A N N A L E S U N I V E R S I T A T I S M A R I A E C U R I E - S K Ł O D O W S K A

Transkrypt

1 A N N A L E S U N I V E R S I T A T I S M A R I A E C U R I E - S K Ł O D O W S K A L U B L I N P O L O N I A VOL. LXII (2) SECTIO E 27 Zakład Herbologii i Techniki Ochrony Rolin Instytut Ochrony Rolin, ul. Miczurina 6-18 Pozna, Poland SYLWIA KACZMAREK, KAZIMIERZ ADAMCZEWSKI Bromus sterilis chwast ekspansywny, kiełkowanie i progi szkodliwoci Bromus sterilis expansive weed, germination and weed thresholds Streszczenie. Celem niniejszej pracy była ocena wpływu głbokoci umieszczenia ziarniaków, temperatury oraz ph podłoa na kiełkowanie ziarniaków stokłosy płonnej. Ponadto w przeprowadzonych badaniach podjto prób wyznaczenia progów szkodliwoci wymienionego gatunku w uprawie pszenicy ozimej. Gatunek Bromus sterilis staje si powanym problemem w zboach ozimych, dlatego istnieje potrzeba prowadzenia bada w zakresie biologii i rozprzestrzeniania si tego chwastu. Badania wskazuj, e najlepszymi i najwczeniejszymi wschodami charakteryzowały si ziarniaki stokłosy płonnej umieszczone na głbokoci 1,5 cm, a najsilniejsz redukcj kiełkowania ziarniaków odnotowano w efekcie ich umieszczenia na głbokoci 1 cm. Stosowany zakres temperatur oraz ph nie wpływał na procent skiełkowanych ziarniaków ocenianego gatunku, rónicował jednak szybko tego procesu. Wzrastajce zachwaszczenie gatunkiem Bromus sterilis wpływało w istotny sposób na pogorszenie si parametrów plonotwórczych pszenicy ozimej uprawianej w warunkach produkcyjnych. Słowa kluczowe: Bromus sterilis, kiełkowanie, progi szkodliwoci, zachwaszczenie pszenicy ozimej WSTP Bromus sterilis jest gatunkiem jednorocznym nalecym do rodziny traw (Poaceae), posiadajcym formy jare i ozime. Charakteryzuje si ywozielonym kolorem i antocyjanowymi przebarwieniami lici i kwiatostanów [Kozłowski i in. 1998]. Stan spoczynku ziarniaków stokłosy jest raczej krótki, a ich ywotno nie przekracza jednego roku. Dlatego proporcja wschodzcych jesieni siewek z ostatnio wytworzonych ziarniaków jest bardzo wysoka [Steinmann i Klingebiel 24]. Przez wiele lat B. sterilis nie był uwaany za niebezpieczny na polach (Falkowski, Kukułka 198), jednak od pewnego czasu w wielu krajach, w tym europejskich, notuje si wzrost zachwaszczenia tym gatunkiem [Cussans i in. 19; Anderson i in. 22].

2 18 S. Kaczmarek, K. Adamczewski Obecnie stosowane metody uprawy przyczyniły si do powstania daleko idcych zmian w strukturze agrofitocenoz. Chwasty jednolicienne (w tym Bromus sterillis) staj si coraz wikszym problemem w zboach. Przyczyn tego zjawiska mona si dopatrywa w zmianach stosowanych metod uprawy rolin oraz preferowania przez rolników upraw ozimych i uproszcze w uprawie roli. Siedlisko rolin uprawnych oraz chwastów, które w tych uprawach wystpuj, w du- ym stopniu uzalenione jest od intensywnoci uprawy roli, nastpstwa rolin oraz stopniem chemizacji [Szymankiewicz i in. 2]. Wyniki wskazuj, e zadowalajce zwalczanie gatunku B. sterilis mona uzyska przez zastosowanie orki po zbiorze roliny uprawnej i umieszczenie ziarniaków tego chwastu w głbszych warstwach gleby, z której wschody chwastu bd utrudnione [Bond i Turner 24]. Bardzo istotnym zagadnieniem jest równie okrelenie progów szkodliwoci chwastu, które s wanym elementem w rolnictwie integrowanym. Programy zwalczania chwastów powinny opiera si znajomoci relacji midzy rolinami uprawnymi a chwastami oraz wynikajcych midzy nimi konkurencji. W integrowanej ochronie zastosowanie herbicydów jest uzasadnione tylko wtedy, gdy ekonomiczne szkody wywołane obecnoci populacji chwastów przekraczaj koszt wykonanych zabiegów [Zanin i in. 19]. Na tej podstawie mona stwierdzi, e dopuszczalna jest obecno chwastów w pewnym zakresie. Niewielkie nasilenie chwastów moe wykazywa pozytywny wpływ na roliny uprawne. Wyznaczenie progów szkodliwoci chwastów jest uzalenione od wielu czynników, np. gatunku, a nawet odmiany roliny uprawnej, nasilenia wystpowania chwastów, warunków klimatycznych i rodzaju gleby [Mennan i in. 2]. W ograniczaniu liczebnoci chwastów w uprawach rolniczych bardzo wane jest poznanie ich rozmieszczenia oraz biologii. Celem prezentowanej pracy było okrelenie wpływu głbokoci umieszczenia ziarniaków, temperatury, ph podłoa na kiełkowanie ziarniaków stokłosy płonnej oraz próba wyznaczenia progów szkodliwoci w pszenicy ozimej uprawianej w warunkach produkcyjnych. METODY Badania dotyczce kiełkowania i progów szkodliwoci stokłosy płonnej (B. sterilis) obejmowały trzy rodzaje dowiadcze; dowiadczenia polowe, szklarniowe i laboratoryjne. Dowiadczenie polowe wykonano w latach Próby ziarna do oceny wpływu stopnia zachwaszczenia na plon pobrano z pola produkcyjnego w miejscowoci Kowalewko, niedaleko Poznania, które naleało do RSP Ocieszyn. Na polu tym pszenic ozim uprawiano przez kilka lat w monkoulturze w systemie bezorkowym. Pole w rónym stopniu było zachwaszczone przez B. sterilis. Próby kłosów pobrano z powierzchni 1 m 2 z rónych miejsc, charakteryzujcych rónym stopniem zagszczenia przez stokłos płonn (, 1 15, sztuk na 1 m 2 ). Dla kadego stopnia zachwaszczenia pobrano, w kadym roku po 4 próby (4 powtórzenia). W cigu lat dla kadego stopnia zachwaszczenia pobrano po 12 prób. Nastpnie policzono kłosy i wymłócono oraz zgodnie z metodyk okrelono mas tysica ziaren. Uzyskane wyniki podano jako rednie dla 12 prób. Ponadto w czasie zbioru ziarna pszenicy ozimej zebrano ziarniaki B. sterilis, które posłuyły jako materiał do dowiadcze szklarniowych i laboratoryjnych.

3 BROMUS STERILIS CHWAST EKSPANSYWNY, KIEŁKOWANIE I PROGI SZKODLIWOCI 19 Dowiadczenie szklarniowe wykonano w dwóch seriach, kade w 4 powtórzeniach. Do dowiadcze uyto gleby szklarniowej i wazonów o wysokoci 18 cm i rednicy 22 cm. Po nałoeniu do wazonu gleby i rozłoeniu po 5 ziarniaków gatunku B. sterilis, przykryto gleb tak, aby ziarniaki znajdowały si na rónej głbokoci;, 1,5 cm cm, 6 cm i 1 cm. Ocen kiełkowania wykonano po 7, 14 i 21 dniach od wysiewu. Uzyskane wyniki podano w tabeli jako rednie z 8 powtórze. Dowiadczenie laboratoryjne dotyczce wpływu temperatury i ph wody na kiełkowanie Bromus sterilis wykonano w laboratorium Wojewódzkiego Inspektoratu Ochrony Rolin i Nasiennictwa w Poznaniu zgodnie z wymaganiami stawianym przez ISTA (International Seed Testing Association). Na płytkach Petriego układano po 5 sztuk ziarniaków stokłosy płonnej w 8 powtórzeniach. W dowiadczeniu zastosowano 4 warianty temperatury 5 o /5 o, 5 o /15 o, 5 o /2 o i 2 o / o C (dzie/noc). W czasie trwania do- wiadczenia ziarniaki podlewano wod destylowan. W dowiadczeniu ze zrónicowanym ph wody zastosowano temperatur 5 o /15 o (8 h noc/16 h dzie), a ziarniaki podlewano wod o ph 7, 5 i. Wod o rónym ph uzyskano, dodajc do zakwaszania wody,1 mol/l kwas solny (Merck), a do alkalizacji,1 mol/l wodorotlenk sodu (metck), a ph roztworu sprawdzano za pomoc pehametru MP 225 (Mettler Toledo). Ocen skiełkowania wykonano po 7, 14, 21 i 28 dniach od wyłoenia ziarniaków na płytki Petriego. Uzyskane wyniki z dowiadcze poddano analizie statystycznej dla serii niezalenych, a NIR obliczono dla,5%. WYNIKI I DYSKUSJA Wpływ głbokoci umieszczenia ziarniaków na kiełkowanie Z przeprowadzonych ocen wynika, e głboko umieszczenia ziarniaków gatunku B. sterilis istotnie rónicowała procent wschodów. Wyniki uzyskane po 7 dniach wskazuj, e najwicej ziarniaków skiełkowało z głbokoci 1,5 cm, nastpnie z głbokoci cm i cm. Wschody ziarniaków w tym okresie wynosiły od 21 do 6%. Podczas kolejnej obserwacji odsetek wschodów na wymienionych głbokociach wzrósł w kadym przypadku o 7%. Po trzech tygodniach od wysiewu ziarniaków najwicej kolejnych wschodów rolin stwierdzono dla głbokoci wysiewu cm 6%. Umieszczenie ziarniaków B. sterilis na głbokoci 1 cm przyczyniło si do znacznego ograniczenia wschodów do %. Tabela 1. Wpływ głbokoci umieszczenia ziarniaków w glebie na kiełkowanie B. sterilis Table 1. Effect of seed burying in soil on B. sterilis germination Głboko umieszczenia Seed burying depth, cm 1,5 6 1 Kiełkowanie nasion po dniach Seed germination after days, % NIR (,5) LSD (.5) 4,5 5,4 4,9

4 2 S. Kaczmarek, K. Adamczewski Na podstawie uzyskanych wyników oraz literatury [Cussans i inn19] mona stwierdzi, e uprawa bezorkowa lub uprawa minimalna bd tworzyły warunki sprzyjajce dla wschodów stokłosy płonnej. Z drugiej strony, z uwagi na nisk ywotno nasion, system orkowy i umieszczenie ziarniaków na głbokoci 1 15 cm powinno w zupełnoci wyeliminowa wschody tego gatunku. W badaniach Smitha i in. [1999] stosowanie orki pozwoliło ograniczy wschody stokłosy płonnej w ponad 9%. Wpływ temperatury na kiełkowanie Ziarniaki stokłosy płonnej najszybciej skiełkowały w najwyszej z ocenianych temperatur dziennych i nocnych, tj. 2/ o. Odsetek skiełkowanych na tym obiekcie ziarniaków wyniósł % i zwikszył si jedynie o 2% podczas kolejnych obserwacji. Najwikszy przyrost kiełkujcych ziarniaków dla temperatury 5/15 o odnotowano po 14 dniach od umieszczenia ich na płytkach, tj. o 6%, natomiast dla temperatur 5/5 po trzech tygodniach odpowiednio 88%. W przypadku obserwacji wykonanych po 7, 14 i 21 dniach stwierdzono istotny wpływ odmiennych temperatur na liczb kiełkujcych ziarniaków. Odsetek skiełkowanych ziarniaków w kocowej obserwacji, tzn. po czterech tygodniach, przekroczył 9% niezalenie od zastosowanych temperatur. Tabela 2. Wpływ temperatury na kiełkowanie ziarniaków B. sterilis Table. Effect of temperature on B. sterilis germination Temperatura (dzie/noc) Kiełkowanie nasion po dniach Seed germination after days, % Temperature (day/night), o C /5 5/15 5/2 2/ NIR (,5) LSD (.5) 4,1 7,2,4 n.s. n.s. rónice nieistotne; n.s. no significant differences Wyniki uzyskane przez Andersona i in. [2] wskazuj, e niszy procent skiełkowanych ziarniaków stwierdzono przy niszych stosowanych temperaturach. Ponadto zaobserwowali oni, e wpływ silnego wiatła (12 µmol m -2 s -1 ) ograniczył kiełkowanie w porównaniu do słabszego nawietlenia (1 µmol m -2 s -1 ) i ciemnoci. Wpływ ph wody na kiełkowanie Zastosowane w dowiadczeniu laboratoryjnym róne ph podłoa nie miały wpływu na szybko kiełkowania ziarniaków stokłosy płonnej. Najwicej skiełkowanych ziarniaków odnotowano po 14 dniach od umieszczenia ich w podłou (5 6%). Istotne ph 7 5 Tabela. Wpływ ph wody na kiełkowanie ziarniaków B. sterilis Table. Effect of water ph on B. sterilis germination Kiełkowanie nasion po dniach Seed germination after days, % NIR (,5) LSD (.5) n.s. 6,9, n.s. n.s. rónice nieistotne; n.s. no significant differences

5 BROMUS STERILIS CHWAST EKSPANSYWNY, KIEŁKOWANIE I PROGI SZKODLIWOCI 21 rónice dla ph stwierdzono podczas drugiej i trzeciej obserwacji, tzn. po 14 i 21 dniach. Po czterech tygodniach odsetek skiełkowanych ziarniaków przekroczył 9% na wszystkich obiektach, niezalenie od ph wody, jednak najwysze wartoci uzyskano przy ph = 7 (96%). Wpływ stopnia zachwaszczenia przez B. sterilis na struktur plonu pszenicy ozimej Liczba kłosów, masa 1 ziaren oraz wysoko plonu ziarna pszenicy ozimej w do- wiadczeniach polowych były w istotny sposób uzalenione od nasilenia wystpowania stokłosy płonnej. W kadym przypadku mona zaobserwowa liniow zaleno pomidzy nasileniem wystpowania tego chwastu a ocenianymi parametrami: im wiksze nasilenie, tym mniejsza liczba kłosów, masa 1 ziaren i plon z jednostki powierzchni. Najmniejsze oceniane zagszczenie stokłosy płonnej w przedziale 1 15 szt m 2, przyczyniło si do istotnego obnienia ocenianych parametrów. Najsilniej liczb kłosów, mas 1 ziaren oraz plon ziarna redukowało wystpienie stokłosy w nasileniu szt m -2. W porównaniu z obiektem kontrolnym wymienione parametry zostały obnione o odpowiednio 64%, 18% i 72%. Na obiekcie kontrolnym liczba zebranych kłosów na 1 m 2 wynosiła 622,4 szt., masa 1 ziaren 9,7 g a plon ziarna 641, g, natomiast, dla porównania, przy nasileniu chwastu szt m -2 odpowiednio 221,5 szt m -2., 2,6 g m -2 oraz 177,7 g m -2. Tab. 4. Wpływ stopnia zachwaszczenia B. sterilis na liczb kłosów, mas 1 ziarna i plon pszenicy ozimej Effect of B. sterilis infestation on grain number, weight of 1 grains and winter wheat yield Liczba rolin B. sterilis na m 2 B. sterilis No. per sq. m. Liczba kłosów na 1 m 2 Ears No. per sq. m. 622,4 461,4 6,9 221,5 MTZ 1 grains weight, g Plon ziarna Grain yield, g m ,7 5,6,2 2,6 641, 487,6 224,4 177,7 NIR (,5) LSD (.5) 64,16,88 52,21 Zanin i in. [19] w swojej pracy próg szkodliwoci stokłosy płonnej wyznaczyli na poziomie < 4 szt m -2. Progi szkodliwoci chwastów w tym dowiadczeniu uzalenione były od stosowanych herbicydów i ich mieszanek. WNIOSKI 1. Ziarniaki Bromus. sterilis umieszczone na głbokoci 1,5 cm charakteryzowały si najlepszymi i najwczeniejszymi wschodami. 2. Umieszczenie ziarniaków B. sterilis na głbokoci 1 cm w istotny sposób ograniczało wschody tego gatunku.. Zastosowany zakres temperatur oraz ph wody nie miał istotnego wpływu na procent skiełkowanych ziarniaków, rónicował jednak szybko tego procesu. 4. Wzrastajce zachwaszczenie gatunkiem B. sterilis przyczyniło si do pogarszania zarówno plonu pszenicy ozimej, jak i jego parametrów. 5. Istotne obnienie obsady kłosów, masy 1 ziaren oraz plonu ziarna pszenicy ozimej odnotowano ju przy najmniejszym ocenianym nasileniu B. sterilis, tj szt m -2.

6 22 S. Kaczmarek, K. Adamczewski PIMIENNICTWO Anderson L., Milberg P., Schütz W., Steimantz O., 22. Germination characteristics and emergence time of annual Bromus species of Differing weediness in Sweden. Weed Res. 42, Bond W., Turner R. J., 24. The biology and non-chemical control of Barren Brome (Bromus sterilis L.). htp://www. organicweeds.org. uk. Cussans GW., Cooper FB., Davies DHK., Thomas MR., 19. A survey of the incidence of the Bromus species as weeds of winter cereals in England, Wales and parts of Scotland. Weed Res. 4, Falkowski M., Kukułka I., Trawy polskie, M. Falkowski (red.) PWRiL Warszawa, Kozłowski S., Goliski P., Swdrzyski A., Trawy. Wyd. Inowrocław, Smith G. L., Freckleton R. P., Firbank L. G., Watkinson A. R., The population dynamics of Anishantha sterilis in winter wheat: comparative demography and the role of management. J. App. Ecology, 6, Mennan H., Bozoglu M., Isik D., 2. Economic thresholds of Avena spp., and Alopecurus myosuroides in winter wheat fields. Pak. J. Bot. 5, Steinmann H. H., Klingebiel L., 24. Secondary dispersal, spatial dynamics and effects of herbicides on reproductive capacity of a recently introduced population of Bromus sterilis in an arable field. Weed Res. 44, Szymankiewicz K., Jankowska D., Deryło S., 2. Wpływ płodozmianu i monokultury oraz sposobu uprawy roli na biorónorodno flory zachwaszczajcej pszenyto ozime. Acta Agrophisica, 4, Zanin G., Berti A., Toniolo L., 19. Estimation of economic thresholds for weed control in winter wheat. Weed Res., Summary. The aim of the study was to determine the effect of Bromus sterilis seed burying, different day/night temperatures and also different water ph of the subsoil on B. sterilis germination. Moreover, the weed thresholds in winter wheat cultivation were defined in these studies. B. sterilis become a serious problem in winter sown cereals and therefore the studies connected with the weed distribution and weed biology are necessary. Results show that B. sterilis seeds buried at the 1.5 cm depth were characterized by the best and the earliest germination. Strong reduction of B. sterilis seeds germination was observed at the 1 cm depth seed burying. Range of tested day/night temperatures and water ph did not affect the seeds germination; however, differentiated speed of this process was observed. Increasing B. sterilis infestation has a significant effect on such parameters as ears number per sq. m., weight of 1 grains and winter wheat grain yield. Key words: Bromus sterilis, germination, weed thresholds, winter wheat infestation