Roczniki Akademii Rolniczej w Poznaniu CCCLXXXIII (2007) PIOTR SALACHNA 1, ARTUR BARTKOWIAK 2, KINGA MAZURKIEWICZ-ZAPAŁOWICZ 3, MONIKA PLACEK 1 OCENA WPŁYWU CHITOZANU NA PLON I ZDROWOTNOŚĆ BULW FREZJI (FREESIA ECKL. EX KLATT) ODMIANY VERSAILLES Z 1 Katedry Roślin Ozdobnych, z 2 Zakładu Opakowalnictwa i Biopolimerów oraz z 3 Zakładu Hydrobiologii Akademii Rolniczej w Szczecinie ABSTRACT. It was found that soaking of freesia Versailles corms in solution of chitosan before planting increased the coefficients of corm weight and corm number increase, irrespective of the molecular weight of chitosan. Treating of corms with chitosan decreased the occurrence of Fusarium spp. on offspring corms of freesia. Key words: freesia, corms yield, corms healthiness, chitosan Wstęp Nietoksyczny i biodegradowalny chitozan jest związkiem pochodzenia naturalnego, całkowicie bezpiecznym dla środowiska. Wyniki prac z zakresu stosowania chitozanu w odniesieniu do niektórych roślin ozdobnych wskazują, że może ograniczać rozwój chorób (Saniewska 2001), stymulować wzrost i rozwój roślin (Ohta i in. 2004), a także wpływać na jakość kwiatów (Yoo i in. 1999). Jednym z parametrów określających właściwości fizykochemiczne chitozanu jest jego ciężar cząsteczkowy, który wydaje się jednym z ważniejszych czynników wpływających na aktywność biologiczną tego biopolimeru (Bartkowiak 2001). Celem podjętych badań było określenie wpływu chitozanu, o różnym ciężarze cząsteczkowym, na plon i zdrowotność bulw potomnych frezji Versailles. Badania dofinansowane przez Komitet Badań Naukowych. Projekt nr 2PO6R07227. Rocz. AR Pozn. CCCLXXXIII, Ogrodn. 41: 177-181 Wydawnictwo Akademii Rolniczej im. Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu, Poznań 2007 PL ISSN 0137-1738
178 P. Salachna, A. Bartkowiak, K. Mazurkiewicz-Zapałowicz, M. Placek Materiał i metody Badania przeprowadzono w 2004 roku (12.05-15.12) i w 2005 roku (30.01-10.09) w tunelu ogrzewanym Katedry Roślin Ozdobnych Akademii Rolniczej w Szczecinie. Doświadczenie zakładano corocznie z bulw frezji Versailles, o obwodzie 5-7 cm, które do czasu sadzenia przechowywano przez 14-15 tygodni w temperaturze 28-30 C i wilgotności względnej powietrza 85%. Bulwy przed sadzeniem moczono przez 20 minut w 0,2-procentowych roztworach chitozanów. W pierwszym roku zastosowano chitozany o ciężarach cząsteczkowych: 2500, 3500, 6500, 50 000, 124 000 i 970 000 g mol -1. W drugim roku badań użyto chitozanów o ciężarach cząsteczkowych: 2000, 3000, 5000, 50 000, 500 000 i 970 000 g mol -1. Bulwy kontrolne moczono w wodzie destylowanej. Każdy obiekt doświadczalny składał się z 20 bulw, po pięć w powtórzeniu. Chitozany, o średnim stopniu deacetylacji wynoszącym 85%, otrzymano wskutek kontrolowanej degradacji wolnorodnikowej (Bartkowiak 2001) w Zakładzie Opakowalnictwa i Biopolimerów Akademii Rolniczej w Szczecinie. Bulwy frezji posadzono na zagonach o szerokości 100 cm, w rozstawie 12,5 cm 10 cm. Podłożem była mieszanka gleby piaszczysto-gliniastej i torfu wysokiego w stosunku objętościowym 3:1, o ph (H 2 O) = 7,4. Do nawożenia podstawowego zastosowano nawóz Azofoska w dawce 30 g m -2 na zagon. Podczas wegetacji wykonywano niezbędne zabiegi pielęgnacyjne. Po zakończeniu uprawy wykopane bulwy potomne policzono i zważono w celu obliczenia współczynników przyrostu liczby i masy bulw. Otrzymane wartości zweryfikowano statystycznie za pomocą analizy wariancji dla doświadczeń jednoczynnikowych, a dla oceny różnic między średnimi zastosowano test Tukeya na poziomie istotności α = 0,05. W drugim roku badań bulwy potomne bezpośrednio po wykopaniu oraz po trzech miesiącach przechowywania poddano analizie mikologicznej według metody opisanej w pracy Startek i in. (2005). Wyrosłe kolonie grzybów oznaczano na podstawie kluczy Domscha i in. (1980) oraz Kwaśnej i in. (1991). Wyniki i dyskusja W 2004 roku największy współczynnik przyrostu masy bulw miały rośliny uzyskane z bulw moczonych w roztworze chitozanu o ciężarze cząsteczkowym 6500 g mol -1 (tab. 1). Rośliny te nie różniły się przyrostem masy bulw od roślin w pozostałych obiektach, w których stosowano chitozan, natomiast różniły się od roślin kontrolnych, o najmniejszym przyroście masy bulw. W obiekcie kontrolnym stwierdzono istotnie mniejszy współczynnik przyrostu liczby bulw w porównaniu z obiektami, w których użyto chitozanów o ciężarze cząsteczkowym 3500, 6500 i 124 000 g mol -1 (tab. 1). W 2005 roku frezje w obiekcie, w którym stosowano chitozan o największym ciężarze cząsteczkowym, tj. 970 000 g mol -1, charakteryzowały się większym współczynnikiem przyrostu masy bulw w porównaniu z roślinami kontrolnymi i frezjami uzyskanymi z bulw moczonych w roztworze chitozanu o ciężarze cząsteczkowym 2000 g mol -1 (tab. 1). Największy współczynnik przyrostu liczby bulw stwierdzono w roślinach uzyskanych z bulw moczonych w roztworze chitozanu o ciężarze cząsteczkowym 5000 g mol -1. Frezje te nie różniły się istotnie pod tym względem od roślin uzyskanych z bulw
Ocena wpływu chitozanu na plon i zdrowotność bulw frezji... 179 Tabela 1 Wpływ chitozanu na współczynnik rozmnażania frezji Versailles The influence of chitosan on the reproduction coefficient of freesia Versailles Rok badań Year of experiment 2004 2005 Ciężar cząsteczkowy chitozanu Molecular weight of chitosan (g mol -1 ) Współczynnik przyrostu masy bulw Coefficient of corm weight increase Współczynnik przyrostu liczby bulw Coefficient of corm number increase 0 1,78 b 1,63 b 2 500 2,62 ab 2,28 ab 3 500 2,67 ab 2,83 a 6 500 3,13 a 2,90 a 50 000 2,40 ab 2,50 ab 124 000 2,29 ab 2,75 a 970 000 2,09 ab 2,24 ab 0 1,28 c 4,30 b 2 000 1,52 bc 5,72 ab 3 000 1,76 abc 5,75 ab 5 000 2,06 ab 7,00 a 50 000 1,87 ab 5,12 b 500 000 1,99 ab 4,92 b 970 000 2,17 a 5,07 b Średnie wartości oznaczone tymi samymi literami nie różnią się istotnie na poziomie istotności α = 0,05. Means values followed by the same letters do not differ significantly at α = 0.05. moczonych w roztworach chitozanu o ciężarach cząsteczkowych 2000 i 3000 g mol -1, natomiast różniły się w odniesieniu do pozostałych obiektów, także kontrolnego, w których przyrost liczby bulw był istotnie mniejszy (tab. 1). Uzyskane wyniki są częściowo zbieżne z wynikami badań, w których chitozan stosowano jako jeden z komponentów do otoczkowania bulw frezji (Startek i in. 2005). W doświadczeniach tych otoczkowanie istotnie zwiększyło przyrost masy i liczby bulw potomnych frezji odmian z grupy Easy Pot. W wyniku obserwacji mikologicznych bulw potomnych frezji Versailles bezpośrednio po ich wykopaniu wyizolowano we wszystkich obiektach doświadczalnych grzyby z rodzaju Penicillium spp. W obiekcie kontrolnym dodatkowo stwierdzono grzyby z rodzaju Fusarium, których nie obserwowano w żadnym z obiektów, w których stosowano chitozan. Badania te znajdują potwierdzenie w doniesieniach Wilsona i in. (1994) oraz Bautista-Bañosa i in. (2006), których zdaniem chitozan może ograniczać występowanie Fusarium spp.
180 P. Salachna, A. Bartkowiak, K. Mazurkiewicz-Zapałowicz, M. Placek Po trzech miesiącach przechowywania na bulwach kontrolnych zidentyfikowano zbite grzybnie Fusarium oxysporum Schlecht., Fusarium sambucinum Fuckel, Papularia spp. i Penicillium cyclopium. Nie wyizolowano żadnych grzybów chorobotwórczych w obiekcie, w którym użyto chitozanu o ciężarze cząsteczkowym 3000 g mol -1, natomiast w pozostałych obiektach analiza laboratoryjna wykazała obecność różnych grzybów, w zależności od ciężaru cząsteczkowego chitozanu, tj. Penicillium spp. (chitozan 2000 g mol -1 ), Penicillium cyclopium (chitozan 5000 g mol -1 ), Arthrinium spp., Fusarium oxysporum Schlecht. i Phoma spp. (chitozan 50 000 g mol -1 ), Gonatobotrys simplex Corda. (chitozan 500 000 g mol -1 ), Fusarium sambucinum Fuckel, Fusidium spp., Gonatobotrys simplex Corda i Penicillium spp. (chitozan 970 000 g mol -1 ). Wnioski 1. Chitozan, stosowany w formie 0,2-procentowego roztworu, stymulował przyrost masy i liczby bulw potomnych frezji Versailles zależnie od ciężaru cząsteczkowego związku i roku badań. 2. Moczenie przed sadzeniem bulw matecznych frezji w 0,2-procentowym roztworze chitozanu wpłynęło na poprawienie zdrowotności wykopanych bulw potomnych frezji. Literatura Bartkowiak A. (2001): Binary polyelectrolite microcapsules based on natural polysaccharides. Wyd. P. Szczec., Szczecin. Bautista-Baños S., Hernández-Lauzardo A.N., Velázquez-del Valle M.G., Hernández-López M., Ait Barka E., Bosquez-Molina E., Wilson C.L. (2006): Chitosan as a potential compound to control pre and postharvest diseases of horticultural commodities. Crop Prot. 25: 108-118. Domsch K.H., Gams W., Anderson T. (1980): Compendium of soil fungi. Academic Press, London. Kwaśna H., Chełkowski J., Czajkowski P. (1991): Grzyby (Mycota). T. 22. Inst. Bot. PAN, Warszawa. Ohta K., Morishita S., Suda K., Kobayashi N., Hosoki T. (2004): Effects of chitosan soil mixture treatment in the seedling stage on the growth and flowering of several ornamental plants. J. Jpn. Soc. Hortic. Sci. 73: 66-68. Saniewska A. (2001): The effect of chitosan on limitation of growth and development of some pathogenic fungi for ornamental plants. Acta Agrobot. 54, 1: 17-29. Startek L., Bartkowiak A., Salachna P., Kamińska M., Mazurkiewicz-Zapałowicz K. (2005): The influence of new methods of corm coating on freesia growth, development and health. Acta Hortic. 673: 611-616. Wilson C.L., El Ghaouth A., Chaluts E., Droby S., Stevens C., Lu J.L., Khan V., Arul J. (1994): Potential of induced resistance to control postharvest diseases of fruits and vegetables. Plant Dis. 78: 837-844. Yoo Y.K., Park H.J., Kang S.W., Kim H.K. (1999): Effect of chitosan and sucrose on the vase life of cut rose Cardinal. Korean J. Hort. Sci. Technol. 17, 4: 481-484.
Ocena wpływu chitozanu na plon i zdrowotność bulw frezji... 181 THE EVALUATION OF INFLUENCE OF CHITOSAN ON YIELD AND HEALTHINESS OF FREESIA VERSAILLES CORMS Summary In the years 2004 and 2005 experiments were carried out in a plastic tunnel, evaluating the influence of chitosan on yield and healthiness of the offspring corms of freesia Versailles. Before planting corms were soaked for 20 minutes in 0.2% solutions of chitosan of molecular weight: 0 (control), 2000, 2500, 3000, 3500, 5000, 6500, 50 000, 124 000, 500 000, 970 000 g mol -1. It was found that treating of corms with solution of chitosan increased the coefficient of corm weight increase and the coefficient of corm number increase. Value of the reproduction coefficient depended on the molecular weight of chitosan. Significant extension of offspring corms weight increase was in the objects where chitosan of molecular weight 6500 g mol -1 (2004) and 970 000 g mol -1 (2005) was used in comparison with the control object. Significant extension of offspring corms number increase was in the objects where chitosan of molecular weight 3500, 6500, 124 000 g mol -1 (2004) and 5000 g mol -1 (2005) was used. Mycological investigation directly after corms digging indicated the occurence of Fusarium spp. only in the control object, while did not indicate it in all the objects where chitosan was used.