LEŒNE PRAE BADAWZE,, : 91 113. Ewa ANIŒKO, Olesia WITOWSKA, Andrzej ZA ÊSKI * WP YW WARUNKÓW SUSZENIA NASION BRZOZY BRODAWKOWATEJ, OLSZY ZARNEJ, SOSNY ZWYZAJNEJ I ŒWIERKA POSPOLITEGO NA IH YWOTNOŒÆ EFFET OF DRYING ONDITIONS ON VIABILITY OF OMMON BIRH, BLAK ALDER, SOTS PINE AND NORWAY SPRUE SEEDS Abstract. Research has been undertaken aimed at determining the admissible minimal water content levels to which seeds of common birch, black alder, Scots pine and Norway spruce can be dried without losing viability. Three methods of seed drying were used: I - partially water-free air drying, II - lyophilisation and III - hot air drying. However for practical reasons the seeds of these species can be dried up to 3.5% moisture content at the temperature not exceeding 5 o. Key words: seed moisture content, methods of seed drying, drying temperature, germination capacity, lyophilisation, coefficient of electrolyte leakage. * Instytut Badawczy Leœnictwa, Zak³ad Genetyki i Fizjologii Drzew Leœnych, Sêkocin Las, 5-9 Raszyn, e-mail: E.Anisko@ibles.waw.pl
9 E. Aniœko, O. Witowska, A. Za³êski WSTÊP Nasiona mo na podsuszaæ do okreœlonego poziomu krytycznego, którego wysokoœæ zale y od w³aœciwoœci biologicznych nasion ró nych gatunków. Suszenie nasion poni ej tego poziomu prowadzi do stopniowego obni ania ywotnoœci, a do ca³kowitej utraty zdolnoœci kie³kowania. Znajomoœæ krytycznych poziomów zawartoœci wody u nasion ró nych gatunków ma istotne znaczenie dla ich prawid³owego przechowywania. D³ugookresowe przechowywanie nasion prowadzone w bardzo niskich temperaturach, szczególnie w bankach genów, wymaga precyzyjnego okreœlenia krytycznych poziomów zawartoœci wody w nasionach. Du y wp³yw na ywotnoœæ nasion maj¹ równie warunki suszenia nasion tj. czas, temperatura oraz wilgotnoœæ susz¹cego powietrza. W literaturze wymieniane s¹ ró ne progi wilgotnoœci, do których mo na suszyæ nasiona bez ich uszkodzenia. Baldwin i Holmes (1955) podaj¹, e zawartoœæ wody w nasionach przeznaczonych do przechowywania powinna wynosiæ: dla sosny 7 9%, œwierka 7%, a brzozy 1 5%. Schönborn (19) susz¹c nasiona sosny, modrzewia, œwierka strumieniem odwodnionego powietrza, w temperaturze pokojowej ( ) do oko³o % wilgotnoœci, zauwa y³, e przy wilgotnoœci poni ej % zdolnoœæ i energia kie³kowania zaczynaj¹ spadaæ. Spadek ten jest szczególnie widoczny po miesi¹cach przechowywania nasion. Ten sam autor zaznacza, i nasiona brzozy znosz¹ odwodnienie prawie do % bez widocznego wp³ywu tego zabiegu na ich ywotnoœæ. Doœwiadczenia z zakresu wy³uszczarstwa wskazuj¹ na to, e nasiona sosny i œwierka nie trac¹ ywotnoœci podczas wy³uszczania w doœæ wysokich temperaturach (5 ), o ile otaczaj¹ce powietrze jest odpowiednio suche. Jak udowodni³ Antosiewicz (197), ³uszczenie szyszek œwierka o wilgotnoœci % nawet w temperaturze 7 i powietrzu o zawartoœci g wody/m 3 nie powodowa³o zmniejszenia ywotnoœci nasion. Z nowszych badañ wynika jednak, e nasiona œwierka wy³uszczone w temperaturze s¹ mniej odporne na stresowe warunki testu przyœpieszonego postarzania ni wy³uszczone w (Za³êski 1). Wed³ug Harringtona (1973) d³ugoœæ ycia przechowywanych nasion dla wiêkszoœci gatunków wyd³u a siê, je eli iloœæ zawartej w nich wody wynosi %. Dalsze obni anie siê zawartoœci wody skraca okres ycia nasion na skutek autooksydacji lipidów. Wp³yw zawartoœci wody w nasionach na ich ywotnoœæ i d³ugoœæ ycia jest œciœle zwi¹zany z temperatur¹ otoczenia. Z piœmiennictwa poœwiêconego temu zagadnieniu wynika, e niewielka zawartoœæ wody w nasionach oraz niska wilgotnoœæ i temperatura œrodowiska stwarzaj¹ najlepsze warunki do przechowywania nasion (Lityñski 1977, Barton 191, Schönborn 19, Roberts 197). Sztuczne dosuszanie nasion prowadzi do fizjologiczno-biochemicznych zmian wywieraj¹cych wp³yw na przechowywanie i wartoœæ siewn¹ nasion. Zdolnoœæ kie³kowania nasion dosuszanych w okreœlonych granicach temperatury nie maleje,
Wp³yw warunków suszenia nasion brzozy brodawkowatej, olszy czarnej... 93 czêsto nawet wzrasta. Optymalne podsuszenie wywo³uje w nasionach tak e wiele korzystnych zmian biochemicznych. Przede wszystkim zmniejsza siê iloœæ zwi¹zków prostych i ³atwo rozpuszczalnych; przekszta³caj¹ siê one w zwi¹zki z³o one i trudno rozpuszczalne. Zmiany te u³atwiaj¹ dobre przechowanie nasion (Grzesiuk i Kulka, 191). Niemniej jednak s¹ granice odpornoœci na odwodnienie, poniewa mechanizmy ochronne komórek, prowadz¹ raczej do spowolniania, a nie do ca³kowitego zatrzymania szkodliwych reakcji, powstaj¹cych na skutek odwodnienia (Vertucci i Farrant, 1995). Liczne badania wykaza³y, e b³ony komórkowe s¹ szczególnie czu³e na zmiany strukturalne zachodz¹ce w nich podczas odwodnienia. Zmiany te mog¹ byæ szczególnie niebezpieczne (rowe i in. 199) podczas stresu wywo³anego silnym podsuszeniem nasion. elem prezentowanych badañ * by³o okreœlenie dopuszczalnych, minimalnych progów zawartoœci wody w nasionach sosny, œwierka, brzozy i olszy, po przekroczeniu których nasiona zaczynaj¹ traciæ zdolnoœæ kie³kowania, oraz opracowanie optymalnej metody stopniowego suszenia nasion, z zachowaniem ich pe³nej ywotnoœci.. MATERIA I METODY Badaniami objêto 11 partii nasion sosny zwyczajnej (Pinus sylvestris L.), 5 partii nasion œwierka pospolitego [Picea abies (L.) Karst.], 5 partii brzozy brodawkowatej (Betula pendula Roth.) i partie nasion olszy czarnej [Alnus glutinosa (L.) Gaertn.]. Nasiona zebrano w 1999 i roku, z co najmniej miejsc, z ró nych regionów kraju. Nasiona kilkudziesiêciu próbek sosny i œwierka pochodzi³y z wy³uszczarni w Augustowie, zarnej Bia³ostockiej, Janowicach Wielkich, Jarocinie, Jedwabnie, Kaliskach, Kolumnie, ¹cku, Rytlu i Nowej Soli. Niektóre nasiona œwierka (z Go³dapi i Sudetów) wy³uszczono wyj¹tkowo w Zak³adzie Genetyki i Fizjologii Drzew Leœnych IBL. Podsuszanie nasion Nasiona sosny i œwierka podsuszono ju w procesie ³uszczenia szyszek w temperaturze ok. 5, i dlatego wy³uszczone z nich nasiona odznacza³y siê ma³¹ zawartoœci¹ wody, w przedziale 1%. Zastosowano 3 metody dalszego intensywnego suszenia wy³uszczonych nasion: I suszenie czêœciowo odwodnionym powietrzem (od 1 do 5% wzglêdnej wilgotnoœci) o temperaturze od do, z zastosowaniem suszarki firmy B. * Badania zrealizowano w ramach tematu BLP-93 zleconego przez Dyrekcjê Generaln¹ Lasów Pañstwowych
9 E. Aniœko, O. Witowska, A. Za³êski Suszenie prowadzono etapowo, podwy szaj¹c co 5 lub 1 na dobê temperaturê suszenia. zas suszenia wynosi³ godziny; II suszenie w pró ni z zastosowaniem liofilizatora. Przed w³o eniem do liofilizatora, nasiona zamra ano w ch³odni w temperaturze ok. 5, przez 1 godzin. Zamro one nasiona umieszczano w komorze liofilizatora, w temperaturze, wytwarzaj¹c w niej pró niê (podciœnienie 1mB). zas suszenia wynosi³ godzin. III suszenie w strumieniu gor¹cego powietrza o temperaturze od 7 do 9 (zwiêkszenie temperatury co 5 ) suszark¹ arbolite z nadmuchem wentylatora. zas suszenia wynosi³ godziny. Po zakoñczeniu ka dego etapu suszenia pobierano próbki nasion do okreœlenia ich wilgotnoœci i ywotnoœci. Przechowywanie nasion Próbki nasion pobrane przed suszeniem, po zakoñczeniu kolejnych etapów suszenia w suszarce B, oraz po wysuszeniu w liofilizatorze, umieszczono w hermetycznie zamkniêtych torebkach z 3-warstwowej folii Alufol i przechowywano w ch³odni w temperaturze +3 :,5 roku sosnê i œwierka ze zbioru 199/99, lata brzozê ze zbioru 1999, 1,5 roku sosnê, œwierka i olszê ze zbioru 1999/, przez 1 rok brzozê ze zbioru. Oznaczanie wilgotnoœci nasion Wilgotnoœæ nasion suszonych w suszarce B i suszarce arbolite okreœlono metod¹ suszarkowo-wagow¹ (wago-suszarka Mettler PM ) jako procentowy udzia³ wody w œwie ej masie próbki. Zawartoœæ wody mierzona by³a ubytkiem masy próbki powsta³ym po jej wysuszeniu w 15. Nasiona przed pomiarem zmielono. Wilgotnoœæ nasion okreœlano przed rozpoczêciem suszenia (wariant kontrolny) i po ka dym etapie suszenia. Za ostateczny wynik pomiaru wilgotnoœci przyjmowano œredni¹ z dwóch powtórzeñ. W przypadku brzozy wilgotnoœæ oznaczono dla nasion z ³uskami. Oznaczanie ywotnoœci nasion ywotnoœæ nasion przed suszeniem (kontrolnych), oraz suszonych w ró nych temperaturach, okreœlono na kie³kowniku Jakobsena (brzoza, olsza, sosna) oraz na kie³kowniku Liebenberga (œwierk), jak równie poprzez oznaczenie wspó³czynnika wyp³ywu elektrolitu z nasion metod¹ konduktometryczn¹ (sosna, œwierk i olsza). Kie³kowanie prowadzono w powtórzeniach ( 1 nasion), w sta³ej temperaturze ± 1 i -godzinnym oœwietleniu na dobê. Kie³kuj¹ce nasiona œwierka umieszczono w œwietle rozproszonym w termostacie. Do okreœlenia energii
Wp³yw warunków suszenia nasion brzozy brodawkowatej, olszy czarnej... 95 kie³kowania liczono prawid³owo skie³kowane nasiona po 7 dniach, a zdolnoœci kie³kowania po 1 dniach. Nasiona sosny i œwierka w powtórzeniach ( 1 sztuk) poddano testowi przyspieszonego postarzania wed³ug metody opracowanej przez Machanièka (191). Polega on na przetrzymywaniu nasion przed wysiewem w temperaturze 1 i w warunkach zwiêkszonej wilgotnoœci powietrza do 9 1% przez 95 godzin. Obserwacje energii i zdolnoœci kie³kowania nasion poddanych testowi przyspieszonego postarzania prowadzono równie po 7 i 1 dniach. Badano ró nice w % skie³kowanych nasion pomiêdzy próbkami poddanymi i nie poddanymi testowi postarzania. Stopieñ uszkodzenia struktur komórkowych badano metod¹ konduktometryczn¹ wed³ug zmodyfikowanej metodyki Leinonen a (199). Za miarê uszkodzeñ b³on komórkowych przyjêto wspó³czynnik wyp³ywu elektrolitu z nasion, który okreœlono wyra eniem procentowym (P) wed³ug wzoru: P= P P1 1% gdzie: P1 przewodnoœæ roztworu wodnego po godzinach moczenia nieuszkodzonych nasion, wyra ona w mikrosiemensach (µs) cm -1 /g -1, P przewodnoœæ roztworu wodnego po ca³kowitym zniszczeniu b³on komórkowych nasion, wyra ona w µs cm -1 /g -1. Próbki nasion p³ukano dwukrotnie w 15 ml wody dejonizowanej, po czym zalewano ponownie 15 ml wody dejonizowanej. Zlewki z nasionami przykrywano Parafilmem umo liwiaj¹cym wymianê gazow¹, umieszczaj¹c je w termostacie w temperaturze ± 1. Po godzinnej inkubacji dokonywano pomiaru przewodnoœci roztworu P1 za pomoc¹ standardowego konduktometra laboratoryjnego, z dok³adnoœci¹ do,1 µs. Nastêpnie dokonywano ca³kowitej destrukcji b³on komórkowych w nasionach, homogenizuj¹c je w zlewkach przez 1 minuty homogenizatorem ULTRA-TURRAX T5 i gotuj¹c w kuchence mikrofalowej przez 5 min. Po ca³kowitym zniszczeniu struktur komórkowych i obni eniu temperatury próbek do temperatury pokojowej oraz po uzupe³nieniu roztworu wod¹ dejonizowan¹ do objêtoœci 15 ml, dokonywano powtórnego pomiaru przewodnoœci roztworu (P). Badania przewodnoœci przeprowadzono w powtórzeniach, ustalaj¹c dla ka dej próbki nasion przeciêtny wspó³czynnik wyp³ywu elektrolitu, jako œredni¹ arytmetyczn¹ z pomiaru próbek cz¹stkowych. Wielkoœæ próbek wynosi³a 1 g. Wyp³yw elektrolitu badano po wysuszeniu nasion przed z³o eniem ich do przechowywania. Statystyczne opracowanie wyników Wyniki opracowano statystycznie za pomoc¹ programu komputerowego Statgraphics Plus. Badano istotnoœæ ró nic w zdolnoœci kie³kowania pomiêdzy
9 E. Aniœko, O. Witowska, A. Za³êski nasionami kontrolnymi i po ich wysuszeniu, w ró nych temperaturach i ró nych urz¹dzeniach, do ró nych poziomów wilgotnoœci. Analizy prowadzono oddzielnie dla ka dego gatunku i roku zbioru, a tak e oddzielnie dla próbek pobranych przed przechowaniem, po zastosowaniu testu przyspieszonego postarzania i po przechowaniu. Istotnoœæ ró nic badano za pomoc¹ dwuczynnikowej analizy wariancyjnej i testu Tukey a z prawdopodobieñstwem 95%. Pierwszym Ÿród³em zmiennoœci by³y ró ne warianty suszenia nasion, drugim ró ne miejsca zbioru nasion (pochodzenie). W analizach statystycznych zastosowano przekszta³cenia wartoœci procentowych za pomoc¹ wzoru: y = arcsin % Istotnoœæ ró nic pomiêdzy poszczególnymi wariantami suszenia lub pochodzeniami przedstawione w dalszej czêœci pracy odnosi siê do wy ej opisanej analizy statystycznej. Na prezentowanych wykresach przedstawiono œrednie z prób dla zdolnoœci kie³kowania oraz ich odchylenie standardowe (ryc. 1 1). Krzywe wilgotnoœci i wspó³czynnika wyp³ywu elektrolitu dotyczy œrednich z obserwacji. Pe³na analiza istotnoœci ró nic dla wszystkich badanych wariantów zestawiona zosta³a we wczeœniejszym opracowaniu Aniœko i in. (1). 3. WYNIKI BADAÑ 3.1. Brzoza brodawkowata Do pierwszej serii badañ pobrano ze zbioru 1999 r. dwie partie nasion z hojnowa i Augustowa o zbli onej zdolnoœci kie³kowania i 1%. Po podsuszeniu nasion w suszarce B ich wilgotnoœæ obni y³a siê z poziomu wyjœciowego 9% do 3%, przy wilgotnoœci susz¹cego powietrza 1,3% i temperaturze. Zdolnoœæ kie³kowania nasion po wysuszeniu obni y³a siê nieistotnie: do 37 i 39% (ryc. 1). Wynik suszenia w liofilizatorze w du ym stopniu zale a³ od pocz¹tkowej wilgotnoœci nasion i od ich pochodzenia. Nasiona kontrolne, o pocz¹tkowej wilgotnoœci 9%, wysuszono w liofilizatorze do poziomu 3,5,5% zawartoœci wody. Zdolnoœæ kie³kowania nasion z hojnowa po wysuszeniu w liofilizatorze i -letnim przechowywaniu uleg³a istotnemu obni eniu o 15% (ryc. 1a), natomiast zdolnoœæ kie³kowania nasion z Augustowa obni y³a siê tylko o %, co by³o nieistotne statystycznie (ryc. 1b). Wiêkszy wp³yw metody podsuszania nasion na ywotnoœæ nasion brzozy uwidoczni³ siê dopiero po ich przechowaniu przez lata. Po tym czasie zaznaczy³y siê równie wiêksze ró nice w reakcji na suszenie pomiêdzy pochodzeniami
Wp³yw warunków suszenia nasion brzozy brodawkowatej, olszy czarnej... 97 a) Zdolnoœækie³kowania, % 5 3 1 hojnów 1 9 7 5 3 1 Wilgotnoœænas ion, % Seed moisture, % K 5 3 35 5 5 55 L b) Zdo lno œækie ³ko wania, % 5 3 1 Augustów K 5 3 35 5 5 55 L 1 9 7 5 3 1 Wilgotnoœænasion, % Seed moisture, % Zdolnoœækie³kowania przed przechowaniem Germination capacity before storage Zdolnoœækie³kowania po przechowaniu Germination capacity after storage Wilgotnoœænas ion po wys us zeniu Seed moisture after drying Ryc. 1. Zdolnoœæ kie³kowania nasion Betula pendula Roth. (zbiór 1999 r.) podsuszonych do ró nych poziomów wilgotnoœci przed oraz po -letnim przechowywaniu (K kontrola, L liofilizacja w ) Fig. 1. Germination capacity of Betula pendula Roth. seeds (collection 1999) dried to different moisture content levels before and after -year storage (K control, L lyophilisation at ) nasion. U nasion z hojnowa istotny spadek zdolnoœci kie³kowania po przechowaniu nast¹pi³ w próbkach wysuszonych w do poziomu wilgotnoœci,7% (ryc. 1a). U nasion z Augustowa zjawiska takiego nie stwierdzono (ryc. 1b), pomimo wysuszenia ich w tej samej temperaturze do ni szego poziomu wilgotnoœci (ok.,%). W drugiej serii badañ ( r.) porównywano reakcjê na wysuszenie 3 partii nasion o zró nicowanej pocz¹tkowej zdolnoœci kie³kowania od do 75%
9 E. Aniœko, O. Witowska, A. Za³êski a) b) Zdolno œækie³kowania, % Zdolno œækie³kowania, % c) Zdolno œækie³kowania, % 1 1 1 hojnów K 5 3 35 5 5 55 7 75 5 9 L Siedlce K 5 3 35 5 5 55 7 75 5 9 L Augus tów K 5 3 35 5 5 55 7 75 5 9 1 1 1 1 1 1 1 1 Wilgotnoœænasion, % Seed moisture, % Wilgotnoœænas ion, % Seed moisture, % Wilgotnoœænas ion, % Seed moisture, % Zdolnoœækie³kowania przed przechowaniem Germination capacity before storage Zdolnoœækie³kowania po przechowaniu Germination capacity after storage Wilgotnoœænasion po wysuszeniu Seed moisture after drying Ryc.. Zdolnoœæ kie³kowania nasion Betula pendula Roth. (zbiór r.) podsuszonych do ró nych poziomów wilgotnoœci, przed oraz po 1-rocznym przechowaniu (K kontrola, L liofilizacja w ) Fig.. Germination capacity of Betula pendula Roth. seeds (collection ) dried to different moisture content levels before and after 1-year storage (K control, L lyophilisation at )
Wp³yw warunków suszenia nasion brzozy brodawkowatej, olszy czarnej... 99 (ryc. ). W suszarce B obni ono wilgotnoœæ tych nasion z 1 1% do,5 3,%, w temperaturze w koñcowym etapie suszenia. Suszenie nasion w wysokich temperaturach 7 9 (w suszarce bez wykraplania wody z powietrza) pozwoli³o na obni enie wilgotnoœci nasion zaledwie do poziomu 1,5,%. W liofilizatorze suszono w temperaturze + nasiona pochodzeñ (hojnów i Siedlce), o pocz¹tkowej wilgotnoœci 1, 1,7%, obni aj¹c w nich zawartoœæ wody do,7 5,% (ryc. a i b). Pomimo zró nicowanej pocz¹tkowej ywotnoœci nasiona z ró nych partii wykaza³y podobn¹ reakcjê na temperaturê suszenia i stopieñ odwodnienia. Istotny w stosunku do kontroli spadek zdolnoœci kie³kowania przed przechowaniem wykaza³y nasiona wszystkich 3 pochodzeñ po wysuszeniu ich w temperaturze, do poziomu wilgotnoœci,5 3,%. Po wysuszeniu w liofilizatorze zdolnoœæ kie³kowania nasion z hojnowa obni y³a siê o 3% (ryc. b), a nasion z Siedlec o 1% (ryc. a). Po przechowaniu podsuszonych nasion przez 1 rok stwierdzono, e istotne obni enie ywotnoœci nasion z hojnowa nast¹pi³o ju w próbkach wysuszonych w temperaturze 5 do poziomu,% wilgotnoœci (ryc. a), w próbkach z Siedlec w temperaturze do poziomu wilgotnoœci,% (ryc. b) i Augustowa w temperaturze 55 do poziomu 3,% (rys. c). Zdolnoœæ kie³kowania wysuszonych w liofilizatorze nasion brzozy z Siedlec po przechowaniu przez 1 rok by³a istotnie ni sza od zdolnoœci kie³kowania nasion kontrolnych (nie suszonych), natomiast w przypadku nasion z hojnowa istotnoœci tej ró nicy nie udowodniono. 3.. Olsza czarna Nasiona olszy czarnej pochodz¹ce z Augustowa i hojnowa pozyskane w 1999 roku charakteryzowa³y siê doœæ wysok¹ zdolnoœci¹ kie³kowania ( 7%), ró ni¹c¹ siê jednak istotnie statystycznie miêdzy porównywanymi pochodzeniami. Wilgotnoœæ pocz¹tkowa nasion (przed intensywnym suszeniem) utrzymywa³a siê na poziomie 7,,%. W ostatniej fazie suszenia w suszarce B, powietrzem o temperaturze, obni ono wilgotnoœæ nasion do poziomu 1,3 1,%. Po suszeniu przez godzin w liofilizatorze wilgotnoœæ nasion olszy obni ono do niskiego poziomu,7 1,% zawartoœci wody (ryc. 3). Zdolnoœæ kie³kowania nasion przed suszeniem i bezpoœrednio po wszystkich etapach suszenia by³a zbli ona. Na brak istotnego spadku zdolnoœci kie³kowania po wszystkich etapach suszenia, nawet w temperaturze, wskazuj¹ wyniki analizy statystycznej. Natomiast metoda konduktometryczna wykaza³a niewielki, w stosunku do nasion kontrolnych, wzrost wspó³czynnika wyp³ywu elektrolitu po suszeniu nasion w suszarce B, oraz znaczny wzrost tego wspó³czynnika po wysuszeniu nasion w liofilizatorze. Okaza³o siê równie, e po 1,5-rocznym przechowaniu nast¹pi³ widoczny spadek zdolnoœci kie³kowania nasion wysuszonych przed przechowaniem w liofilizatorze i w suszarce B w wysokich temperaturach 55 i, do poziomu wilgotnoœci ni szego od,% zawartoœci wody. Istotny spadek zdolnoœci kie³kowania przechowywanych nasion podsuszonych w
1 E. Aniœko, O. Witowska, A. Za³êski Zdolnoœækie³ko wania, % Zdolno œækie³kowania, % 9 7 5 3 1 9 7 5 3 1 a) Augus tów K 5 3 35 5 5 55 L Warunki s us zenia, b) hojnów K 5 3 35 5 5 55 L Zdolnoœækie³kowania przed przechowaniem Germination capacity before storage Zdolnoœækie³kowania po przechowaniu Germination capacity after storage Wilgotnoœænasion po wysuszeniu Seed moisture after drying electrolyte leakage coefficient Ryc. 3. ywotnoœæ nasion Alnus glutinosa (L.) Gaertn. (zbiór 1999 r.) podsuszonych do ró nych poziomów wilgotnoœci przed oraz po 1,5-rocznym przechowaniu (K kontrola, L liofilizacja w ) Fig. 3. Viability of Alnus glutinosa (L.) Gaertn. seeds (collection 1999) dried to different moisture content levels before and after 1.5-year storage (K control, L lyophilisation at ) 5 15 1 5 5 15 1 5 Wilgotnoœænas ion, %; ws pó³czynnik wyp³ywu elektrolitu, % See d moisture, %; electrolyte leakage coefficient % 55 i w suszarce B, oraz w liofilizatorze zosta³ udowodniony statystycznie tylko w przypadku nasion pochodz¹cych z Augustowa (ryc. 3a), charakteryzuj¹cych siê ni sz¹ pocz¹tkow¹ zdolnoœci¹ kie³kowania ni nasiona z hojnowa (ryc. 3b). Nasiona pozyskane w 1 roku posiada³y ni sz¹ ni nasiona z poprzedniego roku zdolnoœæ kie³kowania, a wiêksz¹ o ok. 3% wilgotnoœæ pocz¹tkow¹. Po ostatnim etapie suszenia w suszarce B, powietrzem o temperaturze, wilgotnoœæ nasion obni ono z poziomu 1,5 11,5% do poziomu,,5%. Suszenie
Wp³yw warunków suszenia nasion brzozy brodawkowatej, olszy czarnej... 11 Zdo lnoœækie³ko wania, % Zdo lnoœækie ³ko wania, % 7 5 3 1 7 5 3 1 a) Augustów K 3 35 5 5 55 7 75 5 9 b) W³oszczowa K 3 35 5 5 55 7 75 5 9 3 5 15 1 5 3 5 15 1 5 Wilgotnoœænas ion, %; ws pó³czynnik wyp³ywu ele ktrolitu, % Seed moisture, %; electrolyte leakage coefficient % Zdolnoœækie³kowania przed przechowaniem Germination capacity before storage electrolyte leakage coefficient Wilgotnoœænasion po wysuszeniu Seed moisture after drying Ryc.. ywotnoœæ nasion Alnus glutinosa (L.) Gaerth. (zbiór r.) podsuszonych do ró nych poziomów wilgotnoœci (K kontrola) Fig.. Viability of Alnus glutinosa (L.) Gaertn. seeds (collection ) dried to different moisture content levels (K- control) w wysokich temperaturach (7 9 ) umo liwi³o obni enie wilgotnoœci tych nasion do poziomu,5,% (ryc. ). Nasiona zebrane w ró nych miejscach wykaza³y zró nicowan¹ reakcjê na wysuszenie. U bardziej wra liwych nasion z W³oszczowej istotny spadek zdolnoœci kie³kowania nast¹pi³ ju po wysuszeniu ich w temperaturze 5 do poziomu wilgotnoœci 3,% (ryc. 3b). Natomiast u nasion z Augustowa, istotny spadek ywotnoœci uwidoczni³ siê po wysuszeniu ich w temperaturze 7 i wy szych do poziomu wilgotnoœci 1,,75% (ryc. 3a). Wykazano, e u nasion suszonych w temperaturach wy szych od 55 do nast¹pi³ zwiêkszony wyp³yw elektrolitu, co wskazuje na wiêksz¹ destrukcjê struktur komórkowych.
1 E. Aniœko, O. Witowska, A. Za³êski 3.3. Sosna zwyczajna Pierwsz¹ seriê badañ prowadzono na nasionach sosny zwyczajnej pozyskanych w 1999 roku przez wy³uszczarnie. Nasiona te odznacza³y siê zbli on¹, wysok¹ zdolnoœci¹ kie³kowania (powy ej 91%), odpowiadaj¹c¹ poziomowi I klasy ywotnoœci. Pocz¹tkowa wilgotnoœæ nasion waha³a siê w granicach 7,5 9,%. Nasiona podsuszono w suszarce B powietrzem o temperaturze do poziomu, 3,3%. Na przyk³adzie pochodzeñ okaza³o siê, e w liofilizatorze mo na wysuszyæ nasiona sosny zwyczajnej do jeszcze ni szego poziomu wilgotnoœci (1,1 1,%) ni w suszarce B (rys. 5). Nasiona sosny ró nych proweniencji wykazywa³y zró nicowan¹ reakcjê na metodê i stopieñ ich wysuszenia. Nasiona wiêkszoœci pochodzeñ zareagowa³y istotnym spadkiem zdolnoœci kie³kowania po wysuszeniu ich w temperaturze do poziomu,,9% wilgotnoœci. Tylko u nasion pochodz¹cych z Kalisk zdolnoœæ kie³kowania nie uleg³a istotnemu obni eniu w stosunku do nasion kontrolnych po wysuszeniu ich w do wilgotnoœci 3,3% (ryc. 5b). Suszenie przeprowadzone w liofilizatorze obni y³o istotnie zdolnoœæ kie³kowania nasion dla proweniencji Zdolnoœækie³kowania, % Zdolnoœækie³kowania, % 1 1 1 1 a) Janowice K 3 5 5 L c) ¹ ck K 3 5 5 1 1 1 1 1 1 1 1 Wilgotnoœænas ion, %; ws pó³czynnik wyp³ywu elektrolitu, % Se ed moisture, %; electrolyte leakage coefficient % Zdolnoœækie³kowania, % Zdolnoœækie³kowania, % 1 1 1 1 b) Kaliska K 3 5 5 L d) Nowa Sól K 3 5 5 1 9 7 5 3 1 1 1 1 1 Wilgotnoœænasion, %; ws pó³czynnik wyp³ywu elektrolitu, % Seed moisture, %; electrolyte leakage coefficient % Zdolnoœækie³kowania przed przechowaniem Germination capacity before storage Zdolnoœækie³kowania po przechowaniu Germination capacity after storage Zdolnoœækie³kowania po teœcie postarzania Germination capacity after accelerated aging test Wilgotnoœænasion po wysuszeniu Seed moisture after drying z nas ion nie pos tarzonych Electrolyte leakage coefficient from seeds not subjected accelerated aging test z nasion postarzonych Electrolyte leakage coefficient from seeds subjected accelerated aging test Ryc. 5. ywotnoœæ nasion Pinus sylvestris L. (zbiór 1999 r.) podsuszonych do ró nych poziomów wilgotnoœci przed oraz po,5-roku przechowywania (K kontrola, L liofilizacja w ) Fig. 5. Viability of Pinus sylvestris L. seeds (collection 1999) dried to different moisture content
Wp³yw warunków suszenia nasion brzozy brodawkowatej, olszy czarnej... 13 Janowice oraz Kaliska (ryc. 5a, b). Obni enie zdolnoœci kie³kowania po traktowaniu nasion wysokimi temperaturami w suszarce B (5 ) lub suszeniu w liofilizatorze, w nielicznych tylko przypadkach sygnalizowane by³o zwiêkszonym wspó³czynnikiem wyp³ywu elektrolitu z nasion. Suszenie w temperaturze istotnie obni y³o odpornoœæ nasion wszystkich pochodzeñ na test przyspieszonego postarzania. W przypadku nasion z Nowej Soli obni enie takie nast¹pi³o ju po wysuszeniu ich w temperaturze 5 (ryc. 5d). Suszenie w liofilizatorze najsilniej obni y³o odpornoœæ nasion na test przyspieszonego postarzania. Nasiona 3 proweniencji (Janowice, ¹ck, Nowa Sól) wysuszone w suszarce B, powietrzem o temperaturze, do poziomu wilgotnoœci, 3,3%, zareagowa³y istotnym spadkiem zdolnoœci kie³kowania po przechowywaniu ich przez,5 roku. Najwiêkszy spadek ywotnoœci po przechowywaniu nast¹pi³ jednak u nasion wysuszonych w liofilizatorze. Nasiona zebrane w roku w Jedwabnie, ¹cku i Nowej Soli charakteryzowa³y siê wyrównan¹, bardzo wysok¹ zdolnoœci¹ kie³kowania (9 99%) i mniejsz¹ ni w poprzednim sezonie wilgotnoœci¹ pocz¹tkow¹ 5,,3% (ryc. ). W ostatnim etapie suszenia w suszarce B, powietrzem o temperaturze, wilgotnoœæ nasion obni ono do poziomu 1,9,1%. Suszenie w liofilizatorze w przypadku tych nasion da³o podobne efekty, poniewa ich wilgotnoœæ zmniejszy³a siê tylko do poziomu 1,3,%. Zdolnoœæ kie³kowania nasion sosny suszonych w suszarce B nie uleg³a istotnemu obni eniu, nawet po potraktowaniu ich temperatur¹. Natomiast u niektórych proweniencji ( ¹ck) zdolnoœæ kie³kowania uleg³a niewielkiemu, ale istotnemu zmniejszeniu po wysuszeniu nasion w liofilizatorze, do zbli onego poziomu wilgotnoœci jak po wysuszeniu w suszarce B (ryc. b). Suszenie w temperaturach 5 ( ¹ck, Jedwabno) i ( ¹ck, Jedwabno, Nowa Sól) spowodowa³o istotne obni enie odpornoœci nasion na stresowe warunki testu przyspieszonego postarzania. Istotny spadek zdolnoœci kie³kowania po przechowywaniu nast¹pi³ natomiast u nasion wszystkich 3 pochodzeñ wysuszonych w liofilizatorze (ryc. a, b i c). Spadek ywotnoœci nasion po wysuszeniu w wysokich temperaturach ( ) nie by³ sygnalizowany zwiêkszonym wspó³czynnikiem wyp³ywu elektrolitu, który zwiêkszy³ siê tylko w przypadku nasion podsuszonych w liofilizatorze. Do 3 serii badañ wziêto równie z 3 wy³uszczarni nasiona sosny o zbli onej, wysokiej zdolnoœci kie³kowania (97 9%). Nasiona te charakteryzowa³y siê zbli- on¹ wilgotnoœci¹ pocz¹tkow¹, na przeciêtnym dla sosny poziomie (7 %). W ostatnim etapie suszenia w suszarce B, powietrzem o temperaturze, wilgotnoœæ tê obni ono do poziomu,,% zawartoœci wody. Suszenie w temperaturach od 7 do 5, z zastosowaniem zwyk³ej suszarki, powodowa³o obni enie wilgotnoœci tych nasion od 1, do 1,% (ryc. 7). Zdolnoœæ kie³kowania nasion 3 badanych proweniencji w istotnym stopniu zaczê³a spadaæ dopiero po wysuszeniu ich w temperaturze 7, do poziomu wilgotnoœci 1, 1,9%. Zwiêkszony wspó³czynnik wyp³ywu elektrolitu obserwowano dopiero u nasion wysuszonych w temperaturze 5. Istotny spadek od-
1 E. Aniœko, O. Witowska, A. Za³êski Zdolnoœækie³kowania, % Zdolnoœækie³kowania, % Zdolnoœækie³kowania, % 1 1 1 1 1 1 a) Jedwabno K 35 5 55 L b) ¹ ck K 35 5 55 L c) Nowa Sól K 35 5 55 L 1 1 1 1 1 1 Wilgotnoœænas ion, %; ws pó³czynnik wyp³ywu elektrolitu, % Seed moisture, %; electrolyte leakage coefficient % Zdolnoœækie³kowania przed przechowaniem Germination capacity before storage Zdolnoœækie³kowania po przechowaniu Ge rmination capa city afte r storage Zdolnoœækie³kowania po teœcie pos tarzania Germination capacity after accelerated aging test Wilgotnoœænasion po wysuszeniu Seed moisture afte r drying znasionniepostarzonych Electrolyte leakage coefficient from seeds not subjected accelerated aging test z nasion postarzonych Electrolyte leakage coefficient from seeds subjected accelerated aging test Ryc.. ywotnoœæ nasion Pinus sylvestris L. (zbiór r.) podsuszonych do ró nych poziomów wilgotnoœæi przed oraz po 1,5-rocznym przechowywaniu (K kontrola, L liofilizacja w ) Fig.. Viability of Pinus sylvestris L. seeds (collection ) dried to different moisture content levels before and after 1.5-year storage (K- control, L lyophilisation at )
Wp³yw warunków suszenia nasion brzozy brodawkowatej, olszy czarnej... 15 Zdolnoœækie ³kowania, % Germina tion ca pacity, % Zdolnoœækie ³kowania, % Germination ca pacity, % Zdolnoœækie³kowania, % 1 1 1 1 1 1 a) Ka liska K 3 35 5 5 55 7 75 5 b) Rytel K 3 35 5 5 55 7 75 5 c) Kolumna K 3 35 5 5 55 7 75 5 5 3 1 5 5 35 3 5 15 1 5 5 3 1 Wilgotnoœænas ion, %; ws pó³czynnik wyp³ywu elektrolitu, % Se ed moisture, %; electrolyte leakage coefficient % Zdolnoœækie³kowania przed przechowaniem Germination capacity before storage Zdolnoœækie³kowania po teœcie postarzania Germination capacity after accelerated aging test Wilgotnoœænasion po wysuszeniu Seed moisture after drying z nasion nie postarzonych Electrolyte leakage coefficient from seeds not subjected accelerated aging test z nasion postarzonych Electrolyte leakage coefficient from seeds subjected accelerated aging test Ryc. 7. ywotnoœæ nasion sosny Pinus sylvestris L. (zbiór 1 r.) podsuszonych do ró nych poziomów wilgotnoœci (K kontrola) Fig. 7. Viability of Pinus sylvestris L. seeds (collection 1) dried to different moisture content levels (K control)
1 E. Aniœko, O. Witowska, A. Za³êski pornoœci na test przyspieszonego postarzania rozpocz¹³ siê ju u nasion wszystkich 3 proweniencji wysuszonych w temperaturze 55. W miarê podwy szania temperatury suszenia odpornoœæ ta gwa³townie mala³a. 3.. Œwierk pospolity Do pierwszej serii badañ wy³uszczono w IBL dwie partie nasion. Jedn¹ pozyskano z szyszek pochodz¹cych z terenu Nadleœnictwa Go³dap, a drug¹ z szyszek zebranych na terenie 3 nadleœnictw w Sudetach. Nasiona proweniencji Sudeckich charakteryzowa³y siê wysok¹, wyrównan¹ zdolnoœci¹ kie³kowania (97 i 9%) oraz zbli on¹ wilgotnoœci¹ pocz¹tkow¹ (7, 7,7%) (ryc. ). Po ostatnim etapie suszenia w suszarce B, powietrzem o temperaturze, wilgotnoœæ nasion obni ono do poziomu,,%. Suszenie w liofilizatorze da³o nieco gorsze efekty w porównaniu z suszark¹ B, poniewa po godzinach zabiegu osi¹gniêto nieco wy szy poziom wilgotnoœci (,,7%). Pomimo braku istotnych ró nic w pocz¹tkowej zdolnoœci kie³kowania i wilgotnoœci, nasiona obu proweniencji wykaza³y zró nicowan¹ reakcjê na suszenie. Tu po wysuszeniu nasion nie stwierdzono istotnych ró nic w zdolnoœci kie³kowania nasion poddanych ró nym wariantom suszenia. Dla nasion z Sudetów, wysuszonych w temperaturze do poziomu,%, w istotnym stopniu spad³a zdolnoœæ kie³kowania po teœcie przyspieszonego postarzania (ryc. a). Zdolnoœæ kie³kowania spad³a równie u nasion suszonych w liofilizatorze. Istotny spadek zdolnoœci kie³kowania u nasion z Sudetów, suszonych w liofilizatorze i w suszarce B w temperaturze, stwierdzono po przechowaniu ich przez,5 roku. Spadek ywotnoœci nasion œwierka po suszeniu w liofilizatorze i w wysokich temperaturach nie by³ sygnalizowany zwiêkszonym wspó³czynnikiem wyp³ywu elektrolitu. W drugiej serii badañ sprawdzano reakcjê na wysuszenie nasion tylko jednego pochodzenia, pozyskanych w roku przez wy³uszczarniê w Augustowie (ryc. 9). Przyczyn¹ by³ bardzo s³aby urodzaj œwierka w 1999 roku. Nasiona te mia³y wysok¹ zdolnoœæ kie³kowania, odpowiadaj¹c¹ I klasie i stosunkowo ma³¹ wilgotnoœæ pocz¹tkow¹ (ok. %). Nasiona wysuszono w suszarce B, powietrzem o temperaturze, do wilgotnoœci 1,7%, a po wysuszeniu w liofilizatorze do poziomu 1,7,%. Nie stwierdzono istotnego spadku zdolnoœci kie³kowania po wysuszeniu ich w suszarce B i w liofilizatorze. Nasiona suszone przez godzin w liofilizatorze i suszone w suszarce B, powietrzem o temperaturach 5, mia³y jednak obni on¹ odpornoœæ na test postarzania. Wyj¹tkowo, w przypadku tej partii nasion œwierka obserwowano zwiêkszanie siê wspó³czynnika wyp³ywu elektrolitu wraz ze zwiêkszaniem siê temperatury suszenia. Po przechowaniu nasion przez 1,5 roku, nie stwierdzono jednak istotnych ró nic w zdolnoœci kie³kowania nasion poddanych ró nej intensywnoœci suszenia (ryc. 9). Dwie proweniencje nasion wziête do 3 serii badañ mia³y zbli on¹, wysok¹ zdolnoœæ kie³kowania (9 97%) i doœæ du ¹ wilgotnoœæ pocz¹tkow¹ (1,7 11,%)
Wp³yw warunków suszenia nasion brzozy brodawkowatej, olszy czarnej... 17 Zdo lnoœækie³ko wania, % Zdo lno œækie³kowania, % 1 1 1 1 a) Sudety K 5 3 35 5 5 55 L b) Go³dap 1 1 1 5 15 1 5 Wilgotnoœænas ion, %; ws pó³czynnik wyp³ywu elektrolitu, % Se ed moisture, %; electrolyte leakage coefficient % K 5 3 35 5 5 55 L Zdolnoœækie³kowania przed przechowaniem Germination capacity before storage Zdolnoœækie³kowania po przechowaniu Germination capacity after storage Zdolnoœækie³kowania po teœcie postarzania Germination capacity after accelerated aging test Wilgotnoœænasion po wysuszeniu Seed moisture after drying z nas ion nie pos tarzonyc h Electrolyte leakage coefficient from seeds not subjected accelerated aging test z nasion postarzonych Electrolyte leakage coefficient from seeds subjected accelerated aging test Ryc.. ywotnoœæ nasion Picea abies Karst. (zbiór 1999 r.) podsuszonych do ró nych poziomów wilgotnoœci przed oraz po,5-rocznym przechowaniu (K kontrola, L liofilizacja w ) Fig.. Viability of Picea abies Karst. seeds (collection 1999) dried to different moisture content levels before and after.5-year storage (K- control, L lyophilisation at o )
1 E. Aniœko, O. Witowska, A. Za³êski Zdolnoœækie³kowania, % 1 1 Augustów K 35 5 55 L 5 15 1 5 Wilgotnoœænas ion, %; ws pó³czynnik wyp³ywu elektrolitu, Seed moisture, %; electrolyte leakage coefficient % Zdolnoœækie³kowania przed przechowaniem Germination capacity before storage Zdolnoœækie³kowania po przechowaniu Germination capacity after storage Zdolnoœækie³kowania po teœcie postarzania Germination capacity after accelerated aging test Wilgotnoœænasion po wysuszeniu Seed moisture after drying z nas ion nie pos tarzonyc h Electrolyte leakage coefficient from seeds not subjected accelerated aging test z nasion postarzonych Electrolyte leakage coefficient from seeds subjected accelerated aging test Ryc. 9. ywotnoœæ nasion Picea abies Karst. (zbiór r.) podsuszonych do ró nych poziomów wilgotnoœci przed oraz po 1,5-rocznym przechowaniu (K kontrola, L liofilizacja w ) Fig. 9. Viability of Picea abies Karst. seeds (collection ) dried to different moisture content levels before and after 1.5-year storage (K control, L lyophilisation at o ) (ryc. 1). Po ostatnim etapie suszenia w suszarce B wilgotnoœæ ta spad³a do,3%, a po suszeniu w wy szych temperaturach (7 5 ) nawet do,9%. Istotny spadek zdolnoœci kie³kowania nasion z Augustowa stwierdzono po wysuszeniu ich w temperaturze 7 do poziomu 1,7% zawartoœci wody (ryc. 1a), a u nasion z zarnej Bia³ostockiej dopiero po wysuszeniu ich w temperaturze do poziomu,9% wilgotnoœci (ryc. 1b). W przypadku obu proweniencji, tylko nasiona suszone w 5 wykaza³y zwiêkszony wspó³czynnik wyp³ywu elektrolitu. Istotny spadek odpornoœci na test przyspieszonego postarzania u nasion z Augustowa mia³ doœæ gwa³towny przebieg, ale nast¹pi³ dopiero po wysuszeniu ich w temperaturze 55 do poziomu wilgotnoœci,% (rys. 1a). U nasion z zarnej Bia³ostockiej istotny, choæ niewielki, spadek odpornoœci na test postarzania nast¹pi³ ju po wysuszeniu ich w temperaturze 3 do poziomu wilgotnoœci 5,%, a nastêpnie gwa³towny spadek po wysuszeniu w temperaturze 7 do poziomu wilgotnoœci 1,5% (ryc. 1b).
Wp³yw warunków suszenia nasion brzozy brodawkowatej, olszy czarnej... 19 Zdo lno œækie³kowania, % Zdo lnoœækie³ko wania, % 1 1 1 1 a) Augustów K 3 35 5 5 55 7 75 5 b) zarna Bia³ostocka 35 3 5 15 1 5 3 1 Wilgotnoœænas ion, %; ws pó³czynnik wyp³ywu elektrolitu, % Seed moisture, %; electrolyte leakage coefficient % K 3 35 5 5 55 7 75 5 Zdolnoœækie³kowania przed przechowaniem Germination capacity before storage Zdolnoœækie³kowania po teœcie postarzania Germination capacity after accelerated aging test Wilgotnoœænasion po wysuszeniu Seed moisture after drying z nas ion nie pos tarzonych Electrolyte leakage coefficient from seeds not subjected accelerated aging test z nasion postarzonych Electrolyte leakage coefficient from seeds subjected accelerated aging test Ryc. 1. ywotnoœæ nasion Picea abies Karst. (zbiór 1 r.) podsuszonych do ró nych poziomów wilgotnoœci (K kontrola) Fig. 1. Viability of Picea abies Karst. seeds (collection 1) dried to different moisture content levels (K control)
11 E. Aniœko, O. Witowska, A. Za³êski. PODSUMOWANIE I DYSKUSJA Badania wykaza³y, e precyzyjne okreœlenie progów wilgotnoœci, do których mo na wysuszyæ nasiona ró nych gatunków bez obni enia ich ywotnoœci, nie jest mo liwe. Œwiadczy o tym du a zmiennoœæ otrzymanych wyników i ró na reakcja na odwodnienie nasion tego samego gatunku, zbieranych w ró nych latach i w ró nych miejscach. Ró na reakcja nasion zwi¹zana jest niew¹tpliwie ze zmiennoœci¹ warunków atmosferycznych, panuj¹cych w czasie ich zawi¹zywania i dojrzewania oraz z warunkami klimatycznymi i siedliskowymi, w których rosn¹ drzewa mateczne. Od tych wszystkich czynników zale y stan fizjologiczny i sk³ad biochemiczny nasion oraz zmiany stresowe, jakie w nich zachodz¹. Wprawdzie starano siê pozyskiwaæ do doœwiadczenia nasiona w stadium ich pe³nej dojrza³oœci, ale póÿny termin zbioru i zewnêtrzny wygl¹d nie s¹ jeszcze w pe³ni miarodajne do ocenienia przemian biochemicznych, jakie zasz³y w nasionach. Œwiadczy o tym na przyk³ad ró ny stopieñ pocz¹tkowej zawartoœci wody w nasionach wziêtych do badañ. Dlatego przed suszeniem du ych partii materia³u siewnego na skalê gospodarcz¹, najlepiej by³oby pobieraæ z nich reprezentatywn¹ próbkê i dokonaæ próbnego suszenia w laboratorium, w celu okreœlenia ich tolerancji na odwodnienie. W wielu wypadkach jest to jednak niemo liwe, ze wzglêdu na czasoch³onnoœæ takiej próby. Progi wilgotnoœci, do których powinno siê suszyæ nasiona ró nych gatunków, mog¹ byæ podane dla celów gospodarczych tylko w formie orientacyjnej. Przy wyznaczaniu tych progów nale y wzi¹æ pod uwagê ró ne aspekty zwi¹zane z ywotnoœci¹ nasion. Podstawowym wyznacznikiem jest granica wilgotnoœci (wilgotnoœæ krytyczna), po przekroczeniu której zaczyna spadaæ zdolnoœæ kie³kowania najbardziej wra liwych na wysuszenie partii materia³u siewnego. Z drugiej strony, nale y wzi¹æ równie pod uwagê tempo, w jakim nastêpuje ten spadek ywotnoœci. W niektórych wariantach doœwiadczenia udowodniono statystycznie istotnoœæ spadku zdolnoœci kie³kowania o kilka procent na skutek podsuszania w wysokich temperaturach lub w liofilizatorze, przy jej poziomie pocz¹tkowym zbli onym do 1%. Taki niewielki ubytek ywotnoœci nie ma wiêkszego znaczenia z gospodarczego punktu widzenia, o ile ca³a partia materia³u siewnego zachowuje w dalszym ci¹gu wysok¹ ywotnoœæ, odpowiadaj¹c¹ I klasie. Przy wyznaczaniu progu wilgotnoœci powinno siê równie uwzglêdniaæ zarówno spadek zdolnoœci kie³kowania nasion, jaki nast¹pi³ po ich przechowaniu, jak i zmniejszenie siê odpornoœci nasion na stresowe warunki testu przyspieszonego postarzania. Krótki (ok. 3-letni) okres badañ nie pozwoli³ przeœledziæ zmian w zdolnoœci kie³kowania, jakie zasz³yby po d³ugoterminowym przechowaniu. W pewnym stopniu, o predyspozycji nasion do takiego przechowania ma œwiadczyæ odpornoœæ nasion na test przyspieszonego postarzania. Do tej pory nie zosta³o jednak rozstrzygniête, czy brak odpornoœci nasion na test przyspieszonego postarzania jest jednoznaczny z szybsz¹ utrat¹ przez nie ywotnoœci w trakcie przechowywania, co stwierdzi³ w swych badaniach Machanièek (191). W przedstawionej pracy udowodniono, e
Wp³yw warunków suszenia nasion brzozy brodawkowatej, olszy czarnej... 111 silnie podsuszone nasiona badanych gatunków osi¹gaj¹ wilgotnoœæ krytyczn¹ w przedziale od 1 do 3% zawartoœci wody, w zale noœci od miejsca i roku pozyskania materia³u siewnego. Tak silne obni enie zawartoœci wody w nasionach, suszonych ciep³ym, czêœciowo odwodnionym powietrzem, zwi¹zane jest œciœle z zastosowaniem wysokiej temperatury, która, jak wynika z naszych badañ, nie powinna przekraczaæ 5 55. W metodzie suszenia ciep³ym i czêœciowo odwodnionym powietrzem zarówno przekroczenie progu wilgotnoœci nasion, jak temperatury podsuszania ma istotny wp³yw na utratê ywotnoœci nasion. Du y odsetek nasion sosny i œwierka zachowuje zdolnoœæ kie³kowania nawet po wysuszeniu ich w bardzo wysokich temperaturach ( 9 ), do poziomu wilgotnoœci poni ej 1%. Wtedy, s¹ one jednak mniej odporne na stresowe warunki testu przyspieszonego postarzania oraz szybciej trac¹ ywotnoœæ w trakcie przechowywania. Obni enie odpornoœci na test przyspieszonego postarzania nasion œwierka traktowanych temperatur¹ stwierdzono tak e w innych badaniach (Za³êski 1). Równie z badañ Schönborna (19) wynika, e u nasion niektórych gatunków wysuszonych do ok. % wilgotnoœci, nawet w temperaturze, nastêpuje spadek zdolnoœci kie³kowania ju po miesi¹cach przechowywania. Poziomy dopuszczalnego odwodnienia nasion wynikaj¹ce z przeprowadzonych badañ (podane w rozdz. 1) s¹ ni sze (sosna, œwierk) lub zbli one (brzoza) do progów podanych przez Baldwina i Holmesa (1955), a znacznie wy sze od poziomów wilgotnoœci do których suszy³ nasiona Schönborn (19). Rekomendowana przez Jansona i Jankowskiego (1999) metoda pró niowego suszenia w liofilizatorze wp³ywa³a ujemnie na ywotnoœæ nasion wiêkszoœci badanych gatunków. Zosta³o to potwierdzone zmniejszon¹ zdolnoœci¹ kie³kowania nasion poddanych liofilizacji (szczególnie po ich przechowaniu), zmniejszon¹ odpornoœci¹ na test przyœpieszonego postarzania (sosna i œwierk) i zwiêkszonym w niektórych przypadkach (olsza) wspó³czynnikiem wyp³ywu elektrolitu. Obni enie ywotnoœci nasion suszonych metod¹ liofilizacji nie wynika³o tylko z nadmiernego obni enia w nich zawartoœci wody, poniewa w niektórych próbach nasiona tego samego gatunku, wysuszone w suszarce B do ni szego ni w liofilizatorze poziomu wilgotnoœci, zachowa³y wy sz¹ ywotnoœæ. Mo na stwierdziæ, i tolerancja nasion na odwodnienie w bardzo du ym stopniu zale y od ich stanu fizjologicznego i sk³adu biochemicznego, który zale y z kolei od stadium ich dojrza³oœci oraz od warunków panuj¹cych w czasie zawi¹zywania i wykszta³cania siê nasion. Dlatego jednoznaczne okreœlenie progu zawartoœci wody, do którego mo na wysuszyæ wszystkie nasiona danego gatunku bez obni enia ich ywotnoœci, nie jest mo liwe. Ponadto na obni enie ywotnoœci nasion drzew leœnych w trakcie suszenia du y wp³yw wywieraj¹ zarówno nadmierne odwodnienie tkanek, jak i wysoka temperatura suszenia oraz metoda podsuszania. W celu dok³adnego okreœlenia progu odpornoœci nasion na odwodnienie, dla wszystkich du ych i cennych partii materia³u siewnego, przeznaczonych do przechowywania d³ugoterminowego, nale a³oby przeprowadzaæ ich próbne suszenie w pobranych reprezentatywnie próbkach.
11 E. Aniœko, O. Witowska, A. Za³êski Dla potrzeb gospodarczych mo na przyj¹æ, e wilgotnoœæ nasion brzozy brodawkowatej, olszy czarnej, sosny zwyczajnej i œwierka pospolitego mo na obni yæ do poziomu 3,5%. Maksymalna temperatura suszenia nasion tych gatunków nie powinna przekraczaæ 5. Podsuszone w takich warunkach nasiona powinny zachowaæ zadowalaj¹c¹ ywotnoœæ w trakcie d³ugoterminowego przechowywania w ch³odniach. Praca zosta³a z³o ona 3.1.5 r, i przyjêta przez Komitet Redakcyjny.. r. EFFET OF DRYING ONDITIONS ON VIABILITY OF OMMON BIRH, BLAK ALDER, SOTS PINE AND NORWAY SPRUE SEEDS Summary In the presented study, the establishment of the minimal water content level to which seeds can be dried without losing viability was investigated. The seeds of forest tree species (common birch, black alder, Scots pine and Norway spruce) collected in 1999 1 from two (birch, alder) or three (pine, spruce) sites were subjected to analysis. The three methods of intensive drying of seeds applied in the study consisted of: partially water-free air drying at o inthe B drier; lyophilisation of seeds at o and hot air drying at 7 9 o in the arbolite drier. The following tests were used for the analysis of seed viability: germination before and after 1.5 year storage (all species), accelerated aging tests (Scots pine and Norway spruce) and electrolyte leakage measurements (Scots pine, Norway spruce, black alder). The research results show that the precise establishment of the seed moisture level to which seeds can be dried without reducing viability is not possible because of the great variability of study results and desiccation tolerance of the species collected in different years and sites. However for practical reasons the seeds of these species can be dried up to 3.5% moisture content when the temperature is below 5 o. LITERATURA Aniœko E., Witowska O., Za³êski A. 1. Ustalenie wilgotnoœci nasion przeznaczonych do przechowywania (wartoœci graniczne), szczególnie jod³y, jawora, brzozy, olszy czarnej, lipy, jesiona i innych. Sprawozdanie z tematu BLP-93, IBL, Warszawa. Antosiewicz Z. 197. Doskonalenie procesów technologicznych wy³uszczania nasion sosny i œwierka. Sprawozdanie naukowe IBL (maszynopis w Zak³adzie Genetyki i Fizjologii Drzew Leœnych): 1-. Baldwin H. I., Holmes G. D. 1955. Handling forest tree seed FAO For. Developm. Pap.. Barton L. V. 191. Seed preservation and longevity (ed. Leonard Hill). London. rowe J. H., Hoekstra F. A., rowe L. M. 199. Anhyrobiosis. Annual Rev. Physiol. 5: 579-599. Grzesiuk S., Kulka K. 191. Fizjologia i biochemia nasion. PWRiL, Warszawa. Harrington J. F. 1973. Biochemical basis of seed longevity. Seed Sci. Technol. 1: 53-3.
Wp³yw warunków suszenia nasion brzozy brodawkowatej, olszy czarnej... 113 Janson L., Jankowski W. 1999. Suszenie nasion drzew leœnych i ich przechowywanie. Las Pol. 3: -. Leinonen K. 199. Effects of storage conditions on dormancy and vigor of Picea abies seeds. New Forests, 1: 31-9. Lityñski M. 1977. Biologiczne podstawy nasiennictwa. PWN, Warszawa. Machanièek J. 191. Výzkum kritéri urèujicich vchodnost lesniho osiva pro dlouhodobé skladováni. Prace VÚLHM 59: 9-. Roberts E. H. 197. Viability of seeds. hapman a. Hall LTD, London. Schönborn A. 19. Die Aufbewahrung des Saatgutes der Waldbäume. BLV Verlagsgeselschaft, München, Basel, Wien. Vertucci. W., Farrant J. M. 1995. Acquisition and loss of desiccation tolerance. [In:] Seed development and germination. Marcel Dekker, Inc., New York, Basel, Hong Kong, 37-71. Za³êski A. 1. Wp³yw ró nych metod pozyskania nasion œwierka pospolitego na ich ywotnoœæ i predyspozycje do przechowywania d³ugoterminowego. [W:] Materia³y z miêdzynarodowej konferencji naukowo-szkoleniowej Od badañ do wdro eñ w zakresie fizjologii i genetyki nasion drzew leœnych, Puszczykowo, Instytut Dendrologii PAN w Kórniku.