Progress in Plant Protection / Postępy w Ochronie Roślin, 47 (3) 2007 WPŁYW HERBICYDÓW NA WARTOŚĆ TECHNOLOGICZNĄ ZIARNA ODMIAN PSZENICY OZIMEJ RENATA KIELOCH, HENRYKA ROLA, JOLANTA SUMISŁAWSKA Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa Państwowy Instytut Badawczy Zakład Herbologii i Technik Uprawy Roli Orzechowa 61, 50-540 Wrocław r.kieloch@iungwr.wroclaw.pl I. WSTĘP Przemysł spożywczy stawia wymagania ziarnu pszenicy przeznaczonej na cele konsumpcyjne. O jego przydatności do przemysłu młynarskiego decydują gęstość i wyrównanie ziarna. Z kolei przy określaniu kwalifikacji pszenicy do celów wypiekowych bierze się pod uwagę następujące cechy: zawartość białka i glutenu, wskaźnik sedymentacji Zeleny ego oraz liczbę opadania. Uzyskanie wysokich plonów, które spełniają warunki określające ich przydatność do przetwórstwa jest możliwe dzięki utrzymaniu zasiewów pszenicy w wysokiej kulturze, w tym w stanie wolnym od konkurencji ze strony chwastów. Chwasty silnie konkurują z rośliną uprawną o wodę, światło i składniki pokarmowe, co powoduje nie tylko straty w plonach, ale także pogorszenie jego jakości (Rola 1982). Oprócz korzyści wynikających ze stosowania herbicydów, istnieją ujemne aspekty chemicznej regulacji zachwaszczenia. Środki te mogą zakłócać przebieg procesów biochemicznych w roślinach uprawnych już we wczesnych fazach rozwojowych przyczyniając się do zmiany składu chemicznego ziarna (Rola i Żurawski 1988; Sharma i Bandana 2002). Jak wykazują dotychczasowe badania, herbicydy mogą wpływać fitotoksycznie na roślinę uprawną oraz przyczyniać się do zmian morfologicznych, obniżenia wielkości i jakości plonu (Rola i wsp. 1999). Duży wpływ na zmiany w zawartości składników pokarmowych mogą mieć warunki pogodowe, a w mniejszym stopniu wynikają one z reakcji osobniczych odmian roślin uprawnych i rodzaju herbicydu (Nowicka 1993). Wielu autorów stwierdza, że w wyniku stosowania herbicydów zachodzą istotne zmiany składu mineralnego ziarna zbóż (Runowska-Hryńczuk 1985; Ostapczuk i wsp. 1997). Celem badań było określenie wpływu herbicydów na cechy określające przydatność ziarna niektórych odmian pszenicy ozimej do przetwórstwa spożywczego.
Wpływ herbicydów na wartość ziarna 139 II. MATERIAŁY I METODY W latach 2004 2006 wykonano badania polowe nad oceną tolerancji sześciu odmian pszenicy ozimej: Sukces, Tonacja, Kobiera, Kobra, Trend, Finezja na herbicydy. Doświadczenia o wielkości poletek 16 m 2 założono w układzie równoważnych podbloków w czterech powtórzeniach, gdzie uwzględniono dwa czynniki herbicydy i odmiany. Zlokalizowano je w okolicach Wrocławia, w miejscowości Iwiny na czarnej ziemii, należącej do klasy IIa. Pole uprawne charakteryzowało się niewielkim stopniem zachwaszczenia, aby wyeliminować konkurencyjny wpływ chwastów na roślinę uprawną. Zabiegi uprawowe i nawożenie przeprowadzono zgodnie z zaleceniami dla tej rośliny. W doświadczeniu zastosowano herbicydy:, Arelon Dyspersyjny 500 SC i Atlantis 04 WG jesienią oraz wiosną (tab. 1). Tabela 1. badane w doświadczeniu Table 1. Tested herbicides Arelon Dyspersyjny 500 SC Atlantis 04 WG + Substancja aktywna Active substance chlorotoluron 80% chlortoluron 80% izoproturon 500 g/l isoproturon 500 g/l jodosulfuron metylosodowy 0,6% + mezosulfuron metylowy 3% iodosulfuron methylsodium 0.6% + mesosulfuron methyl 3% Dawka Dose 2 kg/ha 3 l/ha 0,2 kg/ha + 1 l/ha y zabiegów treatment 2 liście pszenicy ( 2 leaves of wheat) pełnia krzewienia ( full tillering) Zabiegi herbicydowe wykonano opryskiwaczem plecakowym Gloria z ciśnieniem 0,25 MPa i wydatkiem cieczy użytkowej 250 l/ha. Zbiór ziarna wykonano w fazie dojrzałości pełnej. Pobrane próby ziarna pochodzące z nieopryskiwanej kontroli, jak i poletek traktowanych herbicydami poddano badaniom laboratoryjnym w celu określenia: gęstości (wg normy PN-ISO 7971-2), zawartości białka, glutenu i wskaźnika sedymentacji za pomocą techniki w bliskiej podczerwieni (NIR) oraz liczby opadania (wg normy PN-ISO 3093). Wyrównanie ziarna oznaczano metodą odsiewania próbki ziarna na sitach i określeniu stosunku masy ziarna pozostającego na sicie o wymiarach oczka 2,5 25 mm do masy przesiewanego ziarna. Uzyskane wyniki poddano analizie statystycznej, gdzie wykonano dwuczynnikową analizę wariancji przy poziomie istotności α = 0,05 i obliczono NIR. III. WYNIKI I ICH OMÓWIENIE Wyrównanie ziarna badanych odmian pszenicy ozimej było istotnie zróżnicowane. Najbardziej wyrównanym ziarnem cechowała się odmiana Sukces (93,3%), a istotnie
140 Progress in Plant Protection / Postępy w Ochronie Roślin, 47 (3) 2007 niższym Kobiera, Kobra i Finezja. Statystycznie udowodnione ujemne oddziaływanie herbicydów na kształtowanie się tego parametru nastąpiło jedynie w odniesieniu do odmiany Tonacja traktowanej herbicydami jesienią i Arelon Dyspersyjny 500 SC wiosną (tab. 2). Tabela 2. Wpływ herbicydów na wyrównanie ziarna odmian pszenicy ozimej Table 2. The influence of herbicides on seed grading of winter wheat cultivars Time Wyrównanie ziarna Grain grading [%] of 93,1 95,1 88,8 90,0 91,4 88,0 91,1 Arelon Dyspersyjny 500 SC Atlantis 04 WG + 91,8 91,7 88,9 90,6 91,0 86,2 90,0 94,5 93,2 87,1 90,8 91,6 89,7 91,1 94,1 94,1 89,7 87,7 91,6 89,3 91,1 93,6 86,2 88,7 90,3 89,5 92,2 90,1 93,4 94,6 90,8 91,1 93,2 87,6 91,8 93,0 94,6 89,0 91,5 91,6 90,8 91,7 Średnio Mean 93,3 92,8 89,0 90,3 91,5 89,1 NIR (0,05) LSD (0.05) odmiany cultivars 1,96 odmiany x herbicydy cultivars x herbicides 3,12 Stwierdzono znaczące różnice odmianowe w gęstości ziarna. Najbardziej dorodne ziarno posiadała odmiana Finezja (78,7 g/l), natomiast najmniejszą gęstość zanotowano u odmian Sukces i Trend. Nie zaobserwowano istotnych statystycznie różnic na poziomie badanych herbicydów ani interakcji herbicydów z odmianami (tab. 3). Poziom białka w ziarnie u odmian: Sukces, Tonacja, Kobiera, Kobra, Trend kształtował się na podobnym poziomie. Jedynie w ziarnie odmiany Finezja zawartość tego składnika była istotnie wyższa (13,4%). Badane herbicydy nie wpłynęły wyraźnie na zawartość białka w ziarnie. W większości przypadków obserwowano nieznaczną tendencję wzrostową po zastosowaniu herbicydów (tab. 4). Ziarno odmian Finezja i Kobra cechowało się istotnie wyższą zawartością glutenu. U pozostałych odmian poziom glutenu był zbliżony (27,0 27,8%). Nie wykazano istotnego wpływu herbicydów na jego zawartość w ziarnie. Stwierdzono natomiast istotne
Wpływ herbicydów na wartość ziarna 141 współdziałanie herbicydów i odmian w kształtowaniu omawianego parametru. W odmianie Kobra był on istotnie wyższy w stosunku do kontroli na obiekcie, gdzie zastosowano w terminie jesiennym. Istotne różnice wystąpiły również porównując obiekty traktowane badanymi środkami u odmian: Tonacja, Kobiera, Trend, Finezja, natomiast nie wykazano ich porównując obiekty herbicydowe z kontrolą (tab. 5). Badane w doświadczeniu odmiany wykazały duże zróżnicowanie pod względem wskaźnika sedymentacji, gdzie istotnie wyższą od pozostałych odmian wartością tego parametru cechowała się odmiana Finezja (43,9 ml). Najniższy wskaźnik sedymentacji wystąpił u odmian Kobiera i Kobra i wynosił odpowiednio 36,3 i 37,2 ml. Nie zaobserwowano, aby herbicydy istotnie wpływały na badaną cechę. Rozpatrując średnie wartości dla tego czynnika, obserwuje się, że na obiektach traktowanych herbicydami nastąpił nieznaczny wzrost wskaźnika sedymentacji (1 2% w porównaniu z kontrolą). W przypadku odmian Kobiera i Tonacja wartość omawianego parametru na obiektach opryskiwanych kształtowała się nieznacznie powyżej kontroli. U odmiany Sukces stwierdzono niewielkie obniżenie wielkości tego wskaźnika po zastosowaniu środków Dicuran 80 WP i Arelon Dyspersyjny 500 SC, co jednak nie zostało udowodnione statystycznie (tab. 6). Tabela 3. Wpływ herbicydów na gęstość ziarna odmian pszenicy ozimej Table 3. The influence of herbicides on test weight of grain of winter wheat cultivars Gęstość [g/l] Weight of hectolitre [g/l] 76,0 77,9 77,9 77,4 75,2 78,5 77,1 Arelon Dyspersyjny 500 SC 76,2 76,9 77,6 77,1 74,0 77,8 76,4 77,2 77,8 76,7 77,6 74,1 78,8 77,0 76,7 77,6 77,0 76,9 74,6 78,6 76,9 76,9 78,3 77,2 77,4 75,2 78,4 77,2 76,8 78,0 77,4 77,7 75,0 77,8 77,1 76,7 77,6 77,4 77,8 75,0 79,3 77,3 Średnio Mean 76,6 77,7 77,3 77,3 76,1 78,7 NIR (0,05) LSD (0.05) odmiany cultivars 0,59 herbicydy cultivars x herbicides r.n.
142 Progress in Plant Protection / Postępy w Ochronie Roślin, 47 (3) 2007 Tabela 4. Wpływ herbicydów na zawartość białka w ziarnie odmian pszenicy ozimej Table 4. The influence of herbicides on protein content in grain of winter wheat cultivars Białko Protein [%] 12,1 12,3 12,7 12,7 12,5 13,4 12,6 Arelon Dyspersyjny 500 SC 12,6 12,7 12,4 13,4 12,4 13,7 12,9 12,5 12,6 13,1 13,4 12,6 13,6 13,0 12,6 12,4 12,6 12,9 12,6 13,2 12,7 12,6 13,0 12,6 13,1 13,0 13,4 13,0 13,0 12,4 12,7 12,7 12,0 13,3 12,7 13,0 12,5 12,8 13,0 12,3 13,5 12,6 Średnio Mean 12,6 12,5 12,7 13,0 12,5 13,4 NIR (0,05) LSD (0.05) odmiany cultivars 0,72 odmiany x herbicydy cultivars x herbicides r.n. Tabela 5. Wpływ herbicydów na zawartość glutenu w ziarnie odmian pszenicy ozimej Table 5. The influence of herbicides on gluten content in grain of winter wheat cultivars Gluten Gluten [%] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 28,1 27,1 27,1 28,2 27,0 29,3 27,8 Arelon Dyspersyjny 500 SC 28,1 27,0 27,3 30,1 26,7 30,0 28,2 27,0 27,3 28,5 29,5 27,4 30,2 28,3 27,0 26,8 26,7 28,5 27,3 28,4 27,5 27,5 28,5 27,4 29,5 28,1 29,6 28,4
Wpływ herbicydów na wartość ziarna 143 1 2 3 4 5 6 7 8 9 28,8 26,7 27,5 28,4 26,0 28,6 27,7 28,5 27,2 27,9 28,7 26,3 29,6 28,0 Średnio Mean 27,8 27,2 27,6 29,0 27,0 30,5 NIR (0,05) LSD (0.05) odmiany cultivars 1,07 odmiany x herbicydy cultivars x herbicides 1,70 Tabela 6. Wpływ herbicydów na wskaźnik sedymentacji odmian pszenicy ozimej Table 6. The influence of herbicides sedimentation index of winter wheat cultivars Wskaźnik sedymentacji Sedimentation index [ml] 41,1 40,8 34,7 36,1 38,6 43,0 39,0 Arelon Dyspersyjny 500 SC 40,7 41,4 34,9 39,4 39,0 44,5 40,0 40,7 42,5 37,2 40,0 39,4 45,1 40,8 40,0 42,6 37,5 34,1 40,2 41,7 39,3 40,7 43,9 35,9 36,7 42,3 45,7 40,9 43,6 42,7 37,5 35,5 37,3 42,9 40,0 43,6 43,8 36,6 38,6 39,9 44,6 41,2 Średnio Mean 41,5 41,1 36,3 37,2 39,5 43,9 NIR(0,05) LSD (0.05) odmiany cultivars 2,18 odmiany x herbicydy cultivars x herbicides r.n. Liczba opadania badanych odmian była wysoka, z czego najwyższą zanotowano u odmiany Trend (412 s), a najniższą u odmiany Finezja (343 s). Odmiany Sukces, Tonacja, Kobiera i Kobra charakteryzowały się zbliżoną wartością omawianego parametru. Badane środki nie wpływały na liczbę opadania pszenicy. Nie odnotowano różnic dla zastosowanych środków zarówno w stosunku do kontroli, jak i porównując działanie herbicydów między sobą. Nie stwierdzono również istotnej interakcji odmian i herbicydów w kształtowaniu tej cechy (tab. 7).
144 Progress in Plant Protection / Postępy w Ochronie Roślin, 47 (3) 2007 Tabela 7. Wpływ herbicydów liczbę opadania odmian pszenicy ozimej Table 7. The influence of herbicides on falling number of winter wheat cultivars Liczba opadania [s] Falling number [s] 390 373 377 363 397 338 373 Arelon Dyspersyjny 500 SC 390 364 372 378 439 335 380 369 377 362 366 420 342 373 363 406 372 354 428 335 376 377 371 381 372 423 353 380 387 373 388 358 383 354 374 377 357 380 360 399 345 370 Średnio Mean 379 374 376 364 412 343 NIR (0,05) LSD (0.05) odmiany cultivars 28,77 odmiany x herbicydy cultivars x herbicides r.n. Na jakość ziarna pszenicy ozimej w znacznym stopniu wpływa poziom agrotechniki, z czego główną rolę odgrywa nawożenie azotowe i zabiegi ochrony roślin (Podolska i wsp. 2004; Woźniak i wsp. 2006). Stosowanie herbicydów, poprzez eliminację konkurencji ze strony chwastów, wywiera korzystny wpływ na wartość technologiczną ziarna pszenicy przeznaczonej na cele konsumpcyjne. Wcześniejsze prace dowodzą, że oddziaływanie herbicydów na parametry jakościowe ziarna uzależnione jest od rodzaju zastosowanego środka oraz odmiany (Urban 2002, 2003). Sułek i Podolska (2006) podają, że jakość ziarna była w większym stopniu zależna od rodzaju herbicydu, natomiast nie wykazała zróżnicowanej reakcji odmian pszenicy. W prezentowanych wynikach badań herbicydy w nieznaczny sposób wpływały na większość badanych parametrów określających wartość technologiczną odmian pszenicy ozimej. Cechy te były natomiast determinowane przez właściwości odmian. Podobne rezultaty uzyskała Narkiewicz- -Jodko i wsp. (2002). Jak wynika z przeprowadzonych dotychczas badań, stosowanie herbicydów na ogół korzystnie wpływa na jakość ziarna pszenicy ozimej. W badaniach prowadzonych przez Urbana (Urban i wsp. 2001) stwierdzono wyższą zawartość białka i glutenu oraz wskaźnika sedymentacji w ziarnie odmian pszenicy ozimej potraktowanej herbicydami. Podobną zależność zawartości białka i glutenu od stosowanych herbicydów wykazują Klimont i Osińska (2004). W pracy Narkiewicz-Jodko i wsp. (2002) herbicydy oddzia-
Wpływ herbicydów na wartość ziarna 145 ływały korzystnie na dorodność ziarna masę tysiąca nasion i gęstość ziarna. Rezultaty przedstawionych badań nie potwierdzają, aby stosowane środki istotnie stymulowały poprawę jakości ziarna. Wartości ocenianych parametrów jakościowych kształtowały się na poziomie nieopryskiwanej kontroli. Wynika to z faktu, że doświadczenie założono na polu pozbawionym konkurencyjnych dla pszenicy chwastów i tym samym wyeliminowano czynnik pogarszający jakość ziarna. mogą także wywierać ujemny wpływ na wartość technologiczną ziarna pszenicy ozimej, o czym donoszą między innymi Sułek i Podolska (2006) oraz Urban (2003). Udowodnili oni ponadto, że środki te niejednakowo oddziaływują na odmiany pszenicy ozimej. Efekty wykonanych badań również wskazują, że herbicydy mogą w niektórych przypadkach wpływać ujemnie na jakość ziarna. Wyrównanie ziarna pszenicy ozimej odmiany Tonacja pod wpływem traktowania jej środkami Dicuran 80 WP i Arelon Dyspersyjny 500 SC było znacząco niskie w porównaniu z kontrolą, jednak nie przekroczyło wymaganej przy skupie normy (Podolska i Sułek 2003) i nie dyskwalifikowało ziarna jako surowca dla przemysłu spożywczego. IV. WNIOSKI 1. Wartość technologiczna badanych odmian pszenicy ozimej (Sukces, Tonacja, Kobiera, Kobra, Trend, Finezja) zależała głównie od ich właściwości genetycznych. 2., Arelon Dyspersyjny 500 SC i Atlantis 04 WG nie wpłynęły znacząco na takie cechy ziarna odmian pszenicy ozimej, jak: gęstość, zawartość białka i glutenu, wskaźnik sedymentacji i liczbę opadania. 3. Środki i Arelon Dyspersyjny 500 SC obniżyły wyrównanie ziarna pszenicy ozimej odmiany Tonacja, co jednak nie wpłynęło na jego wartość jako surowca do przemysłu młynarskiego. V. LITERATURA Klimont K., Osińska A. 2004. Wpływ herbicydów na wartość siewną ziarna i zawartość niektórych składników w ziarnie pszenicy ozimej, jęczmienia jarego i pszenżyta jarego. Biul. IHAR 233: 49 58. Narkiewicz-Jodko M., Gil Z., Urban M. 2002. Zdrowotność i cechy towaroznawcze ziarna czterech odmian pszenicy ozimej w zależności od stosowanych herbicydów. Prog. Plant Protection/Post. Ochr. Roślin 42: 530 533. Nowicka B. 1993. Wpływ herbicydów na wysokość i jakość plonów odmian pszenicy ozimej. IUNG, Puławy, R 302: 1 47. Ostapczuk J., Rola H., Nowicka B. 1997. Wpływ herbicydów stosowanych w różnych terminach na zawartość białka i skład aminokwasowy w ziarnie pszenicy ozimej odmiany Arda i Juma. Pestycydy nr 1 2: 59 65. Podolska G., Sułek A. 2003. Jakość ziarna pszenicy w Polsce i UE. Pam. Puł. 132: 363 369. Podolska G., Stypuła G., Stankowski S. 2004. Plonowanie i wartość technologiczna ziarna pszenicy ozimej w zależności od intensywności ochrony zasiewów. Ann. UMCS, Sec. E, 59 (1): 269 276. Polska Norma PN-ISO 7971-2. Oznaczanie gęstości w stanie zsypnym zwanej masą hektolitra. Polska Norma PN-ISO 3093. Zboża. Oznaczanie liczby opadania.
146 Progress in Plant Protection / Postępy w Ochronie Roślin, 47 (3) 2007 Rola H. 1982. Zjawisko konkurencji wśród roślin uprawnych i jej skutki na przykładzie wybranych gatunków chwastów występujących w pszenicy ozimej. Wyd. IUNG, Ser. R 162 Rozpr. Habil., 64 ss. Rola H., Żurawski H. 1988. Wpływ stopnia zachwaszczenia Apera spica-venti, Avena fatua, Anthemideae na zawartość azotu, fosforu i potasu w ziarnie pszenicy ozimej i jarej. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 349: 47 55. Rola H., Domaradzki K., Kieloch R. 1999. Tolerancja wybranych odmian pszenicy ozimej na herbicydy. Pam. Puł. 114: 305 311. Runowska-Hryńczuk B. 1985. Zmiany składu chemicznego ziarna niektórych odmian pszenicy ozimej przy stosowaniu herbicydów. s. 30 39. W: Mat. Kraj. Symp. Wpływ herbicydów na jakość plonów Wrocław, 6 7.XI.1985, Wyd. IUNG. Sharma N., Bandana 2002. Chlorophyll and sugar content in wheat leaves as influenced by isoproturon application and its relationship with grain sugar content. Indian J. Plant Physiol. 7 (4): 401 403. Sułek A., Podolska G. 2006. Kształtowanie się cech jakościowych ziarna pszenicy ozimej pod wpływem herbicydów. Prog. Plant Protection/Post. Ochr. Roślin 46 (2): 300 304. Urban M., Gil Z., Narkiewicz-Jodko M. 2001. Wpływ herbicydów na plonowanie i jakość ziarna kilku odmian pszenicy ozimej. Prog. Plant Protection/Post. Ochr. Roślin 41: 826 829. Urban M. 2002. Wpływ herbicydów na jakość ziarna odmian pszenicy jarej. Prog. Plant Protection/Post. Ochr. Roślin 42: 535 539. Urban M. 2003. Wpływ herbicydów na jakość ziarna 7 odmian pszenicy jarej. Prog. Plant Protection/Post. Ochr. Roślin 43: 990 993. Woźniak A., Gontarz D., Staniszewski M., Gos M. 2006. Plonowanie i jakość ziarna pszenicy jarej uprawianej w zmianowaniach o różnym jej udziale. Biul. IHAR 242: 45 55. RENATA KIELOCH, HENRYKA ROLA, JOLANTA SUMISŁAWSKA THE INFLUENCE OF HERBICIDES ON TECHNOLOGICAL VALUE OF GRAIN OF WINTER WHEAT VARIETIES SUMMARY A field experiment concerning the influence of herbicides on the flour-milling and backing value of grain of six winter wheat cultivars (Sukces, Tonacja, Kobiera, Kobra, Trend, Finezja) was conducted during 2004 2006 in the area of Wrocław. The following herbicides were used in the recommended doses: (chlortoluron 80%), Arelon Dyspersyjny 500 SC (isoproturon 500 g/l) and Atlantis 04 WG (iodosulfuron methylsodium 0.6% + mesosulfuron methyl 3%) in mixture with adjuvant. The tested herbicides were applied in two dates: in the stage of 2 leaves of wheat and in the stage of full tillering. Grain of wheat was taken from untreated and treated with herbicides plots to determine the following parameters: grain grading, weight of hectoliter, protein and gluten content, sedimentation index, falling number. The flour-milling and backing value of tested winter wheats cultivars were mainly determined by their genetic properties. :, Arelon Dyspersyjny 500 SC and Atlantis 04 WG did not markedly influenced grain quality (weight of hectoliter, protein and gluten content, sedimentation index, falling number). Cultivar Tonacja showed a statistically significant (compared to untreated) grain grading decrease after and Arelon Dyspersyjny 500 SC application. This did not cause its disqualification in the flour-milling trade. Key words: winter wheat, cultivars, grain, herbicides, grain quality