Intensywne zmianowanie w ekologicznej uprawie roślin warzywnych w tunelach foliowych

Transkrypt

1 Tytuł zadania: Intensywne zmianowanie w ekologicznej uprawie roślin warzywnych w tunelach foliowych Kierownik zadania: Dr hab. Piotr Siwek prof. UR Wykonawcy: Prof. dr hab. Andrzej Libik Dr hab. Andrzej Kalisz Dr hab. Iwona Domagała-Świątkiewicz Dr hab. Ewa Capecka Ewa Cebulska Marian Skwira Celina Wojnakowska Zrealizowano na podstawie decyzji Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi HORre /14 (148) z r.

2 1. WSTĘP I CEL BADAŃ Szczególny interes dla prowadzących ekologiczną uprawę warzyw przedstawiają tunele foliowe jako miejsca częściowo izolowane od warunków zewnętrznych (w tym zanieczyszczeń powietrza) i dające możliwość wpływu na mikroklimat oraz uprawiane rośliny. W pomieszczeniach pokrytych folią warunki mikroklimatyczne reguluje się w dwóch kierunkach: zmniejszenia strat ciepła w okresach chłodu i ograniczenia zbyt wysokich temperatur w czasie ciepłej pogody. Tunel bez ogrzewania chroni rośliny ciepłolubne przed przymrozkami tylko w niewielkim stopniu (do -2-3 o C). Ważnym pytaniem, na które powinien dać odpowiedź wykonywany projekt jest kształtowanie się mikroklimatu przy podwójnym i pojedynczym pokryciu tunelu oraz w zależności od rozmiarów tunelu. Ważnym elementem uprawy ekologicznej pod osłonami jest prawidłowe zmianowanie i wykorzystanie składników pokarmowych w glebie. Powinny być zachowane ogólne zasady następstwa roślin w uprawie glebowej, ale w intensywnej uprawie i przyspieszonym wzroście trudno jest przewidzieć gospodarkę składnikami pokarmowymi i oddziaływanie przed- i poplonowe roślin na siebie. Celem badań jest optymalizacja mikroklimatu w uprawie ekologicznej wybranych gatunków warzyw poprzez dobór nieogrzewanych tuneli foliowych oraz opracowanie płodozmianów i włączenie do nich nowych roślin. Dla wykonania tego zadania jest są monitorowane parametry mikroklimatu (światło, temperatura, wilgotność powietrza i gleby i CO 2 ). W oparciu o te dane jest możliwe porównanie optymalnych wartości ze zmierzonymi i prawidłowy dobór roślin. Kompleksowe powiązanie tych danych z poprawną agrotechniką (nawożeniem, nawadnianiem i prowadzeniem roślin) pozwoli na opracowanie programu uprawy poszczególnych gatunków w intensywnym cyklu płodozmianowym. 2

3 2. MATERIAŁ I METODYKA Badania są wykonywane w Warzywniczej Stacji Doświadczalnej Katedry Roślin Warzywnych i Zielarskich UR w Krakowie w zgłoszonych do certyfikacji na 2014 r. tunelach foliowych (STN 070 i STN 090) i lekkim, przenośnym tunelu o mniejszych wymiarach (typ często stosowany w produkcji warzywniczej). Część analityczna jest wykonywana w laboratorium Katedry Roślin Warzywnych i Zielarskich i Instytutu Biologii Roślin i Biotechnologii. Realizacja projektu w 2014 r. przebiegała w trzech zadaniach badawczych. Oceniany był wpływ warunków mikroklimatu w 3 typach tuneli foliowych na plonowanie i jakość wybranych gatunków warzyw, uprawianych w intensywnym układzie zmianowania. Zad. 1. Ocena warunków mikroklimatu w nieogrzewanych tunelach foliowych w uprawie wybranych gatunków warzyw Następstwo roślin: 1. fasola szparagowa ogórek (tunel STN 090) 2. sałata masłowa ogórek sałata masłowa (tunel STN 070) 3. rzodkiewka ogórek sałata masłowa (tunel STN 070) 4. papryka i rośliny towarzyszące koper, pietruszka naciowa (lekki, przenośny tunel). Obserwacje i pomiary: promieniowanie PAR spektroradiometr LI COR 189B; rozkład temperatury powietrza i gleby w tunelu i na zewnątrz HOBO Weather Station z czujnikami PAR, temperatury, wilgotności powietrza, wiatru; temperatura gleby czujniki do rejestracji temperatury oraz wilgotności powietrza (HOBO); zawartość CO 2 miernik do odczytu chwilowego. Zad. 2. Ocena wielkości i jakości plonu w aspekcie określonego następstwa roślin Gatunki i odmiany roślin: fasola szparagowa odm. Speedy (HILD) zielonostrąkowa sałata odm. Veronique (HILD) rzodkiewka odm. Ramona (PlantiCo) ogórek odm. Bursztyn F 1 (Spójnia) papryka odm. Abadia F 1 ( Fito Semillas) koper odm. Mammut (Weibulds Horto) pietruszka naciowa odm. Gigante d Italia (HILD). Obserwacje i pomiary: obserwacje i pomiary wzrostu i rozwoju roślin; wielkość plonu z podziałem na wybory; jakość plonu (zawartość wybranych składników w częściach użytkowych). 3

4 Zad. 3. Zmiany fizyko-chemiczne zachodzące w glebie w zależności od następstwa roślin Pomiary i oznaczenia skład granulometryczny wg Casagrande a w modyfikacji Prószyńskiego (Komornicki 1991); właściwości fizyczne, tj. gęstość objętościowa i pojemność wodna, metodą cylinderkową Kopecky ego; zawartość substancji organicznej metodą Tiurina; odczyn (ph w H 2 O oraz ph w 1 M KCl) potencjometrycznie i zasolenie (EC) metodą konduktometryczną; zawartość azotu amonowego i azotanowego po ekstrakcji CH 3 COOH (Nowosielski 1988); zawartość rozpuszczalnych form makroskładników (N, P, K, Mg, Ca) w ekstrakcie 0,03 M kwasu octowego metodą uniwersalną; zawartość dostępnych dla roślin form mikroskładników (Mn, Zn, Fe, Cu, Mo, B) i metali (Pb, Cd, Ni, As) w 1 M HCl; odczyn i zasolenie gleby były oznaczone na aparatach: ph-metr Philips PW9420, konduktometr Elmetron CC-501. Azot amonowy i azotanowy w glebie był oznaczony metodą przepływowo-wstrzykową FIA (PN-EN ISO 13395:2001), natomiast zawartość dostępnych i ogólnych form makro- i mikroskładników pokarmowych oraz metali ciężkich na spektrometrze emisyjnym ze wzbudzeniem plazmowym ICP-AES (firmy Leeman Labs). 4

5 3. WYNIKI Zadanie 1. W sezonie 2014 wykonano porównanie pod względem wybranych czynników mikroklimatu trzech typów pojedynczych tuneli produkcji firmy FHU Farmer o wymiarach: 30 m długości; 9 m, 7 m i 5,5 m szerokości oraz o wysokości, odpowiednio 4,1 m, 3,2 m i 1,9 m. Największy obiekt jest przykryty podwójną folią Gemme 200 mic., średni tunel pojedynczą folią Marma UV4, podobnie jak trzeci. Należy zaznaczyć, że na większych tunelach folia była montowana 2 lata wcześniej, a tunel najmniejszy został postawiony wiosną tego roku. W wybrane dni pochmurne i słoneczne wykonano pomiary promieniowania fotosyntetycznie czynnego (PAR), temperatury powietrza, wilgotności względnej powietrza i zawartości CO 2 (tab.1 i 2). Zauważono pewne prawidłowości, które miały znaczenie dla wzrostu i plonowania roślin. Pomiary były wykonane w uprawie fasoli (tunel STN 090), ogórka (tunel STN 070) i papryki (tunel o szer. 5,5 m). Promieniowanie fotosyntetycznie czynne (PAR) W dniu o całkowitym zachmurzeniu w tunelu z podwójną folią zmierzono znacznie mniejsze natężenie promieniowania w zakresie przyswajanym przez rośliny niż w tunelach z pojedynczą folią. Ciekawym wynikiem jest większe natężenie PAR w godzinach rannych, które panowało w najmniejszym tunelu. W godzinach popołudniowych wystąpiły tam jednak najniższe wartości. W stosunku do warunków na zewnątrz o godz. 10 folie, zwłaszcza podwójne zatrzymywały dużą ilość światła, a o godz. 14 warunki świetlne się wyrównały we wszystkich tunelach. Podobne wyniki uzyskano w dniu o bezchmurnym niebie przy znacznie większych wartościach natężenia PAR. Strefa tunelu i miejsce pomiaru nie wpływały znacznie na panujące warunki świetlne. Temperatura powietrza W zamkniętych tunelach w dniu pochmurnym o godz. 10 najwyższa temperatura panowała w największym tunelu. Różnica względem dwóch pozostałych wynosiła 2-3 C. W godzinach popołudniowych różnice zmniejszyły się, ale w najmniejszym tunelu temperatura była o 1-2 C niższa. W dniu słonecznym pomimo wietrzenia temperatura przekroczyła 30 C we wszystkich tunelach. Nie była też dużo wyższa niż na zewnątrz. W późniejszym pomiarze nie stwierdzono znacznego wzrostu temperatury. Najmniejsze wahania wystąpiły w tunelu z podwójną folią, a najwyższe wartości w najmniejszym. Wyniki te potwierdzają, że w niższych tunelach poranne temperatury są niższe, a w ciągu dnia wyższe niż w wysokich. Wilgotność względna powietrza W zamkniętych tunelach panowała wysoka wilgotność, zbliżona do zewnętrznej i przy wzroście temperatury tylko nieznacznie się obniżyła. Na wyrównanym, wysokim poziomie około 90% utrzymywała się tylko w najmniejszym tunelu. W dniu słonecznym poziom wilgotności był znacznie mniejszy. Po południu w dwóch wysokich tunelach jej wartości zmalały w wyniku wzrostu temperatury, a w najmniejszym tunelu wilgotność utrzymywała się na podobnym poziomie jak rano, a nawet nieznacznie wzrosła. Uzyskane wyniki 5

6 wskazują, że w niższych, słabo wietrzonych konstrukcjach pokrytych folią utrzymuje się wysoka wilgotność powietrza, która może negatywnie wpłynąć na zapylenie kwiatów np. papryki i zdrowotność roślin. Zawartość CO 2 w powietrzu W niewietrzonym największym tunelu, gdzie uprawiano fasolę oznaczono bardzo duże stężenie CO 2, szczególnie o godz. 14. W pozostałych tunelach było go znacznie mniej, ale odczytane wartości przekraczały te na zewnątrz. W dniu, kiedy tunele były w pełni otwarte nie obserwowano różnic miedzy poszczególnymi tunelami, a odczyty pokazywały podobny poziom do warunków na zewnątrz. W godzinach rannych wartości były znacznie wyższe od standardowych we wszystkich tunelach jak i na zewnątrz co stwarza roślinom warunki do prawidłowej fotosyntezy. W czasie wegetacji poszczególnych gatunków w tunelach i na zewnątrz była prowadzona ciągła rejestracja temperatury gleby i powietrza, które są w opracowaniu. Po wykonaniu doświadczeń w podobnym układzie w kolejnym sezonie będzie możliwe ich zestawienie i opublikowanie wyników. Tabela 1. Wybrane elementy mikroklimatu w trzech typach tuneli foliowych bez ogrzewania w różnych strefach w dniu o pełnym zachmurzeniu r. Czynnik mikroklimatu PAR (µmol m -2 s -1 ) Temperatura powietrza ( C) Wilgotność względna powietrza (%) CO 2 (ppm) Tunel STN 090 (30 7 3,2 m) Tunel STN 070 (30 9 4,1 m) Tunel sezonowy (30 5,5 1,9) Godziny pomiarów Na zewnątrz wschód centrum zachód wschód 18,2 18,2 15,1 18,4 14,4 16,3 - - centrum 18,3 17,5 16,0 18,5 15,7 16,1 11,6 12,6 zachód 18,2 18,9 16,5 18,4 16,1 16,3 - - wschód centrum zachód wschód centrum zachód

7 Tabela 2. Wybrane elementy mikroklimatu w trzech typach tuneli foliowych bez ogrzewania w różnych strefach w dniu słonecznym r. Czynnik mikroklimatu PAR (µmol m -2 s -1 ) Temperatura powietrza ( C) Wilgotność względna powietrza (%) CO 2 (ppm) Zadanie 2. Tunel STN 090 (30 7 3,2 m) Tunel STN 070 (30 9 4,1 m) Tunel sezonowy (30 5,5 1,9) Godziny pomiarów Na zewnątrz wschód centrum zachód wschód 29,0 31,0 26,6 31,6 33,0 28,9 - - centrum 30,1 31,2 32,0 34,0 37,0 33,9 28,6 30,0 zachód 32,9 31,0 32,8 34,3 33,8 36,5 - - wschód centrum zachód wschód centrum zachód Wykonane doświadczenia objęły wszystkie planowane ogniwa płodozmianów w poszczególnych tunelach, a także dodatkowy element w postaci poplonu w tunelu STN 070. Poniżej przedstawiono wyniki dotyczące najważniejszych wskaźników plonowania i wzrostu roślin. Analizy części użytkowych roślin zostały wykonane wg założeń metodyki lub są jeszcze w trakcie wykonywania w wysuszonym materiale, dlatego nie zostały umieszczone w raporcie. Tunel STN 070 Nasiona otoczkowane sałaty masłowej odm. Veronique wysiano r. do tac wielodoniczkowych w szklarni. Doświadczenie założono sadząc rośliny w rozstawie cm. Zbiór wykonano wybierając z 4 rzędów po 40 szt. średnio rozwiniętych roślin, które zważono oddzielnie. W ocenie wielkości plonu uwzględniono 2 strefy: od 1-7 m i 7-14 m, czyli od wejścia do tunelu do środka (tab. 3). Uzyskany plon wskazuje, że rośliny w początkowej strefie tunelu rosną wolniej i osiągają mniejszą masę w tym terminie uprawy. Tabela 3. Plon sałaty Veronique w zależności od strefy tunelu STN 070 Strefa tunelu Masa 1 rośliny (g) Plon handlowy 1-7 m 187 1, m 208 1,73 Rzodkiewkę odm. Ramona wysiano w rozstawie 20 4 cm dwoma sposobami: rzędowo i punktowo. W systemie rzędowym rośliny przerwano po wschodach. 7

8 Plon zebrano wybierając po 4 rzędy na długości 2 m ze średnio rozwiniętymi roślinami (tab. 4). Wykazano przewagę siewu punktowego (precyzyjnego) nad rzędowym, która przejawiła się większą masą pojedynczych zgrubień oraz większym plonem I wyb. zgrubień. W przypadku siewu rzędowego masa zgrubień II wyb. i roślin poza wyborem była większa. Tabela 4. Charakterystyka plonu rzodkiewki Ramona w uprawie ekologicznej STN 070 Metoda siewu Masa zgrubienia (g) Masa rośliny (g) Masa zgrubień I wyb. Masa zgrubień II wyb. Masa roślin p.w. Punktowy 28,8 43,6 0,94 0,06 0,07 Rzędowy 23,8 34,4 0,83 0,12 0,15 Ogórki odm. Bursztyn F 1 wysiano do tac wielodoniczkowych w szklarni. Zaraz po wschodach (9.04) siewki zostały przeniesione do tunelu z podwójną folią. Glebę po sałacie i rzodkiewce uprawiono na głębokość cm i nawieziono siarczanem potasu (25 kg 210 m -2 ). Doświadczenie założono wysadzając rozsadę w 6 rzędach odległych o 80 cm, a w rzędzie co 50 cm. Wyszczególniono w doświadczeniu dwa czynniki: strefowość mikroklimatu i sposób cięcia roślin. W strefie 1-10 i m rośliny prowadzono na 1 pęd, usuwając wszystkie pędy boczne. W strefie m prowadzono rośliny na 1 pęd, ale pozostawiając pędy boczne z 1 zawiązkiem i liściem. Wszystkie obiekty składały się z 4 poletek po 20 roślin. Do nawożenia stosowano na przemian Humistar i NaturalCrop SL oraz Bio-algeen S90. Rośliny dokarmiano także suszonym obornikiem bydlęcym. Ochronę roślin prowadzono po wystąpieniu objawów mączniaka rzekomego i przędziorków. Na owady (mszyce, przędziorki) był stosowany preparat z czosnku, a jako środek grzybobójczy preparat Septovital 200 SL. Zbiory rozpoczęto i zakończono Owoce dzielono na wybory: konserwowe (8-12 cm), sałatkowe (> 12 cm) i poza wyborem (tab. 5). Pomiar wysokości roślin wykonany wykazał istotny wpływ strefy i mikroklimatu w tunelu. Rosnące przy wejściu w strefie 1-10 m miały średnią wysokość 113,4 cm, a rosnące w strefie m 139,6 cm. Sposób cięcia nie wpłynął na wzrost elongacyjny roślin, a ich wysokość wynosiła 137,5 cm. Pod względem plonowania rośliny rosnące bliżej ściany szczytowej plonowały na podobnym poziomie jak rosnące w strefie środkowej tunelu. Wyraźny wzrost plonu spowodowało pozostawienie na roślinach większej liczby zawiązków na pędach bocznych. Plon handlowy był w tym przypadku większy o 30,9% niż z roślin owocujących tylko na pędzie głównym. Owoce niehandlowe (poza wyborem) stanowiły minimalny udział w plonie ogólnym, który w żadnym obiekcie nie przekraczał 0,1 kg m -2 Tabela 5. Plon handlowy ogórków Bursztyn F 1 w zależności od strefy tunelu i sposobu cięcia Sposób cięcia i strefa Plon owoców konserw. i kwasz., Plon owoców sałatk., Plon handlowy Strefa 1-10 m 6,25 1,48 7,73 Strefa m /1 pęd 6,67 1,55 8,22 Strefa m/ 1 pęd + 1 zawiązek na p. bocz. 9,04 1,72 10,76 8

9 Po zakończeniu uprawy ogórków tunel przygotowano do trzeciego etapu płodozmianu. Nasiona sałaty Veronique i Melodion wysiano do multiplatów i wysadzono w rozstawie cm. Zbiór wykonano odpowiednio dla odmiany Melodion i dla odmiany Veronique. Uwzględniono 3 strefy tunelu: 1-10 m, m i m (tab. 6). U obu odmian stwierdzono tendencje do tworzenia większych główek w strefie zachodniej, a następnie środkowej. Plon uzyskany w strefie 1-10 m od strony wschodniej był mniejszy. Tabela 6. Plon sałaty masłowej w uprawie poplonowej w zależności od strefy tunelu Strefa tunelu Odm. Veronique Masa główki odm. Veronique (g) Odm. Melodion Masa główki odm. Melodion (g) 1-10 m Wsch. 5,08 0,267 5,42 0, m Pd. 5,24 0,276 6,20 0, m Zach. 5,95 0,313 6,73 0,293 Tunel STN 090 Tunel przygotowano przed sadzeniem rozsady fasoli uprawiając glebę na głębokość cm i nawożąc 25 kg 270 m -2 siarczanem potasu. Nasiona odmiany karłowej o zielonych strąkach Speedy wysiano do tac wielodoniczkowych w szklarni. Po wschodach tace przeniesiono do pomieszczenia z niższą temperaturą. Rośliny wysadzono, a także wysiano nasiona do gruntu tunelu w rozstawie cm. Poletka przeznaczone do zbioru liczyły po 20 roślin i były wyznaczone w 4 kolejnych rzędach (powtórzeniach). Pierwszy zbiór fasoli z rozsady wykonano W tym czasie fasola z siewu dopiero kwitła, a pierwszy zbiór w tym obiekcie wykonano Zbiory zakończono Uzyskane plony handlowe nie różniły się znacznie od siebie i wynosiły odpowiednio 1,284 kg m -2 (z rozsady) i 1,155 kg m -2 (z siewu). Duża różnica wystąpiła jednak w terminie plonowania rośliny uprawiane z rozsady były w pełni plonowania kiedy te z siewu dopiero kwitły (początek czerwca). Plon poza wyborem był nieznaczny w obu systemach uprawy. Zaraz po likwidacji roślin fasoli do gleby wprowadzono Polyversum WP i wykonano uprawkę z jednoczesnym nawożeniem siarczanem potasu (25 kg 270 m -2 ). Nasiona ogórków odm. Bursztyn F 1 wysiano do tac w tunelu. Rozsadę wysadzono w rozstawie cm. W doświadczeniu uwzględniono dwie strefy, gdzie wcześniej rosła fasola z siewu i rozsady. Drugim czynnikiem był sposób prowadzenia roślin na 1 pęd bez pozostawiania owoców na pędach bocznych; z pozostawieniem po 1 zawiązku i liściu na pędach bocznych; z pozostawieniem po 2 zawiązki i liścia na pędach bocznych. Zbiory rozpoczęto i zakończono Stwierdzono wyraźny wpływ technologii uprawy przedplonu (fasoli) na plon ogórków. Od początku dał się zauważyć silniejszy wzrost roślin tam, gdzie wcześniej rosła fasola z siewu. Pomiar fitometryczny wykonany wykazał, że rośliny te są wyższe o 16,6 cm, mają o 3 liście więcej i po 2 rozwinięte kwiaty. Po fasoli z siewu plon był także wyraźnie większy, zwłaszcza gdy rośliny były cięte z pozostawieniem 1 i 2 zawiązków na pędach bocznych. W tych obiektach plon handlowy owoców typu konserwowego wynosił odpowiednio 1,81 i 2,48 kg m -2 podczas gdy po fasoli z rozsady plon 9

10 w tych obiektach wynosił 1,01 i 0,61 kg m -2. Przy prowadzeniu roślin tylko na pęd główny plon był wyrównany (1,56 i 1,48 kg m -2 ) na obu stanowiskach. Tunel lekki, przenośny Nasiona papryki Abadia F 1 wysiano w szklarni i w fazie liścieni przepikowano do tac wielodoniczkowych. Rośliny towarzyszące pietruszkę naciową wysiano do tac wielodoniczkowych , a posadzono w dniu sadzenia rozsady papryki. W tym samym terminie wysiano koper umieszczając go podobnie jak pietruszkę wzdłuż ścian bocznych tunelu. Paprykę sadzono w rozstawie cm. W doświadczeniu uwzględniono 2 systemy prowadzenia bez cięcia roślin i z prowadzeniem na 3 pędy główne z pozostawieniem po 1 zawiązku na pędach 2 rzędu. Cięcie pędów bocznych wykonano 2 krotnie i , a usuwanie zawiązków z głównego rozgałęzienia i liści z pnia Rośliny zasilano na przemian preparatami Humistar i NaturalCrop SL oraz Bio-algeen S90. Na mszyce zastosowano preparat z czosnku. Zbiory prowadzono od do Wcześniej zaczęły dojrzewać owoce na roślinach ciętych (o 3 tygodnie). Plon owoców handlowych z roślin ciętych był jednak mniejszy i wynosił 2,22 kg m -2. Plon I wyboru owoców wybarwionych stanowił w nim 83%. Plon z roślin nieciętych wynosił 3,07 kg m -2, a owoce I wyboru stanowiły 81%. Plon poza wyborem był w obu obiektach niewielki. Zadanie 3. Zmiany fizyko-chemiczne zachodzące w glebie w zależności od następstwa roślin Celem podjętych badań było określenie zmian właściwości fizyko-chemicznych gleby w okresie intensywnego zmianowania w tunelu foliowym typu STN 070. W ramach zadania badawczego nr 3 oznaczono: skład granulometryczny gleby w tunelach, właściwości fizyczne, tj. gęstość objętościową i pojemność wodną oraz wodoodporność agregatów glebowych. Ponadto określono odczyn (ph w H 2 O oraz ph w 1 M KCl), zasolenie (EC), zawartość azotu amonowego i azotanowego oraz zawartość rozpuszczalnych form makroskładników (N, P, K, Mg, Ca), mikroskładników (Mn, Zn, Fe, Cu, Mo, B) i metali ciężkich (Pb, Cd, Ni, As). Próbki gleby do badań pobierano przed założeniem uprawy oraz po jej zakończeniu. Dodatkowo oznaczono zmiany właściwości fizyko-chemicznych w glebie mineralnej poza tunelem foliowym (pole Mydlniki). Wyniki oznaczeń właściwości fizyko-chemicznych próbek glebowych pobieranych do badań w połowie października nie zostały przedstawione w niniejszym raporcie, gdyż są w trakcie opracowywania. Wyniki Gleba na stanowisku, na którym postawiono tunel STN 070 posiadała skład pyłu ilastego (14% piasek, 45% pył i 41% ił), gęstość objętościową równą 1,27 g cm -3, pojemność wodną 31,1 % w/w (41,7% w/v) oraz wysoki wskaźnik wodoodporności na poziomie 89,7% (oznaczony jako suma frakcji agregatów o średnicach 4-0,25 mm) (tab.7). Najwięcej wodoodpornych agregatów wykazano dla frakcji o średnicy 1,0-0,5 mm (25,8%) a najmniej agregatów o średnicy 0,05-0,25 mm (13,9%) (tab. 8). 10

11 Tabela 7. Charakterystyka właściwości fizycznych gleby, na której usytuowano tunel foliowy (STN070) w 2014 r. Gatunek Gęstość objętościowa (g cm -3 ) Pojemność wodna (% w/w) Pojemność wodna (% w/v) Wskaźnik wodoodporności agregatów (%) Mydlniki pole 1,27 0,11 31,1 6,05 41,7 0,45 89,7 2,3 Tabela 8. Wodoodporność agregatów glebowych (wartości średnie i odchylenie standardowe przy p=0,05) gleby, na której usytuowano tunel foliowy STN 070 w 2014 r. Obiekt % agregatów o wymiarach (mm) 4,0-2,5 2,5-1,5 1,5-1,0 1,0-0,50 0,50-0,25 0,25-4,0 Mydlniki pole 15,2 2,5 16,4 3,3 18,5 3,4 25,8 3,7 13,9 2,5 89,7 2,3 Analizy chemiczne próbek glebowych pobranych z pola wiosną 2014 r. wykazały odczyn słabo kwaśny (ph H2O 6,26), niskie stężenie soli rozpuszczonych (EC=0,75 ms cm -1 ), optymalną zawartość fosforu, tj. mieszczącą się w zakresie mg P dm -3 gleby, niską zawartość potasu (<150 mg K dm -3 gleby) oraz wysoką zawartość magnezu (<120 mg Mg dm -3 gleby) (tab. 9). Koncentracja rozpuszczalnego wapnia wynosiła 938 mg Ca dm -3 gleby, natomiast siarki siarczanowej 6,0 mg dm -3 gleby, tj. w zakresie uznawanym dla gleb ciężkich za zawartość niską. Tabela 9. Odczyn (ph), stężenie soli (EC µs cm -1 ) oraz zawartość makroelementów (mg dm -3 s.m. gleby) w glebie, na której usytuowano tunel foliowy STN 070, 2014 r. Pole ph H2O EC N-NH 4 N-NO 3 Ca K Mg P S Wiosna 6,26 0,75 1,66 12, , ,9 6,0 Zasobność gleb z pola w mikroelementy oznaczone w 1 mol dm -3 HCl, za wyjątkiem boru i molibdenu była na poziomie średnim uznawanym za optymalny z punktu żywienia roślin (tab. 10). Oznaczone stężenie boru i molibdenu było niskie. Zawartość rozpuszczalnych form metali ciężkich (Cd, Cr, Ni i Pb) nie przekraczała stężenia uznawanego za naturalne tło (tab. 11). Tabela 10. Zawartość mikroelementów i tytanu w glebach (mg kg -1 s.m. gleby) w glebie, na której usytuowano tunel foliowy STN 070, 2014 r. Pole B Cu Mo Fe Mn Zn Ti Wiosna 1,58 5,5 ślady ,4 7,2 Tabela 11. Zawartość metali ciężkich (mg kg -1 s.m. gleby) w glebie, na której usytuowano tunel foliowy STN 070, 2014 r. Pole As Cd Cr Ni Pb Sn Wiosna 4,3 0,95 0,95 2,26 30,9 0,025 Właściwości fizyczne gleby w tunelu foliowym STN 070 przedstawiono w tabelach 12, 13 i 14. Izolacja od warunków zewnętrznych, uprawa mechaniczna gleby, wykonane zabiegi wapnowania i nawożenia wpływały na zmiany parametrów fizyko-chemicznych gleby 11

12 w tunelu foliowym w stosunku do gleby mineralnej scharakteryzowanej w pierwszej części sprawozdania z zadania nr 3. Gęstość objętościowa gleby w tunelu w uprawie rzodkiewki wynosiła 1,15 g cm -3, sałaty 1,16 g cm -3 natomiast w uprawie ogórka wzrosła do 1,25 g cm -3. Pojemność wodna wynosiła dla rzodkiewki 40,8% w/w (46,9 % w/v), sałaty 39,6 %w/w (45,7% w/v) oraz ogórka 32,7% w/w (45,4% w/v). Jesienią po uprawie ogórka zanotowano obniżenie się pojemności wodnej gleby w tunelu STN 070 oraz wzrost zagęszczenia gleby w stosunku do początku uprawy w kwietniu 2014 r. (tab. 12). Tabela 12. Właściwości fizyczne gleby przed uprawą w tunelu STN 070 Gatunek Gęstość objętościowa (g cm -3 ) Pojemność wodna (% w/w) Pojemność wodna (% w/v) Rzodkiewka 1,15 0,07 40,8 1,41 46,9 3,95 Sałata 1,16 0,04 39,6 1,79 45,7 1,28 Ogórek 1,25 0,02 32,7 2,67 45,4 1,92 Tabela 13. Właściwości fizyczne gleby po uprawie w tunelu STN 070 Gatunek Gęstość objętościowa (g cm -3 ) Pojemność wodna (% w/w) Pojemność wodna (% w/v) Ogórek - sałata jesień 1,32 0,11 31,0 1,67 38,0 1,84 Wskaźnik wodoodporności agregatów glebowych wyliczony, jako suma frakcji o średnicach 4,0-0,25 mm wynosił wiosną (uprawa rzodkiewki) 86,6%. W uprawie ogórka wodoodporność agregatów glebowych, która jest miarą trwałości struktury glebowej, wynosiła 79,7%. Jesienią po uprawie sałaty, będącej ostatnim ogniwem zmianowania w tunelu STN 070 oznaczono 78,5% odpornych na działanie wody agregatów glebowych (tab. 13). Gleba w tunelu zawierała najwięcej wodoodpornych agregatów o średnicach 1,0-0,50 mm (18,7-20,8%). Najmniej agregatów odpornych na działanie wody określono w granicach średnic 0,5-0,25 mm w okresie wiosny (rzodkiewka i sałata), natomiast w okresie jesieni (uprawa ogórka i sałaty) w zakresie średnic 4,0-2,5 mm (9,6%) (tab. 14). Tabela 14. Wodoodporność agregatów glebowych (wartości średnie i odchylenie standardowe przy p=0,05) gleby po uprawie w tunelu STN 070 Gatunek % agregatów o wymiarach (mm) 4,0-2,5 2,5-1,5 1,5-1,0 1,0-0,50 0,50-0,25 0,25-4,0 Rzodkiewka 17,9 3,5 19,9 2,8 17,0 0,2 18,7 1,1 13,4 3,3 86,6 2,5 Sałata wiosna 19,8 2,1 17,1 0,8 19,3 3,2 21,2 1,9 12,4 0,8 89,7 0,8 Ogórek 11,8 2,0 10,8 1,0 15,4 1,5 24,2 1,3 17,5 3,3 79,7 1,4 Sałata jesień 12,8 1,6 11,4 0,2 10,4 0,9 23,1 2,4 20,8 2,9 78,5 1,2 Gleby pobrane do badań z tunelu foliowego STN 070 przed siewem nasion sałaty, rzodkiewki i ogórka wykazywały odczyn od ph 7,40 (lekko zasadowy) do ph 6,30 (lekko kwaśny), odpowiednio dla rzodkiewki i ogórka (tab. 15). Wskazuje to na stopniowe zakwaszenie gleby w trakcie uprawy roślin w zmianowaniu sałata-rzodkiewka-ogórek w 12

13 wyniku stosowanej agrotechniki. Obniżenie się odczynu gleby było spowodowane zastosowanym nawożeniem przy użyciu siarczanu potasu w dawce 25 kg/210 m 2 ). Obserwowano niewielki wzrost stężenia soli rozpuszczalnych w glebie w trakcie uprawy od 0,21 ms cm -1 (rzodkiewka) do 0,31 ms cm -1 (ogórek). Stężenie sumaryczne rozpuszczalnych form azotu (N-NH 4 + N-NO 3 ) było niskie i mieściło się w zakresie od 49,1 mg dm -3 (rzodkiewka) do 40,9 mg (ogórek) (tab. 15). Średni zakres zawartości azotu mineralnego w glebach mineralnych według metody uniwersalnej wynosi mg N min. dm -3. Tabela 15. Odczyn (ph), stężenie soli (EC ms cm -1 ) oraz zawartość makroelementów (mg dm -3 s.m. gleby) w glebach przed uprawą rzodkiewki, sałaty i ogórka w tunelu STN 070 Gatunek ph H2O EC N-NH 4 N-NO 3 Ca K Mg P S Rzodkiewka 7,40 0,21 5,54 43, , ,1 19,6 Sałata 7,53 0,25 0,64 25, , ,0 25,7 Ogórek 6,30 0,31 1,78 39, ,3 285 Zarówno sałata jak i rzodkiewka mają stosunkowo niewielkie wymagania pokarmowe. Potrzeby nawożenia nie są jednak niskie, ze względu na płytki system korzeniowy tych roślin. Zawartość przyswajalnych form składników pokarmowych w glebie w uprawie sałaty powinno utrzymywać się na dość wysokim poziomie, tj. (w mg dm -3 ): N (NO 3 +NH 4 ), P, K, Mg. W przeprowadzonych badaniach wykazano niską zawartość azotu, potasu, fosforu oraz wysoką magnezu w stosunku do wymagań tego gatunku (tab. 15). Optymalna natomiast dla ogórka zawartość łatwo przyswajalnych dla roślin składników wynosi (w mg dm -3 ): N(NO 3 +NH 4 ), P, K, Mg, Ca. Wykonana analiza gleby wykazała niską zawartość azotu i fosforu oraz wysoką magnezu, potasu i siarki jak dla ogórka (tab. 15). Oznaczenia właściwości chemicznych gleby po uprawie ogórka (jesień) wykazały ponowny wzrost odczynu gleby (ph H2O 7,61), spadek ogólnego stężenia rozpuszczalnych soli w roztworze glebowym (EC 0,15 ms cm -1 ) oraz spadek amonowej i azotanowej formy azotu glebowego (tab. 16). Dynamiczne zmiany odczynu gleby w trakcie wegetacji były spowodowane zastosowanym nawożeniem potasowym (K 2 SO 4 ) oraz stopniowym rozpuszczaniem się nawozów wapniowych zastosowanych jesienią w roku poprzedzającym zakładanie doświadczeń, w warunkach optymalnego uwilgotnienia gleby w tunelu w trakcie uprawy. Tabela 16. Odczyn (ph), stężenie soli (EC µs cm -1 ) oraz zawartość azotu mineralnego w glebie po uprawie ogórka (mg kg -1 s.m. gleby) Gatunek ph KCl ph H2O EC N-NH 4 N-NO 3 Ogórek po uprawie 6,65 7,61 0,15 3,59 22,7 Oprócz boru i molibdenu, zawartość mikroelementów w glebie w tunelu foliowym mieściła się w zakresie średnim lub wysokim dla uprawianych roślin. Za krytyczną zawartość boru ekstrahowanego 1 mol dm -3 HCl w glebach o odczynie słabokwaśnym i obojętnym przyjmuje się stężenie 2,2 mg B kg -1 s.m. gleby. W uprawie rzodkiewki i sałaty wykazano zasobność na poziomie 1,44-1,51 mg B kg -1 gleby (tab. 17). Po uprawie zawartość boru w glebie tunelu obniżyła się do około 1 mg B kg -1 (tab. 18). 13

14 Za średnie optymalne stężenie miedzi dla roślin przyjmuje w glebach ciężkich zawartość 5-15 mg Cu kg -1 s.m. gleby. W uprawie rzodkiewki stężenie Cu mieściło się w podanych granicach, natomiast w uprawie sałaty wykazano zawartość 23,6 mg Cu kg -1 gleby (tab. 17). Oznaczenia zawartości miedzi w glebie po uprawie wykazały zawartość tego mikroelementu na poziomie 5 ppm (tab. 18). Tabela 17. Zawartość mikroelementów i tytanu (mg kg -1 s.m. gleby) w glebie w tunelu STN 070 przed uprawą sałaty i rzodkiewki Gatunek B Cu Fe Mn Mo Zn Ti Rzodkiewka 1,44 12, ,49 61,2 9,0 Sałata 1,51 23, ,45 60,8 8,4 Na glebach ciężkich o odczynie ph>5,6 zawartość optymalna dla manganu mieści się w zakresie mg Mn kg -1 s.m. gleby. W przeprowadzonych badaniach stężenie rozpuszczalnego manganu wynosiło przed uprawą około 200 mg kg -1 gleby (tab. 16). Jesienią po uprawie ogórka zawartość Mn w warstwie próchnicznej wynosiła 165 mg kg -1 (tab. 18). Wysoka zawartość cynku dla gleb ciężkich wynosi >51,1 mg Zn kg -1. W glebie tunelu STN 070 oznaczono wysokie stężenie cynku, tj. w zakresie od 60,8 mg Zn (sałata) 61,2 mg kg -1 (rzodkiewka) (tab. 16). Zawartość cynku oznaczona w glebie po uprawie ogórka wynosiła już tylko 49,0 mg Zn kg -1 gleby (tab. 18). Tabela 18. Zawartość mikroelementów i tytanu (mg kg -1 s.m. gleby) w glebie tunelu STN 070 po uprawie sałaty, rzodkiewki i ogórka Gatunek B Cu Mo Fe Mn Zn Ti Rzodkiewka 1,00 5,7 0, ,8 7,3 Sałata 0,95 5,4 ślady ,8 7,1 Ogórek 0,94 5,1 ślady ,0 6,9 Oznaczone stężenie rozpuszczalnych form metali ciężkich w glebie tunelu STN 070 po uprawie było niskie i nie przekraczało zawartości przyjmowanej, jako tło naturalne (tab. 19). Tabela19. Zawartość metali ciężkich (mg kg -1 s.m. gleby) w glebie tunelu STN 070 po uprawie sałaty, rzodkiewki i ogórka Gatunek As Cd Cr Ni Pb Sn Rzodkiewka 5,0 0,95 1,09 2,54 30,3 0,019 Sałata 4,5 0,90 0,96 2,30 28,8 0,040 Ogórek 4,5 0,85 0,87 2,20 28,0 0,015 14

15 4. WNIOSKI 1. Warunki mikroklimatu w poszczególnych typach tuneli foliowych istotnie się różniły, potwierdzając poprawne wytypowanie gatunków i odmian do uprawy w intensywnym zmianowaniu. 2. Określone rozmiary tuneli i występująca w nich strefowość mikroklimatu (zwłaszcza temperatur) pozwoliło na przedłużenie cyklu uprawy w jednym z tuneli (STN 070) o okres jesienny z perspektywą wprowadzenia nowych gatunków i technologii. 3. Zmianowanie w tunelu STN 090 (o największych wymiarach) pozwoliło na uzyskanie metodą ekologiczną plonów dobrej jakości fasoli szparagowej i ogórków w terminach konkurencyjnych dla upraw polowych. Fasola uprawiana z rozsady plonowała znacznie wcześniej niż z siewu. Ogórki na stanowisku po fasoli z siewu plonowały znacznie lepiej. 4. Intensywne zmianowanie w tunelu STN 070 w układzie sałata lub rzodkiewka ogórki - sałata dała możliwość pełnego wykorzystania pomieszczenia. Na plon ogórków, a także sałaty istotny wpływ miała strefowość mikroklimatu. 5. Tunel lekki, przenośny pomimo niewielkich rozmiarów stworzył odpowiednie warunki mikroklimatyczne dla uprawy papryki, zbieranej w dojrzałości fizjologicznej. Nie wykazano wpływu cięcia roślin na plonowanie. 6. W trakcie jednorocznej uprawy w tunelu foliowym w intensywnym zmianowaniu sałata-rzodkiewka-ogórek-sałata obserwowano niekorzystne zmiany właściwości fizycznych gleby. Wzrastała gęstość objętościowa gleby, malała pojemność wodna oraz obniżała się wodoodporność agregatów glebowych. 7. W ekologicznym zmianowaniu sałata-rzodkiewka-ogórek-sałata wykazano niską zawartość azotu mineralnego w glebie, co mogło ograniczać wzrost i plonowanie roślin w tunelu foliowym. 8. Wykazano niskie stężenie fosforu, boru i molibdenu w glebie w tunelu STN 070. Zawartość wszystkich składników pokarmowych obniżała się w trakcie wegetacji. Zastosowanie jesienią obornika lub mączki fosforytowej może podnieść stężenie dostępnych dla roślin mikroelementów i fosforu i poprawić plonowanie Sprawozdanie z badania zrealizowanego w 2014 r. znajduje się na stronie internetowej Sporządził dr hab. Piotr Siwek prof. UR w Krakowie W przypadku pytań: p.siwek@ogr.ur.krakow.pl, tel

16 Wytyczne i zalecenia dla rolników i producentów ekologicznych opracowane na podstawie badań realizowanych w 2014 r. przez Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Intensywne zmianowanie w ekologicznej uprawie roślin warzywnych w tunelach foliowych 1. Dla tuneli o dużych wymiarach, z możliwością komputerowej regulacji mikroklimatu i podwójna powłoką z folii w świetle wyników wykonanych w 2014 r. doświadczeń zaleca się płodozmian w układzie fasola karłowa z rozsady (siew do doniczek 12.03). Zbiory rozpoczęte trwają do k. czerwca i pozwalają na uprawę ogórków typu konserwowego, które owocują w sierpniu i wrześniu, kiedy kończy się już zbiory w uprawie polowej. Po zakończeniu zbiorów jest jeszcze możliwość uprawy poplonu. 2. W standardowych tunelach foliowych bez ogrzewania panują warunki sprzyjające uprawie kilku gatunków roślin w sezonie. Układ intensywnego płodozmianu sałata (rzodkiewka) ogórki sałata daje pełne zagospodarowanie powierzchni uprawnej i pozwala uzyskać dobre ilościowo i jakościowo plony pod warunkiem utrzymania na poziomie optymalnym składników pokarmowych. W uprawie należy uwzględnić wpływ strefowości mikroklimatu, biorąc poprawkę na niższe temperatury w strefach ścian szczytowych. 3. Lekka, przenośna konstrukcja tunelu ze względu na stosunkowo małą wysokość i szerokość (1,8 5,5 m) pozwala na uprawę niskorosnących warzyw. Z zakresu ważnych gospodarczo gatunków jedynie papryka słodka daje w tych warunkach zadowalający plon. 4. Dla uzyskania plonów dobrej jakości w intensywnej uprawie ekologicznej w tunelach foliowych trzeba glebę wzbogacać przed zimą w materię organiczną i wykonać orkę przedzimową. W czasie sezonu szczególne problemy występują z utrzymaniem optymalnego poziomu azotu. Zaleca się stosowanie wysuszonego obornika oraz dolistne dokarmianie roztworami dopuszczonych w rolnictwie ekologicznym nawozów. 5. Dla utrzymania struktury gleby oraz uniknięcia wypłukiwania składników pokarmowych zaleca się pozostawianie folii na konstrukcji na okres zimowy. Daje to także możliwość wykorzystania powierzchni uprawnej dla warzyw odpornych na wymarzanie (w dalszej perspektywie realizowania projektu). Prorektor ds. Nauki i Współpracy Międzynarodowej dr hab. Stanisław Małek prof. UR dr hab. Piotr Siwek prof. UR 16