WPŁYW MIEJSCA UPRAWY I CHITOZANU O RÓśNYM CIĘśARZE CZĄSTECZKOWYM NA WZROST I PLONOWANIE FREZJI ODMIANY Lisa 1

Transkrypt

1 ZESZYTY PROBLEMOWE POSTĘPÓW NAUK ROLNICZYCH 2008 z. 525: WPŁYW MIEJSCA UPRAWY I CHITOZANU O RÓśNYM CIĘśARZE CZĄSTECZKOWYM NA WZROST I PLONOWANIE FREZJI ODMIANY Lisa 1 CZĘŚĆ I CECHY MORFOLOGICZNE I KWITNIENIE Piotr Salachna 1, Artur Bartkowiak 2 1 Katedra Roślin Ozdobnych, Akademia Rolnicza w Szczecinie 2 Zakład Opakowalnictwa i Biopolimerów, Akademia Rolnicza w Szczecinie Wstęp Od wielu lat frezja (Freesia ECKL. EX KLATT) jest najbardziej popularną rośliną bulwiastą, uprawianą na kwiaty cięte pod osłonami. Ze względu na rosnące wymagania zarówno rynku, jak i producentów, zakres badań nad optymalizacją uprawy frezji jest stale poszerzany [STARTEK i in. 2005; SWINKELS 2006]. Proekologiczne podejście do upraw ogrodniczych spowodowało wzrost znaczenia biopreparatów i biostymulatorów polepszających jakość plonu roślin [PIĘTA i in. 2005; KOCIRA, LASKOWSKA 2006]. Dzięki swoim właściwościom, do tej grupy związków zaliczany jest chitozan, polimer o duŝej aktywności biologicznej względem roślin [BAUTISTABAŃOS i in. 2006; BURROWS i in. 2007]. Wielu autorów wskazuje na moŝliwość wykorzystania chitozanu w produkcji i przechowywaniu warzyw [EL GHAOUTH i in. 1991; CHIBU i in. 1999], owoców [LI, YU 2001; JIANG, LI 2001] i kwiatów [OHTA i in. 1999; YOO i in. 1999; OHTA i in. 2001]. Większość badaczy, stosując chitozan w uprawie roślin, nie określa podstawowych jego właściwości fizykochemicznych, w tym cięŝaru cząsteczkowego, który wydaje się jednym z waŝniejszych czynników wpływających na aktywność biologiczną tego biopolimeru [BARTKOWIAK 2001]. Celem badań było ustalenie, czy chitozan o róŝnym cięŝarze cząsteczkowym, a zatem o zróŝnicowanych właściwościach fizykochemicznych, wpływa w róŝnym stopniu na wzrost i kwitnienie frezji uprawianej w warunkach produkcyjnych oraz dla porównania w warunkach kontrolowanych. Materiał i metody Doświadczenie przeprowadzono w okresie od 10 sierpnia 2004 roku do 12 maja 1 Badania dofinansowane przez Komitet Badań Naukowych. Projekt nr 2PO6R07227.

2 368 P. Salachna, A. Bartkowiak 2005 roku w Katedrze Roślin Ozdobnych Akademii Rolniczej w Szczecinie. Materiał stanowiły bulwy frezji Lisa, o obwodzie 57 cm, które do czasu sadzenia przechowywano przez 14 tygodni w temperaturze 2830 C i wilgotności względnej powietrza 85%. Bulwy frezji przed sadzeniem moczono przez 20 minut w 0,2% roztworach chitozanów o cięŝarze cząsteczkowym:,,,, i g mol 1. Kontrolą były bulwy moczone w wodzie. Średni stopień deacetylacji uŝytych chitozanów wynosił 85%. Związki otrzymano na drodze kontrolowanej degradacji wolnorodnikowej [BARTKOWIAK 2001] w Zakładzie Opakowalnictwa i Biopolimerów w Akademii Rolniczej w Szczecinie. Po osuszeniu bulwy sadzono na zagonach (w ogrzewanym tunelu foliowym) oraz w aŝurowych skrzyniach (w komorze klimatyzowanej), w rozstawie 12,5 cm 10 cm, w podłoŝu z torfu wysokiego firmy Kronen, odkwaszonego kredą (7 g dm 3 ) i dolomitem (5 g dm 3 ) do poziomu ph 6,06,2. Źródłem makro i mikroelementów był nawóz o spowolnionym działaniu Osmocote Plus 56 ( mikroelementy), który dodawano w dawce 5,0 g dm 3 podłoŝa bezpośrednio przed sadzeniem. W komorze klimatyzowanej utrzymywano temperaturę na poziomie 18 C w dzień i 16 C w nocy, wilgotność względną powietrza na poziomie 60%. Dzień trwał 14 godzin, a noc 10 godzin. NatęŜenie napromienienia kwantowego wynosiło 40 µmol m 2 s 1. W czasie trwania doświadczenia w tunelu foliowym średnia temperatura powietrza malała od 24,1 C w sierpniu do 8,1 C w styczniu, a następnie wzrastała od 9,1 C w lutym do 15,8 C w maju. NajwyŜszą temperaturę zanotowano w drugiej dekadzie sierpnia (38,0 C), a najniŝszą w drugiej dekadzie stycznia (7,5 C). Zabiegi pielęgnacyjne roślin wykowywano zgodnie z zaleceniami dotyczącymi frezji [MOEN 1999]. Ogółem utworzono 14 obiektów doświadczalnych, uwzględniając dwa czynniki: cięŝar cząsteczkowy chitozanu (7) miejsce uprawy (2). W tunelu foliowym kaŝdy obiekt składał się z 40 bulw, po 10 w powtórzeniu, a w komorze klimatyzowanej z 8 bulw, po 2 bulwy w powtórzeniu. Ustalono wczesność kwitnienia roślin, a następnie, w stadium pełni kwitnienia, gdy połowa kwiatów w kwiatostanach I rzędu była rozwinięta, określono: wysokość roślin, liczbę liści, indeks zazielenienia liści (pomiar optycznym aparatem Chlorophyll Meter SPAD502 Minolta), liczbę pędów kwiatostanowych wytworzonych przez 1 bulwę, długość pędów kwiatostanowych I rzędu, długość kwiatostanu I rzędu. Uzyskane wyniki zweryfikowano statystycznie za pomocą analizy wariancji, a wartości średnie porównano stosując test Tukeya przy poziomie istotności α = 0,05. Wyniki i dyskusja Analiza wyników doświadczenia wykazała istotny wpływ chitozanu na wysokość roślin oraz liczbę i indeks zazielenienia liści frezji Lisa (tab. 1). Miejsce uprawy wpłynęło tylko na wysokość roślin. Z obliczeń wynika, Ŝe frezje uprawiane w ogrzewanym tunelu foliowym były średnio o 5,8 cm wyŝsze od roślin, których uprawa przebiegała w tym samym okresie w warunkach kontrolowanych. W ogrzewanym tunelu foliowym wysokość frezji była zróŝnicowana w zaleŝności od stosowanych cięŝarów cząsteczkowych chitozanu. NajwyŜsze rośliny odnotowano w obiektach, w których uŝyto chitozan o cięŝarze cząsteczkowym g mol 1 (75,5 cm). Istotnie niŝsze były frezje uzyskane z bulw traktowanych chitozanem o cięŝarze cząsteczkowym g mol 1 (67,2 cm) oraz rośliny kontrolne (64,9 cm). NiezaleŜnie od miejsca

3 WPŁYW MIEJSCA UPRAWY I CHITOZANU O RÓśNYM CIĘśARZE... CZ. I uprawy, najwięcej liści miały rośliny uzyskane z bulw moczonych w roztworze chitozanu o cięŝarze cząsteczkowym i g mol 1 (10,1). Najmniej liści wytworzyły frezje w obiekcie, w którym nie stosowano chitozanu (7,85). Większe wartości indeksu zazielenienia liści stwierdzono pod wpływem chitozanu o cięŝarze cząsteczkowym,, i g mol 1 (odpowiednio 74,1; 73,6; 73,3 i 73,9 SPAD). U roślin kontrolnych wartość indeksu zazielenienia liści była istotnie mniejsza (68,1 SPAD). Cecha Trait Wysokość roślin Height of plants (cm) Liczba liści Number of leaves Indeks zazielenienia liści Greening index of leaves (SPAD) r.n.; n.s. Wpływ chitozanu i miejsca uprawy na wzrost frezji Lisa Effects of chitosan and growing place on the growth of Lisa freesia CięŜar cząsteczkowy chitozanu (g mol 1 ) Molecular weight of chitosan (g mol 1 ) (A) Miejsce uprawy; Place of growing (B) ogrzewany tunel foliowy heated foil tunnel 64,9 71,9 72,5 75,5 67,9 75,1 67,2 70,7 komora klimatyzowana climatic chamber 52,1 67,8 65,7 65,8 67,5 67,3 68,3 64,9 Tabela 1; Table 1 Średnia Mean (A) 58,5 69,8 69,1 70,6 67,7 71,2 67,7 A = 5,77; B = 2,03; A(B) = 8,17; B(A) = 5,36 7,44 8,62 8,31 9,67 9,63 8,83 9,82 8,90 8,27 9,04 8,63 10,5 8,91 9,31 10,3 9,28 7,85 8,83 8,47 10,1 9,27 9,07 10,1 A = 1,33; B = r.n.; n.s.; A B = r.n.; n.s. 67,5 73,6 72,8 75,8 73,5 73,7 74,1 73,0 róŝnice nieistotne; differences not significant 68,8 74,7 70,9 71,4 73,1 71,0 73,8 72,0 68,1 74,1 71,8 73,6 73,3 72,3 73,9 A = 4,56; B = r.n.; n.s.; A B = r.n.; n.s. Frezje uprawiane w komorze klimatyzowanej rozpoczęły kwitnienie średnio o 97 dni wcześniej niŝ w ogrzewanym tunelu foliowym (tab. 2). W obu miejscach uprawy wpływ chitozanu na wczesność kwitnienia zaleŝał od zastosowanego cięŝaru cząsteczkowego biopolimeru (tab. 2). W ogrzewanym tunelu foliowym najwcześniej zakwitły rośliny traktowane chitozanem o cięŝarze cząsteczkowym, i g mol 1, a w komorze klimatyzowanej rośliny traktowane chitozanem o

4 370 P. Salachna, A. Bartkowiak cięŝarze cząsteczkowym g mol 1. Tabela 2; Table 2 Wpływ chitozanu i miejsca uprawy na wczesność kwitnienia frezji Lisa (dni) Effects of chitosan and growing place on early flowering of Lisa freesia (days) CięŜar cząsteczkowy chitozanu (g mol 1 ) Molecular weight of chitosan (g mol 1 ) Kontrola; Control ogrzewany tunel foliowy heated foil tunnel Miejsce uprawy Place of growing komora klimatyzowana climatic chamber W przeprowadzonym doświadczeniu wykazano stymulujący wpływ chitozanu na wzrost frezji Lisa. O korzystnym oddziaływaniu chitozanu na cechy wegetatywne roślin donoszą LUAN i in. [2005]. W warunkach in vitro cytowani autorzy zaobserwowali pod wpływem chitozanu zwiększenie świeŝej masy roślin, długości pędów i korzeni Chrysanthemum grandiflorum, Eustoma grandiflorum, Fragaria ananasa i Limonium latifolium. OHTA i in. [2004] w wyniku stosowania chitozanu uzyskali wyraźne przyspieszenie kwitnienia w odniesieniu do Exacum affine Dwarf Midget, Lobelia erinus Riviera Rose, Mimulus hybridus Misty Cream Spot, Sinningia speciosa Brocade Red i Torenia fournieri Panda Rose, nie wykazali natomiast wpływu chitozanu na wczesność kwitnienia Calceolaria herbeohybrida Midas i Campanula fragilis June Bell. W niniejszych badaniach nie stwierdzono wpływu miejsca uprawy na cechy generatywne frezji z wyjątkiem liczby pędów kwiatostanowych, których istotnie więcej miały rośliny uprawiane w komorze klimatyzowanej (tab. 3). Wpływ chitozanu na cechy generatywne roślin zaleŝał od cięŝaru cząsteczkowego związku. NiezaleŜnie od miejsca uprawy pod wpływem chitozanu o cięŝarze cząsteczkowym g mol 1 uzyskano najwięcej pędów kwiatostanowych wytworzonych przez 1 bulwę (4,54). Istotnie mniej pędów kwiatostanowych wytworzyły rośliny w obiekcie kontrolnym (3,40). Najkorzystniej na długość pędów kwiatostanowych wpłynął chitozan o cięŝarze cząsteczkowym g mol 1 (32,0 cm), natomiast na długość kwiatostanu I rzędu chitozan o cięŝarze cząsteczkowym i g mol 1 (17,2 cm). Rośliny nietraktowane chitozanem miały średnio najkrótsze pędy kwiatostanowe I rzędu oraz krótsze kwiatostany I rzędu (odpowiednio 24,9 i 13,3 cm), tab. 3. Tabela 3; Table 3 Wpływ chitozanu i miejsca uprawy na kwitnienie frezji Lisa Effects of chitosan and growing place on Lisa freesia flowering Cecha Trait CięŜar cząsteczkowy chitozanu (g mol 1 ); Molecular weight of chitosan (g mol 1 ) (A) Miejsce uprawy; Place of growing (B) Średnia Mean (A)

5 WPŁYW MIEJSCA UPRAWY I CHITOZANU O RÓśNYM CIĘśARZE... CZ. I Liczba pędów kwiatostanów z 1 bulwy Number of inflorescence shoots per corm ogrzewany tunel foliowy heated foil tunnel 2,54 3,03 3,54 3,53 2,05 3,17 3,15 3,00 komora klimatyzowana climatic chamber 4,27 4,45 5,55 3,50 4,47 4,65 4,70 4,51 A = 1,06; B = 0,37; A B = r.n.; n.s. 3,40 3,74 4,54 3,51 3,26 3,91 3,92 Długość pędu kwiatostanowego I rzędu Length of primary flower stalk Długość kwiatostanu I rzędu Length of primary inflorescence r.n.; n.s. róŝnice nieistotne; differences not significant 24,9 26,8 30,8 32,5 29,6 30,5 30,3 29,3 24,9 27,2 29,6 31,4 26,7 30,2 29,4 28,5 A = 4,43; B = r.n.; n.s.; A B = r.n.; n.s. 13,4 14,0 15,3 16,5 17,8 16,3 17,6 15,8 13,1 14,5 15,0 17,2 16,7 16,1 16,8 15,6 A = 3,61; B = r.n.; n.s.; A B = r.n.; n.s. Przedstawione wyniki potwierdziły wstępne badania STARTEK i in. [2005], w których stwierdzono korzystne oddziaływanie chitozanu na kwitnienie frezji doniczkowych z grupy Easy Pot. Pozytywny wpływ chitozanu na wielkość i jakość plonu kwiatów obserwowali takŝe OHTA i in. [2001] w doświadczeniach nad Eustoma grandiflorum Kairyou Wakamurasaki. Wnioski 24,9 27,0 30,2 31,9 28,1 30,3 29,8 13,2 14,2 15,1 16,8 17,2 16,2 17,2 1. Wpływ chitozanu na cechy morfologiczne i kwitnienie frezji zaleŝał od cięŝaru cząsteczkowego związku. 2. NiezaleŜnie od miejsca uprawy najwięcej pędów kwiatostanowych miały frezje uzyskane z bulw moczonych w roztworze chitozanu o cięŝarze cząsteczkowym g mol Frezje uprawiane w warunkach kontrolowanych wcześniej rozpoczynały kwitnienie, były niŝsze i wytworzyły więcej kwiatostanów.

6 372 P. Salachna, A. Bartkowiak Literatura BARTKOWIAK A Binary polyelectrolyte microcapsules based on natural polysaccharides. Wyd. Uczeln. Polit. Szczec., Szczecin: 102 ss. BAUTISTABAŃOS S., HERNÁNDEZLAUZARDO A.N., VELÁZQUEZDEL VALLE M.G., HERNÁN DEZLÓPEZ M., AIT BARKA E., BOSQUEZMOLINA E., WILSON C.L Chitosan as a potential compound to control pre and postharvest diseases of horticultural commodities. Crop Prot. 25: BURROWS F., LOUIME C., ABAZINGE M., ONOKPISE O Extraction and evaluation of chitosan from crab exoskeleton as a seed fungicide and plant growth enhancer. AmericanEurasian J. Agric. & Environ. Sci. 2(2): CHIBU H., SHIBUYAMA H., ARIMA S Effect of chitosan application on the growth of radish seedling. Jpn. J. Crop Sci. 68: EL GHAOUTH A., ARUL J., PONNAMPALAM R Use of chitosan coating to reduce water loss and maintain quality of cucumbers and bell pepper fruits. J. Food Process. Preserv. 15: JIANG Y., LI Y Effects of chitosan coating on postharvest life and quality of longan fruit. Food Chem. 73: KOCIRA A., LASKOWSKA H Ocena walorów dekoracyjnych Acidanthera bicolor var. murielae Perry traktowanej biostymulatorami. Zesz. Probl. Post. Nauk. Rol. 510: LI H., YU T Effect of chitosan on incidence of brow rot, quality and physiological attributes of postharvest peach fruit. J. Sci. Food Agric. 81: LUAN L.Q., HA V.T.T., NAGASAWA N., KUME T., YOSHII F., NAKANISHI T.M Biological effect of irradiated chitosan on plants in vitro. Biotechnol. Appl. Bioc. 41: MOEN M The cultivation of Freesias. Van Staaveren Aalsmeer: 28 ss. OHTA K., ASAO T., HOSOKI T Effect of chitosan treatments on seedling growth, chitinase activity and flower quality in Eustoma grandiflorum Shinn. Kairyou Wakamurasaki. J. Hortic. Sci. Biotech. 76(5): OHTA K., MORISHITA S., SUDA K., KOBAYASHI N., HOSOKI T Effects of chitosan soil mixture treatment in the seedling stage on the growth and flowering of several ornamental plants. J. Jpn. Soc. Hortic. Sci. 73: OHTA K., TANIGUCHI A., KONISHI N., HOSOKI T Chitosan treatment effects plant growth and flower quality in Eustoma grandiflorum. HortScience 34: PIĘTA D., PATKOWSKA E., PASTUCHA A Efektywność ochronnego działania biopreparatów stosowanych jako zaprawy do fasoli zwykłej (Phaseolus vulgaris L.) i grochu (Pisum sativum L.). Acta Sci. Pol. Hortorum Cultus 4(2): STARTEK L., BARTKOWIAK A., SALACHNA P., KAMIŃSKA M., MAZURKIEWICZZAPAŁOWICZ K The influence of new methods of corm coating on Freesia growth, development and health. Acta Hortic. 573: SWINKELS G.L.A.M Software for calculating the effect of energy saving investments on greenhouses. Acta Hortic. 718: YOO Y.K., PARK H.J., KANG S.W., KIM H.K Effect of chitosan and sucrose on the vase life of cut rose Cardinal. Korean J. Hort. Sci. Technol. 17(4):

7 WPŁYW MIEJSCA UPRAWY I CHITOZANU O RÓśNYM CIĘśARZE... CZ. I Słowa kluczowe: frezja, miejsce uprawy, chitozan, cechy morfologiczne, kwitnienie Streszczenie Badano wpływ miejsca uprawy i chitozanu na wzrost i kwitnienie frezji Lisa. Przed sadzeniem bulwy moczono przez 20 minut w 0,2% roztworach chitozanu o cięŝarach cząsteczkowych:,,,, i g mol 1. Kontrolę stanowiły bulwy moczone w wodzie. Rośliny uprawiano równolegle w ogrzewanym tunelu foliowym i w komorze klimatyzowanej. Frezje uprawiane w komorze klimatyzowanej były niŝsze i wytworzyły więcej kwiatostanów niŝ w ogrzewanym tunelu foliowym. Nie stwierdzono wpływu miejsca uprawy na liczbę liści, indeks zazielenienia liści, długość pędu kwiatostanowego i kwiatostanu I rzędu. Działanie chitozanu na cechy morfologiczne i kwitnienie frezji zaleŝało od cięŝaru cząsteczkowego związku. NiezaleŜnie od miejsca uprawy najkorzystniej na liczbę pędów kwiatostanowych wpłynął chitozan o cięŝarze cząsteczkowym g mol 1, na długość kwiatostanów I rzędu chitozan o cięŝarze cząsteczkowym g mol 1, a na długość kwiatostanu I rzędu chitozan o cięŝarze cząsteczkowym i g mol 1. EFFECTS OF GROWING PLACE AND CHITOSAN OF DIFFERENT MOLECULAR WEIGHT ON THE GROWTH AND YIELDING OF Lisa FREESIA PART I MORPHOLOGICAL TRAITS AND FLOWERING Piotr Salachna 1, Artur Bartkowiak 2 1 Department of Ornamental Plants, Agricultural University, Szczecin 2 Chair of Food Packaging and Biopolymers, Agricultural University, Szczecin Key words: freesia, place of growing, chitosan, morphological traits, flowering Summary The effects of growing place and chitosan on the growth and flowering of 'Lisa' freesia were examined. Prior to planting the corms were soaked for 20 minutes in 0.2% solution of chitosan of molecular weight:,,,,, and g mol 1. Control corms were soaked in water. Freesia plants were cultivated in a plastic tunnel and climatic chamber. The plants from climatic chamber were shorter and produced more inflorescences than those from heated plastic tunnel. No effects of growing place on the number of leaves, greening index, the length of flower stalk and primary inflorescence were found. The effects of chitosan on freesia morphological traits and flowering depended on the molecular weight of the compound. Irrespective of growing place, the chitosan of molecular weight g mol 1 showed most favourable effect on the number of inflorescence shoots, chitosan of molecular weight g mol 1 on the length of flower stalk and chitosan of molecular weight and g mol 1 on the length of primary inflorescence.

8 374 P. Salachna, A. Bartkowiak Dr inŝ. Piotr Salachna Katedra Roślin Ozdobnych Akademia Rolnicza ul. Janosika SZCZECIN salachnap@agro.ar.szczecin.pl