Szczecin, dnia 29 maja 2015 r. Dr hab. inż. Teodor Kitczak prof. nadzw. Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie Katedra Gleboznawstwa, Łąkarstwa i Chemii Środowiska 71-434 Szczecin, ul. Słowackiego 17 R e c e n z j a pracy doktorskiej mgr Mileny Marii Truby nt.: Wpływ preparatów biologicznych na wartość pokarmową wybranych gatunków traw Recenzję opracowano na zlecenie Wydziału Przyrodniczego Uniwersytetu Przyrodniczo-Humanistycznego w Siedlcach (uchwała nr 19/2013 z dnia 6 luty 2013 r.). Praca doktorska była realizowana w Instytucie Agronomii/Katedrze Łąkarstwa i Kształtowania Terenów Zieleni pod kierunkiem prof. dr hab. Kazimierza Jankowskiego (promotor) oraz dr hab. Beaty Wiśniewskiej-Kadżajan (promotor pomocniczy). 1. Wybór tematu i jego uzasadnienie Mikroorganizmy w glebach stanowi około 85% całej biomasy wszystkich organizmów żyjących w tym środowisku, a około 90% dwutlenku węgla (CO 2 ) powstającego w glebach ma pochodzenie drobnoustrojowe. Dane te świadczą o dużej aktywności metabolicznej i ogromnym znaczeniu mikroorganizmów dla większości procesów zachodzących w środowisku glebowym, z których najważniejszy jest rozkład i mineralizacja materii organicznej (resztki pozbiorowe, obornik i inne nawozy naturalne, komposty, poplony). W procesie tym oprócz mikroorganizmów ważną rolę odgrywa także fauna glebowa (dżdżownice, roztocza), która przyczynia się do rozdrabniania i mieszania materii organicznej z glebą, w wyniku czego ułatwiany jest jej rozkład przez mikroorganizmy glebowe. Rozkład resztek organicznych jest bardzo ważny ze względu na uwalnianie mineralnych form składników odżywczych stanowiących ważne źródło pokarmu dla roślin uprawnych. W wyniku procesów mikrobiologicznej transformacji materii organicznej tworzona jest próchnica glebowa, której zawartość w glebie jest jednym z najważniejszych czynników decydujących o zdolności gleby do magazynowania wody i składników
pokarmowych, a także o fizycznej strukturze (gruzełkowatość, wymiana gazowa) gleby. Drobnoustroje przyczyniają się także do degradacji i detoksykacji rożnych substancji zanieczyszczających gleby (np. ksenobiotyków), ograniczają rozwój szkodników i patogenów roślin oraz bezpośrednio (symbioza, mikoryza) lub pośrednio oddziaływają na wzrost roślin. Rola mikroorganizmów glebowych w kształtowaniu żyzności gleby powoduje, że od dawna prowadzono w wielu krajach badania ukierunkowane na wykorzystywanie rożnych grup pożytecznych drobnoustrojów w praktyce rolniczej. W efekcie tych badań opracowano i wdrożono do produkcji w rożnych krajach liczne biopreparaty, wśród których dominują preparaty wykorzystywane w biologicznej ochronie roślin. Preparaty te zawierają w swoim składzie mikroorganizmy antagonistyczne lub pasożytnicze w stosunku do patogenów i szkodników roślin. Jak podaje Kabaluk i Gazdik (2005) do 2005 roku w krajach członkowskich OECD zarejestrowanych było ponad 210 biologicznych środków ochrony roślin (biopestycydów) opartych na mikroorganizmach. Tak liczna grupa biopreparatów wskazuje, że badania prowadzone w wielu ośrodkach naukowych zakończyły się sukcesem i wdrożeniem do produkcji biopestycydów zawierających różne grupy mikroorganizmów (wirusy, bakterie i grzyby) oraz mikroskopijne nicienie. Warto podkreślić, że rejestracja biologicznych środków ochrony roślin odbywa się na podobnych zasadach jak chemicznych środków ochrony, czyli jest to proces nie tylko rygorystyczny, ale także bardzo kosztowny. Dla praktyki rolniczej dostępne są również, choć w znacznie mniejszej liczbie, preparaty mikrobiologiczne, które są wykorzystywane do stymulowania wzrostu i plonowania niektórych gatunków roślin uprawnych, np. szczepionki zawierające bakterie symbiotyczne roślin bobowatych (motylkowatych) oraz szczepionki stosowane w leśnictwie do mikoryzacji sadzonek w szkółkach drzew. W ostatnim dziesięcioleciu szeroko propagowane są wśród rolników preparaty mikrobiologiczne, reklamowane jako środki poprawiające nie tylko mikrobiologiczne właściwości gleb, ale także ich właściwości chemiczne i fizyczne oraz podnoszące w dużym stopniu plonowanie roślin. W odniesieniu do tych preparatów, a także innych produktów określanych jako środki poprawiające właściwości gleby, rejestrowanych na potrzeby rolnictwa ekologicznego, procedura rejestracyjna jest znacznie bardziej łagodna i nie stawia ona nawet wymogu prowadzenia badań potwierdzających skuteczność rolniczą tych produktów. Wykorzystują to niektórzy producenci lub dystrybutorzy
różnych biopreparatów wprowadzając na rynek w naszym kraju produkty, których efektywność i jakość z mikrobiologicznego punktu widzenia są bardzo wątpliwe. Najbardziej znanym produktem w tej grupie jest preparat pochodzenia japońskiego tzw. Efektywne Mikroorganizmy (EM) i różne jego modyfikacje (EM1, EM5, Ema, EM- Farming). Analiza literatury przedmiotu wskazuje, że za granicą i w Polsce autorzy którzy badali EM-y i inne podobne produkty, zarówno pod względem ich oddziaływania na aktywność biologiczną gleb, jak i na plonowanie roślin (najczęściej upraw polowych), uzyskali na ogół nieistotne efekty badań stosowania produktów. Nieliczne w literaturze są wyniki prac naukowych stosowania preparatów testowanych w uprawie traw, podkreślających ich wpływ na wysokość uzyskiwanego plonu oraz jego jakość. Głównym zadaniem użytków zielonych jest dostarczenie zwierzętom wartościowej i zdrowej paszy, której jakość powinna pokrywać potrzeby zwierząt, wynikające z ich cech gatunkowych, rasy, poziomu wydajności, czy wieku. Oceniając jakość pasz objętościowych przeznaczonych dla przeżuwaczy (szczególnie traw), najważniejszym kryterium jest wartość energetyczno-białkowa. Jakość i wykorzystanie pasz z użytków zielonych zależy od terminu koszenia, czy spasania, strawności składników pokarmowych i koncentracji energii, a także cech fizycznych i organoleptycznych. Im strawność bywa większa, tym pasza krócej zalega w przewodzie pokarmowym zwierząt i zwiększa się jej pobieranie. Wielkość dawki suchej masy i poziom koncentracji energii, to czynniki decydujące o produktywności zwierząt. Pobieranie paszy przez zwierzęta uzależnione jest także od struktury fizycznej paszy i jej smakowitości. Obniżenie jakości zadawanej zwierzętom paszy jest głównym czynnikiem obniżającym ich wydajność produkcyjną np. mleka czy przyrostu masy ciała. Ten czynnik wpływa na opłacalność prowadzonej produkcji. Te przesłanki wskazują, że praktyka rolnicza nie dysponuje jednoznacznymi wynikami naukowymi, co do słuszności stosowania biopreparatów w uprawach rolniczych w tym traw, a to jest moim zdaniem trafnym argumentem wyboru tematu badań przez doktorantkę. Tytuł rozprawy w trafny sposób precyzuje treść pracy. Autorka jasno określa cel pracy, tj. określenie wpływu współdziałania preparatów biologicznych i nawożenia mineralnego, stosowanych w uprawach polowych traw pastewnych oraz ich wpływu na produktywność i wartość paszową.
2. Struktura pracy Praca doktorska mgr Mileny Truby została przygotowana zgodnie z wymogami stawianymi tego typu opracowaniom. Składa się z 6 głównych rozdziałów: wstęp i cele pracy, przegląd piśmiennictwa, materiał i metody badań, wyniki i dyskusja, stwierdzenia i wnioski oraz literatura. Główne rozdziały zostały podzielone na 13 podrozdziałów pierwszego rzędu i 24 podrozdziałów drugiego rzędu. Cała praca liczy 95 stron, w tym 9 rysunków i 26 tabel. 3. Metodyka badań Prezentowane w pracy badania przeprowadzono w latach 2011-2014, z których część eksperymentalną prowadzono na terenie rolniczego obiektu doświadczalnego Uniwersytetu Przyrodniczo-Humanistycznego w Siedlcach, natomiast część kameralną realizowano w Katedrze Łąkarstwa i Kształtowania Terenów Zieleni UPH w Siedlcach. Badania terenowe obejmowały w 2011 roku - założenie doświadczenia dwu czynnikowego, którego czynnikami były w dwa gatunki traw: Dactylis glomerata odmiany Bora i Lolium perenne odmiany Info (wysiewanych w monokulturze) oraz preparaty biologiczne o nazwach handlowych: UGmax, Eko- Użyźniacz i Humus Active Papka stosowane formie czystej i wspólnie z nawozami mineralnymi NPK. W latach pełnego użytkowania (2012-2014) autorka dokonała oceny plonowania roślin, dokonując zbioru trzech pokosów w każdym roku użytkowania. W trakcie zbiorów pokosów pobrano reprezentatywne próby biomasy dla określenia w nich zawartości suchej masy i składników chemicznych. Przed rozpoczęciem badań doktorantka określiła skład chemiczny gleby, na której realizowano doświadczenie oraz podaje charakterystykę testowanych biopreparatów wg danych producentów. Badania kameralne dotyczyły omówienia danych meteorologicznych (dla lat badań) ze Stacji Synoptycznej w Siedlcach, zestawienie, wyliczenie i opracowanie uzyskanych wyników badań oraz na podstawie uzyskanych wyników wyliczyła względną wartość pokarmową (RFV) badanych traw, a uzyskaną paszę, zakwalifikowaną do poszczególnych klas jakościowych, pozwoliło autorce do wyznaczenia docelowych grup żywieniowych zwierząt. W pracy, autorka w oparciu o dostępną literaturę, przedstawia czynniki wpływające na produktywność oraz parametry jakościowe traw użytków zielonych, charakterystykę stosowanych w badaniach gatunków i odmian traw oraz zastosowanych preparatów biologicznych
w uprawie różnych roślin. Informacje na temat stosowanej agrotechniki założenia i prowadzenia doświadczenia są wystarczająco podane. Autorka z dużą dokładnością i szczegółowością, przedstawia zakres i stosowane metody badań eksperymentalnych i statystycznych. Podejście metodologiczne, jak i wybór procedur badawczych są prawidłowe. 4. Dobór i wykorzystanie piśmiennictwa W opracowaniu rozprawy wykorzystano 168 pozycji literatury, w tym obcojęzycznych - 39. Autorka w oparciu o literaturę krajową i zagraniczną, bardzo przekonująco dowodzi trafności i aktualności podjętego tematu rozprawy. Doktorantka na podstawie zgromadzonej literatury przedstawiła w pracy bogaty zakres wiedzy dotyczącej czynników wpływających na plonowanie i jakość uprawianych gatunków traw oraz literaturowy wpływ biopreparatów na rośliny uprawne. Wykaz piśmiennictwa zamieszczony jest na 12 stronach. W zdecydowanej większości jest on prawidłowo zapisany, ale zdarzyły się także niewielkie uchybienia redakcyjne. Przytoczone uwagi mają charakter edytorski i są do uwzględnienia przy przygotowywaniu pracy do druku. 5. Dokumentacja tabelaryczna i graficzna pracy Uzyskane wyniki badań zestawiono w 26 tabelach oraz przedstawiono na 9 rysunkach. Główną dokumentację pracy stanowią dane zawarte w tabelach, które są zestawione prawidłowo i czytelnie. Przedstawione w pracy rysunki (rys. 4-9) są staranne i czytelne, natomiast moim zdaniem wartość osi odciętych powinne być stosowane w pełnym ocenianym zakresie tj. od 0 do, gdyż skracanie zakresu osi niepotrzebnie sugeruje zwiększenie występujące między obiektami różnice. 6. Merytoryczna i formalna ocena pracy Wyniki badań prowadzonych w latach 2012-2014, doktorantka dobrze udokumentowała i przeanalizowała, zarówno dotyczących gatunków traw, jak i stosowanych preparatów z dodatkiem NPK na tle nawożenia NPK i obiektu kontrolnego (bez nawożenia NPK i bez preparatów). Autorka dobrze i zrozumiale interpretuje wpływ badanych czynników na uzyskane wyniki plonowania i jakości uzyskanej biomasy w poszczególnych latach użytkowania. Uzyskane wyniki badań własnych doktorantka poddaje weryfikacji dobrze dobranymi metodami
statystycznym, które dojrzale konfrontuje z osiągnięciami innych autorów zarówno w kraju, jak i zagranicą z zakresu przedmiotu badań w rozdziale wyniki i dyskusja. Świadczy to, że dobrze opanowała warsztat interpretacji uzyskanych wyników oraz ich konfrontacji z wynikami uzyskanymi przez inne osoby zajmujące się tą problematyką badawczą. Moim zdaniem w interpretacji wyników badań autorka, zarówno w przypadku plonów, jaki jakości uzyskanego plonu, zbyt słabo podkreśla niski efekt oddziaływania na badane parametry biopreparatów stosowanych w formie czystej, których wpływ w porównaniu do obiektu kontrolnego był nieistotny. Uzyskane przez doktorantkę wyniki mimo ich, w większości, pozytywnego wpływu na badane parametry w odniesieniu do obiekty kontrolnego, były w tym samym półprzedziale ufności. Uzyskane w pracy wyniki pokrywają się z wynikami podawanymi w literaturze, a jednostronne zachwycanie się ich pozytywną reakcją na rośliny uprawne producentów biopreparatów wymaga dalszych prac badawczych w tym zakresie, o co słusznie postuluje doktorantka we wniosku 10. Bardzo cenna z punktu widzenia naukowego i praktycznego wykorzystania uzyskanych wyników, jest reakcja biopreparatów i nawożenia mineralnego NPK na plonowanie i jakość badanych gatunków traw (które zostały potwierdzone statystycznie - interakcja badanych czynników), a zwiększenie strawności uzyskanej biomasy pozwoliło autorce wskazać przznaczenie określonej jakościowo paszy dla konkretnej grupy zwierząt. Reasumując stwierdzam, że pracochłonne badania, zostały wykonane prawidłowo pod względem metodycznym, a doktorantka by je zrealizować musiała opanować skomplikowana technikę ich prowadzenia i interpretacji. Z przeprowadzonych badań autorka pracy formułuje 10 poprawnie skonstruowanych wniosków, odpowiadających celom postawionym we wstępie pracy. Jednak w świetle uzyskanych wyników badań wniosek 1 uważam za zbyt odważny, gdyż badane biopreparaty przyczyniły się do zwiększenia plonowania badanych gatunków traw ale wzrost ten nie był istotny statystycznie w porównaniu do obiektu kontrolnego. Podawanie charakterystyki biopreparatów we wniosku 2 i 5 uważam za zbędne, gdyż są to charakterystyki producentów, a nie wynikami badań własnych, które zwiększałby wartości poznawcze badanych preparatów.
Lektura pracy nasunęła mi kilka uwag dyskusyjnych i krytycznych: Przy omówieniu wyników badań autorka w całej pracy posługuje się dla zobrazowania danej cechy wartościami przedstawionymi w tabelach, uważam że praca zyskała by na wartości edytorskiej, gdyby niektóre z nich podano w formie różnic bezwzględnych, czy procentowych między porównywanymi obiektami. Niektóre sformułowania omawianych wyników stanowią skróty myślowe oraz stosowany czas wymagają zmiany stylistycznej, np.: str. 40 4 akapit, str. 44 6 akapit. Jednym z trudniejszych elementów.analizy wyników badań są relacje między analizowanymi czynnikami badań, zwłaszcza jeżeli są to doświadczenia trzy czynnikowe (w pracy jako trzeci czynnik badań wprowadzono lata lub pokosy), gdzie występują zależności trzeciego stopnia, to zapewne sprawiło że sformułowania podawane w pracy przez autorkę są mało precyzyjne i będą wymagały ich poprawienia przygotowując pracę do druku. W pracy wystąpiły drobne błędy interpunkcyjne np. brak odstępu między znakami (np. str. 20, 21, 22 ), które łatwo można poprawić przygotowując pracę do druku. Niezależnie od drobnych niedociągnięć edytorskich oraz sugerowanych uwag mających charakter dyskusyjny uważam, że praca doktorska mgr Mileny Marii Truby prezentuje wysoki poziom merytoryczny. Jej wyniki mają nie tylko charakter poznawczy, ale również aplikacyjny. 7. Wniosek końcowy Biorąc pod uwagę przedstawione dane dotyczące oceny formalnej, metodycznej i merytorycznej pracy doktorskiej Pani mgr Mileny Marii Truby nt.: Wpływ preparatów biologicznych na wartość pokarmową wybranych gatunków traw stwierdzam, że rozprawa stanowi interesujące opracowanie naukowe w zakresie wartości i przydatności w uprawach rolniczych występujących na rynku biopreparatów biologicznych. Duża znajomość literatury przedmiotu i opanowanie szerokiej techniki badawczej wskazuje na dobre przygotowanie Pani mgr Mileny Marii Truby do pracy naukowej. W świetle powyższych danych uważam, że praca doktorska wykonana pod kierunkiem prof. dr hab. Kazimierza Jankowskiego (promotor) i dr hab. Beaty Wiśniewskiej-Kadżajan
(promotor pomocniczy) z UPH w Siedlcach spełnia wymogi stawiane przez ustawę o stopniach naukowych i tytule naukowym oraz o stopniach i tytule w zakresie sztuki z dnia 14 marca 2003 r. (z późniejszymi poprawkami) rozprawom doktorskim. W związku z powyższym wnoszę do Wysokiej Rady Wydziału Przyrodniczego Uniwersytetu Przyrodniczo-Humanistycznego w Siedlcach o podjęcie dalszych kroków, mających na celu przeprowadzenie publicznej obrony oraz nadanie mgr Mienie Truba stopnia doktora nauk rolniczych. dr hab. inż. Teodor Kitczak prof. nadzw.