Agrotechnika i mechanizacja

Transkrypt

1 8 Agrotechnika i mechanizacja ZARAZA ZIEMNIAKA NA PLANTACJI EKOLOGICZNEJ I KONWENCJONALNEJ W LATACH O ZRÓŻNICOWANEJ PRESJI PATOGENU A PLON BULW dr inż. Krystyna Zarzyńska, mgr Milena Pietraszko IHAR PIB, Zakład Agronomii Ziemniaka w Jadwisinie, Serock k.zarzynska@ihar.edu.pl Streszczenie Na plantacji ekologicznej stosowano tylko fungicydy miedziowe, na konwencjonalnej 2 poziomy ochrony fungicydami syntetycznymi: ograniczoną (3-4 zabiegi) i intensywną (6-7). Na rozwój choroby istotny wpływ miały wszystkie badane czynniki, tj. lata badań, system produkcji i wczesność odmian. Warunki termiczno-wilgotnościowe w latach wpłynęły na termin pojawienia się pierwszych objawów zarazy i na jej dalszy rozwój. Najszybciej choroba rozwijała się w systemie m, najwolniej w konwencjonalnym z intensywną ochroną, jednak tempo jej szerzenia się na obu plantacjach zależało od presji patogenu w danym roku. W roku,,niezarazowym rozwój choroby na plantacji ekologicznej był na poziomie zbliżonym do systemu konwencjonalnego, w,,zarazowym różnice były znacznie większe. Choroba rozwijała się najszybciej na odmianach wczesnych, o mniejszej odporności. Plon był ściśle związany z nasileniem zarazy w poszczególnych systemach produkcji. Im szybsze było tempo szerzenia się choroby, tym niższy był plon. Słowa kluczowe: plon, system, system konwencjonalny, zaraza ziemniaka, ziemniak C horobą powodującą największe straty w uprawie ziemniaka jest zaraza, wywoływana przez organizm grzybopodobny Phytophthora infestans (Hirst, Stedman 1960; Oerke i in. 1994; Erwin, Ribeiro 1996). W uprawach konwencjonalnych walka z nią jest o wiele łatwiejsza ze względu na możliwość stosowania syntetycznych fungicydów, podczas gdy w uprawach ch dozwolone są tylko preparaty miedziowe, a i one mogą być stosowane tylko w ograniczonych ilościach. W większości krajów UE obowiązujący limit to 6 kg czystej miedzi na hektar, ale w niektórych obowiązuje całkowity zakaz ich używania, np. w krajach skandynawskich i w Holandii, lub ograniczenie tylko do 3-4 kg, np. w Niemczech czy Szwajcarii (IFOAM 2000, Tamm i in. 2004). Straty plonu wskutek zniszczenia naci przez patogen zależą od czasu i intensywności infekcji. Im wcześniejsze porażenie roślin i lepsze warunki do rozwoju choroby, tym straty są wyższe. Sposobem na uniknięcie bardzo dużych strat i uzyskanie plonu na akceptowalnym poziomie jest stosowanie metod agrotechnicznych, takich jak: uprawa odmian szybko gromadzących plon, tj bardzo wczesnych i wczesnych, podkiełkowywanie i używanie większych sadzeniaków oraz uprawa odmian o wysokiej odporności. Celem pracy była ocena porażenia ziemniaków przez zarazę w uprawie ekologicznej i konwencjonalnej i jej wpływu na wielkość plonu odmian o różnej wczesności i odporności na tę chorobę.

2 9 Metoda badań Badania przeprowadzono w latach w Instytucie Hodowli i Aklimatyzacji Roślin, w centralnej Polsce, na glebie lekkiej o składzie granulometrycznym piasku gliniastego lekkiego. W systemie m stosowano następujący płodozmian: ziemniaki owies + peluszka żyto z wsiewką seradeli łubin na nasiona facelia na nasiona + gorczyca biała jako poplon, a w konwencjonalnym: ziemniaki pszenica jara pszenica ozima łubin. Agrotechnikę stosowaną w obu systemach produkcji podano w tabeli 1. W systemie konwencjonalnym stosowano 2 poziomy ochrony roślin przed zarazą, tj. intensywny, składający się z 6-7 zabiegów, i ograniczony 3-4 zabiegi (tab. 2). Tabela 1 Zabiegi agrotechniczne stosowane w systemie m i konwencjonalnym Zabieg agrotechniczny Nawożenie System obornik 28 t/ha + nawozy zielone Zwalczanie chwastów tylko mechaniczne preparat biologiczny Novodor 2-3 Zwalczanie stonki razy w sezonie System konwencjonalny 4-5 t słomy żytniej na przyoranie + 1 kg azotu mineralnego na 100 kg słomy + poplon ścierniskowy, N 100 kg/ha, P 53 kg/ha, K 150 kg/ha mechaniczne + herbicydy 2 razy w sezonie fungicydy chemiczne 2-3 razy w sezonie Szczegółowy program ochrony przed zarazą ziemniaka w zależności od systemu produkcji i intensywności ochrony Tabela 2 Rok badań System produkcji liczba liczba fungicyd fungicyd aplikacji aplikacji Ekologiczny miedziowy 3 miedziowy 3 Konwencjonalny Ridomil, Altima, Ridomil, Curzate, 3 ochrona ograniczona Altima Ranman, Altima 4 Ridomil, Infinito, Tatoo, Ridomil, Konwencjonalny Acrobat, Infinito, Infinito, Acrobat, 6 ochrona intensywna Curzate, Ranman, Altima, Altima Altima 7 Obserwacje wykonywano w odstępach 7- -dniowych. Ocenę porażenia określano na podstawie tempa szerzenia się choroby, obliczoną jako współczynnik regresji porażenia w czasie. Tempo szerzenia się zarazy obliczono wg wzoru: 1 t t 2 1 [lg e porażenia końcowego - lg e porażenia początkowego], gdzie: t 1 liczba dni od daty zerowej do wystąpienia pierwszych objawów t 2 liczba dni od daty zerowej do daty, kiedy stopień porażenia w kolejnym terminie obserwacji nie jest większy od poprzedniego Uprawiano 10 odmian należących do różnych grup wczesności i o różnej odporności na patogen (tab. 3). Po zbiorze określano

3 10 wielkość plonu z poszczególnych kombinacji. W obliczeniach statystycznych stosowano program ANOVA. Istotność różnic testowano testem T-Studenta. Tabela 3 Grupy wczesności odmian ziemniaka i ich odporność na Phytophthora infestans Grupa wczesności Odporność na zarazę Liczba badanych odmian Bardzo wczesne i wczesne Średnio wczesne Średnio późne i późne Wyniki badań Warunki klimatyczne w okresie wegetacji i terminy wystąpienia pierwszych objawów choroby Lata badań różniły się pod względem warunków termiczno-wilgotnościowych w okresie wegetacji, co zdecydowało o terminie pojawienia się pierwszych objawów choroby. W roku 2010 warunki sprzyjające rozwojowi zarazy ziemniaka wystąpiły dopiero w sierpniu, a w 2011 już w połowie lipca (tab. 4). Termin wystąpienia pierwszych objawów zarazy był zróżnicowany również w zależności od systemu produkcji (tab. 5). Tabela 4 Opady i temperatura powietrza w okresie wegetacji w latach badań (Jadwisin ) Kwiecień Maj Czerwiec Lipiec Sierpień Wrzesień Rok ,8 12,8 166,8 12,0 74,0 16,5 96,7 18,6 105,2 18,5 104,8 11, ,8 9,7 33,1 13,2 44,8 17,5 278,1 17,0 57,1 17,5 18,5 13,7 Tabela 5 Terminy wystąpienia pierwszych objawów chorobyw różnych systemach produkcji System produkcji Rok badań Ekologiczny Konwencjonalny Rozwój zarazy ziemniaka Rozwój zarazy oceniano na podstawie tempa szerzenia się choroby. Jak wynika z tabeli 6, tempo to zależało w sposób istotny od wszystkich badanych czynników, ale największy wpływ miały warunki termiczno-wilgotnościowe w latach badań. Choroba znacznie szybciej szerzyła się w roku 2011; średnio dla systemów produkcji tempo szerzenia się patogenu było ponad 3-krotnie większe niż w System produkcji miał również istotne znaczenie. Średnio dla lat badań zaraza rozwijała się szybciej w systemie m niż w konwencjonalnym, ale różnice między systemami w latach nie były jednakowe. W roku o małej presji patogenu (2010) tempo szerzenia się choroby w obu systemach było zbliżone, szczególnie dotyczyło to systemu ekologicznego i konwencjonalnego z ograniczoną ochroną. W przypadku odmian o wyższej odporności tempo szerzenia się choroby było nawet wolniejsze w systemie m. Porównując jednak system i konwencjonalny, ale z intensywną ochroną, wolniejsze tempo rozwoju choroby odnotowano w systemie konwencjonalnym. Nieco inaczej sytuacja przedstawiała się w roku o sprzyjających warunkach do rozwoju zarazy. Tempo szerzenia się choroby było istotnie szybsze w systemie m. W systemie konwencjonalnym przy różnym poziomie intensywności ochrony różnice były znacznie mniejsze, chociaż statystycznie istotne.

4 11 Wczesność odmian i ich odporność również miały istotne znaczenie. Dotyczyło to jednak tylko grupy odmian najmniej odpornych, tj. bardzo wczesnych i wczesnych. W tej grupie tempo szerzenia się choroby było istotnie większe. Różnice między odmianami średnio wczesnymi i późniejszymi nie były istotne (tab. 6). Tabela 6 Tempo szerzenia się zarazy ziemniaka na plantacji ekologicznej i konwencjonalnej w zależności od intensywności ochrony, wczesności odmian i lat badań Grupa wczesności Rok badań / System produkcji średnio dla odmian B. wczesne i wczesne 0,153 0,144 0,027 0,621 0,346 0,284 0,263 Śr. wczesne 0,142 0,145 0,080 0,555 0,225 0,195 0,224 Śr. późne i późne 0,071 0,110 0,110 0,480 0,258 0,205 0,206 Średnio dla systemu 0,122 0,133 0,072 0,552 0,276 0,228 NIR 0,029 Średnio dla lat 0,109 0,352 NIR 0,020 system konwencjonalny z ograniczoną ochroną system konwencjonalny z ochroną intensywną NIR 0,03 Plon bulw Plon zależał w sposób istotny od wszystkich badanych czynników, tj. systemu produkcji, lat badań i wczesności odmian. W systemie m (średnio z dwóch lat badań) plon wynosił 23,6 t/ha, w systemie konwencjonalnym z ograniczoną ochroną 44,8 t/ha, a w systemie konwencjonalnym z ochroną intensywną 49,1 t/ha. Średnio dla lat badań wyższe plony osiągnięto w roku Różnice plonu w poszczególnych systemach produkcji zależały jednak od lat badań. W m, pomimo różnej presji zarazowej, w obu latach plon był na bardzo zbliżonym poziomie, w konwencjonalnym, a szczególnie z intensywną ochroną, w roku 2011 plon był znacznie wyższy niż w Należy zauważyć, że w roku o małej presji patogenu, tj. 2010, różnica plonu między systemem konwencjonalnym z ograniczoną ochroną a m wynosiła ok. 17 t/ha, a w roku,,zarazowym, tj 2011, aż 24,5 t/ha. Najniższy plon uzyskano w grupie odmian bardzo wczesnych i wczesnych, najwyższy zaś w grupie średnio wczesnych (tab. 7). Zestawiwszy tempo szerzenia się zarazy w poszczególnych systemach produkcji i plon bulw, stwierdzono ścisłą odwrotną zależność, tj. im szybszy rozwój choroby w danym systemie, tym niższy plon. Średnio dla dwóch lat badań największe tempo szerzenia się choroby odnotowano w systemie m i tu plon był najniższy. W systemie konwencjonalnym z intensywną ochroną tempo szerzenia się patogenu było najwolniejsze, a plon największy (rys. 1).

5 12 Grupa wczesności Plon bulw (t/ha) w zależności od systemu produkcji, intensywności ochrony, wczesności odmiany i lat badań Rok badań / System produkcji średnio dla odmian B. wczesne i wczesne 23,3 35,1 39,3 23,1 46,6 51,4 36,5 Śr. wczesne 25,0 43,9 46,6 26,1 50,7 58,6 41,8 Śr.późne i późne 21,0 42,3 45,1 23,3 50,1 53,4 39,2 Średnio dla systemu 23,1 40,4 43,7 24,2 49,1 54,5 NIR 3,0 Średnio dla lat 35,7 42,6 NIR 2,1 system konwencjonalny z ograniczoną ochroną system konwencjonalny z ochroną intensywną Tabela 7 NIR 3,2 Tempo szerzenia się zarazy Plon bulw Rys. 1. Tempo szerzenia się zarazy w zależności od systemu produkcji (średnio dla lat badań i odmian) i plon bulw ( t/ha). Eko system, Konw.1 system konwencjonalny z ograniczoną ochroną, Konw.2 system konwencjonalny z ochroną intensywną Dyskusja Najwięcej problemów w ekologicznej produkcji ziemniaka przysparza zaraza i tej chorobie poświęca się najwięcej miejsca. Plony ziemniaka są tu w największej mierze uzależnione od stopnia jej nasilenia. Według większości badań ograniczone nawożenie roślin jest czynnikiem w znacznie mniejszym stopniu limitującym plon bulw niż rozwój zarazy (Frinckh i in. 2006). Prowadząc przez wiele lat badania nad uprawą ziemniaków w systemie m, można zauważyć, że tutaj zarówno początek porażenia, jak i rozwój Phytophthora infestans jest nieco wolniejszy niż w systemie konwencjonalnym. Jest to ściśle związane z rozwojem części nadziemnej ziemniaka. Zbyt silny jej rozwój (wskutek obfitego zaopatrzenia w azot) wydłuża inicjację bulw i dojrzewanie roślin (Millard, MacKerron 1986; Harris 1992; Marschner 1995). Przedłuża również okres dużej wilgotności w łanie, co sprzyja rozwojowi

6 13 zarazy (Stevenson 1993, Radke i in. 2000, Wright 2002). Pozytywnym efektem słabszego rozwoju roślin w systemie m może być wolniejsze tempo szerzenia się zarazy, gdyż jej rozwój jest uzależniony od mikroklimatu w lanie (Lapwood 1977, Harrison 1995). W otwartym, dobrze wietrzonym łanie, który jest typowy dla niższych roślin, o mniejszej masie nadziemnej, rozwój choroby jest wolniejszy, przynajmniej do czasu jego zwarcia (Fry, Apple 1986). Potwierdzenie tych zależności można znaleźć w naszych badaniach w roku niezarazowym, tj. 2010, kiedy tempo szerzenia się choroby było zbliżone, a niekiedy nawet wolniejsze w systemie m niż w konwencjonalnym. W roku silnej presji patogenu ochrona preparatami miedziowymi nie była wystarczająca i tempo szerzenia się zarazy na plantacji ekologicznej było znacznie szybsze niż na konwencjonalnej. O powodzeniu produkcji ekologicznej ziemniaków decyduje w dużej mierze właściwy dobór odmian (Zarzyńska, Goliszewski 2006; Zarzyńska 2006). Jedną z ważniejszych cech odmian w uprawie ekologicznej jest wysoka odporność na zarazę. Wykorzystanie odporności jest jednym z elementów ochrony plantacji. Według Kapsy (2005) odmiany odporne w stopniu 7-8 (w skali 9- -stopniowej) mogą pozostawać w latach o późnym pojawieniu się zarazy niechronione lub też wystarczająco skuteczna może być ochrona ograniczona. W naszych badaniach stwierdzono wyraźną zależność pomiędzy odpornością odmian a rozwojem choroby. Odmiany z grupy bardzo wczesnych i wczesnych, o niskiej odporności, charakteryzowały się szybszym tempem rozwoju choroby niż odmiany bardziej odporne. Takie zależności potwierdza wielu autorów (Kapsa 2005, Lapwood 1997, Philips i in. 2005). Rozwój zarazy w poszczególnych latach i systemach produkcji miał wpływ na wielkość plonu. W roku 2010 plony były generalnie niższe niż w 2011, pomimo słabszego zagrożenia chorobą. Taka zależność jest powszechnie znana; lata zarazowe to na ogół lata wysokich plonów ziemniaków. Związane jest to głównie z dużą ilością opadów. Przy dostatecznej ochronie plony w takich latach są bardzo wysokie, co potwierdzają nasze badania. W przypadku plantacji ekologicznej spadek plonu w roku zarazowym w stosunku do plantacji konwencjonalnej był znacznie większy niż w niezarazowym, tj Generalnie jednak im większe zagrożenie zarazą, tym mniejszy plon, co również potwierdziły średnie wyniki z dwóch lat badań. Godne podkreślenia jest również to, że plony uzyskiwane z plantacji ekologicznej nie były niższe, a nawet przekraczały w obu latach średni plon krajowy, tj. 17,9 t/ha w roku 2010 i 23,7 w 2011 (dane GUS). Oznacza to, że nawet w roku silnej presji patogenu przy zastosowaniu tylko preparatów miedziowych jest możliwe uzyskanie na plantacji ekologicznej plonów nie odbiegających od średnich krajowych. Podsumowanie Warunki termiczno-wilgotnościowe w latach badań wpłynęły zarówno na termin pojawienia się pierwszych objawów zarazy ziemniaka, jak i na jej rozwój. Tempo szerzenia się choroby na plantacji ekologicznej i konwencjonalnej zależało od presji patogenu. W roku niezarazowym poziom jej rozwoju na plantacji ekologicznej był zbliżony do poziomu w systemie konwencjonalnym, w roku zarazowym różnice te były znacznie większe. Plon był ściśle związany nasileniem zarazy w poszczególnych systemach produkcji. Im szybsze było tempo jej szerzenia się, tym niższy był plon. Na plantacji ekologicznej możliwe jest uzyskanie plonu wielkości średniej krajowej nawet w latach sprzyjających rozwojowi zarazy. Literatura 1. Erwin C. E., Ribeiro O. K Phythophtora diseases worldwide. Am. Phytopath. Soc. St Paul; 2. Frinckh M. R., Schulte-Geldemann E., Bruns C Challenges to organic potato farming: disease and nutrient management. Potato Res. 49: 27-42; DOI /s ; 3. Fry W. E., Apple A. E Disease implications of age related changes in susceptibility of potato foliage to Phytophthora infestans. Am. Potato J. 63: 47-56; 4. Harris P. L The potato crop the scientific basis for improvement. 2 nd edn. Chapman & Hall London; 5. Hirst J. M., Stedman O. J The epidemiology of Phytophthora infestans I. Climate, ecoclimate and the phenology of disease outbreak. Ann. Appl. Biol. 48: ; 6. IFOAM Basic standards for

7 14 organic production and processing. IFOAM, Tholey- Thley; 7. Kapsa J Wykorzystanie odporności odmian w ochronie przed zarazą. Ziemn. Pol. 4: ; 8. Lapwood D. H Factors affecting the field infection of potato tubers of different cultivars by blight (Phytophthora infestans). Ann. Appl. Biol. 85: 23-42; 9. Marscher H Mineral nutrition for higher plants. 2 nd edn. Acad. Press London; 10. Millard P., MacKerron D. K. L The effects of nitrogen application on growth and nitrogen distribution within the potato canopy. Ann. Appl. Biol. 109: ; 11. Oerke E., Dehne H., Schonbeck F., Weber A Crop production and crop protection. Elsevier Amsterdam; 12. Philips S. L., Shaw M. W., Wolfe M. S The effect of potato variety mixture on epidemic of late blight in relation to plot size and level of resistance. Ann. Appl. Biol. 147: ; 13. Radke W., Riekmann W., Brendler F Kartoffel, Krankheiten, Schadlinge, Unkräuter. Verlag Th. Mann, Gelsenkirchen Buer; 14. Rocz. Stat GUS Warszawa; 15. Tamm A. B., Hospers M., Jansens S. R. M., Buurma J. S., Molgaard J. P., Laerke P. E., Hansen H. H., Hermans A., Bodker L., Bertrand C., Lambion J., Finckh M. R., van Lammerts C. E., Ruissen T., Nielsen B. J., Solberg S., Speiser B., Wolfe M.S., Philips S., Wilcoxon S.J., Leifert C Assessment of the socio-economic impact of late blight and state-of the-art management in European organic potato production system. FIBL Raport. Res. Inst. of Organic Agric. FiBL. Frick. Switzerland: 106, www. Orgprints. Org/2936; 16. Wright I Nutrition, Blight and Skin Finish in Early Potato Production- Organic Advisory Service Organic Early Potato Production n Devon. A. HDRA event. Venue Beesands near Kinderbridge, South Devon. Rep. UE project QLK- Ct BLIGHT- MOP. Workshop report; 17. Zarzyńska K., Goliszewski W Rola odmiany w ekologicznej uprawie ziemniaka. J. Res. Appl. Agric. Engin. 51 (2): ; 18. Zarzyńska K Cechy odmian ziemniaka przydatne w uprawie ekologicznej. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 511, cz. I: Sałatka ziemniaczana z serem z odmiany w typie kulinarnym A (sałatkowym) 5 średnich ziemniaków, 4 jajka na twardo, 1 duże jabłko, 15 dag ostrego żółtego sera, 1 główka zielonej sałaty, 1 ogórek konserwowy, 2 łyżeczki musztardy stołowej, sos vinaigrette, pieprz, sól Restauracja Poświętne Płońsk Ziemniaki umyć i ugotować w łupinach, obrać, ostudzić, i pokroić w dużą kostkę. Jajka obrać i pokroić w kostkę. Jabłko umyć i pokroić w kostkę. Ser pokroić na krótkie paski. Sałatę umyć i osączyć. Część liści porozrywać na małe kawałki, a część zostawić do dekoracji. Wszystkie składniki włożyć do miski. polać sosem vinaigrette, dodać musztardę, pieprz i sól do smaku. Delikatnie wymieszać. Sałatkę przełożyć do salaterki, przybrać liśćmi sałaty i ogórkiem pokrojonym w cienkie cząstki (ósemki).