dr hab. Irena Suwara Szkoła Główna Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie Wydział Rolnictwa i Biologii Katedra Agronomii 02-776 Warszawa, ul. Nowoursynowska 159 Telefon: 22-5932692 e-mail: irena_suwara@sggw.pl Warszawa, 07.05.2015 RECENZJA pracy doktorskiej mgr inż. Adeli Haliny Maziarek pt. Ocena przydatności biostymulatorów w łagodzeniu stresu monokulturowego na przykładzie pszenicy jarej. Praca wykonana pod kierunkiem prof. dr hab. Danuty Parylak. Recenzję wykonano na zlecenie Rady Wydziału Przyrodniczo-Technologicznego Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu z dnia 21.04.2015 r. oraz Dziekana, prof. dr hab. Adama Szewczuka. 1. Ocena problematyki badawczej pracy Ważnym celem Unii Europejskiej i priorytetem rolnictwa XXI wieku jest rozwój zrównoważony, prowadzący do zaspokojenia potrzeb ludzkich przy uwzględnieniu uwarunkowań środowiskowych. Również w Konstytucji Rzeczypospolitej Polskiej z dnia 2 kwietnia 1997 roku w artykule 5 klasyfikuje się zasadę zrównoważonego rozwoju i zobowiązuje do realizacji tej koncepcji. Rolnictwo zrównoważone ma zapewnić żywność w odpowiedniej ilości i jakości przy ograniczeniu degradacji gleby. Rolnictwo zrównoważone ma więc zatrzymać postępującą degradację środowiska, poprawić efektywność produkcji, zapewnić wzrost gospodarczy i zabezpieczyć potrzeby rozwoju obecnych i przyszłych pokoleń. Bardzo dużą rolę w rolnictwie zrównoważonym odgrywa nawożenie organiczne. Zmiany w rolnictwie w ostatnich latach, szczególnie intensyfikacja i specjalizacja produkcji rolnej spowodowały zmniejszenie stosowania nawozów naturalnych, szczególnie obornika. W efekcie doprowadzi to do zmniejszenia zawartości materii organicznej w glebie i obniżenia produktywności gleby. Dlatego coraz większe znaczenie mają obok nawozów naturalnych, nawozy organiczne, takie jak komposty, słoma czy nawozy zielone. Międzyplony uprawiane na przyoranie stanowią nie tylko źródło materii organicznej i sprzyjają jej reprodukcji, 1
ale mają również duże znaczenie fitosanitarne w płodozmianie. Stosowanie międzyplonów jest bardzo ważne w uproszczonych zmianowaniach i obecnie zalecane. Współcześnie coraz powszechniej stosuje się w rolnictwie biostymulatory roślin, które mają ścisły związek z procesami życiowymi, a ich zadaniem jest usprawnianie intensywności procesów zachodzących w roślinach oraz zwiększanie odporności na niekorzystne warunki ( podwyższanie tolerancji na czynniki stresowe ), takie jak susza, przymrozki, zanieczyszczenia środowiska toksycznymi substancjami, czy też stres po stosowaniu herbicydów. W efekcie końcowym stosowanie biostymulatorów ma prowadzić do wzmocnienia roślin i zwiększenia plonu, przy jednoczesnym wzroście jego jakości. Znaczenie biostymulatorów w rolnictwie obecnie rośnie, gdyż technologie produkcji roślinnej polegające na doskonaleniu tylko uprawy roli, zmianowania czy nawożenia zaczynają napotykać na ograniczenia, które wynikają z braku możliwości wykorzystania potencjału biologicznego danej odmiany hodowlanej. Dlatego też poszukiwane są nowe rozwiązania mające na celu zapewnienie roślinom jak najlepszych warunków do wzrostu i rozwoju. Uważa się, że bardzo dobrym sposobem jest stosowanie biostymulatorów. Biostymulatory definiowane są jako preparaty wspomagające naturalne procesy życiowe roślin oraz zwiększające ich odporność na warunki stresowe. Wykorzystanie naturalnych stymulatorów wzrostu roślin jest bardzo aktualnym kierunkiem w rolnictwie. Użycie substancji przyjaznych środowisku daje możliwość uzyskania wysokich i dobrej jakości plonów przy jednoczesnym ograniczeniu wprowadzania do gleby dużej ilości związków chemicznych. W literaturze najwięcej badań dotyczących stosowania biostymulatorów związane jest z roślinami warzywnymi, sadowniczymi, szkółkami, plantacjami rzepaku i buraków cukrowych. Z tego względu uzasadnionym celem było sprawdzenie działania biostymulatorów jako czynnika łagodzącego stres pszenicy jarej uprawianej w monokulturze. Intensyfikacja produkcji rolniczej wpłynęła niekorzystnie na żyzność gleby. Ponadto niekorzystne warunki biotyczne i abiotyczne występujące w uprawie mogą powodować u roślin silne reakcje stresowe. W związku z tym rolnicy coraz częściej poszukują bezpiecznych i naturalnych sposobów i preparatów, aby poprawić produkcyjność gleby i zabezpieczyć ją przed degradacją. Racjonalne wykorzystanie międzyplonów oraz biostymulatorów stanowi obecnie jeden z podstawowych czynników ochrony środowiska i produktywności gleb. Podjęcie przez Panią mgr inż. Adelę Halinę Maziarek badań dotyczących oceny przydatności biostymulatorów oraz przyorywania międzyplonu ścierniskowego w łagodzeniu 2
stresu monokulturowego dla pszenicy jarej i w poprawie wartości stanowiska oraz produktywności gleby jest w pełni uzasadnione, interesujące i bardzo aktualne. Praca jest próbą kompleksowego podejścia do oceny wpływu stosowania wybranych preparatów oraz wprowadzania do gleby biomasy facelii błękitnej - międzyplonu ścierniskowego na kształtowanie właściwości biologicznych, fizycznych i chemicznych gleby, zachwaszczenie, zdrowotność łanu i plonowanie pszenicy jarej uprawianej w monokulturze oraz cechy jakościowe ziarna. Opracowanie wyników w formie publikacji znacząco poszerzy dorobek naukowy w zakresie stosowania badanych preparatów i wykorzystania międzyplonów. Należy podkreślić, że badania obejmują ważne zagadnienia dla praktyki rolniczej. 2. Formalna ocena rozprawy Rozprawa doktorska Pani mgr inż. Adeli Haliny Maziarek została przedstawiona na 114 stronach tekstu zawierającego 41 tabel i 14 rysunków łącznie z literaturą. Wykaz literatury zawiera aż 376 pozycji piśmiennictwa, w tym około 23% stanowią opracowania obcojęzyczne, a prawie 50% pozycje literatury opublikowane w ostatnim dziesięcioleciu (2005-2014). Pozytywnie oceniam wykorzystanie w dużym stopniu najnowszej literatury. Tytuł pracy jest czytelny i jasny. Treść rozprawy została logicznie i szczegółowo podzielona na rozdziały i podrozdziały wyodrębnione w spisie treści. Układ pracy jest typowy dla rozpraw doktorskich. Dysertacja została przygotowana zgodnie z wymogami stawianymi rozprawom doktorskim. Treści merytoryczne rozprawy przedstawiono w 9 następujących rozdziałach: 1. Wstęp, 2. Przegląd piśmiennictwa, 3. Cel badań, 4. Opis i warunki doświadczenia, 5. Zakres i metodyka badań, 6. Omówienie wyników, 7. Dyskusja, 8. Wnioski, 9. Literatura. Po jednostronicowym wstępie (rozdział 1), w rozdziale drugim na 17 stronach Autorka zaprezentowała przegląd literatury obejmujący siedliskowe i produkcyjne skutki uprawy pszenicy jarej po sobie oraz efektywność zabiegów regeneracyjnych w poprawie warunków siedliskowych i produkcyjności pszenicy jarej uprawianej w monokulturze. Po przeglądzie piśmiennictwa przedstawiono hipotezę i cel pracy, a zasadnicze treści rozprawy zamieszczono w następnych trzech rozdziałach: czwartym - opis i warunki doświadczenia, piątym - zakres i metodyka badań, szóstym - wyniki badań. Doktorantka zaprezentowała w rozdziale siódmym dyskusję, w ósmym wnioski wynikające z przeprowadzonych badań. W pracy zamieszczono streszczenie w języku polskim i angielskim. 3
Poszczególne rozdziały i podrozdziały pracy ściśle się zazębiają i stanowią logiczną całość. Praca doktorska napisana jest poprawnym stylistycznie językiem, a przedstawione w niej zagadnienia zostały omówione wyczerpująco. Całość pracy uzupełnia spis literatury podany w rozdziale dziewiątym. 3. Merytoryczna ocena pracy Doktorantka poprawnie sformułowała hipotezę badawczą i wynikające z niej cele. Natomiast tytuł rozprawy powinien być poszerzony, gdyż w pracy dokonuje się nie tylko oceny wybranych preparatów, ale również przyorywania biomasy facelii - międzyplonu ścierniskowego w ograniczaniu stresu pszenicy jarej uprawianej w monokulturze. Badania były przeprowadzone w latach 2011-2013 na polu doświadczalnym Opolskiego Ośrodka Doradztwa Rolniczego w Łosiowie. Wykorzystano dwa ścisłe doświadczenia: jedno jednoczynnikowe, założone metodą losowanych bloków, w którym porównywano wpływ uprawy pszenicy jarej w płodozmianie (rzepak ozimy pszenica jara jęczmień ozimy) oraz w 3-letniej monokulturze na właściwości gleby, zachwaszczenie i zdrowotność łanu oraz plonowanie i jakość ziarna pszenicy jarej, drugie dwuczynnikowe, założone metodą losowanych podbloków w czterech powtórzeniach, w którym oceniano skuteczność przyorywania biomasy międzyplonu ścierniskowego (facelii błękitnej) oraz stosowania czterech biostymulatorów (Nano-Gro, Asahi SL, PRP EBV i Wuxal Ascofol), jako zabiegów łagodzących uprawę pszenicy jarej w monokulturze. Rozdział Opis i warunki doświadczenia zawiera niezbędne składowe rozprawy naukowej: opis doświadczeń polowych, warunków glebowych i pogodowych w okresie prowadzenia prac polowych oraz krótką charakterystykę zastosowanych biostymularotów. W tym rozdziale brakuje wyjaśnienia, jakie kryterium Doktorantka przyjęła przy wyborze czterech preparatów do oceny (dlaczego te cztery, a nie inne preparaty wybrano do badań?) oraz szczegółowej informacji o dawkach stosowanych preparatów w poszczególnych terminach, co ma nie tylko istotne znaczenie dla praktyki rolniczej, ale i z punktu widzenia ekonomicznych aspektów stosowania tych preparatów. Przy opisie PRP EBV wskazano Mg jako mikroelement, a Mg jest makroelementem. Warunki meteorologiczne w poszczególnych latach badań zostały przedstawione w tabeli i szczegółowo omówione. Jednak wskazane byłoby, aby porównać opady w danych latach do wymagań opadowych pszenicy jarej wg Dzieżyca czy Klatta. 4
Ponadto do oceny warunków wilgotnościowych przydatny byłby wyliczony współczynnik hydrotermiczny wg Sielianinowa. Dostarcza on bowiem cennej informacji o okresach suchych i posusznych i mówi o zabezpieczeniu roślin w wodę podczas wegetacji. W rozdziale tym omówiono również zabiegi agrotechniczne i ich terminy stosowania w uprawie pszenicy jarej. W rozdziale piątym Doktorantka przedstawiła zakres i metodykę badań polowych i laboratoryjnych dotyczących międzyplonu ścierniskowego, pszenicy jarej (plonowania, zachwaszczenia i jej zdrowotności) oraz gleby. Na pochwałę zasługuje podjęcie przez Doktorantkę bardzo szerokiego spektrum badań i analiz, co daje możliwość szerokiego i pełnego wnioskowania. Natomiast wyjaśnienia wymaga sposób, w jaki Autorka oceniała masę korzeni facelii i plon ziarna oraz słomy pszenicy jarej. Należałoby również podać metody badań laboratoryjnych dotyczących analiz roślin (str. 30). Na stronie 31 we wzorze wskaźnika struktury gleby nastąpiła oczywista omyłka pisarska: w mianowniku powinno być o < 0,25mm. Rozdział szósty Omówienie wyników składa się z dwóch podrozdziałów, jednego dotyczącego wpływu następstwa roślin na zmiany siedliska i produktywność pszenicy jarej i drugiego związanego z oceną efektywności przyorywanego międzyplonu ścierniskowego oraz stosowania biostymulatorów w ograniczaniu negatywnych skutków monokulturowej uprawy pszenicy jarej. Wyniki badań w każdym podrozdziale Autorka omawia w rozbiciu na trzy części: właściwości gleby, zachwaszczenie łanu, reakcja pszenicy jarej. Uzyskane wyniki poddano ocenie statystycznej przy pomocy analizy wariacji. Dla porównania różnic między obiektami użyto testu t-studenta. Zastosowane narzędzia statystyczne są dobrze dobrane i pozwalają ocenić wpływ badanych czynników na parametry określone w pracy. Wyniki badań w większości są przedstawione jako średnie z lat 2011-2013 i poprawnie omówione. W podrozdziale 6.2.1 Autorka szczegółowo omówiła plonowanie i wartość nawozową międzyplonu ścierniskowego facelii w poszczególnych latach badań, natomiast w kolejnych podrozdziałach przedstawiła tylko średnie z lat 2011-2013, bez analizy wyników z poszczególnych lat. Należałoby wyjaśnić dlaczego w pracy przedstawiono tylko średnie z lat 2011-2013 bez odniesienia do zróżnicowanej wartości nawozowej międzyplonu i warunków pogodowych w latach badań. Nasuwają się pytania: - Co skłoniło Doktorantkę do takiego przedstawienia wyników?, - Czy działanie badanych czynników w poszczególnych latach było podobne?, - Czy działanie zastosowanych preparatów nie było różnicowane przez warunki pogodowe?. 5
Ponadto uzupełnienia wymagają podpisy pod rysunkami i tytuły tabel, że dane są średnimi z lat 2011-2013. Praca zawiera bardzo duży materiał doświadczalny i nie budzi zastrzeżeń od strony formalnej ani merytorycznej. Zaprezentowane w recenzowanej pracy wyniki badań świadczą, że uprawa pszenicy jarej w 3-letniej monokulturze (krótkotrwałej) na glebie kompleksu pszennego w niewielkim stopniu różnicowała właściwości gleby, natomiast prowadziła do znacznego zwiększenia zachwaszczenia i stopnia porażenia korzeni przez patogeny podstawy źdźbła, a w efekcie końcowym skutkowało to istotnym obniżeniem plonowania pszenicy jarej w porównaniu z pszenicą uprawianą w płodozmianie. Na podstawie badania skuteczności przyorywania międzyplonu ścierniskowego z facelii błękitnej oraz biostymulatorów w ograniczaniu negatywnych skutków uprawy pszenicy jarej w monokulturze można stwierdzić, że działanie biostymulatorów i biomasy facelii było niewielkie w aspekcie siedliskowym, ale korzystne w aspekcie produkcyjnym i zależało od rodzaju użytego preparatu. Autorka wskazuje, że najkorzystniejszym sposobem poprawy plonowania pszenicy jarej uprawianej w monokulturze okazało się coroczne wprowadzanie do gleby biomasy międzyplonu ścierniskowego z facelii oraz oprysk biostymulatorem Asahi SL w fazie krzewienia i liścia flagowego. Doktorantka dowodzi, że żadne zastosowane zabiegi regeneracyjne nie są w stanie zastąpić stosowania zmianowania, które jest najbardziej skutecznym sposobem ograniczania chorób, zachwaszczenia i uzyskania wysokiego plonu o dobrej jakości. Przeprowadzona w pracy dyskusja jest odniesieniem uzyskanych wyników do światowej literatury. Przedstawione wnioski są jednocześnie odpowiedzią na postawiony cel pracy, ale w mojej opinii są zbyt szczegółowe i wymagają pewnych uogólnień. Wnioski jednoznacznie pozwalają stwierdzić, że cel pracy został osiągnięty. 4. Wniosek końcowy Pani mgr inż. Adela Halina Maziarek zrealizowała zarówno poznawczy jak i praktyczny cel dysertacji. Uzyskane wyniki są wartościowe pod względem naukowym i praktycznym, a wykazane braki i wątpliwości są stosunkowo łatwe do dopracowania w toku procesu przygotowywania pracy do druku. Należy podkreślić, że przygotowanie ocenianej rozprawy wymagało bardzo dużego 6
nakładu pracy, gdyż praca zawiera bardzo duży materiał eksperymentalny. Doktorantka wykazała dużą aktywność w realizacji badań i umiejętność w zakresie prac laboratoryjnych i polowych. Stwierdzam, że przedstawiona do oceny praca spełnia wymagania stawiane pracom doktorskim w Ustawie z dnia 14 marca 2003 roku o stopniach naukowych i tytule naukowym oraz stopniach i tytule w zakresie sztuki (Dz. U. Nr 65 poz. 595 z późniejszymi zmianami). W związku z powyższym zwracam się do Rady Wydziału Przyrodniczo-Technologicznego Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu o dopuszczenie Pani mgr inż. Adeli Haliny Maziarek do dalszych etapów przewodu doktorskiego. dr hab. Irena Suwara 7