcji szkółkarskiej [Szołtyk, Hilszczańska 2003] oraz zabezpieczeniem roślin przed organizmami patogenicznymi. Wstąpienie Polski do Unii Europejskiej spowodowało pojawienie się w naszym kraju nowych, inwazyjnych organizmów chorobotwórczych [Oszako i in. 2007]. Zwłaszcza patogeny glebowe z rodzaju Phytophthora, których opisano dotychczas już ponad 120 gatunków, stanowią szczególne zagrożenie dla materiału rozmnożeniowego [Kozłowska i in. 1961; Brasier 2008]. Patogeny często przenoszone są wraz z glebą, wodą i hodowanymi sadzonkami zarówno gatunków lasotwórczych, * Badania sfinansowano ze środków MNiSW 2011/7.PR/2011/2.

2 4 jak i ozdobnych. Szczególnie groźne i powszechne okazały się patogeny z rodzaju Phytophthora, które często są przyczyną zamierania korzeni lub podstawy pni drzew zarówno na szkółkach, jak i w drze wostanach [Orlikowski i in. 2003, 2006; Oszako, Orlikowski 2004, 2005, 2008; Oszako i in. 2007]. Ograniczanie rozprzestrzeniania się patogenów oraz poprawa parametrów wzrostu sadzo nek ważne są już na terenie szkółek, gdzie produkowany jest materiał rozmnożeniowy. Obecnie, w świetle ograniczonej liczby środków ochrony roślin dopuszczonych do stosowania w leśnictwie przez Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi, konieczne staje się testowanie alternatywnych prepa ratów (np. tzw. nawozów odpornościowych zawierających fosforyny) pod kątem ich skutecz ności w poprawie wzrostu, odporności i ogólnej kondycji zdrowotnej roślin. Badania takie były prowadzone na szeroką skalę w ogrodnictwie i sadownictwie, gdzie nawozy takie przyczyniły się do poprawy odporności sadzonek [Orlikowski 2006; Korzeniowski, Orlikowski 2008; Muszyńska, Orlikowski 2010; Wieczorek i in. 2010]. Celem niniejszej pracy było przetestowanie nawozu fosforynowego Actifos jako stymula tora wzrostu sadzonek dębu szypułkowego (Quercus robur L.), buka zwyczajnego (Fagus sylvatica L.), sosny zwyczajnej (Pinus sylvestris L.), świerka pospolitego (Picea abies [L.] Karst.) i olszy czarnej (Alnus glutinosa Gaertn.). Materiał i metody Actifos posiada specyficzne właściwości hamowania rozwoju niektórych chorób roślinnych, dostarczając roślinom łatwo przyswajalnego azotu i mikroelementów (co pobudza wzrost), oraz eliminuje groźne choroby grzybowe, szczególnie fytoftorozę. Actifos jest formą amonową fos forynu, zawiera 10% dodatek azotu oraz wiele mikroelementów (B, Cu, Fe, Mn, Mo, Zn). Porównanie skuteczności Actifosu przeprowadzono na sadzonkach sosny zwyczajnej, świerka pospolitego, dębu szypułkowego, buka zwyczajnego oraz olszy czarnej rosnących w gos podarczych szkółkach leśnych zlokalizowanych na terenie 7 nadleśnictw (ryc.). Wykonano je na roślinach w różnym wieku, w różnych okresach sezonu wegetacyjnego oraz w kilku stężeniach, aby sprawdzić, czy preparat w różnych warunkach wykaże się taką samą skutecznością. Zabiegi oprysku, podobnie jak i pomiary parametrów wzrostu roślin, wykonano jednorazowo lub kilku krotnie Ryc. Lokalizacja szkółek, w których prowa dzono badania Location of nurseries where research was carried out 1 Borki; 2 Giżycko; 3 Toruń; 4 Przasnysz; 5 Żednia; 6 Koło; 7 Nowy Targ

3 Nawozy fosforynowe jako stymulatory wzrostu roślin 5 W każdej z wymienionych szkółek założono powierzchnię doświadczalną, na której zasto sowano oprysk, oraz powierzchnię kontrolną, na której nie był wykonywany żaden zabieg. Materiał zbierano w 2011 i 2012 roku (tab. 1). Na szkółkach w nadleśnictwach Koło, Borki oraz Przasnysz sadzonki z 2012 roku pochodziły z tych samych powierzchni co w roku poprzednim, natomiast na pozostałych szkółkach doświadczenie trwało tylko przez jeden sezon wegetacyjny. Po zebraniu sadzonek dokonano pomiaru części nadziemnej oraz długości systemów korzeniowych. Uzyskane w ten sposób dane porównano przy użyciu nieparametrycznego testu Manna Whitneya przy poziomie istotności a=0,05. Do wykonania analiz posłużono się pakie tem Statistica 10 (StatSoft, Inc.). Wyniki W większości wariantów, gdzie zastosowano oprysk Actifosem, zaobserwowano istotne statysty cznie różnice w rozwoju sadzonek (tab. 2, 3). Sadzonki, które potraktowano nawozem fosfo rynowym, miały większe średnie rozmiary. Jedynie na terenie szkółki leśnej Janowo (Nadle śnictwo Toruń) sadzonki z wariantu kontrolnego okazały się być większe od tych, które zostały opryskane preparatem. W pięciu przypadkach zastosowania Actifosu różnice dotyczyły zwięk szonego przyrostu części nadziemnej. W trzech przypadkach (dla sosny i świerka w Nadleśnictwie Giżycko oraz dla dębu w Nadleśnictwie Żednia) wykazano istotne statystycznie różnice zarówno w długości głównych pędów, jak i korzeni. Lepszy wzrost korzeni zaobserwowano u sadzonek olszy czarnej ze szkółki Kiejsze (Nadleśnictwo Koło). Tabela 1. Charakterystyka materiału badawczego Characteristics of research material Nad Gatunek Termin Rok Liczba sadzonek Stężenie leś i symbol wykonania wykonania pobranych do badań Actifosu nictwo produkcyjny oprysku zabiegu Zabieg Kontrola Borki Db1/ ,3% Db 2/ Ol 1/0 Koło ,6% Ol 2/0 0,6% Giżycko So 1/0 Św 1/ % Nowy Ol 2/0 Targ ,6% Toruń Db 2/ % Bk 2/ ,6% Przasnysz Bk 3/0 0,6% Żednia Db 2/ ,6%

4 6 Tabela 2. Długość [mm] nadziemnej i podziemnej części badanych sadzonek w roku 2011 Length [mm] of above and belowground parts of analysed seedlings in 2011 Nadleś Odchylenie Gatunek Pomiar Wariant Średnia nictwo standardowe Db Część nadziemna Kontrola Borki Db Część nadziemna Zabieg Db Część podziemna Kontrola Db Część podziemna Zabieg Ol Część nadziemna Kontrola Koło Ol Część nadziemna Zabieg Ol Część podziemna Kontrola Ol Część podziemna Zabieg Ol Część nadziemna Kontrola Nowy Targ Ol Część nadziemna Zabieg Ol Część podziemna Kontrola Ol Część podziemna Zabieg Bk Część nadziemna Kontrola Przasnysz Bk Część nadziemna Zabieg Bk Część podziemna Kontrola Bk Część podziemna Zabieg Sadzonki buka zwyczajnego zareagowały na preparat dopiero w drugim roku jego stosowa nia (szkółki nadleśnictw Koło, Borki oraz Przasnysz). Zgodnie z praktyką hodowlaną na wszyst kich trzech szkółkach w 2012 roku przeprowadzono zabieg podcinania systemów korzeniowych, co wyeliminowało korzystny wpływ preparatu na wzrost korzeni. Pozytywny wpływ nawozu na wzrost korzeni sadzonek olszy zaobserwowano już w po pierwszym sezonie wegetacyjnym na szkółce Kiejsze, natomiast na szkółce leśnej Karwacz oraz Zielonki lepszy wzrost pędów zaobserwowano dopiero w drugim roku stosowania preparatu. Wykonany rutynowo zabieg pod cięcia korzeni zniweczył pozytywny wpływ preparatu na ich rozwój. U jednorocznych sadzonek dębu w Nadleśnictwie Borki nie stwierdzono żadnych reakcji na zastosowanie preparatu, a u dwuletnich sadzonek dębu z Nadleśnictwa Toruń zaobserwo wano lepsze parametry wzrostu niż w wariancie kontrolnym. W przypadku dwuletnich sadzonek dębu w Nadleśnictwie Borki, gdzie zastosowano dziesięciokrotnie większe stężenie preparatu (6%) niż jest zalecane przez producenta, po roku zaobserwowano lepszy niż w kontroli przyrost głównych pędów. Natomiast w Nadleśnictwie Żednia stwierdzono pozytywny wpływ Actifosu zarówno na części nadziemne, jak i systemy korzeniowe sadzonek dębu. Zastosowanie Actifosu wpłynęło pozytywnie na wzrost sadzonek sosny i świerka zarówno w przypadku części nadziem nej, jak i korzeni. Dyskusja Wykonane nawożenie wpłynęło korzystnie na badane siewki bez względu na termin wykonania zabiegu. Jego efekt obserwowany był nawet w kolejnym sezonie wegetacyjnym. Podwyższenie stężenia cieczy roboczej z 0,6% do 5%, a nawet 13%, nie wpłynęło zasadniczo na zwiększenie parametrów wzrostu sadzonek. Podwyższone stężenie może się natomiast łączyć z ryzykiem wystąpienia fitotoksyczności (w formie plam na liściach), szczególnie gdy zabiegi wykonywano w dni słoneczne w godzinach przedpołudniowych. W świetle posiadanej obecnie wiedzy na temat częstości oraz różnorodności patogenicznych gatunków organizmów występujących w szkółkach

5 Nawozy fosforynowe jako stymulatory wzrostu roślin 7 Tabela 3. Długość [mm] nadziemnej i podziemnej części badanych sadzonek w roku 2012 Length [mm] of above and belowground parts of analysed seedlings in 2012 Nadleś nictwo Gatunek Pomiar Wariant Średnia Odchylenie standardowe Db Część nadziemna Kontrola Borki Db Część nadziemna Zabieg Db Część podziemna Kontrola Db Część podziemna Zabieg Ol Część nadziemna Kontrola Koło Giżycko Toruń Przasnysz Żednia Ol Część nadziemna Zabieg Ol Część podziemna Kontrola Ol Część podziemna Zabieg So Część nadziemna Kontrola So Część nadziemna Zabieg So Część podziemna Kontrola So Część podziemna Zabieg Św Część nadziemna Kontrola Św Część nadziemna Zabieg Św Część podziemna Kontrola Św Część podziemna Zabieg Db Część nadziemna Kontrola Db Część nadziemna Zabieg Db Część podziemna Kontrola Db Część podziemna Zabieg Bk Część nadziemna Kontrola Bk Część nadziemna Zabieg Bk Część podziemna Kontrola Bk Część podziemna Zabieg Db Część nadziemna Kontrola Db Część nadziemna Zabieg Db Część podziemna Kontrola Db Część podziemna Zabieg leśnych, takich jak np. lęgniowce z rodzaju Phytophthora, oraz ograniczonej liczby środków ochrony roślin dopuszczonych do użytku, zasadne wydaje się poszukiwanie alternatywnych preparatów nawozowych stymulujących wzrost oraz zawierających fosforyny jako elicytory odporności [Orlikowski i in. 2004a, b, 2011; Oszako 2005; Oszako i in. 2007; Jung 2008]. Actifos jako stymulator wzrostu roślin był już testowany i zarekomendowany do stosowa nia w ogrodnictwie, sadownictwie oraz w szkółkach drzew ozdobnych [Bielenin 2002; Orli kowski 2004, 2006; Korzeniowski, Orlikowski 2008; Muszyńska, Orlikowski 2010; Wieczorek i in. 2010]. Jednak jego skuteczność w stosunku do gatunków lasotwórczych rosnących w szkół kach leśnych została przetestowana po raz pierwszy podczas niniejszych badań. Z analizy ich rezultatów wynika, że Actifos skutecznie oddziałuje na wzrost zarówno pędów, jak i systemów korzeniowych, przez co może być cennym uzupełnieniem systemu zintegrowanej ochrony roślin w szkółkach leśnych. Rośliny lepiej zaopatrzone w składniki mineralne (szczególnie mikroele menty) rosną lepiej i są odporniejsze na choroby. Nie wiadomo jednak, jak działają nawozy fos forynowe w sytuacji, gdy już doszło do infekcji sadzonek. Powinny one zmniejszać skutki ataku patogenów glebowych, chroniąc np. drobne korzenie i zmniejszając śmiertelność wśród siewek.

6 8 Nie wiadomo jednak, czy dochodzi do całkowitego wyzdrowienia roślin, czy tylko mamy do czy nienia z maskowaniem choroby. Zaobserwowano także, że potraktowane preparatem fosforyno wym liście dębów były w mniejszym stopniu porażane przez mączniaka dębu Erysiphe alphitoides, ale spostrzeżenia te wymagają szerszych specjalistycznych badań. Warto również zastanowić się nad zasadnością wykonywania zabiegów podcinania korzeni, mających na celu stymulowanie rośliny do wytwarzania korzeni drobnych. Otwarte rany, które mogą mieć średnicę nawet 3 cm (jak u olszy czarnej z Nadleśnictwa Koło), są łatwą drogą infekcji patogenicznych organizmów [Mańka 1998]. Powstająca sumaryczna rana (jako wypadkowa uszkodzeń poszczególnych korzeni) stanowi bardzo duże wyzwanie dla rośliny (wydatek energe tyczny, który musi zostać poniesiony na jej zabliźnienie kosztem zubożenia substancji zapa sowych). Dodatkowo stosowanie tego typu zabiegów przyczynia się do dużej dysproporcji pomiędzy długością systemów korzeniowych a długością części nadziemnych (pędy są dłuższe od korzeni nawet dziesięciokrotnie), co wpływa negatywnie również na szanse przetrwania sa dzonek po wysadzeniu ich na uprawy leśne. Podcinanie korzeni ma ułatwiać wyjmowanie kilkuletnich sadzonek gatunków liściastych o palowym systemie korzeniowym (np. dębu). Być może lepszym (i ekonomicznie bardziej uzasadnionym) rozwiązaniem byłaby krótsza hodowla siewek w szkółce i brak podcinania ich korzeni. Właściwe rozmiary sadzonek będzie można osiągnąć, stosując odpowiednie stymulatory wzrostu (np. Actifos). Nieokaleczone sadzonki wysa dzone na uprawy leśne będą nie tylko odporniejsze, m.in. na zarodniki pływkowe patogenicz nych lęgniowców (w sytuacji uwilgotnienia gleby wodą), ale także łatwiej przetrwają okresy suszy (posiadając właściwe proporcje części nadziemnych do korzeni). Podsumowanie W 64% przypadków, w których zastosowano preparat nawozowy Actifos, zaobserwowano jego pozytywny wpływ na zwiększenie długości części nadziemnych (wartości istotne statystycznie odnotowano dla dębu, buka, sosny, świerka oraz olszy), a także dla korzeni (olszy i dębu). Rutynowy zabieg podcięcia systemów korzeniowych wykonany na szkółkach u siewek dębu szypułkowego, buka pospolitego i olszy czarnej uniemożliwił przeanalizowanie różnic w długości systemów korzeniowych u roślin potraktowanych nawozem i kontrolnych. Zweryfikować należy koniecz ność stosowania w szkółkach mechanicznego podcinania systemów korzeniowych, ponieważ powstałe w ten sposób rany muszą zostać zabliźnione (co stanowi duży wydatek energetyczny) oraz stanowią otwartą drogę infekcji dla różnych patogenów. Literatura Aleksandrowicz Trzcińska M Kolonizacja mikoryzowa i wzrost sosny zwyczajnej (Pinus sylvestris L.) w uprawie założonej z sadzonek w różnym stopniu zmikoryzowanych. Acta Scientiarum Polonorum Seria Silvarum Colendarum Ratio et Industria Lignaria 3: Bielenin A Grzyby z rodzaju Phytophthora w uprawach sadowniczych: występowanie, szkodliwość i zwalczanie. Zeszyt Naukowy Instytutu Sadownictwa i Kwiaciarstwa, Monografie i Rozprawy. Brasier C. M The biosecurity threat to the UK and global environment from international trade in plants. Plant Pathology 57: Jung T Widespread Phytophthora infestations of nursery stock in Central Europe as major pathway of Phytophthora diseases of forests and semi natural ecosystems. 3 rd International Workshop Phytophthora/Pythium and related genera. 9 th Congress of Plant Pathology, Turin, Italy, August Korzeniowski M., Orlikowski L. B Ochrona różanecznika przed fytoftorozą (Phytophthora spp.) środkami zawie rającymi fosetyl glinowy, propamokarb i fenamidon. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych 529: Kozłowska C., Brennejzen B., Benben K Stan zagrożenia lasów polskich przez ważniejsze choroby pochodzenia grzybowego. Prace Instytutu Badawczego Leśnictwa 266: Mańka K Fitopatologia leśna. PWRiL Warszawa. Muszyńska D., Orlikowski L. B Wykorzystanie propamokarbu z fosetylem glinowym w ochronie cyprysika i pelargonii przed Phytophthora cinnamomi i Pythium ultimum. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych 554:

7 Nawozy fosforynowe jako stymulatory wzrostu roślin 9 Orlikowski L. B Chemical control of Rhododendron twig blight caused by Phytophthora ramorum. Journal of Plant Protection Research 44 (1): Orlikowski L. B Ochrona roślin ozdobnych w szkółkach pojemnikowych przed fytoftorozą. Progress in Plant Protection/Postępy w Ochronie Roślin 46 (1): Orlikowski L. B., Duda B., Szkuta G. 2004a. Phytophthora citricola on Europen beech and Silver fir in Polish forest nurseries. Journal of Plant Protection Research 44 (1): Orlikowski L. B., Oszako T., Duda B., Szkuta G. 2004b. Występowanie Phytophthora na jesionie wyniosłym (Fraxinus excelsior) w szkółkach leśnych. Leśne Prace Badawcze 4: Orlikowski L. B., Oszako T., Ptaszek M Zagrożenia szkółek leśnych przez gatunki Phytophthora. Sylwan 155 (5): Orlikowski L. B., Oszako T., Szkuta G First record of alder Phytophthora in Poland. Journal of Plant Protection Research 43 (1): Orlikowski L. B., Oszako T., Szkuta G First record of Phytophthora spp. associated with the decline of European beech stand in south west Poland. Phytopathologia Polonica 42: Oszako T Zagrożenie szkółek i drzewostanów, ze szczególnym uwzględnieniem olszy przez gatunki z rodzaju Phytophthora. Sylwan 149 (6): Oszako T., Orlikowski L. B The first noting of Phytophthora citrophthora on Picea abies in a forest stand. Phytopathologia Polonica 34: Oszako T., Orlikowski L. B Pierwsze dane o występowaniu Phytophthora cinnamomi na dębie szypułkowym w Polsce. Sylwan 149 (10): Oszako T., Orlikowski L. B Fytoftoroza siewek modrzewia występowanie i szkodliwość. Progres In Plant Protection 48 (2): Oszako T., Orlikowski L., Trzewik A., Zagrożenie polskich szkółek leśnych przez gatunki rodzaju Phytophthora. Progres In Plant Protection 47 (2): Szołtyk G., Hilszczańska D Rewitalizacja gleb w szkółkach leśnych. Centrum Informacyjne Lasów Państwowych, DGLP, Warszawa. Wieczorek W., Orlikowski L.B., Świętosławski J., Ptaszek M Nowy fosforyn do ochrony roślin ozdobnych przed gatunkami Phytophthora. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych 554: summary Phosphite fertilizers as a plant growth stimulators in forest nurseries Limitation of the spread of pathogens is especially necessary at forest nurseries producing material for use in forest planting. A connected issue in Poland is the restriction to the use of seed from a given region provided for in the Forest Reproductive Materials Act and executive regulations thereto, which do incidentally regulate transfers of seeds and saplings. It is obviously critical that nursery material should be free of pathogens and pests, with a good state of health being the best guarantor that the spread of viral, fungal and bacterial pathogens, as well as nematodes, can be contained. Given the current very limited number of plant protection agents approved for use in forestry by Poland s Minister of Agriculture and Rural Development, there is a great need to test and assess alternative preparations (not least resistance enhancing fertilisers) from the point of view of their efficacy in promoting growth, immunity/ resistance and overall state of health. The work described in this paper has thus sought to determine the effectiveness of action of the phosphite fertiliser Actifos as stimulators of the growth of saplings of pedunculate oak (Quercus robur L.), common beech (Fagus sylvatica L.), Scots pine (Pinus sylvestris L.), Norway spruce (Picea abies [L.] Karst.) and black alder (Alnus glutinosa Gaertn.). The relevant experiments to achieve this objective were carried out at 7 forest nurseries distributed across Poland. In 8 out of 11 cases, saplings sprayed with Actifos responded with levels of growth in shoots and roots parts that exceeded those noted among plants maintained in control conditions.