BADANIA NAD NAWOŻENIEM OSTROPESTU PLAMISTEGO (Silybum marianum) Beata Nowakowska Opiekun naukowy dr inż. Wojciech Kozera Koło Naukowe Chemii Rolnej, Opiekun Koła dr inż. Barbara Murawska Wydział Rolniczy, Akademia Techniczno-Rolnicza w Bydgoszczy 1. STRESZCZENIE Na glebie płowej właściwej przeprowadzono doświadczenie polowe, którego celem była ocena wpływu nawożenia makro i mikroelementami na wysokość i skład chemiczny plonu ostropestu. Stwierdzono wzrost plonu owoców w miarę zwiększenia dawki NPK. Największy plon uzyskano stosując dawkę 325 kg NPK*ha -1. Plon wzrastał również po dolistnym zastosowaniu mikroelementów w formie basfoliaru. Skład chemiczny plonu zmieniał się w niewielkim stopniu pod wpływem stosowanego nawożenia. Na wzrost zawartości potasu w owocach ostropestu wpłynęło nawożenie basfoliarem. Natomiast nawożenie dolistne spowodowało nieznaczne obniżenie zawartości tłuszczu i sylimaryny w owocach ostropestu. 2. WSTĘP Ostropest plamisty (Silybum marianum) jest jedną z roślin, która przeszła ze stanu dzikiego w warunki uprawy polowej. Wykorzystywana jest w ziołolecznictwie i farmacji pełniąc funkcje leczniczą odtruwając i regenerując komórki wątroby. Zawarte w nasionach ostropestu związki tłuszczowe i białkowe, olejek eteryczny oraz zespół flawonolignanów zwany sylimaryną sprawiły, że roślina ta jest cennym surowcem wykorzystywanym w ziołolecznictwie [Kozłowski i in. 1975]. Obecnie w uprawie znajduje się około 60 gatunków ziół. Czynnikami, które spowodowały konieczność prowadzenia hodowli roślin zielarskich są: wyczerpywanie się zasobów stanu naturalnego, wymagania dotyczące jakości surowca czy wprowadzenia upraw kontrolowanych. Nie bez znaczenia są też uwarunkowania ekonomiczne towarzyszące produkcji mieszanek ziołowych. Wprowadzenie roślin leczniczych do uprawy polowej spowodowało konieczność prowadzenia badań dotyczących między innymi agrotechniki, zwłaszcza nawożenia, ochrony, mechanizacji oraz hodowli roślin zielarskich [Kozłowski, Hołyńska, 1984]. Doskonalenie uprawy roślin zielarskich możliwe jest przez opracowanie metod uprawy, które będą mogły stworzyć właściwe warunki ich rozwoju, względnie
pozwolić wyhodować odmiany odpowiednie do warunków glebowo-klimatycznych oraz czynników agrotechnicznych. Zakłada się, że cele te można osiągnąć między innymi poprzez kontrolowane nawożenie, które przyczyni się do wzrostu plonu oraz poprawy jego jakości. Należy nadmienić, że w literaturze naukowej niewiele jest informacji dotyczących tego zagadnienia. W związku z powyższym podjęto badania, których celem była ocena wpływu nawożenia makro i mikroelementami na wysokość plonu ostropestu i jego skład chemiczny. 3. MATERIAŁ I METODY Badania przeprowadzono w 2003 roku w oparciu o ścisłe doświadczenie mikropoletkowe. Doświadczenie zostało założone w Stacji Badawczej ATR w Wierzchucinku, miejscowości położonej na północny-zachód od Bydgoszczy, na skraju Pojezierza Krajeńskiego. Poletka doświadczenia zlokalizowano na glebie płowej właściwej wytworzonej z gliny zwałowej i zaliczanej do kompleksu żytniego dobrego. Gleba charakteryzowała się średnią zawartością przyswajalnych form fosforu, potasu, cynku, manganu, molibdenu i boru, a niską zasobnością w miedź i manganu. Doświadczenie polowe wytyczono według metody losowanych podbloków split-plot jako dwuczynnikowe, z czterema replikacjami. Czynnikiem pierwszego rzędu (A) było zróżnicowane nawożenie NPK (n=3), które zastosowano w następujących dawkach i fazach rozwojowych roślin: NPK-1 ( 86kg N + 26 kg P+ 75 kg K ha -1 ) w polifosce 6 przedsiewnie i w saletrze amonowej pogłównie w fazie rozety liściowej. NPK-2 ( 126 kg N + 35 kg P + 100 kg K ha -1 ) w polifosce 6 przedsiewnie i w saletrze amonowej pogłównie w fazie rozety liściowej. NPK-3 ( 166 kg N + 44 kg P + 125 kg K ha -1 ) w polifosce 6 przedsiewnie i w saletrze amonowej pogłównie w fazie rozety liściowej. Czynnikiem drugiego rzędu (B) było zastosowane nawożenie dolistne. Basfoliar 36 Ex stosowano poczynając od fazy rozety liściowej, co dwa tygodnie w ilości 10+10+10 dm 3 ha-1 w 400 dm 3 wody. Na poletkach nie nawożonych mikroelementami stosowano opryskiwanie równoważną ilością wody. Przedmiotem badań była podselekcjonowana populacja ostropestu plamistego (Silybum marianum) uprawianego w kraju [Kaźmierczak, Seidler Łożyskowa, 1997].
Ostropest uprawiano po selerze, w drugim roku po oborniku. Zabiegi uprawowopielęgnacyjne i ochronne przeprowadzono według zaleceń agrotechnicznych dla tej rośliny. Zbioru owoców dokonano dwuetapowo z powierzchni poletka równej 3 m 2. Z uzyskanych prób polowych pobrano średnie próby laboratoryjne, w których po uprzednim zmieleniu i mineralizacji na mokro w kwasie siarkowym oznaczono: zawartość azotu ogólnego metodą Kjeldahla, zawartość fosforu metodą molibdenowo wanadową, zawartość potasu metodą spektroskopii emisyjnej. W zmielonym materiale roślinnym oznaczono: zawartości tłuszczu metodą wagową po ekstrakcji eterowej w aparacie Soxleta, zawartości sylimaryny metodą kolorymetryczną według PN 91/R-87019. Analizę statystyczną wyników przeprowadzono, wykonując obliczenia analizy wariancji dla metody split-plot w układzie doświadczenia dwuczynnikowego; dla oceny istotności różnic wykorzystano test Tukey a przy α =0,05, obliczając odpowiednie różnice graniczne. 4. WYNIKI I DYSKUSJA Kozłowski i Hołyńska [1985], na podstawie wieloletnich badań wskazują, że plon ostropestu plamistego jest w dużym stopniu determinowany czynnikami meteorologicznymi. Na te uwarunkowania wskazuje też Czabajska i in. [1988]. Autorzy Ci wskazują, że w korzystnym dla wegetacji ostropestu plamistego roku uprawy można uzyskać nawet do 2 t owoców, chociaż zwykle plon ten jest znacznie niższy. Średni plon owoców ostropestu w przeprowadzonym doświadczeniu wyniósł 1,86 t ha -1. W roku 2003 roku opady w kwietniu maju i czerwcu były w rejonie badań o około połowę niższe w porównaniu do średniej wieloletniej. Najobfitsze opady wystąpiły w lipcu i wynosiły 106,2 mm przekraczając o 36,6 mm średnią sumę wielolecia dla tego miesiąca. W roku badań odnotowano też w maju i czerwcu niższe niż w wieloleciu temperatury powietrza (tab.2). W tej sytuacji, uwzględniając mniej korzystne dla rozwoju ostropestu warunki wegetacji, można stwierdzić że plon owoców uzyskany w doświadczeniu był stosunkowo wysoki. Należy jednak zauważyć, że plony zebrane w badaniach Kozłowskiego i in. [1985] uzyskano stosując maksymalnie 220 kg NPK ha -1. W badaniach własnych wyraźnie wyższe plony uzyskano, stosując wyższe dawki NPK (261 i 325 kg ha -1 ). W przeprowadzonym doświadczeniu przy dawce podstawowej = 183 kg NPK*ha -1 uzyskano średni plon owoców wynoszący 1,71 t**ha -1. Podwyższenie dawki nawożenia NPK do 261 kg*ha -1 podniosło plon do 1,89 t*ha -1, a po zastosowaniu dawki 325 kg NPK*ha -1 plon owoców wyniósł 1,99 t*ha -1.
Zwiększenie dawek NPK powyżej wielkości 200 kg NPK ha -1 zalecanej w literaturze [Czabajska i wsp. 1988, Kozłowski i Hołyńska 1985, Załęcki, Zdziechowski, 1975] w badaniach własnych przynosiło zatem wyraźny wzrost plonu. Można przypuszczać, że w związku z postępem w hodowli tej rośliny [Kaźmierczak, Seidler Łożyskowa, 1997] celowym jest stosowanie wyższych dawek nawożenia, tym bardziej, że nawożenie NPK nie wykazuje wyraźnego wpływu na skład chemiczny owoców, za wyjątkiem zawartości sylimaryny oraz fosforu i potasu. Średnia zawartość sylimaryny w owocach ostropestu z poletek nawożonych dawką NPK-1 wyniosła 21,28 g*kg -1. Wyższą zawartość sylimaryny oznaczono w owocach z obiektu NPK-2 (21,90 g*kg -1 ), a zawartością najwyższą = 22,28 g*kg -1 charakteryzowały się owoce ostropestu uprawianego na dawce NPK-3. Zmiany w zawartości cennych w owocach badanej rośliny flawonolignanów nie były znaczne (odnotowano wzrost zawartości relatywnie o 4,7%), ale cenne jest, że z wyższym nawożeniem NPK uzyskano wyższy plon o dobrej jakości (tab. 3). Nawożenie NPK nie spowodowało wyraźnych zmian w zawartości azotu w owocach. W wartościach średnich odnotowano w stosunku do zawartości w owocach z obiektu NPK-1 nieco wyższe zawartości azotu w owocach ostropestu z obiektów NPK-2 i NPK-3, ale różnice te mieszczą się w granicach błędu statystycznego. Zawartość fosforu w owocach była w większym stopniu różnicowana nawożeniem NPK. Najwyższą, zawartością fosforu charakteryzowały się owoce z obiektów, na których zastosowano nawożenie NPK-1 (5,5 gp*kg -1 ). Potwierdzoną statystycznie niższą zawartość fosforu oznaczono w owocach ostropestu z obiektu nawożonego dawką NPK-2 (5,2 gp*kg -1 ). Również zawartość potas w plonie ostropestu obniżała się wraz ze zwiększeniem dawki nawożenia NPK. Najwyższą zawartością potasu (7,7 g*kg -1 ) charakteryzowały się owoce z obiektu nawożonego NPK-1. W owocach z obiektów NPK-2 i NPK-3 stwierdzono potwierdzone statystycznie obniżenie zawartości potasu. Nawożenie NPK spowodowało niewielkie różnice w zawartości wapnia w owocach ostropestu na poszczególnych obiektach. W wartościach średnich odnotowano w stosunku do zawartości w owocach z obiektów NPK-1 NPK-2 nieznacznie wyższe zawartości wapnia w owocach z obiektu NPK-3. Na obiekcie nawożonym NPK-3 zaznaczył się spadek zawartości wapnia pod wpływem nawożenia Basfoliarem 36Ex w porównaniu do zawartości z obiektami bez Basfoliaru. Na zawartość sodu w owocach ostropestu nawożenie nie miało wyraźnego wpływu.
Podobnie zawartość tłuszczu była różnicowana w niewielkim stopniu. W wartościach średnich dla obiektów zwiększenie dawek NPK powodowało nie potwierdzony statystycznie wzrost zawartości tłuszczu w owocach. W przeprowadzonych badaniach stwierdzono istotny wzrost wysokości plonu ostropestu po zastosowaniu dolistnym mikroelementów. Okazało się, że zastosowanie trzykrotnego oprysku roztworem wodnym Basfoliaru 36 Ex spowodowało średnio wzrost plonu owoców o 6,7% w stosunku do kontroli nie opryskiwanej mikroelementami. Ponadto nawożenie to spowodowało istotne zwiększenie zawartości potasu i fosforu w owocach, natomiast nieistotne obniżenie zawartości sylimaryny. W owocach ostropestu plamistego, pod wpływem nawożenia Basfoliarem 36 Ex zmniejszała się też zawartość tłuszczu. 5. WNIOSKI 1. W przeprowadzonych badaniach najwyższy plon owoców ostropestu plamistego uzyskano, stosując nawożenie NPK na poziomie 325 kg ha -1. 2. Dolistne stosowanie mikroelementów powoduje wzrost plonu owoców ostropestu a także zwiększenie zawartości potasu i fosforu w plonie. 3. Zastosowane nawożenie w niewielkim stopniu modyfikowało skład chemiczny owoców ostropestu plamistego z wyjątkiem zawartości fosforu i potasu, których zawartość obniża się pod wpływem wyższych dawek NPK. 6. PIŚMIENNICTWO 1. Czabajska W., Kaźmierczak K., Maciołowska Ludowicz E., 1988: Wartość użytkowa jasnych nasion ostropestu plamistego. Wiadomości zielarskie, 4-5, 1 2. 2. Kaźmierczak K., Seidler Łożyskowa K., 1997: Silma polska odmiana ostropestu plamistego ( Silybum marianum L.Gaertn.). Herba Polonica, XLIII, 3, 195 198. 3. Kozłowski J., Hołyńska M., Dedio I., 1975: Ostropest plamisty ( Silybum marianum Gaertn. ) nowa roślina w uprawach zielarskich. Wiadomości zielarskie, 2, 6 8. 4. Kozłowski J., Hołyńska M., 1984: Zmiany zawartości i wydajności sylimaryny oraz plonu owoców ostropestu plamistego ( Silybum marianum Gaertn. ) pod wpływem zróżnicowanego nawożenia i wilgotności w doświadczeniu wazonowym. Herba Polonica, 3 4, 191 197. 5. Kozłowski J., Hołyńska M., 1985: Wpływ nawożenia mineralnego w doświadczeniu polowym na plon owoców ostropestu plamistego (Silybum marianum Gaertn.) oraz na zawartość i wydajność sylimaryny. Herba Polonica, 1 2, 51 59.
6. Załęcki R., Zdziechowski J., 1975: Uprawa produkcyjna ostropestu plamistego ( Sylibum marianum (L.) Gaertn. ). Wiadomości zielarskie, 6, 1 2. Tabela 1. Plon owoców ostropestu [t ha -1, średnie z czterech replikacji] Rok Year 2003 Nawożenie dolistne Foliar fertilization Obiekty nawozowe Fertilization objects NPK1 NPK2 NPK3 Średnia Mean 0 1,64 1,78 1,95 1,79 Basfoliar 36 Ex 1,78 1,93 2,02 1,91 Średnia Mean 1,71 1,86 1,99 1,85 NIR LSD A 0,133 B - 0,116 Tabela 2. Średnia temperatura powietrza oraz suma opadów w okresie wegetacji Wyszczególnienie Specification Średnia temperatura powietrza, C Mean air temperature Średnia wieloletnia temperatura, C Multi-year mean total precipitation Suma opadów, mm Total precipitation Średnia wieloletnia suma opadów, mm Multi-year mean total precipitation Rok Year Miesiąc-Month III IV V VI VII VIII 2003 1,5 6,4 14,4 17,6 19,2 18,4 1949-2002 0,5 7,3 12,9 16,2 17,8 17,4 2003 11,9 18,5 18,1 30,4 106,2 17,7 1949-2002 22,4 26,7 40,5 55,7 69,6 52,3 Tabela 3. Skład chemiczny owoców ostropestu [średnie z czterech replikacji]
Zawartość Content Azot Nitrogen Fosfor Phosphorus Potas Potassium Wapń Sód Tłuszcz Oil Sylimaryna Silymarin Nawożenie dolistne Foliar fertilization Obiekty nawozowe Fertilization objects NPK1 NPK2 NPK3 Średnia Mean 0 24,5 25,0 25,4 25,0 Basfoliar 36 Ex 24,2 24,7 24,4 24,5 Średnia Mean 24,3 24,8 24,9 24,7 0 5,4 4,7 5,3 5,2 Basfoliar 36 Ex 5,5 5,3 5,1 5,3 Średnia Mean 5,5 5,0 5,2 5,2 0 7,4 7,0 7,0 7,1 Basfoliar 36 Ex 8,0 7,6 7,5 7,7 Średnia Mean 7,7 7,3 7,3 7,4 0 5,0 5,0 6,1 5,3 Basfoliar 36 Ex 5,5 5,5 4,5 5,2 Średnia Mean 5,2 5,2 5,3 5,3 0 2,1 2,2 2,1 2,2 Basfoliar 36 Ex 2,1 2,1 2,0 2,1 Średnia Mean 2,1 2,2 2,1 2,1 0 201,2 217,2 202,8 207,1 Basfoliar 36 Ex 205,5 195,3 209,6 203,5 Średnia Mean 203,4 206,3 206,2 205,3 0 21,40 22,70 22,00 22,03 Basfoliar 36 Ex 21,15 21,10 22,55 21,60 Średnia Mean 21,28 21,90 22,28 21,82 NIR LSD A - n.i./n.s. B - n.i./n.s. A 0,4 B 0,2 A B 0,4 B A 0,5 A 0,4 B 0,4 A n.i./n.s. B n.i./n.s. A B 0,5 B A 0,7 A 0,11 B n.i./n.s. A n.i./n.s B n.i./n.s. A B 16,7 B A 20,6 A n.i./n.s B n.i./n.s