FOLIA UNIVERSITATIS AGRICULTURAE STETINENSIS Folia Univ. Agric. Stetin. 2007, Agric., Aliment., Pisc. Zootech. 255 (2), 101 108 Cezary PODSIADŁO, Dorota JADCZAK 1, Monika GRZESZCZUK 2 WPŁYW POZIOMU UWILGOTNIENIA GLEBY NA DYNAMIKĘ WZROSTU I PLONOWANIA SZPINAKU NOWOZELANDZKIEGO (TETRAGONIA EXPANSA Murr.) THE EFFECT OF SOIL MOISTURE LEVEL ON THE DYNAMICS OF GROWTH AND YIELDING OF NEW ZEALAND SPINACH (TETRAGONIA EXPANSA Murr.) Zakład Produkcji Roślinnej i Nawadniania, Akademia Rolnicza, ul. Juliusza Słowackiego 17, 71-434 Szczecin 1 Katedra Warzywnictwa, Akademia Rolnicza, ul. Janosika 8, 71-424 Szczecin e-mail: dorota.jadczak@agro.ar.szczecin.pl 2 Pracownia Technologii Rolnej i Przechowalnictwa, Akademia Rolnicza ul. Juliusza Słowackiego 17, 71-434 Szczecin Abstract. The effect of soil moisture level (water potential 0.01 MPa and 0.03 MPa) on growth and yielding dynamics of New Zealand spinach was determined. Control objects were plants grown without irrigation. Within the framework of the biometrical estimation the dynamics of plant growth was estimated. Height and diameter of plants, and the length and width of leaf blade were measured. First measurement was conducted about 20th June, and the following before each harvest. The crop was collected five times in 2003, and four times in 2004; the shoots not exceeding 15 cm in length with leaves were cut. The quantity of each yield and percentage of leaf participation in New Zealand spinach yield were assessed. Used in the experiment different levels of soil moisture had a very little influence on the increase of height and diameter of New Zealand spinach plants, in comparison with the cultivation without irrigation. There was no one clear direction in changes of leaf blade measurements according to the different levels of soil moisture used in the experiment. Moreover, after the first harvest a decrease of all measured characteristics was observed. The level of soil moisture had a significant influence on the plant yielding only in 2004. The crop collected 28th July and 3rd September was significantly higher for the level of 0.01 MPa. The level of soil moisture had no considerable influence on the leaf participation in the yield of New Zealand spinach. Słowa kluczowe: dynamika wzrostu i plonowania, plon, szpinak nowozelandzki. Key words: dynamics of growth and yielding, New Zealand spinach, yield. WSTĘP Szpinak nowozelandzki (Tetragonia expansa Murr.) jest warzywem w Polsce mało rozpowszechnionym (Jaworska i Kmiecik 1999), uprawianym głównie amatorsko w ogrodach przydomowych i działkowych (Orłowski i Kołota 1999). Pochodzi z Nowej Zelandii i Australii. Spotykany jest również w środowisku naturalnym w Japonii i Ameryce Południowej tam też jest warzywem znanym i często uprawianym. Szpinak nowozelandzki jest rośliną roczną, zielną, spożywaną podobnie jak szpinak zwyczajny i posiadającą podobne do niego właściwości dietetyczne i odżywcze. Ponieważ jest on fotoperiodycznie obojętny na długość dnia i nie traci właściwości konsumpcyjnych po zakwitnięciu, może być uprawiany w miesiącach letnich, wówczas gdy nie jest możliwa uprawa szpinaku zwyczajnego (Fajkowska i Wolfowa 1985). Częścią jadalną szpinaku nowozelandzkiego są liście (Ziombra 1993), ulistnione wierzchołki pędów (Orłowski i Kołota 1999) lub całe młode rośliny ścinane tuż nad glebą (Stephens 1987). Zdaniem Jadczak i Orłowskiego (2000) częścią jadalną szpinaku nowozelandzkiego, gwarantującą duży, dobrej jakości plon, są wierzchołki pędów o długości około 15 cm.
102 C. Podsiadło i in. Szpinak nowozelandzki wytwarza pędy płożące się, silnie rozgałęzione. Liście ma romboidalno-trójkątne, mięsiste, grube, ciemnozielone, długości do 12 cm i szerokości do 8 cm. Należy do roślin o dużych wymaganiach cieplnych i wodnych w warunkach suszy rośnie wolno, wydając mały i gorszej jakości plon (Orłowski i Kołota 1999). Dotychczas brakuje badań dotyczących potrzeb wodnych szpinaku nowozelandzkiego oraz jego reakcji na różne poziomy uwilgotnienia gleby. Zdaniem Carsona (1980) wpływ stresu wodnego na plonowanie warzyw zależy od czasu jego trwania i intensywności, a także od fazy rozwojowej rośliny. W praktyce eksploatacyjnej nawodnień uwilgotnienie strefy korzeniowej powinno się utrzymywać w przedziale od polowej pojemności wodnej do wilgotności stresu wodnego. W celu oszacowania rzeczywistego natężenia stresu, na jaki narażone są rośliny w środowisku, stosuje się na ogół kryteria oparte na pomiarach wilgotności gleby i analizie dystrybucji opadów. Celem badań przedstawionych w niniejszej pracy była ocena wpływu różnych poziomów uwilgotnienia gleby na dynamikę wzrostu i plonowania szpinaku nowozelandzkiego. MATERIAŁ I METODY Doświadczenie przeprowadzono w latach 2003 2004 w Stacji Doświadczalnej w Lipniku, należącej do Akademii Rolniczej w Szczecinie. Ocenie poddano wpływ różnych poziomów uwilgotnienia gleby (przy potencjale wodnym wynoszącym 0,01 MPa i 0,03 MPa) na dynamikę wzrostu i plonowania szpinaku nowozelandzkiego. Kontrolę stanowił obiekt, na którym szpinak nowozelandzki uprawiano bez nawadniania. Doświadczenie założono w układzie bloków losowanych, w czterech powtórzeniach. Nawozy fosforowe i potasowe, w ilości 70 kg P 2 O 5 ha 1 oraz 150 kg K 2 O ha 1, zastosowano w całości w czasie przygotowywania pola przed założeniem doświadczenia. Nawożenie azotowe w ilości 150 kg N ha 1 wnoszono w trzech równych dawkach przed sadzeniem roślin oraz jako nawożenie pogłówne na początku lipca i sierpnia. Szpinak nowozelandzki uprawiano z rozsady wyprodukowanej w szklarni ogrzewanej. Uprawę gleby i zabiegi pielęgnacyjne wykonywano zgodnie z ogólnymi zaleceniami dotyczącymi uprawy warzyw. W ramach oceny biometrycznej prześledzono dynamikę wzrostu roślin mierzono ich wysokość, średnicę oraz długość i szerokość blaszki liściowej. Pomiary rozpoczynano w kolejnych latach 20 oraz 21 czerwca i kontynuowano, wykonując je regularnie przed każdym zbiorem. W 2003 roku wykonano 5-krotny zbiór, natomiast w 2004 roku rośliny zbierano 4-krotnie. Zbierano ulistnione wierzchołki pędów długości 10 15 cm. Określono wielkość plonu roślin z poszczególnych zbiorów oraz procentowy udział liści w plonie szpinaku nowozelandzkiego. Otrzymane wyniki odnośnie do plonowania opracowano statystycznie testem Tuckeya dla poziomu istotności α=0,05 WYNIKI I DYSKUSJA Dane, dotyczące przebiegu czynników kształtujących warunki atmosferyczne (średnią temperaturę powietrza i sumę opadów) ze Stacji Doświadczalnej w Lipniku (tab. 1), wskazują na pewne zróżnicowanie pogody w latach badań.
Wpływ poziomu uwilgotnienia gleby na dynamikę... 103 Tabela 1. Średnia temperatura powietrza i suma opadów (dane ze Stacji Meteorologicznej w Lipniku) Table 1. Average air temperature and precipitation (data obtained from the Meteorological Station at Lipnik) Miesiąc Month Maj May Czerwiec June Lipiec July Sierpień August Wrzesień September Dekada 10 days Średnia temperatura powietrza Average air temperature [ C] Średnia wieloletnia Multiyear 1951 1980 Suma opadów Precipitation [mm] Średnia wieloletnia Multiyear 1951 1980 1. 13,9 15,1 11,5 3,3 19,7 15,5 2. 12,5 12,1 13,5 24,3 6,0 16,0 3. 16,2 11,9 13,9 6,1 13,8 18,3 14,2 13,0 18,0 33,7 39,5 49,8 1. 21,4 16,7 15,7 0,5 5,3 20,2 2. 18,7 15,3 15,8 24,5 36,1 20,8 3. 17,5 16,0 17,0 2,4 19,6 18,2 19,2 16,0 16,2 27,4 61,0 59,2 1. 17,1 16,8 17,7 24,9 42,2 16,3 2. 20,8 17,8 17,8 27,1 22,8 25,7 3. 22,0 19,0 18,3 27,1 4,8 18,2 20,0 17,9 17,9 79,1 69,8 60,2 1. 22,1 22,3 18,9 26,0 0,0 16,8 2. 20,5 21,0 17,5 4,0 21,7 17,9 3. 17,7 16,3 16,3 0,9 25,5 19,1 20,1 19,9 17,6 30,9 47,2 53,8 1. 15,2 15,1 15,1 10,2 0,0 18,2 2. 15,3 14,6 13,5 21,2 2,1 13,5 3. 13,0 12,0 12,4 9,7 31,4 14,2 14,5 13,9 13,7 41,1 33,5 45,9 W czerwcu 2003 roku, podczas intensywnego wzrostu roślin szpinaku nowozelandzkiego, odnotowano o 31,8 mm mniej opadu niż w wieloleciu, przy jednocześnie wyższej o 3,0 C średniej temperaturze powietrza dla tego miesiąca. W 2004 roku w czerwcu i sierpniu odnotowano większe sumy miesięczne opadu atmosferycznego, porównywalne z wieloleciem. Należy jednak zwrócić uwagę na to, iż opady te były nierównomiernie rozłożone w czasie. Wyniki pomiarów przedstawione na rys. 1 dowodzą, iż z całego okresu uprawy najwyższe były rośliny podczas pierwszego zbioru (z początku lipca). W pierwszym roku badań wysokość roślin w tym czasie wahała się od 34,7 cm na obiekcie z uwilgotnieniem wynoszącym 0,03 MPa do 36,1 cm na obiekcie, na którym uwilgotnienie gleby utrzymywano na poziomie 0,01 MPa. Natomiast w kolejnym roku badań wysokość roślin mierzona 10 lipca wahała się w przedziale 31,8 33,0 cm i była największa na obiekcie kontrolnym. Po pierwszym zbiorze obserwowano znaczny spadek w wysokości roślin, szczególnie wyraźny w drugim roku prowadzenia doświadczenia. Podczas pomiaru, wykonanego 10 lipca 2004 roku (przed pierwszym zbiorem), odnotowano także największą średnicę roślin szpinaku nowozelandzkiego, która wahała się w przedziale od 87,5 cm na obiekcie kontrolnym do 97,2 cm na obiekcie, na którym utrzymywano uwilgotnienie gleby na poziomie 0,01 MPa (rys. 2).
104 C. Podsiadło i in. [cm] 40 35 30 25 20 15 10 5 0 20.06 7.07 21.07 7.08 20.08 2.09 21.06 10.07 28.07 18.08 3.09 Data pomiaru Measurement date Poziom uwilgotnienia gleby Level of soil hydratation 0,01 MPa 0,03 MPa kontrola control Rys. 1. Wpływ uwilgotnienia gleby na dynamikę wzrostu wysokości roślin szpinaku nowozelandzkiego Fig. 1. The effect of soil moisture level on the dynamics of height changes of New Zealand spinach plants [cm] 120 100 80 60 40 20 0 20.06 7.07 21.07 7.08 20.08 2.09 21.06 10.07 28.07 18.08 3.09 Data pomiaru Measurement date Poziom uwilgotnienia gleby Level of soil hydratation 0,01 MPa 0,03 MPa kontrola control Rys. 2. Wpływ uwilgotnienia gleby na dynamikę wzrostu średnicy roślin szpinaku nowozelandzkiego Fig. 2. The effect of soil moisture level on the dynamics of diameter changes of New Zealand spinach plants W pierwszym roku badań największą średnicę miały natomiast rośliny mierzone 21 lipca. Nieznacznie większą średnicę miały rośliny szpinaku nowozelandzkiego uprawianego na obiekcie z uwilgotnieniem gleby wynoszącym 0,01 MPa.
Wpływ poziomu uwilgotnienia gleby na dynamikę... 105 Według Chroboczka (1977) wysokość pędów pionowych szpinaku nowozelandzkiego wynosi 60 90 cm, zdaniem Sarwy (2001) 70 100 cm. Długość pędów bocznych szpinaku nowozelandzkiego według Fajkowskiej i Wolfowej (1985) może dochodzić do 1 m. Liście szpinaku nowozelandzkiego są grube, mięsiste, proste, o kształcie romboidalnotrójkątnym, szerokości do 8 cm (Chroboczek 1977). Zdaniem Jadczak i Orłowskiego (1999) liście mogą osiągać szerokość 5 6 cm, a długość 4 9 cm, przy czym górne liście są mniejsze i bardziej wydłużone niż dolne. Na podstawie danych przedstawionych na rys. 3 i 4 stwierdzono, że poziom uwilgotnienia gleby nie miał większego wpływu na wielkość liści szpinaku nowozelandzkiego. Największe wymiary blaszki liściowej odnotowano przed pierwszymi zbiorami. W 2003 roku szerokość blaszki liściowej wahała się w przedziale 5,0 5,7 cm, a długość w przedziale 6,6 7,5 cm na obiekcie, na którym wilgotność gleby utrzymywano na poziomie 0,03 MPa. W kolejnym roku badań szerokość blaszki liściowej szpinaku nowozelandzkiego przed pierwszym zbiorem mieściła się w przedziale od 4,8 cm na obiekcie kontrolnym do 5,1 cm na obiekcie z uwilgotnieniem gleby wynoszącym 0,03 MPa. [cm] 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 20.06 7.07 21.07 7.08 20.08 2.09 21.06 10.07 28.07 18.08 3.09 Data pomiaru Measurement date Poziom uwilgotnienia gleby Level of soil hydratation 0,01 MPa 0,03 MPa kontrola control Rys. 3. Wpływ uwilgotnienia gleby na dynamikę wzrostu szerokości blaszki liściowej szpinaku nowozelandzkiego Fig. 3. The effect of soil moisture level on the dynamics of width of leaf blade changes of New Zealand spinach Długość liścia szpinaku nowozelandzkiego wahała się natomiast od 11,1 cm przy poziomie uwilgotnienia gleby wynoszącym 0,03 MPa do 11,8 cm przy poziomie uwilgotnienia gleby wynoszącym 0,01 MPa. Badane w doświadczeniu poziomy uwilgotnienia gleby w uprawie szpinaku nowozelandzkiego w pierwszym roku prowadzenia badań nie miały istotnego wpływu na wielkość poszczególnych zbiorów. Niezależnie od zastosowanych czynników doświadczenia największy zbiór uzyskano 7 sierpnia większy o 33,4 % od pierwszego zbioru, wykonanego 9 lipca. W kolejnym roku badań zastosowane czynniki wpłynęły istotnie na wielkość plonu zebranego 28 lipca i 3 września plon zebrany z obiektów o poziomie uwilgotnienia gleby wynoszącym 0,01 MPa był istotnie większy. Zdaniem Jadczak i Orłowskiego (1999) plony szpinaku nowozelandzkiego z pierwszych zbiorów są najlepszej jakości.
106 C. Podsiadło i in. [cm] 14 12 10 8 6 4 2 0 20.06 7.07 21.07 7.08 20.08 2.09 21.06 10.07 28.07 18.08 3.09 Data pomiaru Measurement date Poziom uwilgotnienia gleby Level of soil hydratation 0,01 MPa 0,03 MPa kontrola control Rys. 4. Wpływ uwilgotnienia gleby na dynamikę wzrostu długości blaszki liściowej szpinaku nowozelandzkiego Fig. 4. The effect of soil moisture level on the dynamics of length of leaf blade changes of New Zealand spinach Tabela 2. Wpływ uwilgotnienia gleby na dynamikę plonowania szpinaku nowozelandzkiego Table 2. The effect of soil moisture level on the dynamics of yielding of New Zealand spinach Poziom uwilgotniernia gleby Level of soil moisture Wielkość zbioru Yield quantity [t. ha 1 ] 9.07 21.07 7.08 20.08 2.09 10.07 28.07 18.08 3.09 0,01 MPa 12,43 6,92 15,01 3,43 2,83 27,43 16,31 10,33 9,00 0,03 MPa 12,36 5,43 16,37 3,27 1,07 29,24 12,42 6,41 4,00 Kontrola Control 10,73 6,05 16,03 3,63 1,45 39,39 13,65 8,00 4,69 NIR α0,05 LSD α0,05 r.n. r.n. r.n. r.n. r.n. r.n. 3,41 r.n. 4,30 r.n. różnice nieistotne non significant differences. Tabela. 3. Wpływ uwilgotnienia gleby na udział liści w plonie szpinaku nowozelandzkiego Table 3. The effect of soil moisture level on leaf participation in the yield of New Zealand spinach Poziom uwilgotniernia gleby Level of soil moisture Udział liści w plonie Leaf participation in the yield [%] 9.07 21.07 7.08 20.08 2.09 10.07 28.07 18.08 3.09 0,01 MPa 63,0 63,6 70,0 74,0 74,0 64,2 64,9 59,2 59,0 0,03 MPa 67,0 61,0 64,0 71,3 56,0 65,7 57,5 52,4 51,2 Kontrola Control 64,0 69,1 64,8 80,0 72,0 68,3 61,5 55,7 53,6 NIR α0,05 LSD α0,05 r.n. r.n. 4,5 6,7 16,1 r.n. r.n. r.n. 5,6 r.n. różnice nieistotne non significant differences.
Wpływ poziomu uwilgotnienia gleby na dynamikę... 107 O jakości plonu, zdaniem Kaysa (1975), decydują takie jego cechy, jak udział liści zżółkniętych w plonie ogółem oraz stosunek masy blaszek liściowych do masy ogonków. Autor ww. wykazał, że te dwie cechy zmieniają się niekorzystnie wraz z wiekiem rośliny oraz wraz ze zmniejszaniem powierzchni przypadającej na jedną roślinę. Analizując dane przedstawiona w tab. 3 stwierdzono, że w 2003 roku poziom uwilgotnienia gleby miał istotny wpływ na udział liści w plonie szpinaku nowozelandzkiego. W czasie zbioru wykonanego 7 sierpnia istotnie większy udział liści w masie plonu stwierdzono przy poziomie uwilgotnienia gleby wynoszącym 0,01 MPa, podczas zbioru 20 sierpnia istotnie większy był udział liści w plonie zebranym na obiekcie kontrolnym, natomiast w przypadku zbioru wykonanego 2 września istotnie większy był udział liści w plonie szpinaku przy poziomie uwilgotnienia 0,01 MPa, lecz tylko w porównaniu z obiektem przy poziomie uwilgotnienia wynoszącym 0,03 MPa. W 2004 roku tylko podczas ostatniego zbioru (3 września) stwierdzono istotnie większy udział liści w plonie szpinaku nowozelandzkiego zebranego z obiektu, na którym uwilgotnienie gleby utrzymywano na poziomie 0,01 MPa. WNIOSKI 1. Zastosowane w badaniach poziomy uwilgotnienia gleby przyczyniły się w niewielkim stopniu do wzrostu wysokości i średnicy roślin szpinaku nowozelandzkiego, w porównaniu z uprawą bez nawadniania. 2. Nie stwierdzono jednoznacznego wpływu badanych w doświadczeniu czynników na wielkość liści szpinaku nowozelandzkiego. Po pierwszym zbiorze liście ulegały znacznemu zmniejszeniu. 3. Poziom uwilgotnienia gleby tylko w 2004 roku miał istotny wpływ na wielkość plonu zebranego 28 lipca i 3 września. Istotnie większy był plon zebrany z obiektów o poziomie uwilgotnienia gleby wynoszącym 0,01 MPa, niż plon otrzymany przy pozostałych poziomach uwilgotnienia. 4. Poziom uwilgotnienia gleby nie miał wyraźnego wpływu na udział liści w masie plonu szpinaku nowozelandzkiego. PIŚMIENNICTWO Carson P.S. 1980. The biology of crop productivity. Academic Press Inc., New York. Fajkowska H., Wolfowa K. 1985. Warzywa mało znane. PWRiL, Warszawa. Jadczak D. Orłowski M. 1999. Wpływ stosowanych osłon na plonowanie szpinaku nowozelandzkiego. Zesz. Probl. Post. Nauk Ogrod. (466), 173 179. Jadczak D., Orłowski M. 2000. Wpływ gęstości sadzenia i długości zbieranych pędów na plonowanie szpinaku nowozelandzkiego. Ann. UMC 8 Supll., 197 203. Jaworska G., Kmiecik W. 1999. Content of selected mineral compounds, nitrates III and V, and oxalates in spinach (Spinacia oleracea L.) and New Zealand spinach (Tetragonia expansa Murr.) from spring and autumn growing seasons. Electron. J. Pol. Agric. Univ., Ser. Food Sci. Technol. 2 (2), www. ejpau.media.pl/volume2/issue2/food/art-03.html. Kays S.J. 1975. Produktion of New Zealand spinach (Tetragonia expansa Murr.) at high plant densities. J. Hort. Sci. 50 (2), 135 141.
108 C. Podsiadło i in. Odmianoznawstwo roślin warzywnych. 1977. Red. E. Chroboczek. PWRiL, Warszawa, 1977. 498 500. Orłowski M., Kołota E. 1999. Uprawa warzyw. Brasika, Szczecin. Sarwa A. 2001. Wielki leksykon roślin leczniczych. Książka i Wiedza, Warszawa. Stephens J. 1987. Spinach New Zealand Tetragonia tetragonoides. Hort. Sci. Dep., http://edis.ifas.ulf.edu. Ziombra M. 1993. Szpinak nowozelandzki Tetragonia expansa [w: Warzywa mało znane i zapomniane]. Red. M. Gapiński. PWRiL, Poznań, 122 124.