Roczniki Akademii Rolniczej w Poznaniu CCCLXXXIII (2007) WOJCIECH TYKSIŃSKI, ANDRZEJ KOMOSA WPŁYW CHELATÓW ŻELAZA NA PLONOWANIE I ZAWARTOŚĆ ŻELAZA W SAŁACIE SZKLARNIOWEJ Z Katedry Nawożenia Roślin Ogrodniczych Akademii Rolniczej im. Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu ABSTRACT. It was found that the best source of iron for lettuce grown in peat is Fe-DTPA chelate in the doses of 50 and 75 mg Fe dm -3. Chelates Fe-EDTA+DTPA can be used in the dose of 50 mg Fe dm -3. Higher doses of iron in the form of these chelate and all doses of Fe-AM-4 chelate used in the experiment caused a decrease of yield and on lettuce leaves there appeared symptoms indicating chelate excess. Chelate AM-4 can not be used for lettuce grown in peat. Key words: lettuce, iron chelate, yielding, EDTA, DTPA, EDTA+DTPA, AM-4(NH 4 EDTA) Wstęp Odżywianie roślin żelazem stwarza często wiele trudności (Strojny i Nowak 1998). Żelazo Fe +2 jest przyswajalne dla roślin dwuliściennych i nietrawiastych jednoliściennych (Marschner 1986). Jony Fe +2, przechodząc w Fe +3, są znacznie trudniej dostępne dla roślin. Zjawisko uwsteczniania Fe może również zachodzić w podłożach inertnych (Kołota i in. 2006). Uwstecznianiu żelaza sprzyja wysoki poziom ph podłoża (pożywki), nadmiar fosforanów i węglanów w podłożu (Kołota i in. 2006). O stopniu utlenienia żelaza decydują również wilgotność podłoża oraz zawartość dwuwęglanów (Strojny i Nowak 1998). Na dostępność żelaza z chelatów mają także wpływ: stężenie chelatu, temperatura oraz światło (Komosa i in. 2005). Według Wreesmanna (1996) uwstecznianie żelaza można ograniczyć, stosując do nawożenia formy chelatowe, które dobrze rozpuszczają się w wodzie i mają niską stałą dysocjacji. Strojny i Nowak (1998) stwierdzili, że formy chelatowe są znacznie skuteczniejsze w nawożeniu niż forma mineralna żelaza. Celem pracy było porównanie wpływu kilku chelatów żelaza na plonowanie sałaty i stan jej odżywienia tym mikroskładnikiem. Rocz. AR Pozn. CCCLXXXIII, Ogrodn. 41: 637-641 Wydawnictwo Akademii Rolniczej im. Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu, Poznań 2007 PL ISSN 0137-1738
638 W. Tyksiński, A. Komosa Materiał i metody Doświadczenie wiosenne przeprowadzono w 2005 i 2006 roku. Doświadczenie w 2006 roku było powtórzeniem doświadczenia z 2005 roku. W 2005 roku nasiona sałaty odmiany Michalina wysiano punktowo w dniu 21 marca do skrzynek z torfem wysokim (Litwa), zwapnowanym tydzień wcześniej CaCO 3 w ilości 5,0 g dm -3 i wzbogaconym Azofoską w ilości 1,5 g dm -3 torfu. 31 marca pojemniki (6 dm 3 ) napełniono torfem wysokim (Litwa) z dodatkiem 45 g CaCO 3 (7,5 g CaCO 3 dm -3 ). Dawkę CaCO 3 ustalono na podstawie krzywej neutralizacji. 12 kwietnia zastosowano makro- i mikroskładniki w postaci roztworów soli, uzupełniając zawartość do poziomów (mg dm -3 ): N 180, P 140, K 220, Mn 20, Zn 20, Cu 5, B 1,0, Mo 1,0. Zawartość pozostałych makroskładników w torfie po zwapnowaniu była wystarczająca: Ca 2045, Mg 160, S-SO 4 25. Zawartość żelaza w torfie po zwapnowaniu wynosiła 20 mg dm -3. Założono poziomy Fe (mg dm -3 ): 20 (kontrola), 50, 75, 100 i 125. Żelazo zastosowano w postaci: 1) Fe-DTPA (6,3% Fe), 2) Fe-EDTA+DTPA (8% Fe), 3) Fe-AM-4(NH 4 EDTA) (11% Fe). Rozsadę sałaty wysadzono do pojemników 14 kwietnia. W trakcie wegetacji rośliny podlewano do 70% pojemności wodnej torfu, oznaczonej za pomocą cylindrów Wahnschaffego. Każda kombinacja składała się z pięciu powtórzeń; powtórzenie stanowił pojemnik z czterema roślinami sałaty. Kontrola była wspólna dla całego doświadczenia. W dniu 16 maja sałatę ścinano, ważono, wysuszono w suszarce wyciągowej i zhomogenizowano. Pobrano także średnie próby torfu do analiz chemicznych. Przeprowadzono następujące analizy chemiczne po zakończeniu doświadczeń wiosennych 2005 i 2006 roku: 1) analizy podłoży: w średnich próbach torfu oznaczono metodą uniwersalną zawartość makroskładników i żelaza, ph w H 2 O i EC konduktometrycznie, 2) analizy materiału roślinnego: zawartość żelaza oznaczono metodą ASA po mineralizacji, na mokro w mieszaninie kwasów HNO 3 i HClO 4 w stosunku 3:1. Wyniki Plonowanie sałaty oraz objawy nadmiaru chelatów Średnie plony świeżej masy sałaty, uprawianej wiosną 2005 i 2006 roku, przedstawiono w tabeli 1. Ze względu na duże różnice w plonach między poszczególnymi obiektami obliczenia statystyczne przeprowadzono oddzielnie dla każdego chelatu. Fe-DTPA 6,3. Plony uzyskane po zastosowaniu Fe na poziomach 50, 75 i 100 mg nie różniły się istotnie; nie różniły się też od plonów uzyskanych w kombinacji kontrolnej. Plony uzyskane po zastosowaniu dawki 125 mg Fe dm -3 spowodowały istotne zmniejszenie plonu w stosunku do dawki Fe 75 mg dm -3. Na sałacie w kombinacjach 100 i 125 mg Fe dm -3 stwierdzono brązowe, nekrotyczne plamy na liściach. Na niektórych roślinach pojawiła się marmurkowata chloroza.
Wpływ chelatów żelaza na plonowanie i zawartość żelaza... 639 Tabela 1 Wpływ chelatów żelazowych na plon świeżej masy sałaty (g pojemnik -1 ; średnie dla 2005 i 2006 roku) The effect of iron chelates on the yield of lettuce fresh matter (g container -1 ; mean values for 2005 and 2006) Poziom Fe Fe level Chelat Chelate (mg dm -3 ) Fe-DPTA Fe-EDTA+DTPA Fe-AM-4 Kontrola 20 Control 20 419,3 419,3 419,3 50 431,0 345,8 279,2 75 452,0 254,1 45,5 100 362,0 211,3 17,1 125 348,6 76,0 9,3 NIR α = 0,05 LSD α = 0.05 95,0 132,1 53,5 Fe-EDTA+DTPA. W miarę zwiększania dawek chelatu następowała redukcja plonu, istotna od dawki 75 mg Fe dm -3. Sałata w kombinacji kontrolnej i w kombinacji z dawką 50 mg Fe dm -3 była zdrowa, bez żadnych objawów. W kombinacji 75 mg Fe dm -3 były widoczne nekrotyczne plamki na powierzchni całych liści, przechodzące w nekrotyczne plamki koloru szarobrązowego. Objawy te nasilały się na sałacie w kombinacji 100 i 125 mg Fe dm -3. Fe-AM-4. Wraz ze zwiększaniem dawek chelatu obserwowano bardzo wyraźną redukcję plonu. Na najniższym poziomie Fe, tj. 50 mg dm -3, rośliny były zdrowe, bez jakichkolwiek objawów, ale plon był istotnie mniejszy niż w kontroli. Na roślinach w kombinacjach 75, 100 i 125 mg Fe dm -3 wystąpiły objawy nadmiaru chelatu, podobnie jak na chelacie poprzednim. Zawartość żelaza w liściach sałaty Zawartość żelaza przedstawiono w tabeli 2. Średnie zawartości Fe dla badanych chelatów różniły się. Średnie dla chelatów Fe-EDTA+DTPA i Fe-AM-4 były zbliżone, istotnie większe od średniej dla chelatu Fe-DTPA. Porównując zawartość Fe w liściach sałaty, uprawianej na rosnących poziomach Fe, niezależnie od chelatu, stwierdzono, że najmniejsza była zawartość Fe w kombinacji kontrolnej. Każdemu większemu poziomowi Fe odpowiadał wzrost zawartości żelaza. Średnie dla poziomów Fe 75, 100 i 125 mg dm -3 były istotnie większe niż w kombinacji kontrolnej.
640 W. Tyksiński, A. Komosa Tabela 2 Zawartość żelaza w liściach sałaty (mg kg -1 s.m.; wartości średnie dla doświadczeń 2005 i 2006 roku) The iron content in lettuce leaves (mg kg -1 d.m.; mean values for experiments 2005 and 2006) Poziom Fe Chelat Chelate Fe level (mg dm -3 ) Fe-DPTA Fe-EDTA+DTPA Fe-AM-4 x dla poziomów Fe x for Fe levels Kontrola 20 Control 20 84,26 84,26 84,26 84,26 50 100,86 101,26 82,26 94,85 75 116,83 118,65 148,29 127,92 100 124,20 202,64 199,79 175,54 125 158,55 193,13 206,63 186,10 NIR α = 0,05 LSD α = 0.05 24,72 11,05 x dla chelatów x for chelates 116,94 139,99 144,25 NIR α = 0,05 LSD α = 0.05 14,27 Dyskusja Chelat żelaza Fe-DTPA, stosowany w zakresie dawek żelaza 50-125 mg Fe dm -3 torfu, nie spowodował istotnych różnic w plonowaniu sałaty. Pozostałe chelaty, tj. Fe- EDTA+DTPA w dawkach 75-125 mg Fe dm -3 torfu i Fe-AM-4 w dawkach 50-125 mg Fe dm -3 torfu, spowodowały wystąpienie objawów nadmiaru chelatów oraz istotne zmniejszenie plonów. W pracy Kołoty i in. (2006) badano nawozy chelatowe z tymi samymi nośnikami. Chelaty charakteryzowały się zbliżoną przydatnością jako źródło żelaza dla pomidora szklarniowego. Nie stwierdzono istotnego zróżnicowania plonu w wyniku stosowania chelatów. Stosowano je jednak w uprawie hydroponicznej pomidora (wełna mineralna), w małych stężeniach. Chelaty żelazowe istotnie wpłynęły na zawartość żelaza w liściach pomidora szklarniowego (Kołota i in. 2006). Tę samą prawidłowość stwierdzono w omawianej pracy. W pracy Tyksińskiego (1990) wykazano, że największy plon sałaty, uprawianej w torfie, uzyskano po zastosowaniu 300 mg Fe dm -3 (w torfie było 187 mg Fe dm -3 ). W innej pracy Tyksiński (1992) stwierdził, że dawka żelaza 900 mg dm -3 torfu nie wpłynęła na zmniejszenie plonu sałaty, ani na wystąpienie objawów nadmiaru żelaza w sałacie. Dawki żelaza zastosowane w omawianej pracy (50-125 mg Fe dm -3 torfu) nie mogły wpłynąć ani na wystąpienie objawów nadmiaru żelaza ani na zmniejszenie plonu. Były one spowodowane nośnikami. Dalsze badania, prowadzone jesienią 2005 i 2006 roku, z działaniem następczym chelatów żelaza potwierdziły tę tezę.
Wpływ chelatów żelaza na plonowanie i zawartość żelaza... 641 Wnioski 1. Najlepszym źródłem żelaza dla sałaty uprawianej w torfie okazał się chelat Fe-DTPA. Można go zastosować w dawkach odpowiadających 50 i 75 mg Fe dm -3. 2. Chelat Fe-EDTA+DTPA można zastosować w dawce 50 mg Fe dm -3. Większe dawki żelaza w postaci tego chelatu oraz wszystkie dawki chelatu Fe-AM-4 spowodowały zmniejszenie plonu oraz wystąpienie na liściach objawów nadmiaru chelatu. 3. Zwiększaniu dawek żelaza w postaci chelatów odpowiadał wzrost zawartości tego mikroskładnika w sałacie. Literatura Kołota E., Komosa A., Chochura P. (2006): Wpływ chelatów żelazowych Librel Fe-DP7, Pionier Fe 13 i Top 12 na plonowanie pomidora szklarniowego uprawianego w wełnie mineralnej. Acta Agrophys. 7, 3: 599-609. Komosa A., Chochura P., Roszyk J. (2005): Wpływ temperatury i czasu użytkowania pożywki na zawartość żelaza dostępnego w chelatach żelazowych. Zesz. Nauk. AR Wroc. 515, Roln. 86: 259-265. Marshner H. (1986): Mineral nutrition in higher plants. Academic Press, London. Strojny Z., Nowak J. (1998): Skuteczność nawożenia żelazem surfinii i maranty w zależności od formy nawozu. W: Mater. VI Konf. Nauk. Efektywność stosowania nawozów w uprawach ogrodniczych. 8-9 czerwca Lublin: 152-155. Tyksiński W. (1990): Reakcja sałaty szklarniowej na zróżnicowane nawożenie mikroskładnikami. Cz. A. Nawożenie mikroskładnikami sałaty uprawianej w różnych podłożach. Biul. Warzywn. Supl. Inst. Warzywn., Skierniewice: 185-200. Tyksiński W. (1992): Reakcja sałaty szklarniowej na zróżnicowane nawożenie mikroelementami. Rocz. AR Pozn. Rozpr. Nauk. 233: 18-20. Wreesmann C. (1996): Chelated micronutrients for soilless culture. W: Proceedings of the 9th International Congress on Soilless Culture. St. Helier, 12-19 April, Jersey: 559-572. THE EFFECT OF IRON CHELATES ON THE YIELDING AND IRON CONTENT IN GREENHOUSE LETTUCE Summary The experiments carried out in spring 2005 and 2006 investigated the effect of Fe-DTPA, Fe- EDTA+DTPA and Fe-AM-4 chelates on the yielding of lettuce and the content of iron in lettuce leaves. Fe levels of the applied chelates were the following: 20 (Control), 50, 75, 100 and 125 mg Fe dm -3 peat. After the application of the above Fe levels, lettuce yields in chelate Fe-DTPA did not differ. Application of the levels 75-125 mg Fe in chelate Fe-EDTA+DTPA significantly decreased the yields and influenced the plants, symptoms indicating chelate excess appeared. After the application of all Fe levels (except for control), in chelate Fe-AM-4, the yields showed further reductions and the symptoms of chelate excess became still more intensive.