TOM XXXI ROŚLINY OLEISTE OILSEED CROPS 2010 Tadeusz Zając, Andrzej Oleksy, Agnieszka Klimek-Kopyra Uniwersytet Rolniczy im. H. Kołłątaja w Krakowie, Katedra Szczegółowej Uprawy Roślin Wpływ terminu siewu na plonowanie i cechy roślin maku niskomorfinowego odm. Mieszko (Papaver somniferum L.) The influence of sowing date on yield and features of low morphine poppy (Papaver somniferum L.) cv. Mieszko Słowa kluczowe: mak niskomorfinowy, termin siewu, cechy, plon nasion, struktura plonu Jednoczynnikowe doświadczenie polowe przeprowadzono w latach 2008 2009. Obiektem badawczym była niskomorfinowa odmiana maku Mieszko, którą wysiewano w trzech terminach: I wczesny; II optymalny; III opóźniony. Wykazano, że termin siewu maku miał istotny wpływ na wielkość plonu nasion. Wysiew maku we wczesnym i optymalnym terminie umożliwił uzyskanie zbliżonego plonu, natomiast opóźnienie siewu istotnie zmniejszyło plonowanie. Rośliny maku wysiane w terminie opóźnionym były słabiej zagęszczone oraz miały mniejszą liczbę makówek. W następstwie opóźnionego siewu rośliny maku były niższe, słabiej plonowały, a także odznaczały się istotnie mniejszym indeksem plonowania. Słaba zdolność odmiany Mieszko do kompensacji elementów składowych plonu nasion w klimatycznie różnych latach wskazuje na konieczność dotrzymania optymalnego terminu wysiewu. Mak Mieszko wykazuje dużą stałość cech odmianowych, zapewne z tego powodu determinacja zmiennych zależnych była wysoce istotna. W populacji maku rośliny z większą liczbą makówek były wyższe i zarazem bardziej masywne, i przez to ponadprzeciętnie produktywne. Key words: low morphine poppy, date of sowing, feature, seed yielding, yield structure One factorial experiment was conducted during 2008 and 2009. The aim of this study was to evaluate the Mieszko variety of low morphine poppy, which was sown at three different times: I early, II optimal, III late. The results demonstrated that time of poppy sowing was essential for yield. Sowing at early and optimal times allowed plants to obtain similar level of yield, while late sowing caused lower yield. Poppy cultivated with late sowing had lower density and lower number of poppy heads. The after-effects of delayed sowing were lower height of plants, lower yielding and significantly lower harvest index. The faint ability of Mieszko variety to compensate yield components in years of different weather conditions indicated the necessity to maintain the optimal time of sowing. Poppy Mieszko showed significant stability of variety features, and perhaps this was a reason for highly significant determination of dependent variables. In poppy population plants with higher number of poppy heads were higher and bulky and this led to higher seed yield production.
334 Tadeusz Zając... Wstęp Na świecie uprawia się prawie wyłącznie mak wysokomorfinowy, który dostarcza nasion, a z niedojrzałych torebek (dojrzałość zielona) pozyskiwane jest opium (Németh 2006, Muśnicki 2003). W praktyce rolniczej uprawia się formę jarą, zajmującą 90 100% powierzchni obsiewanej tym gatunkiem, chociaż w ostatnim czasie rozwija się uprawa formy ozimej, która według szacunków w roku 2009 była posiana na 3% areału, głównie w europejskich krajach w gorących i suchych latach (Vašák i Vlk 2010). W Polsce w celu ograniczenia produkcji i stosowania środków odurzających, wytwarzanych na bazie maku wysokomorfinowego, uprawa tej formy maku może być prowadzona w ściśle określonych warunkach na potrzeby przemysłu farmaceutycznego i nasiennictwa. Pozytywnym skutkiem tych zamierzeń było wyhodowanie odmian niskomorfinowych, formy jarej maku, co sprawiło, że wyłącznie ta forma użytkowa maku, jest uprawiana w naszym kraju (Liersch i Krzymański 2000). Aktualnie powierzchnia uprawy maku w Polsce oscyluje wokół 2000 ha, a areał zajęty w przewadze przez krajowe odmiany niskomorfinowe tego gatunku spada, z uwagi na duży import nasion odmian wysokomorfinowych z Czech (Zając i Oleksy 2010). Aktualnie mniejsze zainteresowanie uprawą polskich odmian maku niskomorfinowego wynika z ich znacząco niższej produkcyjności w porównaniu z odmianami formy wysokomorfinowej tego gatunku (Wójtowicz 2007, Cihlář i in. 2003). Doskonalenie technologii uprawy nowego typu użytkowego odmian maku siewnego dla warunków Polski obejmuje poznanie ich reakcji na termin siewu. Również w Europie brak jest doniesień na ten temat. Fulara (1971) podkreśla, że mak należy do tych roślin uprawnych, dla których termin siewu jest ważny, a siew maku należy rozpocząć gdy tylko można wejść w pole. Michaliček i Vlk (2010) oceniają że obecnie zdania co do metod uprawy roli pod zasiew maku są podzielone, ponieważ rolnicy ze względu na prymat czynników ekonomicznoorganizacyjnych nad przyrodniczo-rolniczymi muszą opóźniać siew, aby ograniczać nakłady na przygotowanie pola, a równocześnie powinni starać się uzyskać wysoki plon nasion. Konieczność przyspieszania terminu siewu formy jarej maku wynika z jej dosyć długiego okresu wegetacji, wynoszącego od 125 do 140 dni, przy czym młodociane rośliny wytrzymują bez większych szkód przymrozki do -8 o C, co umożliwia wykonanie siewu bardzo wcześnie, bo już w III dekadzie marca (Novák i in. 2010). Oszacowanie produkcyjnych skutków beznakładowego czynnika agrotechnicznego jakim jest termin siewu, pozwoli na opracowanie zasad agrotechniki dla tej formy maku. Z uwagi na słabą znajomość biologii niskomorfinowej formy maku siewnego w podjętych badaniach uwzględniono wybrane cechy pojedynczych roślin, które determinują ich indywidualne plonowanie, a w konsekwencji przekła-
Wpływ terminu siewu na plonowanie i cechy roślin maku... 335 dają się na produkcyjność łanu. W dotychczasowych badaniach mało (praktycznie brak) jest doniesień odnośnie wpływu terminu wysiewu na plonowanie maku siewnego. W uprawie maku nowym problemem dla rolników jest zbyt późne wydawanie pozwoleń na uprawę przez miejscowe organy administracji samorządowej, co często znacząco przyczynia się do opóźnienia siewu. Celem przeprowadzonych badań była ocena wpływu terminu siewu na plonowanie niskomorfinowej odmiany maku Mieszko, z uwzględnieniem komponentów struktury plonu nasion pojedynczych roślin, a także oszacowanie wkładu poszczególnych makówek w plon nasion pojedynczej rośliny. Oszacowano również elementy składowe plonu nasion odnoszące się do łanu i wyliczono wskaźnik plonowania rolniczego. Materiał i metodyka Jednoczynnikowe doświadczenie polowe w układzie losowanych bloków przeprowadzono w latach 2008 2009 w gospodarstwie rolnym w miejscowości Stradlice, powiat kazimierski, woj. świętokrzyskie. Obiektem badawczym był niskomorfinowy mak siewny (oleisty) odmiana Mieszko wysiewany w trzech różnych terminach: I wczesny (jak tylko było możliwe), II optymalny, III opóźniony (o jeden tydzień). Kalendarzowe terminy siewu maku w roku 2008 przypadały odpowiednio na 27.03, 02.04 i 09.04, natomiast w roku 2009 na 24.03, 30.03 i 06.04. W pierwszym terminie siewu maku wierzchnia warstwa roli umożliwiała odpowiednie przygotowanie i wysiew, aczkolwiek była wilgotna i zimna. W tym terminie obserwowano jednak pozostawienie wyraźnych śladów na polu po kołach ciągnika. W terminie optymalnym znacznie łatwiejsze było doprawienie do siewu gleby, która była lepiej ogrzana, co przełożyło się na dobre wschody maku, które były niewiele późniejsze w porównaniu do terminu wcześniejszego. Nadmierne przesunięcie terminu wysiewu nasion maku spowodowało gorsze wschody oraz determinowało niższą obsadę roślin na jednostce powierzchni i mniejsze ich rozgałęzienie co bardziej szczegółowo omówiono i zilustrowano w dalszej części pracy. Doświadczenie prowadzono na czarnoziemie charakteryzującym się wysoką zasobnością w fosfor, potas oraz magnez i obojętnym odczynem poziomu próchnicznego. Glebę pól doświadczalnych zaliczano do kompleksu pszennego bardzo dobrego. Corocznie zaprawione nasiona maku siewnego niskomorfinowej odm. Mieszko wysiewano w ilości 1 kg ha -1, co dawało obsadę wynoszącą około 200 sztuk kiełkujących nasion na 1 m 2. Materiał siewny maku wysiewano siewnikiem na głębokość 0,5 1 cm w rozstawie rzędów co 40 cm, w stanowisku po pszenicy ozimej. Na każdym poletku mak wysiano w 4 rzędach. Przedsiewnie zastosowano 60 kg N ha -1 w formie saletry amonowej. Nawożenie fosforowo-potasowe zasto-
336 Tadeusz Zając... sowano również przedsiewnie w formie superfosfatu borowanego w ilości 50 kg P 2 O 5 oraz 90 kg K 2 O ha -1 w formie 60% soli potasowej. Doświadczenie prowadzono w czterech powtórzeniach. Nadmiar roślin maku usuwano mechanicznie poprzez wykonanie zabiegu przecinki w fazie liścieni, a następnie ręcznie w fazie siewki, po wykształceniu 3 4 liści właściwych, pozostawiając 40 roślin na 1 m 2, (co 6 cm w rzędzie). W roku 2009 ze względu na suszę wiosenną (kwiecień) nie uzyskano założonej obsady roślin maku, zwłaszcza przy opóźnionym terminie siewu. Ochrona plantacji przeciwko zachwaszczeniu polegała na zastosowaniu herbicydów Calisto 480 SC w dawce 0,2 dm 3 ha -1 w fazie 6 liści maku (chwasty dwuliścienne) oraz Pantera 040 EC w dawce 0,4 dm 3 ha -1 w fazie 4 6 liści maku (chwasty jednoliścienne). Wysoka kultura rolna gleby w połączeniu ze stosowaną ochroną chemiczną w obydwu latach badań skutecznie zabezpieczały łan maku przed zachwaszczeniem aż do jego zbioru. Tylko w 2009 roku występowały nieliczne (pojedyncze) osobniki chwastów, które usunięto ręcznie w fazie kwitnienia. W trakcie wegetacji maku wykonano jeden zabieg przeciw chorobom grzybowym (Amistar 250 SC) w dawce 1 dm 3 ha -1 w fazie pąkowania roślin. Wielkość poletka wynosiła 24 m 2, natomiast powierzchnia do zbioru wyniosła 12 m 2. Przed zbiorem określono zagęszczenie roślin na każdym poletku, w trzech miejscach o powierzchni 1 m 2, a następnie z tych miejsc pobierano rośliny maku po uzyskaniu dojrzałości technicznej do pomiarów biometrycznych. Po zebraniu prób materiału roślinnego rośliny indywidualnie etykietowano, a następnie mierzono długość pędów głównego i bocznych oraz makówek (torebek). Po wysuszeniu roślin w stodole określano powietrznie suchą masę obydwu kategorii pędów oraz całych torebek i nasion maku z torebek. Oszacowano udział masy nasion w całkowitej masie torebki oraz współczynnik plonowania rolniczego, odnoszący się do pojedynczych roślin jak i łanu. Z pozostałych na poletku roślin maku obcięto torebki po osiągnięciu dojrzałości pełnej. Uzyskane nasiona z poletek oczyszczono z zanieczyszczeń organicznych na sitach, a plon ważono i pobrano próby do określenia zawartości wody w nasionach metodą suszarkową. Końcowy plon nasion podano przy 8% zawartości wody. Uzyskane wyniki poddano dwuczynnikowej analizie wariancji, a istotność różnic pomiędzy średnimi oceniano testem Tukeya przy 5% poziomie prawdopodobieństwa. Siłę zależności występującą między plonem a elementami jego struktury określono za pomocą modeli analizy korelacji i regresji. Wyniki Przebieg warunków pogodowych w latach prowadzenia eksperymentu polowego był zróżnicowany (tab. 1). Korzystniejsze warunki dla wzrostu i rozwoju maku, pomimo stosunkowo niewielkich opadów w maju i czerwcu, wystąpiły w 2008 roku. W 2009 roku kwiecień był suchy i ciepły. Średnia dobowa temperatura
Wpływ terminu siewu na plonowanie i cechy roślin maku... 337 powietrza była większa od przeciętnej o 3,3 o C, a opady praktycznie nie wystąpiły, co bardzo negatywnie wpłynęło na wschody maku i znacząco ograniczało wzrost i rozwój roślin w początkowych fazach. Większe opady wystąpiły dopiero w drugiej połowie maja. Intensywne opady atmosferyczne znacząco przewyższające przeciętne opady z wielolecia odnotowano w lipcu 2008 roku oraz czerwcu 2009 roku. Tabela 1 Warunki pogodowe w okresie wegetacji maku Weather conditions of poppy vegetation period Temperatura Temperature [ o C] Miesiąc Month 2008 2009 wielolecie long-term Opady Precipitation [mm] 2008 2009 wielolecie long-term IV 8,6 11,4 8,1 35,1 0,0 50,2 V 14,1 13,6 13,7 27,5 99,6 65,3 VI 18,5 16,2 16,5 25,9 163,4 80,0 VII 19,1 20,2 18,2 142,1 71,7 74,9 VIII 18,2 18,8 17,9 45,2 66,7 78,5 Średnia okresu wegetacji Mean of vegetation period W całym okresie wegetacji In whole growing period 15,7 16,04 14,9 275,8 401,4 348,9 Cechy plonotwórcze roślin i torebek maku niskomorfinowego w porównywanych terminach siewu przedstawiono w tabeli 2. Długość pędu głównego maku była najwyższa u roślin pochodzących z wczesnego terminu siewu. Pozostałe terminy siewu nie spowodowały istotnego zróżnicowania długości pędu głównego. Pędy boczne maku posiadały zdecydowanie mniejszą długość w odniesieniu do pędów głównych roślin maku. Zarówno długość pędu głównego jak i bocznych różniła się istotnie pomiędzy rozpatrywanymi terminami siewu. Masa pędów, podobnie jak ich długość, była istotnie zróżnicowana w zależności od kategorii pędu. Również porównywane terminy siewu istotnie oddziaływały na tę cechę roślin maku. Na podkreślenie zasługuje fakt, że pomimo znacząco mniejszej masy pędów bocznych w porównaniu z głównymi, torebki na nich zawiązane były tylko nieco mniejsze pod względem długości. Bardziej zauważalne zróżnicowanie makówek dotyczyło tylko całkowitej masy owoców. Makówki wykształcone na pędach głównych odznaczały się istotnie wyższą masą. Rośliny maku uprawiane z siewu w terminie wczesnym i optymalnym w porównaniu do terminu opóźnionego wykształcały makówki o większej długości i większej masie w tym także zawartych w nich nasion. W przeprowadzonych badaniach poziom plonowania maku uzależniony był od terminu siewu. Najlepszy efekt produkcyjny uzyskano z siewu w terminie optymalnym i nieznacznie gorszy w terminie wczesnym. Badane terminy siewu nie
Cechy plonotwórcze roślin i torebek maku niskomorfinowego w porównywanych terminach siewu Yielding features and heads of low morphine feature in compared dates of sowing Tabela 2 Termin siewu Date of sowing Kategorie pędów Shoot category Długość pędu Length of shoot [cm] Masa pędu Weight of shoot [g] Długość torebki Length of poppy head [cm] Masa torebki Weight of head [g] Masa nasion z torebki Weight of seeds from head [g] Udział masy nasion w masie torebki Percentage of seeds in head weight Wczesny Early główny main 97,3 ± 12,0 4,60 ± 1,83 4,48 ± 0,53 3,30 ± 1,03 2,13 ± 0,70 0,64 ± 0,03 boczne lateral 41,2 ± 10,0 0,92 ± 0,49 3,93 ± 0,65 2,16 ± 0,87 1,39 ± 0,60 0,63 ± 0,04 NIR 0,05 LSD 0.05 2,659 0,333 0,139 0,229 0,156 r.n. Optymalny Optimal główny main 92,9 ± 9,6 4,68 ± 2,02 4,50 ± 0,60 3,56 ± 1,30 2,33 ± 0,90 0,65 ± 0,05 boczne lateral 44,8 ± 9,5 1,08 ± 0,43 4,13 ± 0,61 2,56 ± 0,88 1,66 ± 0,62 0,64 ± 0,05 NIR 0,05 LSD 0.05 2,209 0,341 0,140 0,257 0,179 r.n. Opóźniony Late główny main 91,6 ± 13,1 3,76 ± 1,67 4,05 ± 0,55 2,86 ± 1,21 1,84 ± 0,82 0,64 ± 0,06 boczne lateral 38,4 ± 7,9 0,75 ± 0,38 3,53 ± 0,53 1,79 ± 0,73 1,12 ± 0,48 0,62 ± 0,05 NIR 0,05 LSD 0.05 3,255 0,386 0,153 0,301 0,203 r.n. NIR 0,05 dla głównych for main 3,22 0,511 0,156 0,327 0,224 r.n. NIR 0,05 dla bocznych for lateral 3,07 0,146 0,199 0,276 0,191 0,015 Średnio dla terminów Mean for date główny main 94,0 ± 11,9 4,36 ± 1,89 4,35 ± 0,60 3,25 ± 1,22 2,11 ± 0,83 0,64 ± 0,05 boczne lateral 42,1 ± 9,7 0,95 ± 0,46 3,93 ± 0,65 2,24 ± 0,89 1,44 ± 0,62 0,63 ± 0,05 NIR 0,05 LSD 0.05 1,56 0,206 0,088 0,154 0,106 0,007
Wpływ terminu siewu na plonowanie i cechy roślin maku... 339 Tabela 3 Obsada roślin i torebek maku oraz produkcyjność niskomorfinowej odmiany Mieszko Plants density and poppy heads density and productivity of low morphine cultivar Mieszko Rok Year Termin siewu Date of sowing wczesny early optymalny optimal Obsada roślin Number of plants per m 2 opóźniony late Średnio dla lat Mean for years 2008 33,1 33,6 32,1 32,9 2009 20,5 18,5 14,5 17,8 Średnia Mean 26,8 26,05 23,3 NIR 0,05 LSD 0.05 r.n. Obsada makówek Number of poppy heads per m 2 2008 51,6 58,4 46,6 52,2 2009 51,0 48,0 26,5 41,8 Średnia Mean 51,3 53,2 36,5 NIR 0,05 LSD 0.05 9,8 Liczba makówek na roślinie Number of poppy heads per plant [szt.] 2008 1,56 1,74 1,45 1,58 2009 2,49 2,59 1,83 2,30 Średnia Mean 2,02 2,17 1,64 NIR 0,05 LSD 0.05 0,264 NIR 0,05 dla LSD 0.05 for: lat years współdziałania interaction 5,3 r.n. 7,6 11,2 0,208 r.n. Masa 1000 nasion 1000 seed weight [g] 2008 0,481 0,497 0,477 0,485 2009 0,469 0,451 0,432 0,451 Średnia Mean 0,475 0,474 0,455 NIR 0,05 LSD 0.05 r.n. r.n. r.n. Plon nasion Seed yield [t ha -1 ] 2008 0,894 1,19 0,761 0,948 2009 0,968 0,936 0,389 0,765 Średnia Mean 0,931 1,06 0,575 NIR 0,05 LSD 0.05 0,0868 0,0623 0,1645 Wskaźnik plonowania Harvest index (HI) 2008 0,299 0,319 0,292 0,303 2009 0,309 0,321 0,292 0,307 Średnia Mean 0,304 0,320 0,292 NIR 0,05 LSD 0.05 0,0202 r.n. nieistotne statystycznie not significant r.n. r.n.
340 Tadeusz Zając... różnicowały w sposób istotny obsady roślin i masy 1000 nasion, natomiast wyraźnie wpłynęły na liczbę torebek z rośliny i jednostki powierzchni (tab. 3). Opóźnienie siewu spowodowało istotne zmniejszenie się wskaźnika plonowania oraz liczby torebek z rośliny i jednostki powierzchni. Przebieg warunków pogodowych w latach wyraźnie modyfikował plon nasion i jego elementy składowe za wyjątkiem masy 1000 nasion, która w obydwu latach kształtowała się na podobnym poziomie. W 2009 roku, głównie za sprawą kwietniowej suszy, utrudniającej kiełkowanie i wschody maku, uzyskano znacznie mniejszą od zakładanej obsadę roślin, co szczególnie dotyczyło maku wysianego w terminie opóźnionym. Współzależności pomiędzy plonem nasion maku z jednostki powierzchni (1 m 2 ) a masą nasion z pojedynczej rośliny odznaczały się dużą siłą związku, posiadającego w przewadze charakter potęgowy (rys. 1). Dosyć dokładnie plonowanie maku opisuje powietrznie sucha masa pojedynczej rośliny, ponieważ stosunek pomiędzy częścią wegetatywną i generatywną (nasiona) rośliny maku był stosunkowo stały. W łanie maku niskomorfinowego można wyróżnić grupy roślin wykształcających zróżnicowaną liczbę makówek, przy czym dominujący udział w plonie nasion miały rośliny posiadające jeden owoc (tab. 4). Rośliny posiadające jedną torebkę miały znacznie mniejszą masę oraz wysokość w porównaniu z tymi, które wykształcają przynajmniej 2 torebki. Ponadto plon nasion uzyskany z roślin o wykształconej jednej makówce był znacznie niższy w porównaniu z roślinami posiadającymi większą ich liczbę. Również udział nasion w masie całej rośliny w tej grupie był zdecydowanie niższy, co potwierdza wskaźnik plonowania (%) wynoszący 27,5 i 25,7 odpowiednio dla lat 2008 i 2009. Dane te bezspornie unaoczniają, że bardziej masywne rośliny lepiej wykorzystały asymilaty, przeznaczając je na wytworzenie nasion, a nie słomy. Dane przedstawione w tabeli 5 wskazują, że w miarę wzrostu liczby makówek wykształconych przez pojedynczą roślinę maku niskomorfinowego, udział owoców z pędów bocznych w plonie nasion systematycznie wzrasta. Ten kierunek zależności pokazuje, że w łanie maku o małej obsadzie roślin na jednostce powierzchni może następować częściowa kompensacja plonu nasion w wyniku wytworzenia większej liczby makówek przez pojedyncze, rzadziej rosnące rośliny, co miało miejsce w 2009 roku. Szczegółowy udział torebek zlokalizowanych na pędzie głównym bądź na pędach bocznych w plonie pojedynczej rośliny maku zaprezentowano w tabeli 5. U roślin maku o dwóch torebkach, około 70% produkcyjności determinowały makówki zlokalizowane na pędzie głównym. Z kolei rośliny posiadające trzy makówki, ponad połowę plonu nasion otrzymywały z torebek pochodzących z pędów bocznych. Jedynie przy opóźnionym terminie siewu maku wkład makówek z pędów bocznych był niższy, ponieważ nie przekraczał 50%. Powyższe zależności dobitnie wskazują na znaczenie skrócenia wegetacji, jako wiodący czynnik utraty potencjału plonowania makówek, zwłaszcza z pędów bocznych. W miarę zwiększania liczby makówek
500 400 300 200 100 a) Plon nasion z rośliny maku [g roślina -1 ] Seed yield of poppy plants [g plants -1 ] 2008 2009 2008 2009 500 400 300 200 100 Wczesny Optymalny Opóźniony Wczesny - Early Optymalny - Optimal Opóźniony - Late Plon nasion Seed yield [g m -2 ] Plon nasion Seed yield [g m -2 ] 0 0 0 2 4 6 8 10 12 14 0 2 4 6 8 10 12 14 2008 y = 33,4x 1,06, R² = 0,99 2009 y = 16,33x 1,08, R² = 0,98 wczesny early y = 33,39x 0,86, R² = 0,89 optymalny optimal y = 31,72x 0,92, R² = 0,90 opóźniony late y = 27,19x, R² = 0,83 b) Plon suchej masy rośliny maku [g roślina -1 ] Yield of dry matter of a single poppy plants [g plants -1 ] 500 400 300 200 100 2008 2009 2008 2009 500 400 300 200 100 Wczesny Optymalny Opóźniony Wczesny - Early Optymalny - Optimal Opóźniony - Late Plon nasion Seed yield [g m -2 ] Plon nasion Seed yield [g m -2 ] 0 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 2008 y = 12,30x 15,91, R² = 0,99 2009 y = 6,89x 11,88, R² = 0,98 wczesny early y = 9,74x 0,95, R² = 0,82 optymalny optimal y = 8,67x 1,02, R² = 0,85 opóźniony late y = 5,89x 1,15, R² = 0,80 Rys. 1. Współzależność plonu nasion maku z 1 m 2 z masą nasion z rośliny (a), a także suchą masą pojedynczej rośliny (b) Correlation of seed yield of poppy plants per 1 m 2 (a) and dry matter yield of a single poppy plant (b)
Tabela 4 Produkcyjność i wkład w plonowanie maku niskomorfinowego odm. Mieszko z jednostki powierzchni grup roślin wykształcających różną liczbę torebek Production and contribution to poppy yielding of low morphine cv. Mieszko of cultivar area which developed a different number of poppy heads Lata Years Liczba torebek na roślinie Number of poppy heads per plant Udział roślin w łanie Percentage of plants in plot [%] Wysokość rośliny ± SD Plant height ± SD [cm] Sucha masa rośliny (łodygi wraz z makówkami ± SD Plant dry matter (stem with poppy head) [g] Masa nasion z rośliny ± SD Weight of seeds per plant [g] Udział roślin w plonie nasion Percentage of plants in a seed yield Wskaźnik plonowania Harvest index (HI) [%] 2008 1 61,2 98,5 ± 9,60 5,85 ± 2,48 1,70 ± 0,81 36,0 27,5 2 26,7 107,2 ± 7,36 11,45 ± 2,45 3,75 ± 0,94 35,1 32,1 3 7,3 107,1 ± 3,99 15,47 ± 3,02 5,33 ± 1,22 13,8 34,3 4 3,6 108,5 ± 3,70 22,74 ± 4,05 8,09 ± 1,97 10,4 35,0 5 0,6 109,5 ± 1,20 23,03 ± 0,43 8,31 ± 0,54 1,8 36,1 6 0,6 110,1 ± 1,27 38,47 ± 0,54 13,70 ± 0,47 2,9 35,6 2009 1 29,0 81,9 ± 15,03 5,78 ± 2,97 1,48 ± 0,70 10,3 25,7 2 30,8 89,7 ± 8,53 11,08 ± 2,25 3,51 ± 0,87 25,5 31,3 3 23,4 89,8 ± 14,7 16,81 ± 3,08 5,54 ± 1,24 30,3 32,9 4 12,1 86,3 ± 7,61 23,03 ± 2,74 7,85 ± 1,45 22,3 34,0 5 4,7 90,8 ± 6,43 30,39 ± 3,81 10,54 ± 0,88 11,6 34,1
Wpływ terminu siewu na plonowanie i cechy roślin maku... 343 Tabela 5 Porównanie udziału (%) poszczególnych torebek w plonie nasion z pojedynczej rośliny w zależności od terminu siewu (średnio z 2008 i 2009) Comparison of poppy heads contribution (%) in seed yield per single plant depending on date of sowing (means of 2008 and 2009) Liczba torebek na roślinie Number of poppy heads per plant Termin siewu Date of sowing 1 100,0 2 3 4 5 6 Torebka na pędzie głównym Torebki na pędach bocznych Poppy head in a lateral shoot Poppy head in a main shoot I II III IV V wczesny early 72,0 28,0 optymalny optimal 67,5 32,5 opóźniony late 70,9 29,1 średnio mean 70,1 29,9 wczesny early 45,8 30,4 23,8 optymalny optimal 46,5 29,9 23,6 opóźniony late 53,7 26,4 19,9 średnio mean 48,7 28,9 22,4 wczesny early 33,8 25,7 24,3 16,1 optymalny optimal 34,9 26,2 21,9 17,0 opóźniony late 43,5 26,3 21,0 9,2 średnio mean 37,4 26,1 22,4 14,1 wczesny early 30,3 22,2 18,2 15,4 14,0 optymalny optimal 25,9 23,1 20,2 19,8 11,0 opóźniony late 32,6 17,4 17,7 16,9 15,3 średnio mean 29,6 20,9 18,7 17,4 13,4 wczesny early optymalny optimal 23,1 18,1 15,4 15,6 13,7 14,1 opóźniony late z rośliny, coraz mniejsze znaczenie produkcyjne miały owoce zlokalizowane na pędach głównych. U roślin maku, które wykształciły cztery makówki, plon w przeważającej części pochodził z owoców wykształconych na pędach bocznych. Rośliny maku o sześciu makówkach, uzyskane jedynie z optymalnego terminu siewu, miały produkcyjność determinowaną głównie poprzez makówki pochodzące z pędów bocznych, ponieważ wkład makówki z pędu głównego wynosił tylko 23,1%. Pomiędzy liczbą makówek wykształconych na pojedynczej roślinie a plonem nasion maku z 1 m 2 zachodziły istotne współzależności (rys. 2). Wysokie współ-
500 400 300 200 100 0 a) Liczba makówek z rośliny maku [szt. roślina -1 ] Number of poppy heads per plant [g plants -1 ] 2008 2009 2008 2009 Plon nasion Seed yield [g m -2 ] 0 1 2 3 4 5 6 7 500 400 300 200 100 0 Wczesny Optymalny Opóźniony Wczesny - Early Optymalny - Optimal Opóźniony - Late Plon nasion Seed yield [g m -2 ] 0 1 2 3 4 5 6 7 2008 y = 2,59x 2 + 55,08x 0,95 R² = 0,78 2009 y = 40,99x 16,13 R² = 0,81 wczesny early y = 46,52x + 7,26 R² = 0,68 optymalny optimal y = 77,86x 16,55 R² = 0,85 opóźniony late y = 38,96x + 8,86 R² = 0,53 b) Liczba makówek z 1 m 2 Number of poppy heads per 1 m 2 500 400 300 200 100 0 2008 2009 2008 2009 Plon nasion Seed yield [g m -2 ] 0 50 100 150 200 250 500 400 300 200 100 0 Wczesny Optymalny Opóźniony Wczesny - Early Optymalny - Optimal Opóźniony - Late Plon nasion Seed yield [g m -2 ] 0 50 100 150 200 250 2008 y = 2,05x 12,40 R² = 0,79 2009 y = 2,16x 13,48 R² = 0,88 wczesny early y = 1,95x 8,72 R² = 0,80 optymalny optimal y = 2,28x 15,02 R² = 0,85 opóźniony late y = 0,0048x 2 + 2,25x 15,38 R² = 0,76 Rys. 2. Współzależność plonu nasion maku z 1 m 2 z liczbą makówek z pojedynczej rośliny (a) oraz obsadą makówek (b) Correlation of seed yield of poppy plants per 1 m 2 and number of poppy heads per single poppy plant (a) and density of poppy heads (b)
Wpływ terminu siewu na plonowanie i cechy roślin maku... 345 czynniki determinacji plonu nasion z 1 m 2 w poszczególnych latach wegetacji i terminach siewu jednoznacznie wskazują rolę roślin o większej liczbie makówek w łanie maku jako elementów dynamizujących produkcyjność. Niewiele większą predykcję produkcyjności maku uzyskano przy analizie współzależności zachodzących pomiędzy plonem nasion maku z 1 m 2 a łączną liczbą makówek na tej powierzchni. Dyskusja Porównywane w pracy trzy różne terminy wysiewu maku niskomorfinowej odm. Mieszko, nawiązujące w największym stopniu do rozwiązań występujących w praktyce rolniczej, spowodowały istotne zróżnicowanie obsady roślin w czasie zbioru. Walisiewicz-Niedbalska i in. (2002) rekomendują tę odmianę do zasiewów towarowych z uwagi na wyższą niż u innych odmian niskomorfinowych zawartość oleju w nasionach. Wojtowicz (2007) zaleca aby spośród odmian niskomorfinowych maku oleistego wysiewać odm. Mieszko, ponieważ dała najwyższy plon nasion w korzystnym sezonie wegetacyjnym 2005 rok, charakteryzującym się dobrymi warunkami agroklimatycznymi dla rozwoju roślin, natomiast w gorszych warunkach pogodowych 2006 roku, przy znacznym opóźnieniu siewu plonowała na zbliżonym poziomie, analogicznie jak niskomorfinowa odm. Michałko. Wykazano empirycznie w przeprowadzonych badaniach, że w 2009 roku uzyskano gorszą obsadę roślin niższą od zakładanej w wyniku opóźnienia terminu siewu w warunkach suszy glebowej, co drastycznie ograniczyło zagęszczenie roślin w łanie. Rośliny maku w obiekcie z późnym terminem siewu, których początkowy rozwój przypadł w okresie silnej suszy glebowej w tym roku, wykształciły istotnie mniej makówek. Uznaje się, że wczesny siew maku zapewnia dostatek wilgoci w glebie, niezbędny do szybkiego kiełkowania oraz pełnych i wyrównanych wschodów. Przy wczesnym siewie nasion do gleby o temperaturze 4 8 o C okres kiełkowania i wschodów maku wydłuża się i przeciętnie trwa 2 3 tygodnie, natomiast późniejszy wysiew nasion w glebę ogrzaną do 10 15 o C, skraca ten okres do 7 12 dni (Wałkowski 2005). Pazdera i in. (2007) badali możliwości wykorzystania przedsiewnego zaprawiania nasion czterech odmian maku przy pomocy różnorodnych biologicznych i chemicznych metod, a w efekcie rekomendują jako przydatne dla tego celu niektóre substancje chemiczne, które jednak zmniejszają nieco zdolność kiełkowania nasion. Kosek i Pšenička (2010) donoszą, że aby uzyskać lepsze nasiona maku jarego, o większej masie, w Czechach wysiewa się odmiany jesienią, co niestety jest ryzykowne, ponieważ warunki klimatyczne mogą być niepożądanym czynnikiem selekcyjnym. Jednak nasiona maku zebrane przy zastosowaniu tego terminu siewu mają lepszą zdolność kiełkowania w porównaniu z siewem wiosennym. Kosek i Pšenička (2010) także akcentują, że początkowy wzrost maku jest bardzo powolny,
346 Tadeusz Zając... a kiełkowanie nasion i początkowy wzrost młodocianych roślin determinują różne stresy. Jednak występujące coraz częściej w ostatnich latach suche wiosny zmuszają plantatorów do wczesnego siewu, zwłaszcza na rolniczo dobrych glebach, gdzie odpowiednie dla maku ciepłe pola o południowej wystawie, które z łatwym nagrzewaniem się roli, równocześnie dosyć szybko głęboko przesychają, co utrudnia wschody wysianych na prawidłową głębokość nasion, a w konsekwencji daje ograniczone i równocześnie nierównomierne wschody. Cihlář i in. (2010) podkreślają, że młodociane rośliny maku mają początkowo bardzo powolny wzrost, co przekłada się na niską konkurencyjność w stosunku do chwastów. Michaliček i Vlk (2010) podkreślają, że obecnie nie wypracowano jednolitych zasad przedsiewnej uprawy roli, dlatego toczy się spór co do metod uprawy roli pod zasiew maku, ponieważ z jednej strony rolnik musi ograniczać nakłady, a z drugiej stara się uzyskać w danych warunkach agrotechnicznych wysoki (maksymalny) plon nasion. W badaniach własnych opóźnienie terminu siewu maku o jeden tydzień ograniczyło istotnie wysokość pędów głównego i bocznych, a także ich powietrznie suchą masę. Wskazuje się że mak ma wielkie wymagania co do stanowiska, odnoszące się do właściwości agrochemicznych gleby, a także fizycznych związanych z mikroklimatem, ponieważ ten gatunek preferuje cieplejszy klimat (Kosek i Pšenička 2010). W uprawie maku w Czechach dąży się do uzyskania równomiernego zagęszczenia roślin w granicach 70 100 sztuk na 1 m 2 (Cihlář i Vašák 2010). Szczegółowa bioinwentaryzacja roślin maku w fazie dojrzałości pełnej pozwoliła na wykrycie pewnych zależności, oszacowanych w odniesieniu do pojedynczej rośliny jak i łanu. Dotychczas rozpatrywano elementy składowe plonu nasion maku jako średnie, a takie postępowanie metodyczne uniemożliwiało precyzyjne i zarazem obiektywne oszacowanie wkładu w końcowy plon biomasy i nasion indywidualnej rośliny. Takie podejście w odniesieniu do maku, gubiące pojedynczą roślinę osobnika agrofitocenozy, wydaje się obecnie nie do zaakceptowania. Precyzyjnych ustaleń mogą dostarczyć pomiary biometryczne wielu cech roślin. W pracy wykazano, że corocznie w łanie maku niskomorfinowego obserwowano rośliny wykształcające różną liczbę makówek. Stwierdzono, że w roku o dobrych warunkach dla wschodów maku, dominujący udział w łanie miały rośliny posiadające 1 torebkę, ale ich wkład w plon nasion wyniósł 36%. W mniej zagęszczonym łanie maku w 2009 roku udział roślin o jednej lub dwóch makówkach był równorzędny, bowiem wyniósł: 29 i 30,8%, ale wkład w końcowy plon nasion był diametralnie odmienny, ponieważ wyniósł odpowiednio: 10,3 i 25,5%. Liczba owoców makówek wykształconych na pojedynczej roślinie maku zależała od obsady łanu i terminu siewu, a ta konstatacja potwierdza zarówno dawne ustalenia poczynione przez Jabłońskiego (1967), Fularę (1971) i Budzyńskiego (1985), jak i nowsze Wójtowicza (2007) oraz wyniki zamieszczone w pracy, co dowodzi stałości cech gatunkowych maku. W szeroko zakrojonych badaniach 404 genotypów ze światowej kolekcji maku Brezinová i in. (2009) stwierdzili, że pojedyncza
Wpływ terminu siewu na plonowanie i cechy roślin maku... 347 roślina wykształca przeciętnie 2,05 makówki, a rozstęp dla tej cechy był stosunkowo niewielki, ponieważ zawierał się w przedziale od 1,45 do 2,94, jako wartości minimalnej i maksymalnej. Németh (2006) podaje, że przy rozstawie rzędów co 30 40 cm, odstępy pomiędzy roślinami co 10 20 cm w rzędzie umożliwiają uzyskanie 3 4 makówek z rośliny, natomiast bliskie sąsiedztwo roślin w rzędzie, co 3 4 cm, znacząco ogranicza liczbę wykształcanych owoców, co w całej rozciągłości jest zgodne z ustaleniami Jabłońskiego (1967). Ogólnie w sposób ekspercki uznaje się, że uzyskanie plonu nasion maku w Czechach na poziomie 2 t ha -1, będzie wymagało zagęszczenia 65 70 roślin na 1 m 2, które łącznie wykształcą 100 torebek z nasionami, przy czym rośliny powinny mieć jedną lub dwie makówki. Oczekuje się, że w tak zagęszczonym łanie każdy owoc maku powinien zawierać 2,2 2,5 g nasion, przy czym całkowita masa makówki w czasie zbioru powinna wynosić 4,5 5,5 g (Novák i in. 2010). W oparciu o wykazane w pracy tendencje produkcyjne roślin trudno założyć uzyskanie takiej struktury produkcyjnej łanu maku niskomorfinowego. Również szczegółowa analiza populacji maku, wykazuje zróżnicowany status roślin w łanie pod względem produkcyjnym, z uwagi na zmienność wykazywaną przez pędy główne (A) i boczne (B i C) (Wawrzyniak i Ogrodowczyk 2005, Ogrodowczyk i Wawrzyniak 2007). Srivastava i Sharma (1990) podają, że udało się zwiększyć liczbę makówek na roślinie maku odm. Shyama do przeszło 6 sztuk, po zastosowaniu nalistnie regulatora wzrostu Triacontanol, natomiast w obiekcie kontrolnym rośliny wykształcały tylko cztery owoce. Wyniki prezentowanych badań wykazały wpływ terminu siewu maku na wielkość plonu nasion. Wysiew maku w terminach wczesnym i optymalnym umożliwiał uzyskanie zbliżonego plonu, natomiast opóźnienie siewu o 1 tydzień istotnie zmniejszało plonowanie. Należy podkreślić fakt, że konfrontacja produkcyjności formy niskomorfinowej maku w porównaniu z wysokomorfinową wskazuje na przewagę tej ostatniej (Cihlář i in. 2003, Wojtowicz 2007). Ogrodowczyk i Wawrzyniak (2007) wykazały, że warunki glebowo-klimatyczne miejscowości, określane ogólnie jako siedliskowe, determinują zawartość morfiny w makówkach, ale w granicach typu właściwego dla odmiany (nisko- i wysokomorfinowej). Ponadto autorki tych badań ustaliły, że makówki odmiany Opal miały wyższą masę w stosunku do niskomorfinowej odm. Michałko. Masa (g) owoców maku odm. Opal z pędu głównego (A) i pędów bocznych (B i C) wyniosła odpowiednio: 3,58, 2,64 i 2,66, wobec 2,79, 1,97 i 1,62 jakie uzyskano z odm. Michałko. Miarą wielkiej zmienności plonowania maku w pogodowo odmiennych latach są wyniki ścisłych doświadczeń polowych, w których pomimo optymalnej i terminowej agrotechniki uzyskiwano zróżnicowane plony nasion, a dobrym przykładem są wyniki doświadczenia prowadzonego w Borowie, woj. wielkopolskie, w którym odm. Mieszko w 2005 roku (korzystny) i 2006 (niekorzystny) dała odpowiednio 2,81 i 1,17 t ha -1 nasion (Wójtowicz 2007). Obecnie krajowa praktyka rolnicza
348 Tadeusz Zając... oczekuje poprawy produkcyjności odmian niskomorfinowych maku, a skutkiem zawodu w tym względzie jest postępujący i zarazem systematyczny spadek areału tego gatunku, ponieważ jak donoszą Liersch i Krzymański (2000) w 1996 roku powierzchnia zasiewów maku wyniosła 11,1 tys. ha, co zbiegło się w czasie z wdrożeniem uprawy niskomorfinowej odm. Przemko. Aktualnie powierzchnia zasiewów maku w kraju jest kilkakrotnie mniejsza i raczej nie wzrasta, a przerwanie tej tendencji może spowodować tylko znaczące podniesienie poziomu plonowania odmian maku niskomorfinowego (Zając i Oleksy 2010). Wnioski 1. Termin siewu maku istotnie wpływał na wielkość plonu nasion. Wysiew maku w terminach wczesnym i optymalnym umożliwiał uzyskanie zbliżonego plonu, natomiast opóźnienie siewu o 1 tydzień istotnie zmniejszało plonowanie. 2. Kluczowe dla rozwoju i produkcyjności roślin i łanu niskomorfinowego maku były opady w miesiącu siewu, które wpływały na obsadę i dynamikę wzrostu młodocianych roślin. Rośliny maku z wysiewu w terminie opóźnionym odznaczały się niskim zagęszczeniem oraz mniejszą liczbą makówek, a także miały gorszy indeks plonowania. 3. Niskomorfinowa odmiana maku Mieszko wykazuje dużą stałość cech gatunkowych. Obsada roślin maku w powiązaniu z przebiegiem warunków klimatycznych determinowała liczbę wykształcanych torebek przez pojedynczą roślinę w łanie. W bardziej zagęszczonej populacji maku rośliny z większą liczbą makówek były wyższe, a przez to bardziej masywne i zarazem produktywne. 4. Słaba zdolność roślin odmiany Mieszko do znaczącej kompensacji ubytku obsady poprzez większą liczbę makówek na roślinie lub jednostce powierzchni w klimatycznie różnych latach wskazuje na konieczność dotrzymania optymalnego terminu wysiewu nasion.
Wpływ terminu siewu na plonowanie i cechy roślin maku... 349 Literatura Brezinová B., Macák M., Eftimová J. 2009. The morphological diversity of selected traits of world collection of poppy genotypes (Genus Papaver). Journal Central European Agriculture, 10 (2): 183-190. Budzyński W. 1985. Wpływ sposobu pielęgnacji na plonowanie maku. Acta Acad. Agricult. Techn. Olst. Agricultura, 42: 55-65. Cihlář P., Fišer F., Klem K. 2010. Ochrana maku proti plevelum. W: Mak, praca zbiorowa (red. J. Vašák). Powerprint, Praha: 159-184. Cihlar P., Vasak J., Kosek Z. 2003. Technologie maku seteho pro dvoutunove vynosy semen. W: Sbornik Repka, Mak, Horcice : 134-141. Cihlář P., Vašák J. 2010. Zakladani porostu maku. W: Mak, praca zbiorowa (red. J. Vašák). Powerprint, Praha: 117-124. Fulara A. 1971. Uprawa maku. PWRiL, Warszawa, ss. 89. Jabłoński M. 1967. Wpływ rozstawy rzędów i sposobów przerzedzania na plon maku. Pam. Puł., 25: 205-221. Kosek Z., Pšenička P. 2010. Osivo maku. W: Mak, praca zbiorowa (red. J. Vašák). Powerprint, Praha: 103-116. Liersch J., Krzymański J. 2000. Nowe odmiany maku hodowli IHAR w Poznaniu. Rośliny Oleiste Oilseed Crops, XXI: 621-624. Muśnicki Cz. 2003. Mak siewny. W: Szczegółowa Uprawa Roślin (red. Z. Jasińska, A. Kotecki) AWA, Wrocław, t. 2: 463-472. Michaliček J., Vlk R. 2010. Priprawa pudy pro seti a seci stroje. W: Mak, praca zbiorowa (red. J. Vašák). Powerprint, Praha: 95-102. Németh E. 2006. Cultivation of poppy in the temperate zone. In: Poppy. The genus Papaver. (ed. J. Bernath). University of Horticulture and Food Industry, Budapest: 219-235. Novák J., Vašák J., Zukalová H. 2010. Biologie maku, pozadavky na prostredi, ideotyp, alkaloidy. W: Mak, praca zbiorowa (red. J. Vašák). Powerprint, Praha: 33-64. Ogrodowczyk M., Wawrzyniak M. 2007. Badania zawartości morfiny w makówkach z pędu głównego i pędów bocznych rośliny w różnych formach maku lekarskiego (Papaver somniferum L.). Rośliny Oleiste Oilseed Crops, XXVIII: 109-117. Pazdera J., Pšenička P., Kettnerová J. 2007. Pre-sowing treatments of poppy (Papaver somniferum L.) seed. Scientia Agriculturae Bohemica, 38 (3): 123-127. Pushpangadan P., Singh S.P. 2001. Poppy. In: Handbook of herbs and spices (ed. K.V. Peter). Woodhead Publishing, Cambridge, England: 261-268. Srivastava N.K., Sharma S. 1990. Effect of Triacontanol on photosynthesis, alkaloid content and growth in opium poppy (Papaver somniferum L.). Plant Growth Regulation, 9: 65-71. Suchorska K. 1990. Mak lekarski Papaver somniferum L. W: Leksykon Roślin Leczniczych (red. A. Rumińska i A. Ożarowski) PWRiL, Warszawa: 283 i 317. Wałkowski T. 2005. Mak oleisty. Instytut Hodowli i Aklimatyzacji Roślin. Walisiewicz-Niedbalska W., Lipkowski A.W., Gwardiak H., Różycki K., Patkowska-Sokoła B., Opolski A., Muzalewska M. 2002. Pochodne oleju makowego jako związki biologicznie czynne. Rośliny Oleiste Oilseed Crops, XXIII (2): 439-446.
350 Tadeusz Zając... Wawrzyniak M., Ogrodowczyk M. 2005. Zawartość morfiny w makówkach z pędu głównego i pędów bocznych rośliny maku lekarskiego (Papaver somniferum L.). Rośliny Oleiste Oilseed Crops, XXVI: 603-610. Wójtowicz M. 2007. Wpływ warunków środowiskowych i agrotechnicznych na plonowanie odmian maku (Papaver somniferum L.). Rośliny Oleiste Oilseed Crops, XXVIII: 261-270. Vašák J., Vlk R. 2010. Zakladni informacje. W: Mak, praca zbiorowa (red. J. Vašák). Powerprint, Praha: 11-22. Zając T., Oleksy A. 2010. Mak siewny. W: Rośliny oleiste uprawa i zastosowanie (red. W. Budzyński i T. Zając). PWRiL, Poznań: 143-167.