WPŁYW ILOŚCI WYSIEWU NA PLONOWANIE ORAZ WIELKOŚĆ POWIERZCHNI ASYMILACYJNEJ WYBRANYCH ODMIAN BOBIKU

ZESZYTY PROBLEMOWE POSTĘPÓW NAUK ROLNICZYCH 2007 z. 522: 263-270 WPŁYW ILOŚCI WYSIEWU NA PLONOWANIE ORAZ WIELKOŚĆ POWIERZCHNI ASYMILACYJNEJ WYBRANYCH ODMIAN BOBIKU Bogdan Kulig, ElŜbieta Pisulewska, Aleksandra Sajdak Katedra Szczegółowej Uprawy Roślin, Akademia Rolnicza im. H. Kołłątaja w Krakowie Wstęp Spośród wysokobiałkowych roślin strączkowych bobik cechuje się duŝym potencjałem plonowania. Przy poprawnej agrotechnice plonuje w przedziale od 3 do 6 t nasion z ha, a zawartość białka w nasionach mieści się w zakresie 26-32%. Plon nasion nie zaleŝy jednak tylko od wytworzonej biomasy, lecz jest modyfikowany warunkami zewnętrznymi wpływającymi na zawiązywanie i rozwój organów generatywnych oraz dystrybucję asymilatów [KULIG 2004]. DuŜe zagęszczenie roślin bobiku w łanie powoduje zwiększenie konkurencji między organami wegetatywnymi i generatywnymi rośliny i nie zawsze prowadzi do zwiększenia plonu nasion [DAY i in. 1979]. Ponadto w gęstych łanach i wąskich rzędach panują lepsze warunki do rozwoju chorób grzybowych [NADOLNIK i in. 2000; śuk-gołaszewska i in. 1997]. Niskonakładowe technologie produkcji nasion roślin strączkowych zakładają obniŝenie ilości wysiewu oraz zmniejszenie zuŝycia pestycydów [BOROWIECKI i in. 1997; KSIĘśAK i in. 1997]. Koszt materiału siewnego bobiku jest duŝym wydatkiem dla rolnika, szczególnie odnosi się to do odmian samokończących, które zaleca się wysiewać w większej ilości [KOTECKI 1992; BOROWIECKI i in. 1997; BOBRECKA-JAMRO, PAŁKA 1998; KULIG 2000]. MoŜe on być częściowo zmniejszany przez wykorzystanie odmian o mniejszych nasionach, jednak rozmiar nasion wykazuje dodatnią korelację z plonem, a taka współzaleŝność limituje hodowlę odmian drobnonasiennych [DUC 1997]. Celem niniejszej pracy było określenie wpływu ilości wysiewu zróŝnicowanych morfologicznie odmian bobiku na ich plonowanie, wielkość powierzchni asymilacyjnej oraz waŝniejsze cechy morfologiczne. Materiał i metody Doświadczenia polowe przeprowadzono w latach 1999-2001 w Stacji Doświadczalnej w Prusach na czarnoziemie zdegradowanym (I klasa bonitacyjna, kompleks pszenny bardzo dobry). Doświadczenie dwuczynnikowe zakładano metodą split-plot w 4 powtórzeniach. Obiekty pierwszego czynnika stanowiły odmiany bobiku: Titus (ze szczytowym kwiatostanem) oraz Nadwiślański i Kodam (tradycyjne). Drugim czynnikiem była ilość wysiewu,

264 B. Kulig, E. Pisulewska, A. Sajdak która dla odmiany samokończącej wynosiła 40 i 60, a dla odmian tradycyjnych 30 i 50 nasion na m 2. Powierzchnia poletka wynosiła 10 m 2. Przedplonem była pszenica jara. NawoŜenie przedsiewne wynosiło 35 kg P i 100 kg K na ha. Nie stosowano nawoŝenia azotem. Przed siewem nasiona bobiku zaprawiano przeciwko patogenom grzybowym zaprawą Funaben T. Siew bobiku przypadał w zaleŝności od roku między 26 III a 11 IV, a zbiór między 17 a 31 VIII. W czasie wegetacji zwalczano środkami chemicznymi chwasty, szkodniki i choroby. Pomiar powierzchni asymilacyjnej (LAI) oraz pochłaniania promieniowania fotosyntetycznie czynnego (PAR) przez łan bobiku wykonano aparatem SunScan Canopy Analysis System (Delta-T) w czterech terminach: 25 maja (BBCH 33-35), 14 czerwca (BBCH 63-65) oraz 6 lipca (BBCH 70-72) i 21 lipca (BBCH 73-76). Pomiary PAR i LAI wykonano na kaŝdym poletku w 4 powtórzeniach, a cech morfologicznych na 10 losowo pobranych roślinach z kaŝdego poletka. Plon nasion przeliczono uwzględniając zawartość 85% suchej masy. Warunki klimatyczne w poszczególnych sezonach wegetacyjnych modyfikowały wielkość plonu nasion oraz wartości cech biometrycznych. W 1999 roku mała ilość opadów w marcu oraz w pierwszej i drugiej dekadzie kwietnia spowodowały znaczne ograniczenie wschodów bobiku. Niska obsada sprzyjała rozgałęzianiu się pędów. W 2000 roku w drugiej i trzeciej dekadzie kwietnia zanotowano równieŝ niewielką ilość opadów (4,2 mm), natomiast w 2001 roku w okresie wschodów wystąpił nadmiar opadów, co przyczyniło się do poraŝenia systemu korzeniowego siewek kompleksem chorób grzybowych i wypadania roślin z łanu. Znaczny nadmiar opadów wystąpił w czerwcu 1999 oraz w lipcu 2000 i 2001 roku. Wyniki i dyskusja Plon nasion bobiku kształtował się w zakresie 3,52-5,51 t ha -1 (tab. 1). Spośród badanych odmian bobiku najlepiej plonowała odmiana Kodam, natomiast najkorzystniejsze warunki dla rozwoju i plonowania bobiku wystąpiły w 2001 r., co odzwierciedliło się równomiernym i wysokim plonowaniem wszystkich odmian (średnio 5,32 t ha -1 ). ObniŜona ilość wysiewu we wszystkich latach wpływała istotnie na spadek uzyskanego plonu nasion, a róŝnice w plonach wynosiły nawet 1,07 t ha -1 (w 2000 r.). DAY i in. [1979] udowodnili, Ŝe zwiększenie liczby roślin bobiku od 9 do 98 sztuk na 1 m 2 daje przyrost plonu zaledwie w zakresie 3,38 4,44 t ha -1, poniewaŝ w bardzo rzadkim łanie rośliny wykształciły po 93,4 nasion, natomiast tylko 10,3 przy największym zagęszczeniu. Niemniej jednak średni poziom plonu nasion był zadowalający zarówno przy niŝszej, jak i przy wyŝszej ilości wysiewu. NADOLNIK i in. [2000] oraz śuk-gołaszewska i in. [1997] wykazały mniejszą tendencje do poraŝania strąków przez choroby grzybowe przy obniŝonej ilości wysiewu. Tradycyjna odmiana Nadwiślański w mniejszym stopniu niŝ pozostałe odmiany reagowała zmniejszeniem plonu wraz ze zmniejszeniem ilości wysiewu (rys. 1). Potwierdzają to wyniki badań ZAJĄCA [1998], w których wraz ze stopniowym zmniejszeniem ilości wysiewanych nasion (60, 30 i 20), odmiana Nadwiślański reagowała stosunkowo małym spadkiem plonu nasion, odpowiednio: 5,20; 4,96 i 4,51 t ha -1. NiŜsze jej średnie plony w niniejszych badaniach były bezpośrednio spowodowane mniejszą rzeczywistą obsadą roślin w porównaniu do odmian Kodam i Titus, natomiast większe wartości pozostałych elementów struktury plonu nie były w stanie

WPŁYW ILOŚCI WYSIEWU NA PLONOWANIE ORAZ WIELKOŚĆ... 265 skompensować jej wpływu (tab. 2). Odmiana Titus charakteryzowała się znacznie mniejszą wysokością roślin, długością części owocującej łodygi, mniejszą liczbą strąków na roślinie oraz nasion w strąku, jak równieŝ wyŝej w porównaniu do odmian tradycyjnych osadzała pierwsze piętro strąków. Plon nasion bobiku w zaleŝności od badanych czynników Yield of field bean seeds as dependent on investigated factors Odmiany (I) i ilość wysiewu (II) Cultivars and sowing rate Lata; Years 1999 2000 2001 Tabela 1; Table 1 Średnio Mean Kodam 4,77 4,79 5,51 5,02 Nadwiślański 4,30 3,52 5,21 4,34 Titus 3,86 5,14 5,23 4,75 NIR dla I; LSD for I 0,195 0,891 0,629 0,425 30/40* 4,04 3,95 4,86 4,285 50/60 4,58 5,02 5,77 5,121 NIR dla II; LSD for II 0,159 0,727 0,576 0,347 Średnio; Mean 4,31 4,48 5,32 - * ilość wysiew szt. m -2 dla odmian tradycyjnych/dla odmiany samokończącej; sowing rate seeds per m 2 for indeterminated cultivars/for determinated cultivar ( t. ha -1 ) 6 5 4 3 2 1 0 Kodam Nadwiślański Titus odmiany; cultivars 30/40 50/60 ilość wysiewu; sowing rate Rys. 1. Fig. 1. Współdziałanie odmian i ilości wysiewu w kształtowaniu plonu nasion bobiku Interaction between cultivars and sowing rate in forming the yield of field bean seeds

266 B. Kulig, E. Pisulewska, A. Sajdak Tabela 2; Table 2 Wartości wybranych cech morfologicznych bobiku w zaleŝności od odmiany i ilości wysiewu Values of selected morphological features of field bean dependent on the cultivars and sowing rate Odmiany (I) i ilość wysiewu (II) Cultivars (I) and sowing rate (II) A B C D E F G Kodam 37,7 11,3 121 2,9 469 37,9 70,1 Nadwiślański 30,3 10,9 131 2,95 463 39,9 66,5 Titus 46,3 9,27 96 2,48 466 52 45,4 NIR dla I; LSD for I 4,70 r.n.; n.s. 6,11 0,26 r.n.; n.s. 3.76 4,48 30/40* 34,3 11,2 116 2,72 462 42,1 61,6 50/60 41,9 9,75 116 2,83 470 44,4 60,0 NIR dla II; LSD for II 3,84 r.n.; n.s. r.n.; n.s. r.n.; n.s. r.n.; n.s. r.n.; n.s. r.n.; n.s. Średnio; Mean 38,1 10,5 116 2,78 466 43,3 60,8 * jak w tabeli 1; as in Table 1 A obsada roślin (szt. m -2 ); plant density (plants m -2 ) B liczba strąków na roślinie; number of pods per plant C wysokość roślin (cm); plant height (cm) D liczba nasion w strąku; number of seeds per pod E masa 1000 nasion (g); weight of 1000 seeds (g) F wysokość pierwszego strąka (cm); height of first pod location (cm) G długość cześci owocującej łodygi (cm); lenght of fruiting part of shoot (cm) Tabela 3; Table 3 Wielkość indeksu powierzchni liściowej (LAI) oraz ilość pochłanianego PAR przez łan bobiku w 2000 r. Values of leaf area index (LAI) and the amount of intercepted PAR by field bean canopy in 2000 Data Date Odmiany i ilość wysiewu (szt. m -2 ); Cultivars and sowing rate (seed m -2 ) Kodam Nadwiślański Titus 30 50 _ 30 50 _ 40 60 _ LAI (m 2 m -2 ) 25 V 0,75 1,15 0,95 0,74 0,80 0,77 1,03 1,51 1,28 14 VI 2,93 4,80 3,86 3,10 3,38 3,24 5,02 5,82 5,43 6 VII 5,64 7,77 6,71 4,38 5,36 4,86 5,32 5,65 5,49 21 VII 4,05 5,70 4,88 4,85 4,94 4,89 3,59 3,68 3,63 _ 3,41 4,85-3,27 3,61-3,74 4,16 - PAR (%) 25 V 35,0 48,0 41,5 34,5 37,0 35,7 44,5 55,5 50,0 14 VI 78,5 93,5 86,0 64,5 84,5 74,5 93,0 95,5 94,2 6 VII 98,0 99,5 98,7 86,5 96,5 91,5 98,0 96,0 97,0 21 VII 85,0 98,0 91,5 94,5 95,0 94,8 90,0 94,5 92,2 _ 74,1 84,7-70,0 78,3-81,4 85,4 - Tabela 4; Table 4

WPŁYW ILOŚCI WYSIEWU NA PLONOWANIE ORAZ WIELKOŚĆ... 267 Wielkość indeksu powierzchni liściowej (LAI) oraz ilość pochłanianego PAR przez łan bobiku w 2001 r. Values of leaf area index (LAI) and the amount of intercepted PAR by field bean canopy in 2001 Data Date Odmiany i ilość wysiewu (szt. m -2 ); Cultivars and sowing rate (seed m -2 ) Kodam Nadwiślański Titus 30 50 _ 30 50 _ 40 60 _ LAI (m 2 m -2 ) 25 V 1,25 1,75 1,50 1,10 1,15 1,13 1,35 2,15 1,75 14 VI 5,20 7,20 6,20 5,15 6,99 6,07 5,15 7,15 6,15 6 VII 5,75 7,30 6,53 6,00 7,90 6,95 6,53 6,03 6,28 21 VII 4,05 5,70 4,88 4,35 6,45 5,40 4,30 3,68 3,99 _ 4,06 5,49-4,15 5,62-4,33 4,75 - PAR (%) 25 V 55,5 64,5 60,0 48,0 56,5 52,3 59,5 71,0 65,3 14 VI 94,9 99,1 96,9 94,9 73,8 84,4 94,9 98,4 96,7 6 VII 97,0 99,0 98,0 98,0 99,0 98,5 98,0 99,0 98,5 21 VII 85,0 98,0 91,5 95,0 98,0 96,5 87,0 94,5 90,8 _ 83,1 90,1-83,9 81,8-84,6 90,7 - W latach 2000-2001 wykonano czterokrotny pomiar powierzchni asymilacyjnej (LAI) oraz ilości PAR pochłanianego przez łan bobiku. Uzyskane wyniki przedstawiono w tabelach 3 i 4. Z wielkością powierzchni asymilacyjnej związana jest ilość pochłanianego przez łan bobiku promieniowania fotosyntetycznie czynnego. Wartości te wahały się od 35% przy wielkości LAI wynoszącej 0,75 do 99,5% przy 7,77 m 2 m -2. Ich analiza wyjaśnia między innymi przyczynę niskiego plonowania odmiany Nadwiślański w 2000 roku, a było to związane ze znacznie mniejszą powierzchnią asymilacyjną łanu tej odmiany i gorszym wykorzystaniem PAR. W dwóch pierwszych terminach pomiaru (25 maja i 14 czerwca) odmiana samokończąca Titus charakteryzowała się, w porównaniu do odmian tradycyjnych, większymi wartościami indeksu LAI i ilości pochłanianego PAR, w późniejszych fazach rozwojowych przewagę uzyskiwały odmiany tradycyjne, u których wartości tych parametrów w pierwszej i drugiej dekadzie lipca były z reguły większe. PILBEAM i in. [1991] podkreślają, Ŝe wraz ze zwiększeniem zgęszczenia roślin w łanie maleje efektywność wykorzystania promieniowania fotosyntetycznie czynnego przez obie formy morfologiczne bobiku. Tak więc wysoka wartość indeksu LAI nie zawsze prowadzi do zwiększenia plonu, co związane jest z nadmiernym wzajemnym zacienianiem się liści przy wartości LAI przekraczającej 4. Wnioski 1. Spośród badanych odmian najwierniej plonowała odmiana Kodam. Zmniejszenia obsady roślin spowodowanego mniejszą ilością wysiewu nie są w stanie w pełni zrekompensować większe wartości pozostałych elementów struktury plonu.

268 B. Kulig, E. Pisulewska, A. Sajdak 2. Z wielkością powierzchni asymilacyjnej związana jest ilość pochłanianego przez łan bobiku promieniowania fotosyntetycznie czynnego. Ilość pochłanianego PAR wahała się od 35% przy wielkości LAI wynoszącej 0,75 do 99,5% przy 7,77 m 2 m -2. Wartości tych parametrów były z reguły znacznie wyŝsze na obiektach z większą ilością wysiewu. 3. Odmiana samokończąca Titus w początkowych fazach rozwojowych wytwarzała większą powierzchnię asymilacyjną łanu (LAI), natomiast w późniejszych fazach rozwojowych przewagę uzyskiwały odmiany tradycyjne. Literatura BOBRECKA-JAMRO D., PAŁKA M. 1998. Plonowanie dwóch form bobiku w zaleŝności od obsady i rozmieszczenia roślin w łanie. Zesz. Nauk. AR w Krakowie, Ser. Sesja Naukowa 54(1): 229 237. BOROWIECKI J., KSIĘśAK J., LENARTOWICZ W. 1997. Wpływ gęstości siewu na plon nasion wybranych odmian bobiku uprawianego na południu kraju. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 446: 181 185. DAY D., ROUGHLEY R.J., WITTY J.F. 1979. The effect of plant density, inorganic nitrogen fertilizer and supplementary carbon dioxide on yield of Vicia faba L. J. Agric. Sci., Cambridge 93: 629 633. DUC G. 1997. Faba bean (Vicia faba L.). Field Crop. Res. 53: 99 109. KOTECKI A. 1992. Charakterystyka rolnicza rodów bobiku o szczytowym kwiatostanie. Fragm. Agron. 9(2): 12 21. KSIĘśAK J., LENARTOWICZ W., UFNOWSKA J. 1997. Ocena technologiczna trzech technologii produkcji bobiku. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 446: 227-230. KULIG B. 2000. Plonowanie zróŝnicowanych morfologicznie odmian bobiku w zaleŝności od gęstości siewu. Bibl. Fragm. Agron. 8: 157 166. KULIG B. 2004. Modelowanie wzrostu, rozwoju i plonowania zróŝnicowanych morfologicznie odmian bobiku za pomocą modelu WOFOST. Zesz. Nauk. AR w Krakowie, Rozpr. hab. 295: 1-134. NADOLNIK M., DŁUśNIEWSKA J., KULIG B. 2000. Choroby grzybowe bobiku w zaleŝności od odmiany, gęstości siewu i sposobu uprawy. Post. Ochr. Rośl. 40(2): 602 604. PILBEAM C.J., HEEBLETHWAITE P.D., NYONGESA T.E., RICKETTS M.E. 1991. Effect of plant population density on determinate and indeterminate forms of winter field beans (Vicia faba). 2. Growth and development. J. Agric. Sci., Cambridge, 116: 385 393. ZAJĄC T. 1998. Wpływ rozstawy rzędów jęczmienia jarego i bobiku na produktywność i wartość ochronną dla koniczyny czerwonej. Acta Agr. et Silv., Ser. Agr. 36: 91-106. śuk-gołaszewska K., FORDOŃSKI G., GROCHOT G. 1997. Produkcyjność i zdrowotność nowych genotypów bobiku w zaleŝności od obsady roślin. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 439: 55 61. Słowa kluczowe: bobik, odmiany, ilość wysiewu, plon nasion, indeks

WPŁYW ILOŚCI WYSIEWU NA PLONOWANIE ORAZ WIELKOŚĆ... 269 powierzchni liściowej (LAI) Streszczenie W pracy określono wpływ ilości wysiewu zróŝnicowanych morfologicznie odmian bobiku na ich plonowanie, wielkość powierzchni asymilacyjnej oraz waŝniejsze cechy morfologiczne roślin. Doświadczenia polowe przeprowadzono w latach 1999-2001 w Stacji Doświadczalnej w Prusach na czarnoziemie zdegradowanym (kompleks pszenny bardzo dobry). Obiekty pierwszego czynnika stanowiły odmiany bobiku: Titus (ze szczytowym kwiatostanem) oraz Nadwiślański i Kodam (tradycyjne). Drugim czynnikiem była ilość wysiewu, która dla odmiany samokończącej wynosiła 40 i 60, a dla odmian tradycyjnych 30 i 50 nasion na m 2. Spośród badanych odmian najwierniej plonowała odmiana Kodam. Zmniejszenia obsady roślin spowodowanego mniejszą ilością wysiewu nie są w stanie w pełni zrekompensować większe wartości pozostałych elementów struktury plonu. Z wielkością powierzchni asymilacyjnej związana jest ilość pochłanianego przez łan bobiku promieniowania fotosyntetycznie czynnego. Ilość pochłanianego PAR wahała się od 35% przy wielkości LAI wynoszącej 0,75 do 99,5% przy 7,77 m 2 m -2. Wartości tych parametrów były z reguły znacznie wyŝsze na obiektach z większą ilością wysiewu. Odmiana samokończąca Titus w początkowych fazach rozwojowych rozwijała się szybciej uzyskując wyŝsze wartości indeksu LAI i ilości pochłanianego PAR, natomiast w późniejszych fazach rozwojowych przewagę uzyskiwały odmiany tradycyjne. EFFECT OF SOWING RATE ON THE YIELD AND SIZE OF ASSIMILATION AREA IN SELECTED FIELD BEAN CULTIVARS Bogdan Kulig, ElŜbieta Pisulewska, Aleksandra Sajdak Department of Crop Production, Agricultural University, Kraków Key words: field bean, cultivars, sowing rate, seed yield, leaf area index (LAI) Summary Field experiment was conducted in 1999-2001 on degraded chernozem at Prusy Experimental Station, near Kraków, to examine the impact of sowing rate on the yield and size of assimilation area of selected field bean cultivars. The first factor consisted of the following field bean cultivars: cv. Titus with top inflorescence, cvs. Nadwiślański and Kodam (traditional). The second factor included the sowing rate - for determinate cultivar 40 i 60 seeds per m 2, and for traditional cultivar 30 i 50 seeds per m 2. Among investigated field been cultivars, Kodam gave the most repeatable yield of seeds. Lower plant density resulted from lower sowing rate could not be completely compensated by higher values of the rest yielding structure elements. Size of assimilation area is connected with the amount of intercepted PAR by field bean canopy. Amount of intercepted PAR fluctuated from 35% at LAI value 0.75 to 99.5% at 7.77 m 2 m -2. The values of these parameters were higher on the objects with higher sowing rate applied. Determinated cultivar Titus in the beginning development stages,

270 B. Kulig, E. Pisulewska, A. Sajdak developed faster getting higher LAI index values and the amount of intercepted PAR, however in later development stages the traditional cultivars dominated. Dr hab. Bogdan Kulig Katedra Szczegółowej Uprawy Roślin Akademia Rolnicza im. H. Kołłątaja Al. Mickiewicza 21 31-120 KRAKÓW e-mail: bkulig@ar.krakow.pl