Pobierz wersję PDF

Transcription

Pobierz wersję PDF

ISSN 1895-4421
EPISTEME
CZASOPISMO NAUKOWO-KULTURALNE
KRAKÓW
Nr 12/2011, Tom I
TOM I zapasowy.indd 1
3/9/12 4:31 AM
EPISTEME
CZASOPISMO NAUKOWO-KULTURALNE
Redakcja:
Zdzisław Szczepanik (red. naczelny)
Katarzyna Daraż-Duda (sekretarz redakcji)
Grzegorz Chajko
Krzysztof Duda
Rada Naukowa:
Prof. dr hab. Dariusz Rott
Prof. dr hab. Michał Śliwa
Prof. dr hab. inż. Ryszard Tadeusiewicz
Prof. dr hab. Paweł Taranczewski
Prof. dr hab. med. Jan Trąbka
Prof. dr hab. Włodzimierz Sady
Prof. dr hab. Hanna Kowalska-Stus
Prof. dr hab. Bogdan Zemanek
Prof. dr hab. Edward Dobrzański
Prof. dr hab.Bogumiła Lutak-Modrinić
Prof. WSIiZ, dr hab. Wiesław Alejziak
Prof. Ignatianum i UJ, dr hab. Józef Bremer SJ
Prof. AGH, dr hab. Mirosław Głowacki
Prof. UP, dr hab. Bogusław Skowronek
Ks. Prof. UPJPII, dr hab. Władysław Zuziak
Okładka:
Reprint z Embleme. Kunst u. Gewerbe – Land – u. Forstwirtschaft – Handel u. Industrie. Nach
Aguarell von F. Wüst.
Wydawca:
Stowarzyszenie Twórców Nauki i Kultury „Episteme”
ul. Okólna 28/87
30-669 Kraków
© Stowarzyszenie Twórców Nauki i Kultury „Episteme” i Autorzy
3/9/12 4:31 AM
Drodzy Czytelnicy,
Oddajemy w ręce Państwa następne numery naszego czasopisma.
Obecne dwa tomy numeru 12/2011 poświęcone są naukom przyrodniczym,
które zdają się właśnie święcić w Polsce coraz częściej swoje sukcesy. Dzieje
się tak właśnie dzięki badaniom jakie podejmują również młodzi naukowcy,
działający pod kierunkiem swoich doświadczonych kolegów. Wyniki właśnie
takich badań postanowiliśmy opublikować w naszym czasopiśmie , aby przez
to dać możliwość zapoznania się z nimi szerszemu spektrum odbiorców.
Cieszymy się z tego, że to właśnie nasze czasopismo może publikować
te wartościowe artykuły, które poddane zostały recenzji i ocenie przez
wybitnych specjalistów z dyscyplin, które są im właściwe. Tego typu
procedury mają za zadanie weryfikować badania ale i wzmacniać te badania,
które są tego warte.
Gratulując tym z Państwa, którzy uzyskali pozytywną recenzję i ich
artykuły zostały opublikowane. Życzymy jednocześnie byśmy mogli częściej
otrzymywać od nich artykuły i równie często je publikować. Zaś Państwu,
czytelnikom, życzymy wielu inspiracji oraz wrażeń intelektualnych, które
być może staną się inspiracją dla nas w dalszych badaniach naukowych.
Redakcja
3/9/12 4:31 AM
3/9/12 4:31 AM
I. Ochrona i inżynieria środowiska
3/9/12 4:31 AM
3/9/12 4:31 AM
Monika Arasimowicz
Marcin Niemiec
Barbara Wiśniowska-Kielian
EPISTEME
12/2011, t. I
s.7-14
ISSN 1895-4421
Zawartość żelaza i manganu w glebie oraz szpilkach
sosny zwyczajnej (Pinus silvestris L.) z terenu Aglomeracji
Krakowskiej
The content of iron and manganese in the soil and
needles of Scots pine (Pinus silvestris L.) from the Krakow
Agglomeration terrain
Abstrakt: Celem pracy była ocena zawartości żelaza i manganu w glebie oraz w szpilkach
sosen z terenu Aglomeracji krakowskiej. Średnie zawartości żelaza w próbkach glebowych
pochodzących z terenu Krakowa były nieznacznie niższe niż w materiale glebowym pobranym
z okolicznych miejscowości. Stwierdzono znacznie więcej manganu w materiale glebowym
pobranym w miejscowościach okalających Kraków w porównaniu do próbek glebowych
zebranych na terenie miasta. Najwyższe koncentracje żelaza i manganu oznaczono w materiale
glebowym we wschodniej części Aglomeracji Krakowskiej, natomiast najniższe w części
zachodniej. Średnie zawartości żelaza w szpilkach sosen pobranych z terenu Krakowa oraz
z okolicznych miejscowości różniły się nieznacznie. Stwierdzono ponad dwa razy więcej
manganu w badanym materiale roślinnym pobranym poza miastem w porównaniu z roślinami
z terenu Krakowa. Obliczone współczynniki bioakumulacji badanych pierwiastków przyjmowały
znacznie wyższe wartości w przypadku próbek pobranych na terenach wiejskich w porównaniu
z pobranymi na terenie miasta.
Słowa kluczowe: żelazo, mangan, gleba, szpilki sosny
Summary: The aim of the study was to assess the content of iron and manganese in the soil
and needles of pine trees in the area of Krakow Agglomeration. The average iron content in soil
samples taken from the Krakow terrain were slightly lower than in the soil material collected
from the surrounding areas. It was found significantly more manganese in the soil material
collected in the villages surrounding Krakow, compared to soil samples collected in the city. The
highest concentrations of iron and manganese were determined in soil material in the eastern
part of the Krakow Agglomeration, and the lowest in the western one. The average iron content
in the needles of pine trees taken from Krakow and the surrounding areas differed slightly. It
was found more than two times more manganese in the tested plant material collected outside
the city, compared with plants from the area of Krakow. Calculated bioaccumulation coefficient
of analyzed elements have taken significantly higher values for samples collected in rural areas
compared with downloaded in the city.
Key words: iron, manganese, soil, pine needles
7
3/9/12 4:31 AM
Monika Arasimowicz, Marcin Niemiec, Barbara Wiśniowska-Kielan
Wstęp
Żelazo i mangan to metale ciężkie występujące w glebach i roślinach w stosunkowo
dużych ilościach w porównaniu z innymi metalami. Oba metale zaliczane są do
pierwiastków niezbędnych dla funkcjonowania żywych organizmów. W środowisku
glebowym żelazo i mangan regulują w znaczącym stopniu zawartość i dostępność
innych metali śladowych [Kabata Pendias i in. 1995]. W przypadku manganu wpływ
na zachowanie się innych pierwiastków, zwłaszcza pierwiastków śladowych, wynika
z jego udziału w procesach utleniania i redukcji w glebie. W przypadku żelaza duża
pojemność sorpcyjna wszystkich jego minerałów w stosunku do innych metali
warunkuje wpływ na sposób rozmieszczenia pierwiastków śladowych w glebie oraz
na ich dostępność dla roślin [Kabata-Pendias i Pendias 1993].
Pobieranie manganu przez rośliny jest regulowane metabolicznie, jednak w przypadku
nadmiaru tego pierwiastka w środowisku korzeni następuje bierne jego pobieranie
[Kabata-Pendias i Pendias 1993]. Dostępność żelaza dla roślin w dużej mierze
jest uzależnione od właściwości fizyczno-chemicznych gleby oraz od warunków
atmosferycznych [Lipiński i in. 2006]. Rośliny dobrze tolerują duże zawartości żelaza
w środowisku, a jego nadmiar nie daje objawów specyficznych.
Zanieczyszczenie środowiska żelazem i manganem jest związane głównie
z przemysłem metalurgicznym, spalaniem węgli i paliw płynnych. Dodatkowo
znaczące zanieczyszczenie żelazem jest powodowane korozją wszelkich materiałów
zawierających ten pierwiastek [Kabata-Pendias i Pendias 1993].
Celem pracy była ocena zawartości żelaza i manganu w glebie oraz szpilkach sosny
zwyczajnej z terenu Aglomeracji Krakowskiej.
Materiał i metody
Materiał do badań stanowiły próbki materiału glebowego oraz igliwie sosen (Pinus
silvestris L.) z terenu Aglomeracji krakowskiej. W listopadzie 2008 roku pobrano 100
próbek materiału glebowego oraz igliwia sosny, w tym 58 z terenu miasta Krakowa
i 42 z okolicznych miejscowości podkrakowskich, położonych w promieniu do 30
kilometrów od miasta (ryc. 1).
Próbki gleby wysuszono w warunkach temperatury pokojowej, natomiast igły sosen
w suszarce w temperaturze 65°C. Ogólną zawartość metali ciężkich w próbkach
gleby oznaczono po suchej mineralizacji materii organicznej oraz roztworzeniu na
gorąco w mieszaninie kwasów HNO3 i HClO4 (3:2, v/v), a w materiale roślinnym po
mineralizacji w mieszaninie HNO3 i HCl [Ostrowska i in. 1991]. Zawartość badanych
pierwiastków w uzyskanych roztworach oznaczono metodą emisyjnej spektrometrii
plazmowej (ICP–AES) w aparacie JY 238 Ultrace. Zawartość materii organicznej
w glebie oznaczono stosując metodę Tiurina.
8
3/9/12 4:31 AM
Zawartość żelaza i manganu w glebie oraz szpilkach sosny...
Ryc. 1. Lokalizacja punktów badawczych
Wyniki i dyskusja
Zawartości żelaza w analizowanych próbkach glebowych mieściły się w przedziale
0,83 g – 28,18 g · kg-1 s.m. (tab. 1). Zawartości te były porównywalne z oznaczonymi
przez Skorbiłowicz i in. [2007] w glebach województwa podlaskiego oraz przez
Kucharzewskiego i Nowaka [2004] w glebach Dolnego Śląska. Zawartości manganu
w glebach pobranych z terenu Aglomeracji zawierały się w przedziale od 9,19 mg
do 845,45 mg · kg-1 s.m. (tab. 1). Średnie zawartości żelaza i manganu w próbkach
glebowych z terenu Krakowa oraz w materiale pobranym z okolicznych miejscowości
różniły się nieznacznie. Ich średnie zawartości były zbliżone do średnich zawartości
Fe i Mn w glebach pobranych z pasów zieleni w Warszawie [Biernacka i in. 2007].
Współczynniki zmienności zawartości tych pierwiastków wynosiły: 49,6% dla Fe
i 43,5% dla Mn.
Najwyższe koncentracje żelaza i manganu zanotowano w próbkach glebowych
pobranych we wschodniej części Aglomeracji Krakowskiej, natomiast średnio
najmniej żelaza i manganu zawierały próbki materiału glebowego z części zachodniej
(ryc. 2). Przyczyną translokacji zanieczyszczeń do wschodnich części miasta
i Aglomeracji może być przewaga wiatrów zachodnich w rejonie Krakowa [Raport
o stanie (…) 2007].
9
3/9/12 4:31 AM
Ryc. 2. Zawartość żelaza i manganu w materiale glebowym w zależności od rejonu poboru
próbek na terenie Aglomeracji Krakowskiej
Igliwie sosny
Materiał glebowy
Współczynnik
bioakumulacji
Fe
[g·kg-1]
Mn
[mg·kg-1]
Fe
[g·kg-1]
Mn
[mg·kg-1]
Fe
Mn
Materia
organiczna
[g·kg-1]
ul. Prądnicka
0,188
58,50
9,588
295,00
0,020
0,198
21,6
ul. Górnickiego
0,153
32,25
14,375
469,38
0,011
0,069
29,2
ul. Stanisława ze
Skalbmierza
0,665
22,88
24,313
845,45
0,027
0,026
42,9
ul. Łepkowskiego
0,446
20,19
17,688
603,75
0,025
0,033
24,7
ul. Powstańców
0,503
30,13
21,813
416,88
0,023
0,072
27,9
ul. Oświecenia
0,289
111,89
12,756
284,38
0,023
0,393
19,7
ul. Makuszyńskiego
0,468
45,69
14,250
451,25
0,033
0,101
27,9
ul. Medweckiego
0,375
50,00
28,000
532,50
0,013
0,094
37,7
ul. Al. Pokoju
0,485
57,19
15,938
532,50
0,030
0,107
33,3
ul. Cystersów
0,761
38,13
24,750
455,00
0,031
0,084
58,9
ul. Swoszowicka
0,476
143,63
8,625
397,50
0,055
0,361
23,4
ul. Krzywda
0,503
181,13
12,556
410,63
0,040
0,441
41,8
ul. Jerzmanowskiego
0,272
20,55
8,794
253,75
0,031
0,081
33,3
ul. Okólna
0,243
49,46
5,463
248,75
0,045
0,199
15,7
ul. Czarnogórska
0,338
74,51
4,994
268,75
0,068
0,277
15,4
Miejsce poboru
próbki
10
3/9/12 4:31 AM
ul. Szwedzka
0,479
40,43
10,781
313,13
0,044
0,129
36,7
ul. Tetmajera
0,302
41,63
13,000
441,88
0,023
0,094
19,2
ul. Jeleniowa
0,308
328,50
9,394
338,13
0,032
0,972
56,5
ul. Kasztanowa
0,210
25,05
10,856
332,50
0,0193
0,075
34,2
ul. Powstania
Listopadowego
0,303
21,19
11,919
274,38
0,025
0,077
25,7
ul. Juliusza Lea
0,314
25,43
7,744
164,38
0,040
0,155
64,6
ul. Lindego
0,567
32,63
9,525
271,25
0,059
0,120
51,3
ul. Na Błonie
0,588
99,50
6,525
187,50
0,090
0,531
45,5
ul. Majora Łupaszki
0,215
22,84
10,188
309,38
0,021
0,074
39,9
ul. Palacha
0,280
20,21
6,700
216,25
0,041
0,093
29,2
ul. Piastowska
0,220
30,08
10,081
228,75
0,022
0,131
45,8
ul. Nad Sudołem
0,249
39,78
5,850
180,63
0,043
0,220
23,9
ul. Pachońskiego
0,155
20,69
15,750
425,00
0,010
0,049
29,0
ul. Pasteura
0,239
47,00
6,250
192,50
0,038
0,244
21,5
Zielonki
0,230
111,75
7,100
303,75
0,032
0,368
52,5
Masłomiąca
0,351
291,25
15,313
329,38
0,023
0,884
30,4
Iwanowice
0,274
34,13
16,688
273,75
0,016
0,125
27,2
Słomniki
0,260
56,63
18,188
418,13
0,014
0,135
38,6
Kocmyrzów
0,287
157,50
20,125
392,50
0,014
0,401
82,8
Koniusza
0,529
74,81
15,125
344,38
0,035
0,217
35,2
Proszowice
0,406
231,88
25,250
461,88
0,016
0,502
29,7
Karwin
0,547
29,00
13,563
388,13
0,040
0,075
40,5
Igołomia
0,563
52,88
14,250
378,13
0,039
0,140
21,4
Niepołomice
0,318
93,88
26,375
500,63
0,012
0,188
42,1
Wieliczka
0,304
99,13
18,125
464,38
0,017
0,213
75,0
Mogilany
0,268
96,13
13,250
323,75
0,020
0,297
45,6
Skawina
0,889
70,94
12,356
246,25
0,072
0,288
25,7
Rączna
0,396
358,13
3,113
60,81
0,127
5,889
12,6
11
3/9/12 4:31 AM
Kryspinów
0,616
71,94
0,831
9,19
0,741
7,830
5,60
Liszki
0,291
42,38
13,438
402,50
0,022
0,105
17,5
Morawica
0,169
435,00
10,438
395,00
0,016
1,101
14,9
Zabierzów
0,411
17,75
8,288
245,00
0,050
0,072
41,0
Krzeszowice
0,253
373,13
5,519
119,25
0,046
3,129
13,3
Skała
0,170
368,13
14,438
736,25
0,012
0,500
22,2
Wielka Wieś
0,194
72,75
28,188
528,75
0,007
0,138
34,7
Średnia
0,366
97,40
13,169
353,26
0,047
0,562
33,7
Współczynnik
zmienności [%]
44,9
111,0
49,6
43,5
217,8
248,2
46,9
Tab. 1. Zawartości Fe i Mn w glebie oraz igliwiu sosny, wartości współczynników
bioakumulacji tych pierwiastków oraz zawartość materii organicznej w glebie
Największe zawartości żelaza z terenu miasta Krakowa odnotowano w materiale
glebowym pobranym przy ulicach: Medweckiego, Stanisława ze Skalbmierza oraz
Powstańców, natomiast na terenach wiejskich w próbkach z miejscowości Wielka
Wsi, Niepołomice i Proszowice. Najmniejszą zawartością żelaza cechowały się
próbki materiału glebowego z południowej części miasta Krakowa (ulic Okólna
i Czarnogórska) oraz z zachodniej części Aglomeracji (Kryspinów, Rączna). Najwyższe
zawartości manganu w glebie z terenu Krakowa oznaczono w próbkach pobranych przy
ulicach Stanisława ze Skalbmierza i Łepkowskiego, a na terenach wiejskich w próbkach
z miejscowości Skała i Wielka Wieś. Najmniej manganu, podobnie jak żelaza, zawierały
próbki glebowe z miejscowości Kryspinów i Rączna (tab. 1).
Zawartości żelaza i manganu w glebach z terenu całej Aglomeracji były ze sobą
istotnie skorelowane (r = 0,76 przy przyjętym poziomie istotności p≥0,01). Jest to
zgodne z wynikami Kabaty-Pendias i in. [1995], którzy stwierdzili podobną zależność
w przypadku gleb lekkich i średnich (r = 0,33, przy p≥0,01).
Zawartość żelaza w glebie była istotnie skorelowana z zawartością materii organicznej
(r = 0,33, p≥0,05), natomiast nie stwierdzono podobnej zależności w przypadku
manganu. Potwierdza to spostrzeżenia Kabaty-Pendias i Pendiasa [1993], którzy
podają, że zawartość Fe w glebie w większym stopniu zależy od zawartości materii
organicznej niż ma to miejsce w przypadku manganu. Mangan jest słabiej wiązany
przez materię organiczną niż inne metale. Wszystkie próbki glebowe pobrane z terenu
Aglomeracji Krakowskiej cechowały się naturalną zawartością żelaza i manganu
[Kabata i in. 1995].
Średnia zawartość żelaza w szpilkach sosen pobranych z terenu Krakowa i średnia
ich zawartość w próbkach z okalających miejscowości różniły się nieznacznie.
Przeciętna zawartość manganu w igliwiu sosen rosnących na terenach okalających
miasto była ponad dwukrotnie wyższa niż w analogicznym materiale pobranym na
12
3/9/12 4:31 AM
terenie Krakowa. Zawartości obydwu metali w szpilkach sosen były zróżnicowane
w niejednakowym stopniu. Znacznie większą zmienność stwierdzono w przypadku
Mn (V = 111,0%) niż Fe (V = 44,9%).
Średnio najwięcej żelaza i manganu zawierały szpilki ze wschodniej części Krakowa,
najmniej natomiast z części północnej.
Obliczone współczynniki bioakumulacji badanych pierwiastków przyjmowały
znacznie większe wartości w przypadku próbek pobranych na terenach wiejskich
w porównaniu z pobranymi na terenie miasta.
Znacznie wyższe wartości przyjmowały współczynniki akumulacji manganu. Może
to mieć związek z faktem, że w wypadku zwiększonej zawartości tego pierwiastka
w glebie rośliny pobierają go biernie i proporcjonalnie do jego ilości [Kabata-Pednias
i Pendias 1993].
Wnioski
• Wszystkie próbki glebowe pobrane na terenie Aglomeracji Krakowskiej
cechowała naturalna zawartość Fe i Mn.
• Zawartości żelaza i manganu w próbkach glebowych pobranych z terenu
Aglomeracji Krakowskiej były ze sobą istotnie skorelowane.
• Zawartość żelaza w glebach była istotnie skorelowana z zawartością materii
organicznej w wierzchniej ich warstwie (0-20 cm).
• Stwierdzono znacznie większą zawartość manganu niż żelaza w jednorocznych
szpilkach sosny zwyczajnej (Pinus silvestris).
• Najwięcej manganu i żelaza zawierały gleby i igliwie sosen ze wschodniej części
Aglomeracji Krakowskiej i miasta Krakowa.
• W przypadku igliwia sosen rosnących poza obszarem miasta Krakowa
współczynniki bioakumulacji Fe przyjmowały ponad dwukrotnie wyższe
wartości niż dla Mn.
13
3/9/12 4:31 AM
Literatura
Biernacka E., Małuszyńska I., Małuszyński M., Borowski J. 2007. Iron and Manganese
availability in the upper layer of soils of green belts of Warsaw. Ochrona Środowiska
i Zasobów Naturalnych, 31: 58-62.
Kabata-Pendias A., Piotrowska M., Motowicka-Terelak T., Maliszewska – Kordybach
B., Filipiak K., Krakowiak A., Pietruch C. 1995. Podstawy oceny chemicznego
zanieczyszczenia gleb; metale ciężkie, siarka i WWA. Biblioteka Monitoringu
Środowiska, Warszawa.
Kabata-Pendias A., Pendias H. 1993. Biogeochemia pierwiastków śladowych. PWN,
Warszawa.
Kucharzewski A., Nowaka L. 2004. Żelazo i mangan w glebach Dolnego Śląska. Roczn.
PZH, 55: 105-111.
Lipiński W., Franczak S., Watros A. 2006. Oddziaływanie składu granulometrycznego,
odczynu i materii organicznej gleby na zawartość żelaza i manganu w ziarnie pszenicy.
J. Elementol. 11, 1: 35–42.
Ostrowska A., Gawliński S., Szczubałka Z. 1991. Metody analizy i oceny właściwości gleb
i roślin. IOŚ, Warszawa.
Raport o stanie środowiska w województwie małopolskim w 2006 roku. IOŚ, Bibl. Monit.
Środ., Kraków, 2007.
Skorbiłowicz M., Skorbiłowicz E., Wiater J. 2007. Zawartość żelaza w niektórych glebach
województwa podlaskiego. Ochrona środowiska i Zasobów Naturalnych, 31: 106-109.
Adres do korespondencji:
Monika Arasimowicz
Katedra Chemii Rolnej i Środowiskowej
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
Al. A. Mickiewicza 21, 31-120 Kraków
Opiekun naukowy: prof. dr hab. Barbara Wiśniowska-Kielian
14
3/9/12 4:31 AM
Łukasz Bolibok
EPISTEME
12/2011, t. I
s.15-20
ISSN 1895-4421
ANALIZA ENERGETYCZNA SŁOMY WYBRANYCH ODMIAN
TOPINAMBURU
STRAW ENERGY ANALYSIS OF SELECTED VARIETIES OF Helianthus
tuberosus L.
Abstrakt: W pracy opisano wyniki analizy energetycznej słomy topinamburu odmian alba
i rubik. Pomiary wartości opałowej i ciepła spalania słomy obydwu odmian wykonano metodą
kalorymetryczną. Próbki były pobierane w ciągu trzech kolejnych miesięcy po zakończeniu
wegetacji roślin. Porównując wartości opałowe i ciepło spalania słomy topinamburu fioletowego
do wyników spalania słomy, topinamburu białego stwierdzono, iż bardziej kaloryczna jest słoma
tego pierwszego.
Słowa kluczowe: ciepło spalania, wartość opałowa, topinambur.
Summary: The paper presents the results of the analysis of energy straw Helianthus tuberosus
‘Albik’ and ‘Rubik’. Measurement of the calorific value and calorific value of straw of both
species performed calorimetric method. Samples were collected over three consecutive months
after the end of vegetation. Comparing the value of fuel and combustion heat of Helianthus
tuberosus ‘Rubik’. straw to the results of straw burning Helianthus tuberosus ‘Albik’, it was
found that the more calories it is the straw that first.
Key words: heat of combustion, calorific value, Helianthus tuberosus L.
15
3/9/12 4:31 AM
Łukasz Bolibok
WSTĘP
Wzrost zapotrzebowania na biomasę o przeznaczeniu energetycznym, stał się szansą
stworzenia dodatkowego profilu produkcji dla rolnictwa. Wymagało to rozpoczęcia
badań w celu wytypowania roślin przydatnych dla produkcji energii. Podstawowymi
kryteriami przy doborze roślin energetycznych jest ich wielkość plonowania oraz
wartość opałowa. Jedną z zalecanych roślin spełniającą powyższe kryteria jest
topinambur (Helianthus tuberosum L.) [Kościk 2003, Stolarski 2004].
Wartość opałowa zależy od wilgotności surowca, dlatego optymalnym terminem
zbioru słomy topinamburu jest późna jesień lub początek zimy. Rośliny po
zakończeniu wegetacji zasychają i od tego czasu spada wilgotność słomy. Opóźnienie
terminu zbioru wyznaczonego dla określonego gatunku, jest zalecaną formą
podsuszania biomasy, a jednocześnie sposobem zwiększenia wartości opałowej oraz
ciepła spalania [Szyszlak-Bargłowicz, Piekarski 2009]. Optymalnym rozwiązaniem
energetycznym jest pozyskanie biomasy o wilgotności do 15% bez konieczności
dosuszania [Wisz 2005].
Dostępne w literaturze krajowej wyniki pomiarów dla topinamburu nie uwzględniają
podziału na poszczególne odmiany tego gatunku. A analizy wartości energetycznej
dokonywano po wysuszeniu surowca do określonej wartości wilgotności. Badania
przeprowadzone w Instytucie Chemicznej Przeróbki Węgla w Zabrzu, wykazały, iż
wartość opałowa słomy topinamburu wynosi 15,93 MJ•kg-1, a ciepło spalania 17,19
MJ•kg-1, przy wilgotności 10% [Piskier 2006].
MATERIAŁ I METODY
Celem pracy była analiza energetyczna słomy topinamburu. Analiza zawierała
określenie wartości opałowej i ciepła spalania dla topinamburu odmian alba i rubik.
Zakres pracy obejmował: (a) uprawę topinamburu na poletkach doświadczalnych,
zbiór łodyg i ich rozdrabnianie, (b) badania wartości opałowej i ciepła spalania słomy
topinamburu odmian alba i rubik, (c) analizę wyników badań.
Obiektem badań były odmiany topinamburu zarejestrowane w krajowym rejestrze
odmian roślin rolniczych [www.coboru.pl]. Rejestracja potwierdza zgodne z prawem
wytwarzanie materiału siewnego więc także uprawę tychże roślin.
W pracy wyznaczono wartość opałową oraz ciepło spalania słomy topinamburu bez
wstępnego dosuszania. Rezygnacja z dosuszania miała na celu określenie wartości
opałowej dla wilgotności surowca pozyskanego bezpośrednio z pola. Próbki zostały
pobrane w trzech kolejnych miesiącach: listopadzie, grudniu 2006r oraz w styczniu
2007r. Próbki pobrano z losowo wybranych roślin znajdujących się na poletku
doświadczalnym. Ze względu na poprawność procesu rozdrabniania masa każdej
próbki wynosiła do 1000g. Z rozdrobnionego materiału każdorazowo odważono
porcje do spalenia o masie 1 g, zgodnie z wymogami zawartymi w instrukcji
przygotowania próbki.
Przygotowanie próbek obejmowało: (a) rozdrabnianie słomy rozdrabniaczem do
16
3/9/12 4:31 AM
Analiza energetyczna słomy wybranych odmian topinamburu
gałęzi, (b) transport słomy do laboratorium w hermetycznym pojemniku z uwagi
na wymóg zachowania stałej wilgotności surowca – brak dosuszania, (c) pomiary
wilgotności, wartości opałowej i ciepła spalania słomy topinamburu.
Oznaczenie wilgotności wykonywano zgodnie z PN–80/G04511 przy pomocy
zależności:
gdzie: W – zawartość wilgoci w próbce [%], Mw – masa wody zawartej w próbce,
Ms – masa próbki po wysuszeniu.
Do badań wykorzystywano: suszarkę elektryczną z urządzeniem do wymiany
powietrza, zaopatrzoną w termometr o zakresie pomiarowym od 00C do 1200C oraz
wagę analityczną. Masę wody zawartej w próbce wyliczono przy użyciu metody
suszarkowo-wagowej. Wilgotna próbka została zważona, a następnie wysuszona w
suszarce i ponownie zważona. Masę wody zawartej w próbce określano jako różnicę
masy próbki wilgotnej i wysuszonej. Do badań przeznaczono po trzy próbki z każdego
miesiąca oddzielnie dla każdej z odmian. Po uzyskaniu wyników wyliczono średnią
arytmetyczną stanowiącą wynik dla odmiany w badanym miesiącu.
Przygotowanie bomby kalorymetrycznej obejmowało: 1) umieszczenie próbki
w tyglu znajdującym się wewnątrz bomby kalorymetrycznej; 2) napełnienie tlenem
bomby kalorymetrycznej do ciśnienia rzędu 2,5 MPa. Poglądowy schemat stanowiska
do określenia wartości opałowej i ciepła spalania przedstawia rys.1. Pomiary wartości
opałowej i ciepła spalania dokonywano za pomocą kalorymetru kl-12, spełniającego
wymogi norm PN–1/G–04513, PN– SO 1928.
Rys.1. Schemat stanowiska do określenia wartości opalowej i ciepła spalnia. 1 - bomba
kalorymetryczna; 2 - pokrywa kalorymetru; 3 – termometr; 4 - uchwyt pokrywy z umieszczonym w
nim napędem mieszadła mechanicznego; 5 - mieszadło mechaniczne; 6 - naczynie kalorymetryczne;
7 - płaszcz kalorymetru składający się z: 7a - ścianki wewnętrznej; 7b - ścianki zewnętrznej;
7c – wężownicy; 7d - mieszadła ręcznego; 8 - zespół sterujący kalorymetru; 9 – komputer; 10 –
drukarka; 11 - monitor komputera; 12 - stół kalorymetru; 13 - listwa zasilająca z włącznikiem.
17
3/9/12 4:31 AM
Łukasz Bolibok
Pomiary polegały na całkowitym spaleniu próbki słomy (1 g) w atmosferze tlenu
przy ciśnieniu rzędu 2,5 MPa w bombie kalorymetrycznej zanurzonej w wodzie
i na wyznaczeniu przyrostu temperatury tej wody. Ciepło spalania słomy było
wyliczane w sposób automatyczny przy pomocy specjalistycznego oprogramowania
komputerowego współpracującego z kalorymetrem. Wyniki pomiaru przedstawiane
były na ekranie komputera. Przyrost temperatury wody podawany był z dokładnością
do 0,001°C.
WYNIKI BADAŃ
W wyniku pomiarów uzyskano wartości opałowe i ciepło spalania charakterystyczne
dla danej odmiany. Tabela 1 przedstawia wyniki wartości opałowej i ciepła spalania
dla określonej wilgotności słomy topinamburu.
Miesiące
Parametry
Topinambur biały
Topinambur fioletowy
10,4
14,2
ciepło spalania [MJ•kg ]
14,9
15,4
Wartość opałowa [MJ•kg-1]
13,6
14
wilgotność [%]
31,5
29
ciepło spalania [MJ•kg-1]
13,5
15,5
Wartość opałowa [MJ•kg ]
11,9
13,9
wilgotność [%]
12,5
14
ciepło spalania [MJ•kg-1]
14,8
15,6
Wartość opałowa [MJ•kg-1]
13,5
14,5
wilgotność [%]
listopad
grudzień
-1
-1
styczeń
Tab.1. Wyniki ciepła spalania i wartości opałowej. Żródło: badania własne
Wyniki badań wilgotności słomy topinamburu nie potwierdzają znanej z praktyki
zależności mówiącej, że opóźnienie zbioru łodyg wpływa na obniżenie ich wilgotności.
Istotny wpływ na wilgotność surowca energetycznego mogą mieć warunki pogodowe
występujące w danym sezonie agrotechnicznym.
W celu porównania przydatności energetycznej słomy topinamburu do innych
roślin energetycznych zestawiono w tabeli 2 wartości opałowe i ciepła spalania dla
wybranych roślin.
Wartość opałową i ciepło spalania słomy topinamburu przy zmiennej wilgotności
w porównaniu z wybranymi roślinami uznano za zadowalające.
18
3/9/12 4:31 AM
Gatunek
Ciepło spalania
[MJ•kg-1]
Wartość opałowa
[MJ•kg-1]
Wilgotność [%]
Wierzba
10,9
9,3
41,6
Miskant cukrowy
14,9
13,6
16,3
Ślazowiec pensylwański
15,8
14,4
14,3
Topinambur
14,9
13,5
17,6
Topinambur biały*
13,5÷14,9
11,9÷13,6
10,4÷31,5
Topinambur fioletowy**
15,4÷15,6
13,9÷14,5
14÷29
Tab.2. Wyniki ciepła spalania i wartości opałowej dla wybranych roślin. Źródło: Kościk 2007,
badania własne, * - badania własne
DYSKUSJA I WNIOSKI
W wyniku przeprowadzonych badań uzyskano wartość opałową i ciepło spalania
wybranych odmian słomy topinamburu. Badania przeprowadzono bez dosuszania
słomy do określonej wilgotności. Brak dosuszania skutkował spadkiem wartości
energetycznej co jest widoczne w porównaniu z badaniami Piskiera [2006]. Należy
jednak zauważyć, że przy wyborze opcji bez dosuszania nie poniesiono kosztów
związanych z tą operacją. Dotychczas w prowadzonych badaniach energetycznych
słomy topinamburu nie uwzględniano rozróżnienia na odmiany [Piskier 2006, Kościk
2007]. Natomiast przeprowadzone badania ukazują różnice w kaloryczności pomiędzy
obydwoma odmianami. Uzyskane wyniki badań pozwalają na sformułowanie
następujących wniosków:
• Słoma topinamburu nie wymaga dosuszania jeżeli jej zbiór wykonywany jest po
zakończeniu wegetacji roślin przy niskiej wilgotności powietrza.
• Wilgotność słomy obydwu badanych odmian topinamburu po zakończeniu
wegetacji nie przekraczała 15%. Wyjątkiem są próbki pobrane w grudniu
podczas odwilży.
• Uzyskane wyniki wartości opałowej badanych gatunków topinamburu
w zestawieniu z wybranymi roślinami energetycznymi pozwalają stwierdzić iż
topinambur posiada wysoką wartość energetyczną.
• Wprowadzenie rozróżnienia na odmiany, wykazało większą kaloryczność słomy
topinamburu fioletowego w porównaniu ze słomą odmiany białej.
19
3/9/12 4:31 AM
Łukasz Bolibok
LITERATURA
Kościk B. 2003. Rośliny energetyczne. Lublin, 143:106-107.
Kościk B. 2007. Surowce energetyczne pochodzenia rolniczego. Wydawnictwo
Naukowe Państwowej Wyższej Szkoły Zawodowej Im. ks. Bronisława Markiewicza
w Jarosławiu, 63:20-56
Piskier T. 2006: Topinambur - roślina o wielokierunkowym wykorzystania. Czysta energia.
s.15.
Stolarski M. 2004. Produkcja oraz pozyskiwanie biomasy z wieloletnich upraw roślin
energetycznych. Probl. Inż. Roln. Nr 3(45):47-56.
Szyszlak-Bargłowicz J., Piekarski W. 2009. Wartość opałowa łodyg ślazowca
pensylwańskiego w zależności od wilgotności. Inżynieria Rolnicza 8(117):223-230
Wisz J., Matwiejew A. 2005. Biomasa – badania w laboratorium w aspekcie przydatności
do energetycznego spalania. Energetyka. Nr 9:631-636.
www.coboru.pl
Łukasz Bolibok
Katedra Podstaw Techniki
Uniwersytet Przyrodniczy w Lublinie
ul. Doświadczalna 50 A, 20-280 Lublin
e-mail: lukaszbolibok@wp.pl
Opiekun naukowy: dr hab. Jerzy Grudziński prof. UP
20
3/9/12 4:31 AM
Magdalena Chrobaczyńska
Magdalena Czajkowska
Anna Gał
Aldona Ciągło
EPISTEME
12/2011, t. I
s.21-26
ISSN 1895-4421
ZAWARTOŚĆ KADMU I OŁOWIU W NERKACH I WĄTROBIE ZAJĄCA
SZARAKA (LEPUS EUROPAEUS)
ACCUMULATION OF CADMIUM AND LEAD IN THE KIDNEY AND LIVER
OF THE EUROPEAN HARE (LEPUS EUROPAEUS)
Abstrakt: Celem badań była ocena zawartości Cd i Pb w nerkach oraz wątrobie zająca
szaraka (Lepus europaeus) pochodzącego ze Słowacji. Zawartość Cd i Pb mierzono metodą
płomieniowej absorpcyjnej spektrometrii atomowej (FAAS). Najwyższe zawartości Pb
występowały w nerkach zajęcy odłowionych w okolicach Abrahám oraz Tešedíkova, najniższe
z Komočy oraz Trnavy. Najwyższe zawartości Pb występowały w wątrobach zajęcy odłowionych
w okolicach Abrahám, najniższe z Čiližská Radvaň. Najwyższe zawartości Cd występowały w
nerkach zajęcy odłowionych w okolicach Komočy, najniższe z Trnavy. Najwyższe zawartości
Cd występowały w wątrobach zajęcy odłowionych w okolicach Tešedíkova, najniższe
z Trnavy. Zróżnicowanie zawartości kadmu i ołowiu w wybranych tkankach zwierząt może być
wykorzystane do biomonitoringu oraz oceny stopnia zanieczyszczenia środowiska.
Słowa kluczowe: kadm, ołów, zając szarak, nerki, wątroba
Summary: The aim of this study was to measure the cadmium and lead contents in the
kidney and liver of the European hare (Lepus europaeus) taken from animals from Slovakia.
Concentrations of metals in each sample were measured using the method of flame atomic
absorption spectrometry (FAAS). The maximum concentration of lead were observed in the
kidney of hares caught near the Abrahám and Tešedíkovo, the minimum near Komoča as well
as Trnava. The maximum concentration of lead was observed in the liver of hares caught near
the Abrahám, the minimum near Čiližská Radvaň. The maximum concentration of cadmium
was observed in the kidney of hares caught near the Komoča, the minimum near Trnava.
The maximum concentration of cadmium was observed in the liver of hares caught near the
Tešedíkovo, the minimum near Trnava. Differences in the contents of cadmium and lead in
selected tissues of animals can be used for biological monitoring and assessment of the degree
of pollution.
Key words: cadmium, lead, European hare, kidney, liver
21
3/9/12 4:31 AM
Magdalena Chrobaczyńska, Magdalena Czajkowska, Anna Gał, Aldona Ciągło
Wstęp
Kadm i ołów stanowią ryzyko dla człowieka i zwierząt, są łatwo wchłaniane,
zatrzymywane w tkankach, podlegają akumulacji w organach spełniających
ważne funkcje w organizmie. Wchłonięty do organizmu kadm tworzy kompleksy
z białkami i wraz z nimi jest transportowany, a następnie deponowany głównie
w nerkach i wątrobie [Wojciechowska-Mazurek 2010]. Antropogeniczne źródła emisji
Cd stanowią 90% emisji tego pierwiastka do środowiska, źródła te są rozproszone
i trudno uchwytne. Wśród nich należy wymienić huty oraz kopalnie, stosowanie
metali kolorowych, nawozów fosforowych, ścieki miejskie, spalanie węgla oraz
odpady [Pinot i in. 2000]. Obecność ołowiu stwierdza się we wszystkich tkankach
zwierząt, dzięki czemu tkanki te mogą być istotnym wskaźnikiem stężenia ołowiu
w środowisku. Do głównych źródeł narażenia należy żywność, gleba oraz powietrze
atmosferyczne [Rudy 2010].
Materiał i metody
Zawartość Cd i Pb mierzono w wątrobie oraz nerkach zająca szaraka (Lepus europaeus)
pobranych od osobników dojrzałych, będących w podobnym wieku. Materiał
biologiczny pochodził z południowozachodniej Słowacji. Odłowów dokonywano
w okresie zimowym (grudzień), w 10 różnych miejscach: Abrahám (nerki n=6,
wątroba n=6), Čataj (nerki n=21, wątroba n=22), Čiližská Radvaň (nerki n=35,
wątroba n=31), Komoča (nerki n=11, wątroba n=12), Lehnice (nerki n=73, wątroba
n=58), Neded (nerki n=19, wątroba brak danych), Tešedíkovo (nerki n=16, wątroba
n=19), Trnava (nerki n=21, wątroba n=41), Vlčany (nerki n=31, wątroba n=18),
Žihárec (nerki n=16, wątroba n=7).
Mineralizacja została przeprowadzona metodą suchą z użyciem pieca muflowego;
sucha masa próbek po zważeniu została umieszczona w porcelanowych tyglach
i przełożona do pieca na 24h w temperaturze 540 oC. Otrzymany popiół został
rozpuszczony w 2ml stężonego HNO3, a następnie przelany do kalibrowanych
probówek i dopełniony wodą destylowaną do objętości 5 ml. Zawartość Cd i Pb
mierzono metodą płomieniowej absorpcyjnej spektrometrii atomowej (FAAS), przy
użyciu lamp z katodą wnękową (HCL). Wyniki obliczone na podstawie krzywej
kalibracyjnej dla roztworów wzorcowych wyrażono w mikrogramach na gram suchej
masy (µg·g-1 s.m.). Analizę statystyczną przeprowadzono za pomocą programu
StatSoft Statistica 9.0. Normalność rozkładu sprawdzono testem Shapiro-Wilka. Do
weryfikacji zastosowano testy nieparametryczne (ANOVA rang Kruskala-Wallisa
oraz U Manna-Whitneya), a także korelacje Pearsona.
22
3/9/12 4:31 AM
Zawartość kadmu i ołowiu w nerkach i wątrobie zająca szaraka (Lepus Europaeus)
Wyniki
Najwyższe zawartości Pb występowały w nerkach zajęcy odłowionych w okolicach
Abrahám (6,89±3,55 µg·g-1 s.m.) oraz Tešedíkova (5,15±3,46 µg·g-1 s.m.), najniższe
w nerkach zajęcy z okolic Komočy (2,62±1,51 µg·g-1 s.m.) oraz Trnavy (2,85±1,21
µg·g-1 s.m.). Najwyższe zawartości Pb występowały w wątrobach zajęcy odłowionych
w okolicach Abrahám (4,53±2,58 µg·g-1 s.m.), najniższe w wątrobach zajęcy z okolic
Čiližská Radvaň (1,95±1,23 µg·g-1 s.m.). Najwyższe zawartości Cd występowały
w nerkach zajęcy odłowionych w okolicach Komočy (12,33±5,87 µg·g-1 s.m.),
najniższe w nerkach zajęcy odłowionych w okolicach Trnavy (2,65±2,02 µg·g-1
s.m.). Najwyższe zawartości Cd występowały w wątrobach zajęcy odłowionych
w okolicach Tešedíkova (1,83±1,11 µg·g-1 s.m.), najniższe w wątrobach zajęcy
z okolic Trnavy (0,43±0,21 µg·g-1 s.m.) (Tab. 1).
Nerki
Miejscowość
Wątroba
n
Pb
(µg·g-1s.m.)
n
Cd
(µg·g-1s.m.)
n
Pb
(µg·g-1s.m.)
n
Cd
(µg·g-1s.m.)
Abrahám
6
6,89±3,55
6
3,58±2,10
6
4,53±2,58
6
0,62±0,31
Čataj
21
3,65±1,93
21
4,26±2,12
22
2,36±1,16
22
0,48±0,16
Čiližská Radvaň
35
3,29±1,81
35
6,32±3,27
31
1,95±1,23
31
0,94±0,54
Komoča
11
2,62±1,51
11
12,33±5,87 12
3,01±1,69
12
1,48±0,80
Lehnice
73
3,81±2,10
73
7,42±6,14
2,65±1,50
58
1,04±1,32
Neded
19
4,33±1,04
19
7,47±5,74 b.d.
b.d.
b.d.
b.d.
Tešedíkovo
16
5,15±3,46
16
6,84±4,21
19
3,19±1,46
19
1,83±1,11
Trnava
21
2,85±1,21
21
2,65±2,02
41
2,19±1,36
41
0,43±0,21
Vlčany
31
3,69±1,85
31
4,47±3,37
18
3,22±1,58
18
0,74±0,22
Žihárec
16
2,93±1,07
16
8,37±7,78
7
2,71±1,95
7
0,88±0,68
58
Tab.1. Średnia zawartość Pb i Cd (µg·g-1s.m. ±SD) w wątrobie oraz nerkach zająca szaraka
(Lepus europaeus), n – liczebność próby
W badaniu porównano także zawartości kadmu w nerkach zajęcy pochodzących
z różnych miejsc. Stwierdzono, że istnieją statystycznie istotne różnice pomiędzy
średnią zawartością kadmu w nerkach zajęcy pochodzących z okolic Trnavy oraz:
Čiližská Radvaň (p=0,003), Komočy (p=0,000), Lehnic (p=0,002), Neded (p=0,020),
Tešedíkova (p=0,029), Žihárec (p=0,013), a także z okolic Komočy oraz: Čataj
(p=0,030), Vlčany (p=0,007). Analizie poddano również średnie zawartości kadmu
w wątrobach zajęcy pochodzących z różnych miejsc. Wyniki analizy wariancji wykazały
statystycznie istotne różnice pomiędzy średnimi zawartościami kadmu w wątrobach
zajęcy pochodzących z Trnavy oraz: Čiližská Radvaň (p = 0,000), Komočy (p=0,000),
Lehnice (p=0,000), Vlčany (p=0,033), Tešedíkova (p=0,000), a także z okolic Čataj
oraz: Čiližská Radvaň (p = 0,022), Komočy (p=0,000), Tešedíkova (p=0,000) oraz
z okolic Tešedíkovo i Vlčany (p=0,009). Zestawiono również średnią zawartość kadmu
23
3/9/12 4:31 AM
pomiędzy wątrobą i nerkami zajęcy pochodzących z tych samych miejsc. Otrzymane
wyniki świadczą, iż istnieją istotne statystycznie różnice w średniej zawartości kadmu
w badanych narządach zajęcy z okolic Abrahám (p=0,008), Čataj (p=0,000), Čiližská
Radvaň (p=0,000), Komoča (p=0,000), Lehnice (p=0,000), Tešedíkovo (p=0,000),
Trnava (p=0,000), Vlčany (p=0,000), Žihárec (p=0,000). Na podstawie analizy
zawartości ołowiu, w nerkach zajęcy pochodzących z różnych miejsc stwierdzono, że
istnieją statystycznie istotne różnice pomiędzy średnią zawartością ołowiu w nerkach
zajęcy pochodzących z okolic Trnavy oraz: Abrahám (p=0,003) i Neded (p=0,000),
a także z okolic Komočy oraz: Abrahám (p=0,038). Porównano średnie zawartości
ołowiu w wątrobach zajęcy pochodzących z różnych miejsc. Wyniki analizy wariancji
wykazały statystycznie istotne różnice pomiędzy średnimi zawartościami ołowiu
w wątrobach zajęcy pochodzących z Čiližská Radvaň oraz: Abrahám (p = 0,008)
i Tešedíkova (p=0,003). Analizie poddano także średnią zawartość ołowiu pomiędzy
wątrobą i nerkami zajęcy pochodzących z tych samych miejsc. Otrzymane wyniki
świadczą, iż istnieją istotne statystycznie różnice w średniej zawartości ołowiu w
badanych narządach zajęcy z okolic Čataj (p=0,015), ČiližskáRadvaň (p=0,001)
i Lehnice (p=0,000).
Brak jest istotnej korelacji pomiędzy zawartościami ołowiu i kadmu w nerkach
(r2=0,137, p=0,292) i wątrobie (r2=0,014, p=0,766) badanych zajęcy.
Dyskusja i wnioski
Metale ksenobiotyczne, takie jak kadm i ołów, akumulowane są głównie w wątrobie
oraz nerkach. Związane jest to z faktem, iż narządy te pełnią w organizmie istotną
funkcję detoksykacyjną. Metale te mogą hamować aktywność wątroby oraz nerek
ssaków [Markovich i James 1999]. Materiał do badań został pobrany w okresie
zimowym (grudzień). Warto więc podkreślić, iż zawartość Cd i Pb w nerkach oraz
wątrobie zająca szaraka w okresie zimowym jest wyższa w porównaniu do innych pór
roku [Massányi i in. 2003]. Zawartość metali ciężkich zależna jest nie tylko od pory
roku, ale także od wieku odłowionych osobników [Pedersen i Lierhagen 2006; Rudy
2010]. W przeprowadzonych badaniach wykorzystano narządy osobników dojrzałych
będących w podobnym wieku. Na podstawie przeprowadzonych badań, stwierdzono,
że poziomy kadmu w nerkach są wyższe niż w wątrobie (Tab. 1). Kadm związany
w wątrobie jest powoli uwalniany do krwi w postaci kompleksu z metalotioneiną
(CdMT), ta frakcja Cd resorbowana jest w nerkach. Wątroba stanowi więc punkt
przerzutowy, a docelowym narządem kumulującym kadm są nerki [Czeczot i Skrzycki
2010]. Biologiczna rola metalotioneiny MT polega między innymi na utrzymaniu
homeostazy metali endogennych oraz pełnieniu funkcji czynnika ograniczającego
toksyczne działanie metali ciężkich [Świergosz-Kowalewska 2001].
Antropogeniczne źródła emisji kadmu i ołowiu do środowiska są rozproszone i trudno
uchwytne. Na terenach rolniczych wpływ na zwiększenie zawartości Cd w środowisku
może mieć stosowanie nawozów fosforowych i chemizacja rolnictwa. W pobliżu hut
lub w rejonach o dużym nasileniu ruchu samochodowego istotnym źródłem narażenia
może być powietrze atmosferyczne. Skażenie środowiska spowodowane głównie
przez przemysł, transport, wzrastające zużycie paliw płynnych i stałych, odpady
24
3/9/12 4:31 AM
Zawartość kadmu i ołowiu w nerkach i wątrobie zająca szaraka (Lepus Europaeus)
komunalne i przemysłowe, powoduje gromadzenie się metali ciężkich w roślinach
i zwierzętach [Szkoda 2009].
W przeprowadzonych badaniach jedne z najniższych zawartości Cd i Pb stwierdzono
w nerkach i wątrobie zajęcy odłowionych z okolic przemysłowego miasta Trnava
(Tab. 1). Wyniki analizy wariancji wykazały statystycznie istotne różnice pomiędzy
średnimi zawartościami zarówno kadmu i ołowiu w wątrobach i nerkach zajęcy
pochodzących z okolic Trnavy, w porównaniu do innych miejscowości, głównie
rolniczych. Zjawisko to może być spowodowane wieloma czynnikami m.in. bliskością
szlaków komunikacyjnych, zatruciem wód powierzchniowych i gruntowych,
zmiennością osobniczą, dietą, warunkami meteorologicznymi czy interakcjami
z innymi pierwiastkami. Ocenia się, że o wielkości zanieczyszczenia powietrza aż
w 70% decydują warunki meteorologiczne. Spośród tych czynników największe
znaczenie ma prędkość i kierunek wiatru. Prędkość wiatru decyduje o tempie
rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń, zaś kierunek wiatru odpowiada za trasę ich
transportu [Kihlström 1992]. Na niskie zawartości pierwiastków toksycznych w
narządach zajęcy odławianych w okolicach Trnavy mogły mieć wpływ wyżej omawiane
czynniki. Wysokie zawartości kadmu i ołowiu w narządach zajęcy odławianych na
terenach rolniczych mogły być spowodowane postępującą chemizacją rolnictwa,
a także bliskością przemysłowego miasta Galanta. Brak istotnych statystycznie korelacji
pomiędzy zawartościami badanych pierwiastków, może świadczyć o zróżnicowanych
źródłach tych metali (nerki: r2=0,137, p=0,292 oraz wątroba: r2=0,014, p=0,766).
Istotny wpływ na uzyskane wyniki mogła mieć także dieta badanych zwierząt,
dostępność pożywienia w okolicach ich odłowu. Rośliny stanowią podstawę łańcucha
pokarmowego. Metale ksenobiotyczne przenikają z gleb do roślin, a następnie do
organizmów zwierząt i człowieka, powodując skażenie wszystkich ogniw łańcucha
pokarmowego [Peralta-Videa i in. 2009]. Duży wpływ na pobór kadmu z przewodu
pokarmowego ma zawartość w diecie związków cynku i miedzi oraz wapnia
i żelaza. Ich niska zawartość w pokarmie zwiększa wchłanianie kadmu z przewodu
pokarmowego i jego kumulację w organizmie [Czeczot i Skrzycki 2010]. Podniesienie
poziomu miedzi w diecie obniża natomiast sorpcję ołowiu, podniesienie w diecie
wapnia i fosforu powoduje mniejszą akumulacje tego pierwiastka [Kabata-Pendias
i Pendias 1999].
Zanieczyszczenie środowiska sprawia, że pomimo stosowania prawidłowego procesu
technologicznego, czyste surowce do produkcji środków spożywczych są niemożliwe
do uzyskania. Według zaleceń FAO/WHO tymczasowe dopuszczalne tygodniowe
pobranie (PTWI - Provisional Tolerance Weekly Intake) kadmu przez dorosłego
człowieka wynosi 7 µg·kg-1 masy ciała, a ołowiu 2,5 µg·kg-1 masy ciała [Rudy
2010]. Pomimo tego, część badaczy uważa, iż potrawy przygotowane z tych części
zwierząt powinny być ograniczone w diecie ludzi, gdyż metale ciężkie akumulowane
są głównie w wątrobie oraz nerkach zwierząt [Borg 1987]. Zróżnicowanie zawartości
kadmu i ołowiu w wybranych tkankach zwierząt może być wykorzystane do
biomonitoringu oraz oceny stopnia zanieczyszczenia środowiska. Wybrane organy
wewnętrzne badanych gatunków zwierząt, takie jak nerki oraz wątroba, stanowią więc
bioindykatory skażenia środowiska naturalnego metalami ciężkimi [Chyla i in. 1998].
25
3/9/12 4:31 AM
Literatura
Borg K. 1987. A review of wildlife diseases from Scandinavia. J. Wildl. Dis., 23(4): 527−533.
Chyla A., Lorenz K., Renzoni A., Gaggi C. 1998. Contents of heavy metals in livers, kidneys
and muscles of game in south-west Poland. Environment Protection Engineering.,
24(3-4): 31−40.
Czeczot H., Skrzycki M. 2010. Kadm - pierwiastek całkowicie zbędny dla organizmu.
Postepy Hig. Med. Dosw., 64: 38-49.
Kabata-Pendias A., Pendias H. 1999. Biogeochemia pierwiastków śladowych. Wydawnictwo
Naukowe PWN., 236-239.
Kihlström J.E. 1992. Toxicology – the environmental impact of pollutants. The Baltic Sea
Environment., 1-35.
Markovich D., James K.M. 1999. Heavy metals mercury, cadmium, and chromium inhibit
the activity of the mammalian liver and kidney sulfate transporter sat-1. Toxicol. Appl.
Pharmacol., 154(2): 181−187.
Massányi P., Tataruch F., Slameka J., Toman R., Jurík R. 2003. Accumulation of lead,
cadmium, and mercury in liver and kidney of the brown hare (Lepus europaeus) in
relation to the season, age, and sex in the West Slovakian Lowland. J. Environ. Sci.
Health A Environ. Sci. Eng. Toxic. Hazard Subst. Control, 38(7): 1299−1309.
Pedersen S., Lierhagen S. 2006. Heavy metal accumulation in arctic hares (Lepus arcticus)
in Nunavut, Canada. Sci. Total Environ., 368(2−3): 951−955.
Peralta-Videa J.R., Lopez M.L., Narayan M., Saupe G., Gardea-Torresdey J. 2009. The
biochemistry of environmental heavy metal uptake by plants: implications for the food
chain. Int. J. Biochem. Cell Biol., 41(8-9): 1665-1677.
Pinot F., Kreps S.E., Bachelet M., Hainaut P., Bakonui M., Polla B.S. 2000. Cadmium in
the environment: sources, mechanisms of biotoxicity, and biomarkers. Rev. Environ.
Health., 15: 299-323.
Rudy M. 2010. Zawartość zanieczyszczeń środowiskowych w tkankach w zależności od wieku
zwierząt i składu chemicznego mięsa. Wydawnictwo Uniwersytetu Rzeszowskiego.
Szkoda J. 2009. Pierwiastki toksyczne w żywności pochodzenia zwierzęcego i paszach. Mag.
Wet., 2: 108.
Świergosz-Kowalewska R. 2001. Cadmium distribution and toxicity in tissues of small
rodents. Microsc Res. Tech., 55(3): 208-222.
Wojciechowska-Mazurek M., Mania M., Starska K., Opoka M. 2010. Kadm w środkach
spożywczych-celowość obniżenia limitów. Przemysł Spożywczy., 64(2): 45-48.
Instytut Biologii
Uniwersytet Pedagogiczny w Krakowie
ul. Podbrzezie 3, 31-054 Kraków
e-mail: mchrobaczynska@gmail.com
26
3/9/12 4:31 AM
Anna Kuczkowska-Kuźniar
Anna Gał
EPISTEME
12/2011, t. I
s.27-32
ISSN 1895-4421
ZAWARTOŚĆ CYNKU, ŻELAZA I MIEDZI W WĄTROBIE I NERKACH
ZAJĄCA SZARAKA (LEPUS EUROPAEUS)
ACCUMULATION OF ZINC, IRON AND COOPER IN THE LIVER AND
KIDNEY OF THE EUROPEAN HARE (LEPUS EUROPAEUS)
Abstrakt: Celem badań było określenie zawartości cynku, żelaza i miedzi w wątrobie i nerkach
zająca szaraka (Lepus europaeus). Materiał do badań został pobrany z dziewięciu stanowisk
położonych na terenie południowo-zachodniej Słowacji i pochodził od zajęcy w podobnym
wieku. Próbki zostały poddane mineralizacji na mokro, a następnie wykonano pomiary
zawartości pierwiastków z wykorzystaniem płomieniowej absorpcyjnej spektrometrii atomowej
(FAAS). Stwierdzono obecność badanych mikroelementów we wszystkich poddanych
analizie próbkach. Zawartość cynku, żelaza i miedzi w wątrobie i nerkach pochodzących
z poszczególnych stanowisk była zróżnicowana. Ocena zawartości wybranych pierwiastków
biogennych miała na celu określenie stanu środowiska, jako że zając szarak jest bioindykatorem,
jak również określenie możliwego zagrożenia dla innych zwierząt i dla człowieka, będącego
następstwem nadmiernej kumulacji tych metali.
Słowa kluczowe: cynk, żelazo, miedź, zając szarak, nerki, wątroba
Summary: The aim of this study was to measure the zinc, iron and copper contents in the
liver and kidney of European hare (Lepus europaeus). Biological material came from the
southwestern Slovakia. Animals were in similar age. Dried samples were mineralized by the
wet mineralization technique. Concentrations of metals in each sample were measured using the
method of flame atomic absorption spectrometry (FAAS). It was demonstrated in the result of
the present study that accumulation of tested metals was observed in each sample. The content
of zinc, iron and copper in the liver and kidney taken from animals, which were caught in
different places, was varied. Because of the European hare is biological indicator, estimation of
biogenic elements was selected to determine the condition of the environment. Resulting from
an excessive accumulation of these metals, it was determined the possible risk to other animals
and humans.
Key words: zinc, iron, copper, European hare, kidney, liver
27
3/9/12 4:31 AM
Magdalena Czajkowska, Magdalena Chrobaczyńska, Anna Kuczkowska-Kuźniar, Anna Gał
Wstęp
Metale takie jak cynk, żelazo i miedź odgrywają istotną rolę w procesach
metabolicznych, jak również są składnikami własnych enzymów o charakterze
cynko- i miedzioproteinowym. Praktycznie zatrucia cynkiem i miedzią występują
u zwierząt bardzo rzadko, a ze względu na różnorodność pełnionych przez te metale
funkcji, ich obecność w organizmach w określonych stężeniach oraz wzajemnych
proporcjach jest niezbędna [Abdel-Mageed i in. 1990, Olędzka i in. 1994]. Zwierzęta
łowne mogą być dobrym wykładnikiem stopnia skażenia środowiska. Powiązanie
określonego gatunku z konkretnym rejonem pozwala ocenić przede wszystkim skalę
zanieczyszczeń lokalnych. Możliwość migracji substancji toksycznych, potwierdza
natomiast bioindykacyjną przydatność badań do oceny stopnia zanieczyszczenia
środowiska naturalnego w szerszym zakresie [Michalska i in. 1992, Szkoda i in. 2001,
Szymczyk i in. 2001, Pokorny 2000, Żarski i in. 1994]. Bardzo ważnym powodem
badania zawartości metali, wątrobie i nerkach zwierząt łownych jest fakt, że stanowią
one surowiec do produkcji przetworów z dziczyzny [Pełczyńska 1995].
Materiał i metody
Materiał badawczy stanowiły wątroba i nerki zająca szaraka odłowionego zimą
w południowozachodniej Słowacji. Osobniki były dorosłe, w podobnym wieku. Próbki
pochodziły z dziewięciu stanowisk: Abrahám (nerki n= 6, wątroba n= 6), Čataj (nerki
n=21, wątroba n=22), Čiližská Radvaň (nerki n=35, wątroba n=31) Komoča (nerki
n=11, wątroba n=12), Lehnice (nerki n=73, wątroba n=58), Tešedíkovo (nerki n=16,
wątroba n=19), Trnava (nerki n=21, wątroba n=41), Vlčany (nerki n=31, wątroba n=18),
Žihárec (nerki n=16, wątroba n=7). Materiał został poddany mineralizacji metodą
„na sucho”. Do zmierzenia zawartości pierwiastków wykorzystano płomieniową
absorpcyjną spektrometrię atomową (FAAS). Uzyskane wyniki wyrażono
w mikrogramach na gram suchej masy (µg•g-1s.m.); poddano je analizie statystycznej
z wykorzystaniem programu StatSoft Statistica 9.0. Normalność rozkładu sprawdzono
testem Shapiro-Wilka. Zmienne nie posiadały rozkładu normalnego. Zastosowano
testy nieparametryczne (ANOVA rang Kruskala-Wallisa oraz U Manna-Whitneya).
Zbadano również korelacje pomiędzy zawartościami poszczególnych pierwiastków
za pomocą współczynnika korelacji liniowej Pearsona.
Wyniki
Stwierdzono obecność cynku, żelaza i miedzi we wszystkich analizowanych próbkach.
Wyniki zostały przedstawione w tabeli 1. Najwyższy poziom cynku stwierdzono
w nerkach zajęcy pochodzących z Komočy (666,965±65,551 µg•g-1s.m.). Najmniejsza
średnia zawartość Zn została odnotowana w nerkach zajęcy z miejscowości
Tešedíkovo (420,538±112,546 µg•g-1s.m.). W wątrobie najwyższą średnią zawartość
cynku stwierdzono w materiale z Komočy (682,239±150,133 µg•g-1s.m.), najniższą
ze stanowiska Abrahám (407,055±21,341µg•g-1s.m.).
28
3/9/12 4:31 AM
Zawartość cynku, żelaza i miedzi w wątrobie i nerkach zająca szaraka (Lepus Europaeus)
Nerki
Wątroba
N
Zn
Fe
Cu
Abrahám
6
489,084±118,161
139,677±17,652
13,190±3,780
Čataj
21
611,925±74,334
180,217±27,948
17,700±2,698
Čiližská
Radvaň
35
500,202±113,457
153,856±54,213
16,220±3,701
Komoča
11
666,965±65,551
186,624±25,838
Lehnice
73
507,305±150,187
Tešedíkovo
16
Trnava
N
Zn
Fe
Cu
6
407,055±21,341
136,577±31,949
4,700±1,346
22
585,727±238,273
185,819±41,045
17,180±12,285
31
417,732±120,634
146,852±49,561
16,350±13,336
17,080±2,315
12
682,239±150,133
152,830±29,955
14,350±2,281
175,915±42,210
17,390±3,544
58
491,713±180,731
148,336±55,370
14,710±4,567
420,538±112,546
115,396±45,000
13,150±3,184
19
551,950±154,094
163,491±65,437
18,170±5,282
21
496,700±124,938
159,100±59,633
14,450±0,938
41
411,543±129,745
161,302±62,788
13,320±5,602
Vlčany
31
563,464±113,215
153,439±43,439
14,900±2,848
18
597,028±118,852
196,674±64,467
17,590±5,186
Žihárec
16
541,543±63,509
166,471±19,896
15,930±1,527
7
525,573±90,845
177,707±34,797
16,840±3,817
Tab. 1. Średnia zawartość cynku, żelaza i miedzi w wątrobie i nerkach zająca szaraka (Lepus
europaeus) (µg•g-1 s.m±SD), N – liczebność próby
Stwierdzono, istotne statystycznie różnice pomiędzy średnimi zawartościami
cynku w nerkach zajęcy pochodzących z rożnych miejscowości. Były to różnice
pomiędzy stanowiskami Tešedíkovo oraz Čataj (p=0,000), Vlčany (p=0,014)
i Komoča (p=0,000) a także pomiędzy Čiližská Radvaň oraz Čataj (p=0,012), Komoča
(p=0,001), jak również pomiędzy miejscowościami Trnava oraz Komoča (p=0,004).
Stwierdzono istnienie istotnych statystycznie różnic pomiędzy zawartościami cynku
w wątrobach pobranych od zajęcy z różnych stanowisk tj. pomiędzy miejscowościami
Tešedíkovo oraz Čiližská Radvaň (p=0,035), Trnava (p=0,009), a także pomiędzy
Čiližská Radvaň oraz Vlčany (p=0,000), Komoča (p=0,000), jak również pomiędzy
miejscowościami Trnava oraz Čataj (p=0,019), Vlčany (p=0,000), Komoča (p=0,000).
Statystycznie istotne różnice w zawartości tego pierwiastka w wątrobie występowały
także pomiędzy stanowiskami Abrahám oraz Komoča (p=0,009) i Lehnice oraz
Komoča(p=0,007).
We wszystkich zbadanych próbkach stwierdzono obecność żelaza. Najwyższą jego
średnią zawartość odnotowano w nerkach zajęcy pochodzących ze stanowisk Komoča
(186,624±25,838 µg•g-1s.m.) i Čataj (180,217±27,948 µg•g-1s.m.). Najniższa średnia
zawartość tego pierwiastka stwierdzona została w nerkach zajęcy odłowionych
w miejscowości Tešedíkovo i wynosiła ona 115,396±45,000 µg•g-1s.m. Najwyższy
poziom Fe wykryto w wątrobach pobranych od zajęcy ze stanowiska Vlčany
(196,674±64,467 µg•g-1s.m.), natomiast najniższą średnią zawartość tego pierwiastka
odnotowano w wątrobie ze stanowiska Abrahám (136,577±31,949 µg•g-1s.m.).
Porównano zawartości żelaza w nerkach zajęcy pochodzących z różnych miejsc.
Na podstawie wyników badań stwierdzono, że istnieją statystycznie istotne różnice
pomiędzy średnią zawartością Fe w nerkach zajęcy pochodzących z okolic Tešedíkovo
oraz Lehnice (p=0,000), Čataj (p=0,002) i Komoča (p=0,005). Nie stwierdzono
29
3/9/12 4:31 AM
istotnych statystycznie różnic pomiędzy zawartościami żelaza w wątrobach zajęcy
pochodzących z różnych lokalizacji (p=0,295).
Miedź była wykryta we wszystkich próbkach poddanych analizie. Najwyższy
poziom tego pierwiastka został odnotowany w nerkach pochodzących od zajęcy
z miejscowości Čataj (17,700±2,698 µg•g-1s.m.). Najniższą średnią zawartość
tego mikroelementu odnotowano w nerkach ze stanowisk Tešedíkovo i Abrahám;
wynosiła ona odpowiednio 13,150±3,184 µg•g-1s.m. i 13,190±3,779 µg•g-1s.m.
W wątrobie, największą średnią zawartość
miedzi odnotowano u zajęcy
odłowionych w miejscowości Tešedíkovo (18,170±5,282 µg•g-1s.m.), a najmniejszą,
w miejscowości Abrahám: 4,700±1,346 µg•g-1s.m. Stwierdzono istnienie istotnych
statystycznie różnic pomiędzy średnimi zawartościami miedzi w nerkach i wątrobie
zajęcy odłowionych na różnych stanowiskach. W przypadku nerek były to różnice
pomiędzy miejscowościami Tešedíkovo oraz Lehnice (p=0,000), Čataj (p=0,002),
a także Lehnice oraz Trnava (p=0,002), Vlčany (p=0,005), jak również pomiędzy
Trnava oraz Čataj (p=0,012) i Čataj oraz Vlčany (p=0,037). W przypadku wątroby
różnice występowały pomiędzy stanowiskami Abrahám oraz Lehnice (p=0,022),
Čataj (p=0,017), Žihárec (p=0,023), Vlčany (p=0,001) i Tešedíkovo (p=0,000)
a także Trnava oraz Tešedíkovo (p=0,049). Stwierdzono istnienie słabych, dodatnich
korelacji pomiędzy zawartością cynku a zawartością miedzi w nerkach (r2=0,134;
p=0,000); zawartością miedzi a zawartością żelaza (r2=0,221; p=0,000); zawartością
cynku a zawartością żelaza (r2=0,259, p=0,000).
Dyskusja i wnioski
Zając szarak (Lepus europaeus) jest najliczniej występującym gatunkiem łownym
o ograniczonym terenie bytowania, odżywiającym się materiałem roślinnym
o różnej zawartości pierwiastków metalicznych. Zdeponowane i zaabsorbowane
metale podlegają dystrybucji i akumulacji w tkankach zwierzęcia. Największą
zawartość metali ciężkich obserwuje się w nerkach i wątrobie [Wieczorek 2002],
dlatego właśnie te organy pobierane były do analizy. Badania nad zawartością metali
ciężkich w nerkach saren wykazały dużo wyższą akumulację tych pierwiastków na
obszarach zanieczyszczonych antropogenicznie. Dużą zawartość metali ciężkich
wykryto także u innych zwierząt łownych takich jak dziki czy jelenie [Piwniuk 2001],
[Kucharczak i in. 2005]. Narządy zajęcy odławianych w rejonach przemysłowych
miały średnie zawartości cynku, żelaza i miedzi wyższe niż narządy zajęcy z rejonów
rolniczych (Tabela 1). Jak wskazują wyniki dotychczasowych badań, akumulacja
metali toksycznych w tkankach jest proporcjonalna do wieku zwierząt [Mysłek i Kalisińska 2006]. Podwyższony poziom metali toksycznych w tkankach zwierząt
stanowi zagrożenie dla człowieka jako konsumenta. Pierwiastki śladowe są niezbędne
do prawidłowego funkcjonowania organizmu człowieka, ale tylko jeśli występują
w odpowiedniej ilości. Przyczyną wtórnego deficytu miedzi lub jej toksyczności
mogą być interakcje zachodzące między miedzią a innymi pierwiastkami. Najczęściej
obserwuje się antagonizm między miedzią a cynkiem (Cu-Zn). Wyniki badań nie
wykazały takiego antagonizmu, a nawet korelację dodatnią, co prawdopodobnie
może wynikać z faktu, że zawartości tych pierwiastków nie przekraczały poziomów
30
3/9/12 4:31 AM
Zawartość cynku, żelaza i miedzi w wątrobie i nerkach zająca szaraka (Lepus Europaeus)
fizjologicznych. Jednak obecność miedzi i cynku w badanych próbkach może wynikać
ze skażenia środowiska będącego efektem powszechnego stosowania herbicydów
np. cynkomiedzianu, jak również z emisji przemysłowej i motoryzacyjnej. Komoča
jest położona nad rzeką Nitrą, uznawaną za jedną z najbardziej zanieczyszczonych
rzek na Słowacji, co również może być efektem i wskaźnikiem znacznego skażenia
środowiska. W nerkach i wątrobie z tej miejscowości średnia zawartość cynku była
najwyższa spośród wszystkich stanowisk. Zawartość pozostałych pierwiastków
również była wysoka w próbkach pochodzących z tej miejscowości. Średnie zawartości
cynku, miedzi i żelaza w wątrobie i nerkach zajęcy są porównywalne ze średnimi
zawartościami tych metali w organach myszy leśnej z obszarów sąsiadujących
z obszarami na których prowadzono badania [Jančova, 2005]. Zwierzęta znajdujące
się wyżej w łańcuchu pokarmowym akumulują znacznie większe ilości związków
chemicznych. Ma to zasadniczy wpływ na ocenę oddziaływania różnych związków na
organizm ludzki, jako ostatniego ogniwa piramidy pokarmowej [Gworek i in. 2008].
Stały monitoring zwierząt dziko żyjących umożliwia określenie zmian zachodzących
w środowisku naturalnym w perspektywie czasowej.
Literatura
Abdel-Mageed, A.B., Oehme, F. W. 1990. A review of the biochemical roles, toxicity and
interaction of zinc, copper and iron: Zinc. Vet. Hum. Toxicol., 32(1), 34–39.
Gworek, B., Tabak, A., Pierścieniak, M., Maciaszek, D., Wilk, M. 2008. Chosen the animals
species as coefficients of changes in environment. Ochrona Środowiska i Zasobów
Naturalnych, 37, 114-125.
Jančova, A., Massanyi, P., Nad, P., Korenekova, B., Skalicka, M., Drabekova, J. 2005.
Comparison of heavy metal concentrations in the organs of yellow-necked mouse
(Apodemus flavicollis, Melchior, 1834) from areas of nuclear power station and power
station. 12, 11: 1221-1227.
Kucharczak, E., Moryl, A., Szyposzyński, K., Jopek, Z. 2005. Wpływ środowiska na zawartość
arsenu w tkankach saren i dzików. Acta Sci. Pol. Medicina Veterinaria 4(1), 141-151.
Michalska, K., Żmudzki, J. 1992. Zawartość metali w tkankach dzików, saren i jeleni
w regionie wielkopolskim. Med. Wet. 4,160-162.
Mysłek, P., Kalisińska, E. 2006. Contents of selected heavy metals in the liver, kidneys
and abdominal muscle of the brown hare (Lepus europaeus Pallas, 1778) in Central
Pomerania, Poland. Pol. J. Vet. Sci., 9(1):31-41.
Olędzka, R., Krzymińska, A. 1994. Fizjologiczna i żywieniowa rola miedzi. Farmacja
Polska., 50 (19), 890–897.
Pełczyńska, E. 1995. Zwierzęta łowne w Polsce i ich ocena sanitarno-weterynaryjna.
Medycyna Wet. 51, 23-26.
31
3/9/12 4:31 AM
Piwniuk, J.T. 2001. Dzikie przeżuwacze jako bioindykator stanu środowiska Lubelszczyzny.
Akademia Rolnicza w Lublinie. Wydział Biologii i Hodowli Zwierząt. Abstrakt
Rozprawy Doktorskiej. http://nauka-polska.pl
Pokorny, B. 2000. Roe deer Capreolus capreolus as an accumulative bioindicator of heavy
metals in Slovenia. Web Ecology, 1, 54-62.
Szkoda, J., Żmudzki, J. 2001. Pierwiastki toksyczne w tkankach zwierząt łownych. Med.
Wet. 57, 883-886.
Szymczyk, K., Zalewski, K. 2001. Content of copper, zinc, lead and cadmium in some
tissues of red deer (Cervus Elaphus L.) in Warmia and Mazury in 1999. Acta Pol.
Toxicol., 1, 105-114.
Wieczorek, J., Gambuś, F. 2002. Zawartość metali ciężkich w wątrobie i nerkach zajęcy
jako bioindykator zanieczyszczenia środowiska tymi metalami. W: Acta Scientiarum
Polonorum, 1–2: 105–117.
Żarski, T.P., Dębski, B., Rokicki, E., Piątkowski, S., Samek, M., Illek, F. 1994. Skażenie
rtęciątkanek saren pochodzących z Górnego Śląska i z połnocno-wschodnich rejonów
Polski. Med.Wet. 50, 377-379.
Instytut Biologii, Zakład Zoologii Kręgowców i Biologii Człowieka
Uniwersytet Pedagogiczny w Krakowie
ul. Podbrzezie 3, 31-054 Kraków
e-mail: mag.czajkowska1@gmail.com
Opiekun naukowy: prof. nadzw. dr hab. Robert Stawarz
32
3/9/12 4:31 AM
Daniel Gebler
EPISTEME
12/2011, t. I
s.33-38
ISSN 1895-4421
WYSTEPOWANIE NATURALNYCH ELEMENTÓW MORFOLOGICZNYCH
W RZEKACH O RÓŻNYM STOPNIU PRZEKSZTAŁCENIA
THE OCCURENCE OF NATURAL MORPHOLOGICAL FORMS IN RIVERS
WITH DIFFERENT LEVEL OF MODIFICATION
Abstrakt: Zróżnicowanie naturalnych elementów morfologicznych koryt rzecznych warunkuje
różnorodność i typ zbiorowisk organizmów wodnych poprzez tworzenie określonych siedlisk.
Ich występowanie uwarunkowane jest rodzajem oraz intensywnością zachodzących procesów
fluwialnych, na które wpływ może mieć presja antropogeniczna w morfologię cieków.
Zależności pomiędzy powyższymi elementami sprawdzono na podstawie analizy 550 odcinków
rzecznych zlokalizowanych na terenie całego kraju, które zostały podzielone ze względu na
stopień przekształcenia cieku na trzy grupy: nieprzekształcone, o umiarkowanym stopniu
przekształcenia i silnie przekształcone. Analizy wykazały znaczne zróżnicowanie występowania
różnych form morfologicznych w poszczególnych grupach rzek, a co z tym związane
występowanie niejednolitych warunków siedliskowych dla organizmów wodnych.
Słowa kluczowe: rzeki, przekształcenia, hydromorfologia, siedlisko
Summary: Diversity and type of the water organisms are strongly dependent river’s
hydromorphology. Morphological forms and elements are determined by type and intensity of
occurring fluvial processes. Anthropogenic modification strongly influence on morphology of
watercourses. Impact of human transformation on stream morphology was examined on the
basis of 550 river sites located throughout the country. All sites were classified, according to the
degree of modification of the stream, into three groups: natural, moderate and highly modified.
Analysis showed significant differences of a morphological forms in different groups of rivers,
which determine heterogeneous habitat conditions of aquatic life.
Key words: rivers, modification, hydromorphology, habitat
33
3/9/12 4:31 AM
Daniel Gebler
Wstęp
Zabiegi zmierzające do regulacji koryt rzecznych oraz zmiany procesów fluwialnych
były podejmowane w środowisku już w czasach starożytnych. Obecnie nadal
prowadzone są różne działania zmierzające do podporządkowania człowiekowi
reżimu rzeki. Regulacja rzek polega na ich prostowaniu, pogłębianiu, obwałowywaniu,
umacnianiu brzegów i dna koryta oraz budowie różnych urządzeń wpływających na
poziom wody i szybkość płynącej wody. Wszystkie te zabiegi mogą prowadzić do
negatywnych zmian w ekosystemach rzek zubożając ich środowisko. Tymczasem
występowanie różnych grup i gatunków organizmów wodnych jest związane
z konkretnymi warunkami siedliskowymi, których zmiana może spowodować
ich ustąpienie z danego miejsca. Inne wymagania mają gatunki ryb reofilnych,
które potrzebują do prawidłowego bytowania i rozwoju kamienistego dna i wartko
płynącej wody, inne natomiast ryby karpiowate. Przegradzanie rzek tamami i budowa
zbiorników retencyjnych wpływa negatywnie na występowanie ryb wędrujących,
które ustępują na rzecz ryb karpiowatych. Różne organizmy rozwijają się w miejscach
gdzie występują plosa, zastoiska boczne, w miejscach za odsypami gdzie nurt płynącej
wody jest wolny i deponowany jest muł, niż na bystrzach, miejscach o szybkim nurcie
i gruboziarnistym materiale dna [Szczerbowski 1981]. Specyficznym siedliskiem jest
również różnego rodzaju roślinność wodna, na której bytują drobne skorupiaki, larwy,
glony, ryby, czy ptaki. Regulowanie cieków prowadzi często do homogenizowania
ich siedliska, nadawaniu jednego profilu koryta, czy też usuwaniu makrofitów na
długich odcinkach rzek. Środowiskiem bytowania wielu organizmów roślinnych
i zwierzęcych są podmyte brzegi koryt jednak ich umacnianie materiałem pochodzenia
antropogenicznego wpływa na zmniejszenie się różnorodności tych organizmów.
Często przekształceniu ulegają również tereny w bezpośrednim sąsiedztwie cieku.
Usuwane są drzewa, wycinane krzewy, a struktura roślinności staje się jednolita co
jest niekorzystne ze względu na rolę bufora, jaki spełniają zakrzewienia i zadrzewienia
przybrzeżne szczególnie na terenach zagrożonych obszarowym dopływem biogenów.
Wszystkie wspomniane wyżej działania mające na celu przekształcanie cieków
zmniejszają również zdolności do samooczyszczania się rzek, co prowadzi do
pogarszania się jakości płynącej wody [Starmach 1973].
Metodyka
Do analiz wykorzystano 550 odcinków rzek zlokalizowanych na obszarze całego
kraju. Badania rzek prowadzili pracownicy Katedry Ekologii i Ochrony Środowiska
Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu w latach 2000-2010. Podczas badań
wykorzystano brytyjski system River Habitat Survey [Raven i in. 1998] oraz
jego polską wersję powstałą w roku 2007 [Szoszkiewicz i in. 2007]. Metoda ta
wykorzystywana jest w całej Europie do charakteryzowania i oceny różnorodnych
siedlisk rzecznych. Badanie wykonuje się w dwóch etapach. Na początku odcinek
rzeczny bada się w 10 profilach kontrolnych rozmieszczonych co 50 metrów.
W drugim etapie dokonuje się oceny syntetycznej całego 500 m odcinka badawczego.
W metodzie tej rejestruje się elementy abiotyczne ekosystemu rzecznego takie jak:
dominujący typ przepływu, materiał dna i brzegów, typy przekształceń dna koryta
34
3/9/12 4:31 AM
Występowanie naturalnych elementów morfologicznych w rzekach...
i brzegów, elementy morfologiczne świadczące o naturalnych procesach erozji,
transportu i akumulacji materiału dennego. Dodatkowo uwzględnione zostają typy
roślinności w korycie, struktura roślinności na skarpie oraz jej szczycie, użytkowanie
brzegów i całej doliny rzecznej. Odnotowuje się też występowanie cennych
przyrodniczo elementów środowiska oraz zagrożenia dla ekosystemu płynące
z określonej działalności człowieka. Dzięki dużej liczbie zarówno naturalnych, jak
i antropogenicznych elementów siedliska rzecznego możliwa jest dobra
inwentaryzacja i ocena badanych stanowisk. Wyniki badań można również przedstawić
w postaci kilku indeksów liczbowych. Obecnie najpopularniejszymi są wskaźnik
naturalności siedliska (Habitat Quality Assessment – HQA), który bazuje na ilości
i różnorodności naturalnych form morfologicznych w korycie i otoczeniu cieku; oraz
wskaźnik modyfikacji siedliska (Habitat Modification Score – HMS), który dobrze
charakteryzuje sumaryczny stopień presji człowieka w hydromorfologię rzek.
Wyniki
Analizowane stanowiska rzeczne zostały podzielone ze względu na wartość wskaźnika
modyfikacji siedliska (HMS) na trzy grupy: rzek nieprzekształconych, umiarkowanie
przekształconych i silnie przekształconych. Do pierwszej grupy zaklasyfikowano
punkty badawcze, dla których wskaźnik HMS był mniejszy lub równy 8. Do grupy
drugiej trafiły stanowiska o wartości wskaźnika HMS znajdującej się w przedziale od
9 do 44, natomiast w trzeciej te stanowiska, dla których wyliczony HMS był większy
od 44. Kierowano się tutaj pracą Jusika [2008], który pisał o wpływie przekształceń
morfologicznych rzek na występowanie roślinności wodnej i dokonał podziału rzek
na podstawie powyższych kryteriów.
Analizy wykazały, że bystrza występują tym częściej im mniejsza jest presja
antropogeniczna w hydromorfologię cieków. W grupie rzek nieprzekształconych ta
forma morfologiczna wystąpiła na ponad połowie badanych stanowisk (55%), podczas
gdy w grupie rzek o umiarkowanym stopniu przekształcenia takich stanowisk było
o połowę mniej (27%), a w rzekach silnie przekształconych bystrza wystąpiły tylko
na 19% stanowisk. Spośród stanowisk gdzie wystąpiły bystrza, w pierwszej grupie
rzek, najczęściej na 500 m odcinku badawczym odnotowywano sześć lub więcej
wystąpień tego elementu (23% stanowisk), na 18% stanowisk zanotowano jedno lub
dwa bystrza, a od trzech do pięciu zaobserwowano w 14% przypadków. W drugiej
grupie najczęściej występowały jedno lub dwa bystrza (12% stanowisk), trzy do
pięciu wystąpień było na 6% odcinków, na 9% stanowisk natomiast wystąpiło sześć
lub więcej bystrzy. W grupie rzek silnie przekształconych najwięcej było stanowisk
z jednym lub dwoma bystrzami (10%), następnie z trzema do pięciu (7%), a tylko
na 2% stanowisk zanotowano na jednym 500 m odcinku powyżej pięciu tego typu
elementów (rys. 1).
35
3/9/12 4:31 AM
Daniel Gebler
Rys.1. Udział stanowisk z różną liczbą bystrzy w rzekach o różnym stopniu przekształcenia
Kolejnymi analizowanymi naturalnymi formami morfologicznymi były różnego rodzaju
odsypy korytowe (odsypy brzegowe, śródkorytowe, meandrowe oraz wyspy). Częstotliwość
występowanie tych elementów wzrasta wraz ze zmniejszaniem się stopnia przekształcenia
koryta rzecznego (rys 3). W grupie rzek nieprzekształconych, w porównaniu z rzekami
umiarkowanie przekształconymi i silnie przekształconymi, zanotowano odpowiednio ponad
20% i 30% więcej stanowisk, na których wystąpiły pierwsze trzy analizowane elementy
morfologiczne. Najrzadziej występującym elementem spośród poniższych były wyspy.
Należy również zwrócić uwagę, że w rzekach silnie przekształconych na żadnym badanych
odcinku rzecznym nie odnotowano tego elementu.
Rys. 3. Udział stanowisk, na których wystąpiły elementy morfologiczne w zależności od stopnia
przekształcenia rzeki
Występowanie elementów morfologicznych towarzyszących zadrzewieniom (odkryte
korzenie na brzegu, rumosz drzewny, powalone drzewa oraz podwodne korzenie
drzew) również jest ujemnie skorelowane ze stopniem przekształcenia cieków.
Najbogatszym pod względem występowania tych elementów siedliskiem są rzeki
nieprzekształcone. Każdy z rozpatrywanych elementów występuje w tej grupie
na ponad połowie stanowisk. W rzekach umiarkowanie przekształconych udział
stanowisk gdzie odnotowano te formy morfologiczne mieści się w przedziale 33%
(powalone drzewa) do 56% (odkryte korzenie). W rzekach silnie przekształconych
udział stanowisk z elementami morfologicznymi towarzyszącymi zadrzewieniom
mieścił się w przedziale od 7 do 33% (rys.4).
36
3/9/12 4:31 AM
Występowanie naturalnych elementów morfologicznych w rzekach...
Rys. 4. Udział stanowisk, na których wystąpiły elementy morfologiczne związane
z zadrzewieniami w zależności od stopnia przekształcenia rzeki
Dyskusja i wnioski
Przeprowadzenie badań metodą River Habitat Survey pozwoliło na ocenę zmienności
występowania różnych naturalnych form morfologicznych w polskich rzekach
w zależności od stopnia ich przekształcenia. Z analizy zebranych danych wynika, że
na tworzenie się tych elementów ujemny wpływ ma zwiększająca się antropopresja
w hydromorfologię cieków. Pomiędzy poszczególnymi grupami rzek wystąpiły
znaczne różnice w ilości i częstotliwości występowania badanych elementów
w wodach płynących.
Występowanie różnych elementów hydromorflogicznych może mieć duży wpływ na
kształtowanie się w ciekach określonych siedlisk. Mogą one silnie wpływać m.in. na
zoobentos rzeczny. Przykładowo, organizmy bentosowe z rodziny Brachytcentridae
mogą występować wyłącznie na zanurzonych w wodzie gałęziach i konarach drzew
[Czerniawska-Kusza, Szoszkiewicz 2007]. W badanych odcinkach w grupie rzek silnie
przekształconych różne elementy morfologiczne związane z zadrzewieniami wystąpiły
tylko na 7-33% stanowisk, co znacznie zmniejsza prawdopodobieństwo osiedlenia się
w środowisku tych organizmów, będących wskaźnikami wód wysokiej jakości.
Przekształcanie rzek wpływa również na występowanie i zróżnicowanie
ilościowe roślinności wodnej. W rzekach silnie przekształconych obserwuje się
mniejsza bioróżnorodność niż w rzekach umiarkowanie przekształconych lub
niezmodyfikowanych [Jusik 2008].
Ze względu na zaobserwowane zmiany w zespołach rybnych na całej długości
cieku zaczęto dzielić rzeki na krainy rybne. Siedliska w krainie pstrąga, lipienia,
brzany i leszcza różnią się od siebie co pozwala na bytowanie określonych grup ryb
[Szczerbowski 1981]. Tymczasem przegradzanie cieków, budowa zapór i zbiorników
retencyjnych może powodować takie zmiany w ekosystemie, że organizmy, które
dotychczas występowały w danym środowisku i były dla niego charakterystycznie
mogą ustępować na rzecz innych, nowych gatunków.
37
3/9/12 4:31 AM
Daniel Gebler
Dostrzegając problem degradacji morfologicznej ekosystemów wodnych Parlament
Europejski w Ramowej Dyrektywie Wodnej (RDW) ustala ocenę hydromorfologiczną
ekosystemów wodnych jako wspomagającą metody biologiczne [2000/60/EC].
W dokumencie tym wprowadzono również pojęcie sztucznych i silnie zmienionych
części wód, dla których ocena stanu ekologicznego powinna być inna w porównaniu
z pozostałymi, niezmienionymi tak mocno, częściami wód powierzchniowych.
Literatura
Czerniawska-Kusza I., Szoszkiewicz K. 2007. Biologiczna i hydromorfologiczna ocena
wód płynących na przykładzie rzeki Mała Panew. Katedra Ochrony Powierzchni Ziemi,
Uniwersytet Opolski.
Directive 200/60/EC of the European Parliament and of the Council of 23 Oct. 2000
establishing of framework for Community action in the field of water policy. OJEC
L 327/1 of 22.12.2000.
Jusik Sz. 2009. Wpływ przekształceń morfologicznych wybranych cieków i zbiorników
wodnych na występowanie makrofitów. Katedra Ekologii i Ochrony Środowiska, UP
w Poznaniu. Rozprawa doktorska (maszynopis).
Raven P.J., Holmes N.T.H., Dawson F.H., Fox P.J.A., Everard M., Fozzard I.R., Rouen
K.J. 1998. River Habitat Quality – The Physical Charakter of Rivers and Streams in
the UK and Isle of Man, River Habitat Survey. Environment Agency. Bristol Scottish
Environment Agency. Sterling Environment and Heritage Sernice, Belfast, 2:196.
Starmach K. 1973. Wody śródlądowe. Zarys Hydrobiologii. Uniwersytet Jagielloński,
Kraków.
Szoszkiewicz K., Zgoła T., Jusik S., Hryc-Jusik B., Dawson F.H., Raven P. 2007.
Hydromorfologiczna ocena wód płynących. Podręcznik do badań terenowych według
metody River Habitat Survey. Bogucki Wydawnictwo Naukowe, Poznań.
Szczerbowski J. 1981. Rybactwo jeziorowe i rzeczne. Państwowe Wydawnictwa Rolnicze
i Leśne, Warszawa.
Daniel Gebler
Katedra Ekologii i Ochrony Środowiska
Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu
ul. Piątkowska 94c, 60-649 Poznań
e-mail: dgebler@up.poznan.pl
Opiekun: dr hab. Krzysztof Szoszkiewicz, prof. nadzw.
38
3/9/12 4:31 AM
Katarzyna Kołodziejczyk
EPISTEME
12/2011, t. I
s.39-44
ISSN 1895-4421
SZTUKA INTERPRETACJI MAKROSZCZĄTKÓW I ARTEFAKTÓW
W WYKORZYSTYWANYCH PRZEZ CZŁOWIEKA ZŁOŻACH TORFOWYCH
THE INTERPRETATION ART OF MACROREMAINS AND ARTEFACTS IN
MAN-USED PEAT DEPOSITS
Abstrakt: Przedmiotem badań było 5 profili torfowych uzyskanych w wierceniach z torfowisk
niskich na terenie województwa dolnośląskiego (Milicz, Koskowice) oraz zachodniopomorskiego
(Czarnocin, Kikorze, Widzieńsko). W celu określenia historii rozwoju torfowiska należy
odpowiednio zinterpretować szczątki roślinne zbiorowisk subfosylnych. Celem pracy było
zinwentaryzowanie szczątków roślinnych na podstawie których opisuje się budowę profilu
torfowego, a także wskazanie innych szczątków, które można odnaleźć w torfie. W przebadanych
torfowiskach oprócz nasion i owoców gatunków roślin torfotwórczych (np. Carex rostrata) oraz
nietorfotwórczych (np. Urtica dioica) występowały także szczątki odzwierzęce (np. fragmenty
pancerzyków owadów, muszle ślimaków). Warto pamiętać, że w torfowiskach znajdujących się
na terenie Danii, Niemiec czy Holandii odnajdywane były artefakty o większych rozmiarach
(różne elementy związane z działalnością człowieka) w czym specyficzną grupę stanowią
zwłoki ludzkie [Tobolski 2004].
Słowa kluczowe: makroszczątki roślinne, artefakty, torfowiska
Summary: The object of the study was 5 peat profiles obtained from drillings in low peat bogs
in the area of Lower Silesia Province (Milicz, Koskowice) as well as West Pomeranian Province
(Czarnocin, Kikorze, Widzieńsko). In order to establish the development history of a peat bog,
one needs to properly interpret plant remains of subfossil communities. The aim of the research
work was to inventory plant remains which serve to describe the structure of the peat profile, as
well as to determine other remains to be found in peat. In the peat bogs under examination – apart
from grains and fruit of peat-generating plants (e.g. Carex rostrata) and non-peat-generating ones
(e.g. Urtica dioica) – there were also animal remains (e.g. fragments of insect exoskeletons, snail
shells). It is worth remembering that in peat bogs in Denmark, Germany and the Netherlands
artefacts of bigger sizes have been found (various elements concerned with human activity), with
human remains constituting a special group [Tobolski 2004].
Key words: plant macroremains, artefacts, peat bogs
39
3/9/12 4:31 AM
WSTĘP
Torfowiska stanowią bardzo ważny element w krajobrazie rolniczym i leśnym. Są to
ekosystemy o skomplikowanej, delikatnej równowadze, bardzo wrażliwe i gwałtownie
reagujące na wszelkiego typu zmiany [Tobolski 2003]. Złoża torfu stanowią jeden
z największych depozytów węgla na kuli ziemskiej, a także zatrzymują ok. 90% wody
i tym samym pełnią ważną rolę jako zbiornik wodny w skali kuli ziemskiej [Brandyk
i in. 2006]. Te cenne ekosystemy można uznać za swoiste archiwum przyrody.
Związane jest to ze specyficznymi warunkami powstawania złoża torfowego.
W warunkach beztlenowych, spowodowanych stałym i wysokim uwilgotnieniem,
obumarłe szczątki roślin bagiennych tzw. torfotwórczych powodują odkładnie się
poszczególnych warstw torfu, rejestrując tym samym własną historię rozwoju [Ilnicki
2002]. Szczątki roślinne wśród których wyróżnia się zarówno materiał karpologiczny
(nasiona i owoce różnych gatunków roślin), jak i wegetatywne części roślinne
(fragmenty łodyg, liści, pochew liściowych itp.) są z reguły właściwie zachowane
co pozwala na oznaczenie gatunku rośliny, z której pochodzą, a tym samym na
odtworzenie składu gatunkowego zbiorowisk roślinnych rozwijających się na danym
torfowisku kilka tysięcy lat temu. Analizami mającymi na celu odtworzenie historii
rozwoju torfowiska zajmuje się stratygrafia torfowisk [Tobolski 2000, Tomaszewska
2006]. Oprócz występujących w torfie tradycyjnych elementów roślinnych, można
również odkryć zupełnie inne grupy znalezisk, które określa się mianem artefaktów.
Zalicza się tu m.in. sporą grupę zwierząt. W złożach torfowych odnajdywane są
zarówno większe (np. wilki, konie, niedźwiedzie), jak i mniejsze zwierzęta (np.
myszy, żaby, ptaki). Jednak zdecydowanie najliczniejszą grupę stanowią różnorodne
znaleziska związane z bytowaniem i działaniem człowieka. Zalicza się tu m.in.
fragmenty drewnianych budowli (np. drogi drewniane, które bardzo dobrze zachowują
się w torfie), broń, instrumenty muzyczne, łodzie, ozdoby. Jednak zdecydowanie
najciekawszą grupę artefaktów stanowią ludzkie ciała odnalezione kilka tysięcy lat
temu [Tobolski 2004].
MATERIAŁ I METODY
Badaniom poddano 5 profili torfowych pochodzących z terenów zlokalizowanych
zarówno na obszarze województwa dolnośląskiego, jak i zachodniopomorskiego.
W województwie dolnośląskim badaniami objęto torfowiska występujące w okolicach
Milicza oraz w Koskowicach, natomiast w województwie zachodniopomorskim w Czarnocinie, Kikorzu i Widzieńsku.
Profile torfowe były pobierane przemiennie z dwóch otworów za pomocą świdra
typu Instorf o średnicy puszki 5 cm. Odpowiednio pobrane i opisane profile torfowe,
po przewiezieniu do laboratorium, zostały podzielone na odcinki 5–centymetrowe,
które były przechowywane w lodówce w odpowiednio oznaczonych woreczkach
foliowych.
Poszczególne próby zostały przeanalizowane stratygraficznie. Analiza ta obejmowała
wyodrębnienie, a następnie oznaczenie szczątków roślinnych z prób torfowych.
Przygotowanie materiału do analiz polegało na zalewaniu prób 10% roztworem
40
3/9/12 4:31 AM
Sztuka interpretacji makroszczątków i artefaktów...
NaOH, a następnie przemyciu pod bieżącą wodą na sicie z gazy młyńskiej.
Wypłukane szczątki roślinne segregowano pod mikroskopem stereoskopowym na
części wegetatywne oraz nasiona i owoce. Szczególną uwagę zwrócono na materiał
karpologiczny, gdyż dzięki niemu można dokładnie zrekonstruować subufosylne
zbiorowiska roślinne [Tołpa 1958, Marek 1965].
Przy identyfikacji szczątków roślinnych korzystano z następujących kluczy: Bertsch
(1941); Dombrovskaä i in. (1959), Kac i in. (1965), Grosse–Brauckmann (1972), Kac
i in. (1977) oraz materiału porównawczego.
WYNIKI I DYSKUSJA
W przeanalizowanych próbkach torfowych odnaleziono: 1) materiał karpologiczny
(nasiona i owoce różnych gatunków roślin); 2) wegetatywne części roślinne
(fragmenty łodyg, liści, pochew liściowych itp.); 3) elementy zwierzęce (muszle,
fragmenty pancerzy i skrzydeł owadów aż do zwierząt większych) (rys. 1.)
Zarówno poszczególne próbki, jak i całe badane profile torfowe różniły się
zestawem odnalezionych szczątków, a także różnym stopniem zachowania materiału
karpologicznego w postaci nasion i owoców oraz wegetatywnych części roślin.
W badanych profilach torfowych uzyskanych w wierceniach można było wyróżnić
wierzchnią warstwę torfu z wyraźnie zaznaczonym procesem murszenia. W tej części
odnajdywano nasiona i owoce gatunków m.in. takich jak: jaskier ostry (Ranunculus
acer), malina właściwa (Rubus idaeus), uczep trójlistkowy (Bidens tripartita)
(fot. 1.), koniczyna biała (Trifolium repens) (fot. 2.), pięciornik gęsi (Potentilla
anserina), sit skupiony (Juncus conglomeratus). Wśród tej grupy odnaleziono także
nasiono gwiazdnicy pospolitej (Stellaria media), które wykiełkowało w warunkach
laboratoryjnych (fot. 4.). Głębsze warstwy budował głównie torf turzycowy (Cariceti),
w którym znajdowały się orzeszki turzycy prosowatej (Carex panicea) (fot. 3.),
i turzycy dzióbkowatej (Carex rostrata) oraz turzycowo-mszysty (Carici-Bryaleti),
w którym występowały m.in. mchy brunatne z rodzajów Drepanocladus oraz
Meesia (fot. 5.) W Kikorzu warstwę spągową tworzył torf trzcinowy (Phragmiteti)
z doskonale zachowanymi pochwami trzciny pospolitej (Phragmites australis) (fot. 6.)
W grupie elementów zwierzęcych zostały odnalezione całe okazy lub fragmenty
pancerzyków chitynowych owadów, takich jak głowa (fot. 7.), udo, pokrywy skrzydeł,
czy skrzydła (fot. 8.). Zostały wyodrębnione także muszelki różnych gatunków
ślimaków w całości (fot. 9.), bądź ich fragmenty. Nie określono ich gatunków, gdyż
tym zagadnieniem zajmują się specjaliści od malakofauny.
Polskie torfowiska nie zajmują zasadniczo dużych powierzchni (za wyjątkiem np.
Doliny Biebrzy, Doliny Narwi, Doliny Noteci) [Ilnicki 2002]. Tymczasem w innych
państwach torfowiska zajmują bardzo rozległe obszary, co powoduje, że nie można
ich ominąć tylko należy przemieszczać się przez ich powierzchnie. W związku z tym
w pokładach torfu w Danii, Niemczech czy Holandii odnajdywano także elementy
związane z działalnością człowieka (tab. 1.).
41
3/9/12 4:31 AM
Fot. 1. Uczep
trójlistkowy (Bidens
tripartita)
Fot. 2. Koniczyna biała (Trifolium
repens)
Fot. 3. Turzyca
prosowata (Carex
panicea)
Fot. 4. Gwiazdnica
pospolita (Stellaria media)
Fot. 4. Trzcina pospolita (Phragmites
australis)
Fot. 5. Mech brunatny
(Meesia triquerta)
Fot. 9. Muszelka ślimaka
Fot. 8. Skrzydło owada
Fot. 7. Chitynowy
pancerz owada-głowa
42
3/9/12 4:31 AM
Części składowe złóż torfowych
Jaskier ostry (Ranuculus acer), Malinia
właściwa (Rubus idaeus), Uczep
trójlistkowy (Bidens tripartia)
Koniczyna biała (Trifolium repens),
Pięciornik gęsi (Potentilla anserina),
Turzyca prostowata (Carex panicea),
Turzyca dziobkowata (Carex rostrata), Sit
skupiony (Juncus conglomeratus)
Nasiona i owoce:
Wegetatywne części roślinne (fragmenty
łodyg, liści, pochew liściowych itp.)
Gwiazdnica pospolita (Stellaria media)
- nasiona z wierzchnich warstw torfu
zachowują siłę kiełkowania
Szczątki mchów brunatnych
(Drepanocladus)
Mech brunatny (Meesia triquetra)
Elementy zawierające (muszelki, fragmenty
pancerzy i skrzydeł owadów aż do zwierząt
większych):
Części chitynowych pancerzyków owadów
(głowa, pokrywa skrzydła, skrzydło, udo),
muszelki ślimaków (całe muszle, bądź ich
fragmenty)
Elementy związane z działalnością
człowieka (sprzęt użytku domowego,
ozdoby pozłacane, naczynia, amulety,
konstrukcje drewniane, fragmenty odzieży,
zwłoki ludzkie) [cyt. za Gottlich 1976,
Tobolski 2004]
Krążek ozdobny wykonany z brązu,
spodnie, figurki, narzędzia, but skurzany,
zwłoki ludzkie, czaszka z zachowanymi
włosami z warkoczem, droga drewniana
bardzo dobrze zachowana w torfie
Tab. 1. Elementy odnajdywane w złożach torfowych
WNIOSKI
Przeprowadzone badania potwierdziły, że torfowiska są specyficznymi ekosystemami,
posiadającymi olbrzymią wartość przyrodniczą i kulturową - są archiwum przyrody.
• W torfie zachowują się nasiona i owoce oraz wegetatywne części roślinne.
Poszczególne profile torfowe różnią się między sobą zestawem odnajdywanych
szczątków roślinnych.
• Inny jest zestaw nasion i owoców rozpoznany w torfie turzycowo-mszystym
i trzcinowym, a także w warstwie podlegającej procesowi murszenia.
• W torfie zachowują się także szczątki odzwierzęce np. muszle różnych rodzajów
ślimaków oraz fragmenty pancerzy chitynowych owadów.
43
3/9/12 4:31 AM
LITERATURA
Bertsch K., 1941. Früchte und Samen. Ein Bestimmtungsbuch zur Pflanzenkunde der
vorgeschichtlichen Zeit. F. Enke, Stuttgart.
Brandyk T., Szajdak L., Szatyłowicz J. 2006. Właściwości fizyczne i chemiczne gleb
organicznych. Wydawnictwo SGGW, Warszawa: 7-8.
Göttlich K., 1976. Moorarchäologie. Moor- und Torfkunde, Schwiezerbart’sche Verlagsbuchhandlung, Stuttgart: 71-90.
Dombrovskaâ A. V., Korénéva M., Tûuremnow S. N. 1959. Atlas rastitèl’’nyh ostatkov
vstrèčajemyh w torfè. Moskwa – Leningrad: ss. 227.
Grosse-Brauckmann G. 1990 Moore und Torfe in der Bodenkunde: neuere Aspecte. TELMA
20: 79 – 9.
Ilnicki P., 2002. Torfowiska i torf. Wydawnictwo Akademii Rolniczej im. Augusta
Cieszkowskiego w Poznaniu.
Kac N. A., Kac S. W., Kipiani M. G. 1965. Atlas i opriedelitiel płodow i semian
wstrieczajuszczichsia w czetwierczitnych otłożeniach CCCP. Izdatielstwo „Nauka”
Moskwa: 1 – 372.
Kac N. A., Kac S. W., Skobiejewa E. I. 1977. Atlas rastitielnych ostatkow w torfach.
Moskwa „Nedra”: 1 –371.
Marek S. 1965. Biologia i stratygrafia torfowisk olszynowych w Polsce. Zesz. Probl. Post.
Nauk Roln., 57:5-304.
Tobolski K., 2000. Przewodnik do oznaczania torfów i osadów jeziornych. PWN, Warszawa.
Tobolski K. 2003. Torfowiska na przykładzie Ziemi Świeckiej. Towarzystwo Przyjaciół
Dolnej Wisły, Świecie.
Tobolski K., 2004. Torfowiska. Tow. Przyjaciół Dolnej Wisły.
Tomaszewska K., 2006. Archeologia torfowisk. Seminaria Naukowe Wrocławskiego
Towarzystwa Naukowego 5(56): 71-75.
Tołpa S. 1958. Nowa metoda badań w stratygrafii torfowisk. Zesz. Probl.Post. Nauk Roln.,
2, PAN, Warszawa.
Katedra Botaniki i Ekologii Roślin
Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu
pl. Grunwaldzki 24a, 50-363 Wrocław
e-mail: katarzyna.kolodziejczyk@up.wroc.pl
Opiekun naukowy: dr hab. inż. Klara Tomaszewska
Badania współfinansowane przez Unię Europejską ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
w ramach projektu systemowego pn. „Przedsiębiorczy doktorant - inwestycja w innowacyjny rozwój regionu”
(Program Operacyjny Kapitał Ludzki, Priorytet VIII Regionalne Kadry Gospodarki, Działanie 8.2 Transfer
Wiedzy, Poddziałania 8.2.2 Regionalne Strategie Innowacji).
44
3/9/12 4:31 AM
Małgorzata Koncewicz-Baran
Krzysztof Gondek
EPISTEME
12/2011, t. I
s.45-51
ISSN 1895-4421
ZAWARTOŚĆ RTĘCI W GLEBACH UŻYTKOWANYCH ROLNICZO
CONTENT OF MERCURY IN AGRICULTURAL SOILS
Abstrakt: Celem badań było określenie ogólnej zawartości rtęci w glebach użytkowanych
rolniczo. Materiał glebowy do badań pobrano z 58 użytków rolnych zlokalizowanych w obrębie
gminy Czernichów. Analiza składu granulometrycznego badanych gleb wykazała, że około 57%
stanowią gleby należące do kategorii agronomicznej gleb ciężkich, zaś 26% gleb zaliczono do
kategorii agronomicznej gleb średnich. Gleby lekkie i bardzo lekkie stanowiły odpowiednio 10%
i 7% ogółu przebadanych próbek. Wartości pH zmierzone w zawiesinie materiału glebowego
i KCl o stężeniu 1 mol · dm-3 wskazują na znaczny udział gleb o odczynie bardzo kwaśnym
i kwaśnym oraz lekko kwaśnym. Zawartość węgla organicznego mieściła się w zakresie od
2,9 g do 31,1 g C · kg-1 s.m. gleby. Ogólna zawartość rtęci w badanym materiale glebowym
wykazywała znaczne zróżnicowanie i mieściła się w zakresie od 15,9 μg Hg do 121,6 μg Hg
∙ kg-1 s.m. Stwierdzono istotną dodatnią zależność pomiędzy zawartością węgla organicznego
w glebie a zawartością rtęci.
Słowa kluczowe: gleba, rtęć
Summary: The research aimed at determining the total content of mercury in agricultural soils.
The soil material was collected from 58 ploughlands located in the Czernichów commune. The
analyse of granulometric composition investigated soils showed that 57% of soils are classified
as heavy and 26% as medium soils. Soils rated to agronomic category light and very light soils
were respectively 10% and 7% of investigated samples. Values of pH measured in 1 mol·dm-3
KCl solution are indicative of major share of acid or very acid soils. Organic carbon content
ranged from 2.9 g to 31.1 g C · kg-1 d.m. Total content of mercury in the investigated soil material
revealed considerable diversification between individual samples and ranged from 15,9 μg Hg to
121,6 μg Hg ∙ kg-1 d.m.. The total content of mercury was significantly correlated with organic
carbon content.
Key words: soil, mercury
45
3/9/12 4:31 AM
WSTĘP
Zawartość rtęci w glebie jest uwarunkowana, oprócz czynników naturalnych,
gospodarczą i bytową działalnością człowieka. Ogólna zawartość rtęci na terenach
uprzemysłowionych i w ich sąsiedztwie, gdzie głównymi źródłami emisji tego
pierwiastka do środowiska jest przemysł paliwowy i energetyczny oraz zakłady
produkujące cement, jest na ogół większa od tła geochemicznego i charakteryzuje
się dużym zróżnicowaniem. Obszarami potencjalnie zagrożonymi skażeniem rtęcią
są także tereny w pobliżu intensywnie uczęszczanych szlaków komunikacyjnych.
Pestycydy, zaprawy nasienne, nawozy również są potencjalnym źródłem rtęci
w środowisku [Klojzy-Kaczmarczyk, Mazurek 2007, Malczyk, Długosz 2009].
Na dostępność rtęci, oprócz czynników hydrobiologicznych, mają wpływ odczyn
gleby, zawartość w niej materii organicznej, ilość i rodzaj minerałów ilastych gleby,
zawartość związków siarki, żelaza, manganu i glinu, warunki oksydacyjno-redukcyjne
oraz wilgotność i temperatura [Malczyk, Długosz 2009]. Rtęć jest pierwiastkiem
o dużej mobilności w środowisku, ze względu na łatwość przechodzenia w różne
formy chemiczne, zwłaszcza w formę lotną (Hg0), odznacza się bardzo dużą
toksycznością oraz zdolnością do kumulacji w organizmach żywych [Bowen 1979].
Celem przeprowadzonych badań było określenie ogólnej zawartości rtęci w glebach
gruntów ornych z terenu gminy Czernichów.
MATERIAŁ I METODY
Przedmiotem badań były próbki materiału glebowego pobranego w 2004 roku
z gruntów ornych położonych na terenie gminy Czernichów w powiecie krakowskim.
Próbki materiału glebowego pobrano z 58 użytków rolnych zlokalizowanych w obrębie
11 miejscowości. Lokalizację punktów poboru materiału glebowego przedstawiono
na ryc. 1. Różę wiatru odpowiednią dla badanego terenu przyjęto według danych
stacji meteorologicznej w Krakowie-Balicach.
Dla ujednolicenia materiał glebowy pobierano z gruntów ornych, na których
uprawiano pszenicę ozimą. Próbki pobierano z warstwy gleby 0–20 cm z każdego
użytku z kilku miejsc wybranych losowo. W powietrznie suchych i przesianych
przez sito o średnicy oczek 1 mm próbkach materiału glebowego oznaczono: skład
granulometryczny metodą areometryczną Casagrande’a w modyfikacji Prószyńskiego,
odczyn potencjometrycznie w zawiesinie gleby i roztworu KCl o stężeniu 1 mol ·
dm-3 oraz zawartość węgla organicznego metodą Tiurina. Rtęć w materiale glebowym
oznaczono w aparacie AMA 254, w którym Hg zostaje uwolniona z amalgamatora
i oznaczona metodą absorpcji atomowej. Analizę materiału glebowego prowadzono
w czterech powtórzeniach dołączając do każdej serii analitycznej próbkę glebowego
materiału referencyjnego AgroMAT AG-2 (SCP Science). Wynik uznawano za
wiarygodny, jeżeli względny błąd oznaczenia nie przekraczał 5%.
Wyniki przedstawiono jako średnie arytmetyczne ± odchylenie standardowe (SD).
Parametry statystyczne dla odczynu gleb obliczono po przeliczeniu wartości pH na
stężenie jonów wodorowych. Wartość współczynnika korelacji (r) między zawartością
46
3/9/12 4:31 AM
węgla organicznego w glebie a ogólną zawartością rtęci obliczono stosując test
nieparametryczny rang Spearmana. Wszystkie obliczenia statystyczne wykonano
przy wykorzystaniu pakietu Statistica PL.
Ryc. 1. Lokalizacja punktów poboru próbek materiału glebowego na terenie gminy Czernichów
WYNIKI BADAŃ I DYSKUSJA
Analiza składu granulometrycznego badanego materiału glebowego wskazuje
na przeważający (57%) udział gleb zaliczonych do kategorii agronomicznej gleb
ciężkich oraz gleb należących do kategorii agronomicznej gleb średnich (26%)
(tab. 1). Gleby zaliczone do kategorii agronomicznej gleb lekkich i bardzo lekkich
stanowiły odpowiednio 10% i 7% ogółu przebadanych próbek. Badane gleby
zaliczono do dwunastu grup granulometrycznych. Większość stanowiły iły zwykłe,
gliny ilaste, gliny piaszczyste i iły ciężkie. Zmienność składu granulometrycznego
wynika ze zróżnicowania skał macierzystych oraz intensywnie zachodzących
procesów erozyjnych [Program Ochrony Środowiska 2004]. Analiza statystyczna nie
wykazała istotnej zależności pomiędzy zawartością ogólną rtęci a zawartością frakcji
spławialnej.
47
3/9/12 4:31 AM
1,0 – 0,1 mm
0,1 – 0,02 mm
< 0,02 mm
Nr próbki
1,0 – 0,1 mm
0,1 – 0,02 mm
< 0,02 mm
Frakcja (%)
Nr próbki
Frakcja (%)
P1
62
17
21
P30
18
12
70
P2
13
52
35
P31
23
42
35
P3
10
52
38
P32
17
44
39
P4
34
38
28
P33
12
39
49
P5
73
17
10
P34
22
38
40
P6
13
52
35
P35
12
28
60
P7
9
53
38
P36
20
22
58
P8
79
5
16
P37
22
17
61
P9
77
16
7
P38
32
30
38
P10
57
7
36
P39
34
34
32
P11
87
7
6
P40
50
32
18
P12
35
17
48
P41
36
30
34
P13
11
30
59
P42
43
28
29
P14
20
37
43
P43
13
34
53
P15
12
26
62
P44
19
22
59
P16
13
29
58
P45
21
41
38
P17
21
31
48
P46
11
24
65
P18
14
42
44
P47
24
30
46
P19
69
17
14
P48
16
39
45
P20
18
51
31
P49
16
40
44
P21
46
18
36
P50
17
34
49
P22
66
17
17
P51
16
52
32
P23
51
25
24
P52
48
29
23
P24
54
20
26
P53
83
11
6
P25
46
24
30
P54
16
35
49
P26
43
36
21
P55
17
33
50
P27
84
11
5
P56
15
21
64
P28
82
12
6
P57
17
39
44
P29
19
11
70
P58
20
33
47
Tab. 1. Skład granulometryczny badanego materiału glebowego
48
3/9/12 4:31 AM
Odczyn gleby w znaczący sposób wpływa na wiązanie rtęci w glebie, które jest
największe w zakresie wartości pH od 3 do 5 [Matilainen i in. 2001]. Wartości pH
badanych gleb zmierzone w zawiesinie gleby i roztworu KCl o stężeniu 1 mol · dm-3
pozwalają zaklasyfikować 37 próbek do gleb o odczynie kwaśnym i bardzo kwaśnym
(tab. 2). Spośród przebadanych próbek materiału glebowego 13 wykazywało odczyn
lekko kwaśny, zaś obojętny lub zasadowy 8 próbek. Odczyn próbek gleb pobranych
w obrębie poszczególnych miejscowości był na ogół bardzo zróżnicowany. Potrzeby
wapnowania blisko połowy badanych gleb określa się jako konieczne.
Substancja organiczna w glebach kwaśnych zwiększa, a w alkalicznych zmniejsza
ilość wiązanej rtęci [Matilainen i in. 2001]. W badanych glebach średnia zawartość
węgla organicznego wynosiła 16,2 g C ∙ kg-1 s.m. (tab. 2). Największą zawartość
Corg oznaczono w materiale glebowym o dużej zawartości części spławialnych
(P38), a najmniejszą w próbce gleby o uziarnieniu gliny piaszczystej (P9). Pomiędzy
zawartością węgla organicznego w glebie a ogólną zawartością rtęci stwierdzono
dodatnią istotną zależność (r = 0,799; p < 0,001), co jest zgodne z wynikami badań
innych autorów [Rodríguez Martín i in. 2009].
Ogólna zawartość rtęci w badanych glebach mieściła się w zakresie od 16,1 μg Hg
do 118,4 μg Hg ∙ kg-1 s.m. gleby (tab. 2). Zawartości te nie przekraczały wartości
przyjmowanych jako naturalne dla gleb Polski [Kabata-Pendias, Pendias 1999], ani
zawartości dopuszczalnych zawartości tego pierwiastka w glebach użytków rolnych
[Rozporządzenie 2002]. Średnia zawartość rtęci w badanym materiale glebowym
(60,8 μg Hg ∙ kg-1 s.m.) była zbliżona do zawartości stwierdzanych w gruntach
zlokalizowanych wokół autostrady A4 [Czajka i in. 2003], elektrowni spalających
węgiel [Klojzy-Kaczmarczyk, Mazurek 2007], gruntach ornych Dolnego Śląska
narażonych na oddziaływanie zanieczyszczeń przemysłowych [Raport 2004] czy
gruntach ornych północnej Hiszpanii [Rodríguez Martín i in. 2009]. Największą
zawartość rtęci stwierdzono w próbkach gleb pobranych z gruntów ornych
zlokalizowanych w miejscowości Kłokoczyn (P29, P35, P36, P37) oraz Zagacie
(P21). Najmniejsze zawartości Hg oznaczono w glebach z miejscowości Przeginia
(P27, P28).
Przyjmując za tło geochemiczne rtęci zawartości mieszczące się w przedziale od 20,0
μg do 40,0 μg Hg ∙ kg-1 s.m. gleby [Klojzy-Kaczmarczyk, Mazurek 2007], można
wnioskować o wzbogaceniu w rtęć warstw powierzchniowych gleb na badanym terenie.
Na terenie gminy Czernichów brak jest większych zakładów przemysłowych, dlatego
za źródło zanieczyszczenia rtęcią tych gleb należy przyjąć transport drogowy oraz
spalanie węgla, który jest preferowanym paliwem w ogrzewnictwie indywidualnym
na tym obszarze [POŚ 2004]. Przewaga wiatrów zachodnich i północno-wschodnich
na badanym terenie [POŚ 2004] niewątpliwie sprzyja transportowi rtęci ze źródeł
przemysłowych i energetycznych nieraz znacznie oddalonych od gminy Czernichów,
w tym Skawiny, Krakowa czy z terenów Śląska.
49
3/9/12 4:31 AM
Hg og.
C org.
Nr
próbki
pH KCl
P1
P2
pH KCl
μg Hg ∙
kg-1 s.m.
6,69 ± 0,04
14,3 ± 0,7
53,6 ± 2,4
P30
4,42 ± 0,04
9,6 ± 0,1
38,0 ± 1,7
P31
P3
5,02 ± 0,01
16,8 ± 0,9
49,5 ± 0,3
P4
5,90 ± 0,02
12,7 ± 0,5
P5
4,49 ± 0,06
9,4 ± 0,0
P6
6,00 ± 0,06
P7
5,85 ± 0,01
P8
6,18 ± 0,06
Hg og.
C org.
Nr
próbki
g C ∙ kg
s.m.
g C ∙ kg
s.m.
μg Hg ∙
kg-1 s.m.
3,86 ± 0,02
25,2 ± 0,3
83,8 ± 1,8
6,01 ± 0,13
12,4 ± 0,3
53,4 ± 2,4
P32
6,40 ± 0,01
13,5 ± 0,2
68,1 ± 2,7
61,4 ± 1,8
P33
6,18 ± 0,05
15,1 ± 0,1
87,0 ± 1,7
42,4 ± 3,3
P34
6,57 ± 0,06
17,3 ± 0,2
63,5 ± 4,0
9,5 ± 0,8
48,9 ± 5,4
P35
3,89 ± 0,05
28,2 ± 0,7
95,7 ± 0,0
11,3 ± 0,7
55,7 ± 1,2
P36
5,52 ± 0,09
24,7 ± 0,5
95,9 ± 2,7
10,3 ± 0,2
49,0 ± 0,0
P37
5,88 ± 0,01
25,3 ± 0,2
107,3 ± 5,6
-1
-1
P9
4,20 ± 0,09
3,3 ± 0,5
16,1 ± 0,3
P38
5,44 ± 0,02
30,1 ± 1,4
75,6 ± 1.2
P10
4,76 ± 0,06
15,8 ± 0,7
61,8 ± 1,8
P39
4,83 ± 0,02
24,3 ± 0,1
64,4 ± 4,6
P11
5,10 ± 0,03
11,4 ± 0,8
23,6 ± 0,1
P40
6,63 ± 0,13
8,7 ± 0,0
35,6 ± 5,0
P12
4,03 ± 0,01
24,5 ± 1,1
93,2 ± 7,4
P41
5,63 ± 0,02
15,8 ± 0,5
65,7 ± 2,6
P13
5,54 ± 0,06
22,3 ± 1,2
62,2 ± 0,1
P42
5,76 ± 0,01
15,6 ± 0,4
63,3 ± 2,3
P14
4,88 ± 0,04
11,8 ± 0,5
46,6 ± 0,1
P43
5,45 ± 0,01
15,1 ± 0,0
66,4 ± 1,0
P15
5,55 ± 0,04
15,1 ± 0,2
70,7 ± 4,0
P44
4,63 ± 0,04
20,2 ± 0,4
68,1 ± 0,7
P16
5,26 ± 0,02
19,3 ± 0,6
66,6 ± 5,8
P45
5,24 ± 0,06
17,3 ± 0,1
61,5 ± 3,0
P17
5,83 ± 0,04
11,6 ± 0,3
51,8 ± 0,3
P46
4,67 ± 0,02
29,3 ± 0,1
94,0 ± 2,8
P18
5,14 ± 0,04
12,9 ± 1,2
50,0 ± 2,5
P47
6,63 ± 0,08
17,4 ± 0,4
51,9 ± 1,7
P19
5,23 ± 0,01
8,7 ± 1,2
57,9 ± 1,7
P48
5,45 ± 0,01
13,9 ± 0,3
51,6 ± 0,2
P20
4,87 ± 0,03
12,0 ± 0,2
77,4 ± 8,3
P49
6,55 ± 0,06
16,9 ± 0,3
59,3 ± 0,4
P21
5,16 ± 0,04
26,2 ± 1,1
118,4 ± 4,5
P50
5,43 ± 0,01
26,9 ± 0,3
76,3 ± 0,5
P22
4,90 ± 0,04
8,2 ± 0,4
36,2 ± 0,4
P51
4,30 ± 0,01
13,9 ± 0,3
43,1 ± 1,9
P23
5,32 ± 0,06
11,6 ± 0,4
45,1 ± 11,2
P52
5,56 ± 0,07
12,6 ± 0,7
44,1 ± 2,8
P24
4,78 ± 0,01
20,3 ± 0,6
75,3 ± 4,7
P53
4,34 ± 0,04
9,9 ± 0,4
26,5 ± 3,5
P25
5,11 ± 0,01
18,6 ± 1,2
45,3 ± 1,3
P54
5,53 ± 0,04
15,0 ± 0,8
67,3 ± 0,9
P26
6,44 ± 0,11
8,9 ± 0,2
45,4 ± 3,0
P55
5,14 ± 0,01
21,1 ± 0,7
72,7 ± 0,6
P27
4,30 ± 0,03
9,9 ± 0,3
30,5 ± 4,0
P56
3,77 ± 0,02
23,2 ± 0,3
68,8 ± 1,7
P28
5,71 ± 0,11
7,4 ± 0,7
29,2 ± 5,3
P57
5,73 ± 0,13
15,4 ± 0,0
59,1 ± 0,2
P29
6,36 ± 0,08
23,6 ± 0,3
99,7 ± 2,0
P58
6,55 ± 0,14
15,9 ± 0,3
53,7 ± 1,8
Tab. 2. Wartość pH, zawartość węgla organicznego oraz ogólna zawartość rtęci w badanym
materiale glebowym
50
3/9/12 4:31 AM
WNIOSKI
Badany materiał glebowych różnił się znacznie pod względem składu
granulometrycznego, pH oraz pod względem zawartości węgla organicznego.
Zawartość rtęci w badanym materiale glebowym odpowiadała naturalnej zawartości
tego pierwiastka w glebach. Stwierdzono istotną dodatnią zależność pomiędzy
zawartością węgla organicznego w glebie a zawartością rtęci.
LITERATURA
Bowen H. J. M.1979. Environmental chemistry of the elements. Acad. Press. London, 333 ss.
Czajka K., Klojzy-Karczmarczyk B., Mazurek J. 2003. Zanieczyszczenie środowiska
gruntowo-wodnego związkami rtęci wokół czynnego oraz budowanego odcinka
autostrady w okolicach Krakowa. Współczesne problemy hydrogeologii. XI(2): 337-340
Kabata-Pendias A., Pendias H. 1999. Biogeochemia pierwiastków śladowych. Wydawnictwo
Naukowe PWN, Warszawa, 398 ss.
Klojzy-Kaczmarczyk B., Mazurek J. 2007. Zanieczyszczenie gleby związkami rtęci
w zasięgu oddziaływania konwencjonalnej elektrowni na paliwo węglowe. Polit. Energ.
10(2): 593-601
Malczyk P., Długosz J. 2009. Zmienność przestrzenna całkowitej zawartości rtęci
w poziomie powierzchniowym gleb wybranego obszaru Równiny Sępopolskiej. Ochr.
Środ. i Zasob. Nat., 40: 39-48
Matilainen T., Verta M., Korhonen K., Uusi-Rauva A., Niemi M. 2001. Behavior of
mercury in soil profiles impact of increased precipitation, acidity, and fertilization on
mercurymethylation. Water, Air, and Soil Pollution 125: 105–119,
Program ochrony środowiska wraz z planem gospodarki odpadami dla gminy Czernichów,
www.czernichow.pl/download/pos.pdf [dostęp 20.01.2011]
Raport o stanie środowiska województwa dolnośląskiego w 2004 r., www.wroclaw.pios.gov.
pl/pliki/raporty/2004/5_gleby.pdf [dostęp 20.01.2011]
Rodríguez Martín J.A., Garbonel Martín G., Lopez Arias M., Grau Corbi J.M. 2009.
Mercury content in topsoils, and geostatistical methods to identify antropogenic input
in the Ebro basin (Spain). Spanish Journal of Agricultural Research, 7(1): 107-118
Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 września 2002 r. w sprawie standardów
jakości gleby oraz standardów jakości ziemi. Dz. U. 2002, nr 165, poz. 1359.
mgr inż. Małgorzata Koncewicz-Baran, dr hab. inż. Krzysztof Gondek
Al. A. Mickiewicza 21 , 31-120 Kraków
e-mail: koncewicz-m@wp.pl
Opiekun naukowy: dr hab. inż. Krzysztof Gondek
51
3/9/12 4:31 AM
3/9/12 4:31 AM
Agnieszka Kułak
Joanna Sender
Weronika Maślanko
EPISTEME
12/2011, t. I
s.53-61
ISSN 1895-4421
Analiza kompozycji wnętrza krajobrazowego z oczkiem
wodnym, w sąsiedztwie Zalewu Zemborzyckiego w Lublinie
Analysis of the landscape interior composition with
a small water body, in the neighborhood of Zemborzycki
Reservoir in Lublin
Abstrakt: Zalew Zemborzycki jest zbiornikiem zaporowym, zbudowanym na rzece Bystrzycy.
Jednym z głównych celów jego utworzenia było zagwarantowanie mieszkańcom Lublina
dogodnego miejsca wypoczynku. W wyniku prac przy budowie ścieżki rowerowej w roku
2007, po utworzeniu nasypu jedna z zatok Zalewu została odcięta, tworząc odrębny zbiornik
połączony z Zalewem betonowym przepustem. Badania obejmowały nowo powstały zbiornik.
Jest to niewielkie, bo liczące zaledwie ok. 0,13ha zagłębienie terenu stale wypełnione wodą.
Drobne zbiorniki wodne poprawiają bilans wodny terenu, mają także ogromne znaczenie dla
życia i przetrwania wielu gatunków roślin i zwierząt, a na terenach rekreacyjnych dodatkowo
wzbogacają ich walory wypoczynkowe. Obecny sposób zagospodarowania oczka sprawia, iż
pełni ono jedynie funkcję odbiornika zanieczyszczeń. Analizy panoram widokowych pozwoliły
stworzyć wytyczne do właściwego jego zagospodarowania, które podniesie jego atrakcyjność
przyrodniczą jak również rekreacyjną i krajobrazową.
Słowa kluczowe: oczko wodne, panorama widokowa, makrofity, Zalew Zemborzycki
Summary: The Zemborzycki Reservoir is the dam reservoir built on the Bystrzyca River. One
of the main objectives of its establishment was to ensure Lublin’ residents a convenient place to
rest. As a result of the construction of the bike path in 2007, after the creation of an embankment
, one of bays of the Reservoir has been cut off. A separate reservoir was created and as
a consequence it became connected with Reservoir by a concrete culvert. Research has covered
newly formed reservoir. It has got a small surface - 0.13 ha, permanently filled with water. Small
water bodies improve water balance of grounds and reveal an immense importance for life and
survival of many species of plants and animals. Moreover, on recreational areas they enhance
their recreational values. The current way of small water bodies’management fulfills its only
one function - pollution receiver. The analyses of scenic panoramas helped to create directives
for its proper development, which will increase its nature attractiveness, as well as recreational
and landscape.
Key words: macrophytes, scenic panorama, small water body, Zemborzycki Reservoi
53
3/9/12 4:31 AM
Małgorzata Koncewicz-Baran, Krzysztof Gondek
Wstęp
Zalew Zemborzycki położony jest w granicach administracyjnych miasta Lublin.
Powstał w 1974 r. poprzez przegrodzenie przewężenia doliny Bystrzycy zaporą
ziemną 0,5-kilometrowej długości. Wpływ na decyzję o jego budowie miała duża
powódź w Lublinie wiosną 1964 roku (Bryński 1968). Powierzchnia Zalewu wynosi
278 ha, średnia głębokość ok. 2 m, pojemność całkowita 6,3 1hm3. (Rodzik i in. 2009).
Ze zlewni o powierzchni 725 km2 dopływa do zbiornika średnio 2,8 m3∙s-1 wody, czyli
88,3 ∙1hm3 rocznie (Włodarczyk 1991, Michalczyk red. 1997). Podstawową jego
funkcją jest retencja wody, ale bliskość miasta, dogodne połączenia komunikacyjne
oraz dostępność brzegów zbiornika sprawiają, że stanowi on również ważne zaplecze
rekreacyjne dla mieszkańców miasta, zwłaszcza w porze letniej.
W wielu regionach Polski degradacja ekologiczna zbiorników, urbanizacja ich
otoczenia oraz spadek walorów przyrodniczych i krajobrazowych, skutkują
stopniowym spadkiem zainteresowania turystów takimi rejonami. Trendu tego nie są
w stanie odwrócić różne zabiegi marketingowe oraz inwestowanie w infrastrukturę
wypoczynkową (Chmielewski 2001, Kożuchowski 2005). Rejon wypoczynkowy
nie może być atrakcyjny i prawidłowo funkcjonować bez właściwie ukształtowanej
struktury przyrodniczej oraz harmonijnego krajobrazu (Kułak, Waryszak 2010).
W związku z tym powinno się dokładać wszelkich starań, aby tereny przylegające do
zbiorników były uporządkowane i właściwie zagospodarowane.
Obrazy panoramiczne i fotografie wnętrz są wykorzystywane do celów studialnych w
pracach związanych z przebudową krajobrazu, a także w ocenie estetyki i harmonii
jego zmian (Gawin 2003). Określone wnętrze krajobrazowe, posiada elementy
charakterystyczne dla niego: ściany, płaszczyzny poziome, bryły wolno stojące
i sklepienia. Każdy z nich we właściwy sobie sposób wpływa na charakter i atmosferę
wnętrza (Bogdanowski 1976).
Niezaprzeczalna rola drobnych oczek wodnych we wzbogacaniu różnorodności
gatunkowej i siedliskowej oraz kształtowaniu fizjonomii krajobrazu (Jaguś, Rzętała
2008) była przyczyną podjęcia badań. Wyniki pomogą opracować koncepcję
zagospodarowania w celu podniesienia walorów przyrodniczych, wizualnych
i wypoczynkowych tego fragmentu zlewni Zalewu.
Obszar badań
Badania przeprowadzono na terenach przylegających do małego, bo liczącego
zaledwie ok. 0,13ha oczka wodnego usytuowanego w bezpośrednim sąsiedztwie
Zalewu Zemborzyckiego, połączonego z nim betonowym przepustem. Oczko
powstało w roku 2007 po wybudowaniu, na znacznym odcinku zachodniego brzegu
Zalewu, ścieżki rowerowej. W wyniku prac budowlanych po utworzeniu nasypu jedna
z zatok została odcięta, tworząc odrębny zbiornik (ryc. 1). Znaczącą część zlewni
powstałego oczka wodnego stanowią łąki, nieużytki i pola uprawne intensywnie
użytkowane (zachodnia część), od północy jednorodzinna zabudowa mieszkaniowa
i zagrodowa oraz w części wschodniej Zalew Zemborzycki.
54
3/9/12 4:31 AM
Zawartość rtęci w glebach użytkowanych rolniczo
Ryc. 1. Obszar badań po wybudowaniu ścieżki rowerowej w 2007 roku z zaznaczonym
miejscem wykonania i zasięgiem fotografii A i B.
Materiał i metody
Przeprowadzono studia architektoniczno – krajobrazowe dwóch wybranych
widoków wnętrza z oczkiem wodnym, wyznaczonego metodą Bogdanowskiego
(1999) z modyfikacjami Chmielewskiego (Chmielewski i in. 2010). Dokumentację
fotograficzną terenu badań wykonywano w okresie wczesnego lata i jesieni 2010r.
Do analiz wybrano dwie fotografie wykonane w listopadzie 2010r., które stały się
materiałem wejściowym do studiów kompozycji krajobrazu, ponieważ najlepiej
oddają charakter otoczenia i fizjocenoz wnętrza. W okresie letnim obszar ten staje się
nie dostępny i mało „czytelny” ze względu na silne zarastanie. Na fotografii A ukazano
najbliższe otoczenie oczka wodnego i jego ekspozycję w krajobrazie, natomiast
fotografia B obejmuje przede wszystkim wnętrze analizowanego obiektu (ryc.1,2,3).
Do opracowywania graficznego studiów architektoniczno - krajobrazowych
wykorzystano program Bentley MicroStation V8i oraz CorelDRAW.
Wyniki i dyskusja
Zagłębienie wodne w bezpośrednim sąsiedztwie Zalewu Zemborzyckiego funkcjonuje
obecnie jako niedostępne, zarośnięte pałką szerokolistną i roślinnością ruderalną
wysypisko śmieci (tab. 1, 2). Jego walory przyrodniczo-krajobrazowe są zdegradowane,
chociaż wnętrze posiada korzystną ekspozycję krajobrazową (ryc.2, 3).
Tab. 1 (na odwrocie) Wyniki studium architektoniczno – krajobrazowego otoczenia wnętrza z
oczkiem wodnym oraz wytyczne do jego kształtowania
55
3/9/12 4:31 AM
Płaty i elementy
kompozycji
Płat łąki z ziołoroślami i roślinnością
ruderalną
Zachować pół naturalny charakter
łąki. Wskazane koszenie raz w roku
aby ograniczyć rozwój roślinności
ruderalnej.
Akcent
kolorystyczny
(sezonowy)
Kolorystyczny akcent na łące tworzy
przebarwiona kępa nawłoci kanadyjskiej
Solidago canadensis. Jest ona atrakcyjna gdy
słonecznie kwitnie latem i rdzawo przebarwia
się jesienią. Bardzo ekspansywna
Nie dopuścić do nadmiernego
rozprzestrzenienia się nawłoci w
płacie łąki.
Płat łąki z ziołoroślami i roślinnością
ruderalną
Łąka ziołoroślowa przechodząca w
rajgrasową. W sąsiedztwie wnętrza z
oczkiem wodnym przenikają do niej gatunki
szuwarowe i ruderalne.
Zachować pół naturalny charakter
łąki. Wskazane koszenie raz w roku,
aby ograniczyć rozwój roślinności
ruderalnej.
Wnętrze
z oczkiem
wodnym
Wnętrze posiada korzystną ekspozycję w
otaczającym go krajobrazie. Konkuruje z nim
płat zabudowy zagrodowej znajdujący się na
dalszym planie.
Przesłonić płat zabudowy
nasadzeniami niskiej roślinności
drzewiastej i krzewiastej.
Dominanta
naturalna
III
Łąka ziołoroślowa, średnia wysokość roślin
wynosi ok. 50cm, ale największe dochodzą
do 1,5 m. Bogata w gatunki licznie występuje
krwawnik, mniszek, dziurawiec; dość
intensywnie wkracza tu roślinność ruderalna:
nawłoć, wrotycz, uczep.
Dominantę w krajobrazie stanowi egzemplarz
wierzby białej Salix alba.
Przeprowadzić niezbędne zabiegi
dendrologiczne (oczyszczenie
ubytków) oraz cięcia pielęgnacyjne
i korygujące. Usunąć pasożytniczą
jemiołę Viscum album.
Linia wody
Zalewu Zemborzyckiego
II
Wytyczne
Istnieje połączenie widokowe wnętrza z
oczkiem i wodami Zalewu. Podkreśla to
genezę oczka które pierwotnie było zatoką
Zalewu.
Zachować ekspozycję widokową
Zalewu. Nie dopuścić do
przesłonięcia przez wysokie
nasadzenia.
Płat zabudowy
zagrodowej
I
Charakterystyka
Zabudowa zagrodowa posiada stonowaną
kolorystykę, oprócz budynku mieszkalnego
z pistacjową elewacją. Forma budynków
kontrastuje z naturalnym charakterem
otoczenia.
Przesłonić płat zabudowy
nasadzeniami niskiej roślinności
drzewiastej i krzewiastej – zwłaszcza
budynek mieszkalny.
Akcenty
naturalne
Plany
Akcenty naturalne stanowią egzemplarze
wysokich drzew, widoczne w płacie
zabudowy.
Należy uniknąć osłabienia akcentów,
przez wprowadzanie dodatkowych
wysokich nasadzeń. Osłonę
zabudowy powinny stanowić wysokie
krzewy i niskie drzewa.
56
3/9/12 4:31 AM
Ryc. 2. Studium architektoniczno – krajobrazowe otoczenia wnętrza z oczkiem wodnym (fotografia A): A.
Plan pierwszy I: 1. Płat łąki z ziołoroślami i roślinnością ruderalną 2. Akcent kolorystyczny (sezonowy)
B. Plan drugi II: 1. Płat łąki z ziołoroślami i roślinnością ruderalną 2. Wnętrze z oczkiem wodnym
3. Dominanta naturalna C. Plan trzeci III: 1. Linia wody Zalewu Zemborzyckiego 2. Płat zabudowy
zagrodowej 3. Akcenty naturalne
Ryc. 3. Studium architektoniczno – krajobrazowe wnętrza z oczkiem wodnym (Fotografia B): A. Ściany: 1.
Konkretna (zadrzewienia) 2. Subiektywna (pas roślinności ruderalnej) 3. Obiektywna (barierka) B. Podłoże:
1. Otwarte lustro wody 2. Płat jeżyny Rubus Fruticosus 3. Płat Mozgi trzcinowatej Phalaris arundinacea 4.
Szuwar pałkowy Typha latifolia 5. Płat roślinności ruderalnej 6. Płat odkrytej gleby C. Elementy kompozycji:
1. Otwarcie widokowe 2. Kulisy 3. Element dysharmonijny
57
3/9/12 4:31 AM
Zasadniczym warunkiem istnienia zbiornika wodnego jest jego ciągłe lub okresowe
zasilanie wodą (Bajkiewicz-Grabowska, Mikulski 1999). W analizowanym oczku
wodnym niezbędne jest podniesienie o 0,5 m poziomu lustra wody, które umożliwi
zasiedlenie oczka przez inne makrofity, szczególnie te związane z tonią wodną oraz
litoralem, wyeliminuje zaś roślinność ruderalną (Sender, Kułak 2010). Taki stan
można osiągnąć przez częściowe ograniczenie przepływu wody przez betonowy
przepust łączący zbiornik z Zalewem.
Celem tego etapu prac była analiza kompozycji krajobrazu obszaru planowanej
inwestycji oraz terenów go otaczających, określenie zagrożeń i stworzenie
merytorycznych podstaw do opracowania koncepcji kształtowania krajobrazu.
Części składowe
Subiektywna (pas
roślinności ruderalnej)
Obiektywna
(barierka)
Ściany
Konkretna
(zadrzewienia)
Elementy wnętrza
Tab. 2. Wyniki studium architektoniczno – krajobrazowego wnętrza z oczkiem wodnym oraz
wytyczne do jego kształtowania
Charakterystyka
Wytyczne
Fragment ściany konkretnej jest
krótki, lecz wyraźnie wydziela wnętrze
z otoczenia. Zwarty drzewostan
zbudowany jest z wierzby białej
Salix alba, kruchej Salix fragilis oraz
podrostów topoli białej Populus alba.
Zachować przestrzenny układ ściany.
Przeprowadzić niezbędne zabiegi
dendrologiczne (oczyszczenie ubytków) oraz
cięcia pielęgnacyjne i korygujące.
Ma charakter intuicyjny; stanowi
„domknięcie” wnętrza między
pasem drzew a barierką przy ścieżce
rowerowej.
Wzmocnić działanie ściany przez
posadzenie, krzewu o wyrazistym pokroju
lub kolorze, u szczytu barierki.
Tworzona przez ażurową barierkę o
kontrastowych barwach, poprowadzoną
wzdłuż ścieżki rowerowej.
Zmienić kontrastowe barwy barierki na
neutralne (np. szare, oliwkowe itp.). Na
fragmentach poprowadzić pnące rośliny.
58
3/9/12 4:31 AM
Otwarte
lustro wody
Zwiększyć powierzchnię otwartej toni.
Oczyścić ze śmieci.
Płat jeżyny
Rubus Fruticosus
Roślina nitrofilna, dość ekspansywna.
Zimozielona.
Część krzewów zachować i wzbogacić
gatunkami ozdobnymi.
Roślina nitrofilna, wysokości 1-3
m, z długimi rozłogami, z których
wykształca pędy wegetatywne i
kwiatowe, silnie zakorzeniająca się.
Podobna do trzciny pospolitej.
Na niektórych stanowiskach można zastąpić
ją szlachetniejszymi gatunkami.
Tworzy go głównie pałka szerokolistna
Typha latifolia.
Konieczne jest zmniejszenie powierzchni
zajmowanej przez ten szuwar. Należy
wzbogacić wody w ozdobne gatunki roślin
pływających (np. grążel, grzybień).
Gęsty płat nawłoci kanadyjskiej, uczepu
i mozgi trzcinowatej.
W tym miejscu gatunki ruderalne powinny
zostać zastąpione gatunkami roślin
ozdobnych z naturalnych siedlisk łęgowych
(tojeść, żywokost, ziarnopłon, wiązówka
błotna itp.).
Zdegradowana, szara gleba.
Nasadzenia roślin ozdobnych z naturalnych
siedlisk łęgowych
Widoczne sąsiednie łąki i zadrzewiony
dalszy plan.
Zachować obecną ekspozycję widokową.
Tworzone przez ścianę zadrzewień,
które częściowo przesłaniają sasiadujące
łąki.
Zachować .
Barierka w kontrastowych, biało –
czerwonych barwach.
Zmienić kontrastowe barwy barierki na
neutralne (np. szare, oliwkowe itp.). Na
fragmentach poprowadzić pnące rośliny.
Płat Mozgi
trzcinowatej
Wody nie zajęte przez roślinność.
Zanieczyszczone przez różnego rodzaju
odpady i śmiecie.
Kulisy
Element
dysharmonijny
Elementy kompozycji
Otwarcie
widokowe
Płat odkrytej
gleby
Płat roślinności
ruderalnej
Szuwar
pałkowy
Podłoże
59
3/9/12 4:31 AM
Wnioski
• Obecnie zbiornik jest zaniedbany i pełni rolę odbiornika zanieczyszczeń
spływających z otaczających go terenów. Dotychczasowy sposób jego
gospodarowania, tempo wypłycania i zarastania spowodują, iż oczko wodne
w najbliższym czasie zniknie, pozostanie zaś wyschnięte, zarośnięte drzewami
i krzewami zdegradowane obniżenie terenu.
• Rekultywacja oczka przyczyni się do podniesienia walorów estetyczno krajobrazowych oraz wzbogacenia różnorodności biologicznej zlewni Zalewu
Zemborzyckiego.
• Walory krajobrazowe wnętrza z oczkiem zostaną podniesione, z jednej strony
przez właściwe kształtowanie jego ekspozycji w krajobrazie, z drugiej przez
uporządkowanie samego wnętrza – oczyszczenie go z zalegających śmieci,
odpowiednie przebudowanie struktury roślinności i jej kompozycji.
60
3/9/12 4:31 AM
Literatura
Bajkiewicz-Grabowska E., Mikulski Z. 1999. Hydrologia ogólna. Wyd. Nauk. PWN,
Warszawa
Bogdanowski J. 1976. Kompozycja i planowanie w architekturze krajobrazu Zakład
Narodowy im. Ossolińskich, Wyd. PAN, Wrocław – Warszaw – Kraków – Gdańsk,
1-266
Bogdanowski J. 1999, Metoda jednostek i wnętrz architektoniczno-krajobrazowych (JARKWAK) [w]: studiach i projektowaniu. Zakład Graficzny Politechniki Krakowskiej,
Kraków, 1-40
Bryński K., 1968. Die Überschwemmung in der Lubliner Woiwodschaft im Frühling 1964
Jahres (in Polish). Annales UMCS, B, 20 (1968), 243-280.
Chmielewski T. J. 2001. System planowania przestrzennego harmonizującego przyrodę i
gospodarkę. tom 1,2. Wyd. Politechniki Lubelskiej. Lublin: 222.
Chmielewski T. J., Kułak A., Niewada A. 2010. Ewolucja koncepcji zagospodarowania
Terenu inwestycyjnego Zielona Dolina w obszarze chronionego krajobrazu „Dolina
Ciemięgi”. Architektura Krajobrazu (po recenzji, w druku).
Jaguś A., Rzętała M. 2008. Znaczenie zbiorników wodnych w kształtowaniu krajobrazu
(na przykładzie kaskady Jezior Pogorii). Akademia Techniczno – Humanistyczna w
Bielsku Białej, Bielsko – Biała: 152.
Kożuchowski K. 2005. Walory przyrodnicze w turystyce i rekreacji. Wydawnictwo
KURPISZ S.A. Poznań.
Kułak A., Waryszak P. 2010. The study of size and the structure of the touristic movement 1998 –
2010 years around The Zemborzycki Reservoir in Lublin. TEKA vol. VII, Lublin 110 – 118.
Michalczyk Z. red., 1997. Strategia wykorzystania i ochrony wód w dorzeczu Bystrzycy.
Badania hydrograficzne w poznawaniu środowiska, 5, Wyd. UMCS Lublin: 192.
Rodzik J., Dobrowolski R., Melke J. 2009. Estimation of kind, amount and mechanism of
sedimentation in the Zemborzyce reservoir near Lublin. TEKA Ochr. i Kształt. Środow.
Przyr. T. VI, 261-276.
Sender J., Kułak A. 2010. Significance and development of small water body in the
immediate vicinity of Zemborzycki water reservoir in Lublin. TEKA vol. VII, Lublin:
190 – 199.
Włodarczyk Z., 1991. Monografia Zalewu Zemborzyckiego. Maszynopis w Zakładzie
Kartografii UMCS, Lublin: 56.
Gawin A. 2003, Dokumentacja i prezentacja obiektów zabytkowych w fotografii
panoramicznej http://galaxy.uci.agh.edu.pl/~zfiit/publikacje_pliki/Gawin_2003.pdf
Agnieszka Kułak
Zakład Ekologii Krajobrazu i Ochrony Przyrody
ul. Dobrzańskiego 37, 20-262 Lublin
e-mail: a.k.ulak@wp.pl
Opiekun naukowy: dr hab. Tadeusz J. Chmielewski, prof. nadzw. UP
61
3/9/12 4:31 AM
3/9/12 4:31 AM
Mateusz Malinowski
Jakub Sikora
Michał Nowak
Artur Klaczak
EPISTEME
12/2011, t. I
s.63-70
ISSN 1895-4421
ANALIZA ROZKŁADU PRZESTRZENNEGO ICHTIOFAUNY MIASTA KIELCE
PRZY WYKORZYSTANIU TECHNIK GIS
USING GIS SYSTEMS IN SPATIAL DISTRIBUTION ANALYSES OF
ICHTHYOFAUNA IN KIELCE
Abstrakt: W okresie od kwietnia do października 2010 roku wykonano badania ichtiofaunistyczne
cieków wodnych miasta Kielce. Elektropołowy przeprowadzono na 18 zdefiniowanych
stanowiskach badawczych zlokalizowanych na głównych ciekach i zbiornikach miasta.
W ramach analizy określono procentowe udziały liczebności i bioróżnorodności 25 gatunków
ryb. Analizę rozkładu przestrzennego (nasycenie zjawiska w przestrzeni przyrodniczej) dla
zgromadzonych danych empirycznych o stanie ichtiofauny zrealizowano przy wykorzystaniu
oprogramowania Geograficznych Systemów Informacyjnych (ArcView GIS 3.3). Wykorzystane
oprogramowanie posłużyło do opisu i wizualizacji stanu ichtiofauny. Przeprowadzone badania
wykazały zubożenie ichtiofauny w miejscach silnie zurbanizowanych. Największy udział
liczebności oraz bioróżnorodność zaobserwowano w dolinie Bobrzy.
Słowa kluczowe: GIS, Kielce, rozkład przestrzenny, ichtiofauna, elektropołów
Summary: Ichthyobiological studies were carried out in rivers of Kielce in the period of time
from April to October 2010 year. Fish samples were obtained by the electrofishing method in 18
selected sites. In total, 2600 fish individuals representing 25 species were caught and identified
in all water courses. The number of caught fish distinctly differentiated the studied water courses.
There were 3 sites, where authors didn’t notice fishes. The analyses of spatial distribution
(the saturation in natural space the phenomenon) of ichthyofauna was conducted with using
the software Geographic Information Systems (Arc View GIS 3.3). Conducted investigations
showed impoverishment of factorial urbanization at spatial distribution of ichthyofauna.
Key words: GIS, Kielce, spatial distribution, ichthyofauna, electrofishing method
63
3/9/12 4:31 AM
Mateusz Malinowski, Jakub Sikora, Michał Nowak, Artur Klaczak
Wstęp
Geograficzne Systemy Informacyjne (Geographic Information System) służą do
opisu, wyjaśniania i przewidywania rozkładu przestrzennego zjawisk geograficznych.
Jest to zarówno dział oprogramowania, jak również nauki z wypracowaną
metodyką rozwiązywania problemów badawczych [Longley i in. 2006]. Na
systemy GIS składają się: odpowiednie oprogramowanie i sprzęt komputerowy,
zgromadzone dane przestrzenne, modele i stosowane algorytmy oraz procedury
przetwarzania i udostępniania informacji. Geograficzne Systemy Informacyjne to
narzędzia umożliwiające automatyczną analizę i interpretację danych o obiektach
przestrzennych, przechodzenie od danych cyfrowych do map oraz modeli
trójwymiarowych. Możliwość przedstawiania wyników analiz w postaci map stanowi
jedną z najważniejszych zalet systemów informacyjnych.
Od czasu kiedy Systemy Informacji Przestrzennych (GIS) znalazły praktyczne
zastosowanie w kartografii, jego walory zostały także dostrzeżone przez naukowców
zajmujących się innymi działami nauki. Dzisiejsze aplikacje GIS mają ogromne
zastosowanie w hydrografii. GIS wykorzystywany jest do wizualizacji i analizy
sieci hydrograficznej, stanu zanieczyszczeń wód itp. [Gotlib i in. 2007]. Dla potrzeb
wizualizacji danych przestrzennych pochodzących z różnych źródeł (zobrazowania
satelitarne, dane DEM, dane wektorowe z GPS i inne) używane są specjalne algorytmy
renderingu.
Systemy GIS stosowane są do opracowywania i udoskonalania map batymetrycznych
dna mórz i jezior, głębokości jezior, rzek oraz różnych zbiorników wodnych.
Opracowano wiele technologii zbierania podwodnych geodanych przestrzennych. Przy
pomocy technologii satelitarnej (GPS, GLONAS, a w przyszłości także europejskiego
Galileo), nowoczesnych technik sondażu hydroakustycznego (Echograf, Echosonda,
Sonar, Stacja hydrolokacyjna) oraz różnego rodzaju multimediów (dźwięk, grafika,
zdjęcia, animacja, wideo) buduje się podwodny rzeczywisty świat. Cyfrowe
warstwy tematyczne prezentują warunki obiegu wody i jej chwilowy stan. Jednym
z owoców pracy polskich naukowców jest numeryczna mapa hydrograficzna Polski.
Na jej podstawie oraz badań zlecanych przez urzędy województw i miast budowane
są przestrzenne bazy danych o stanie ichtiofauny. Pliki te wykorzystywane są
przez jednostki administracji publicznej, które zajmujące się ochroną środowiska
naturalnego.
Dane o stanie ilościowym i jakościowym ichtiofauny gromadzone są w terenie
z zastosowaniem metody elektropołowów. W metodzie tej wykorzystuje się zjawisko
elektrotaksji dodatniej – ryby, które znajdą się dostatecznie blisko anody (elektrody
połowowej), wykonują ruch w jej kierunku, a następnie ulegają elektronarkozie na
okres kilkudziesięciu sekund, co pozwala na ich wyłowienie. Połów wykonywany jest
przez dwie osoby – pierwsza ogłusza i wyławia ryby za pomocą elektrody połowowej,
natomiast druga odławia pozostałe za pomocą zwykłego kasarka.
64
3/9/12 4:31 AM
Analiza rozkłądu przestrzennego ichtiofauny miasta Kielce...
Materiał i metoda
W okresie od kwietnia do października 2010 roku, na wybranych 18 stanowiskach
badawczych na terenie miasta Kielce przeprowadzono odłowy kontrolne (ryc.
1). W ciekach wodnych, połów wykonano metodą jednokrotnego przejścia przy
użyciu plecakowego urządzenia połowowego (IUP-12, Radet, Polska), zasilanego
akumulatorem, natomiast na zbiornikach odłowy przeprowadzono z łodzi za pomocą
agregatu spalinowego (BMA PLUS, R. Bednar, Słowacja), generującego prąd stały
pulsacyjny. Jest to metoda powszechnie stosowana w badaniach ichtiofaunistycznych
[Penczak 1967, Backiel i Welcomme 1980]. Prowadzone w wielu krajach badania,
nie wykazały szkodliwości pola elektromagnetycznego na odławiane ryby oraz inne
organizmy wodne [Penczak 1967]. Na podstawie wykonanych odłowów określono
ilościowy skład ichtiofauny kieleckich wód, odzwierciedlający stan ich środowiska.
Po odłowieniu i przetransportowaniu na stanowisko pomiarowe, ryby poddawane
były anestezji w roztworze 2-fenoksyetanolu (3 ml na 10 l wody) w celu ułatwienia
manipulacji i zmniejszenia stresu ryb. Po identyfikacji do gatunku wszystkie ryby
zmierzono (długość całkowita +/- 5 mm) i zważono (+/- 1g). Następnie ryby
umieszczano w wiadrach z czystą wodą, gdzie wybudzały się z narkozy, po czym
wypuszczano je w miejscu złowienia.
Badania ichtiofaunistyczne wykonano na zlecenie Urzędu Miasta w Kielcach. Były
one częściowo finansowane z funduszu BW 2201/KIiR/2010.
Ryc. 1. Stanowiska odłowu (pomiarowe) na ternie miasta Kielce, źródło: opracowanie własne, 2011
65
3/9/12 4:31 AM
Wyniki z pomiarów zapisywano na specjalnie przygotowanych formularzach. Następnie
na podstawie formularzy opracowano bazę danych w arkuszu kalkulacyjnym, która
posłużyła jako baza danych atrybutowych w programie GIS, który współpracuje
standardowo z arkuszami kalkulacyjnymi, systemami ekspertowymi, programami
statystycznymi itp. Istnieje więc możliwość eksportu plików z danymi, co oznacza, że
z bazy danych GIS można w prosty sposób przesłać informacje do arkusza kalkulacyjnego
i odwrotnie, w celu dalszej weryfikacji lub ponownych obliczeń. Działanie to może
odbywać się również w odwrotnym kierunku. Wtedy otrzymane wyniki w arkuszu
kalkulacyjnym (np. Microsoft Excel) można wykorzystać w programie GIS po imporcie
plików zrozumiałych dla danej aplikacji [Kwietniewski 2008].
Pliki w formacie *.shp obrazujące sieć hydrologiczną Kielc pozyskano z Urzędu
Miasta. Pozostałe warstwy tematyczne, w tym stanowiska odłowu opracowano
z wykorzystaniem metody wektoryzacji (digitalizacji mapy cyfrowej). Wszystkie
cieki charakteryzują się niewielką szerokością koryta (do 8 m) i głębokością (do 1,5
m; zwykle jednak nieprzekraczającą 0,5 m).
Połów wykonano na ciekach: Silnica (stanowiska 1, 2, 3, 4, 5), Sufraganiec
(stanowiska 6, 7, 8, 9), Chodcza (stanowisko 13), Bobrza (stanowiska 10, 11, 14,
15), dwóch niewielkich dopływach Lubrzanki (stanowiska 12 i 16) i na zbiornikach
Szydłówek (Stanowisko 17) i Mójcza (Stanowisko 18).
Wyniki
W czasie badań stwierdzono występowanie na terenie miasta Kielce 24 gatunków
ryb, 1 minoga i 1 raka. Ogółem stwierdzono występowanie ryb na 15 z 18
stanowisk badawczych (ryc. 3). Odłowiono ponad 2600 osobników o łącznej masie
przekraczającej 54 kg. W niniejszym opracowaniu zaprezentowano zastosowanie
GIS do analizy rozkładu przestrzennego stanu ichtiofauny. Spośród wszystkich
odłowionych gatunków poniżej przedstawiono 6 najczęściej poławianych ryb:
strzeblę potokową (Phoxinus phoxinus), słonecznicę (Leucaspius delineatus), płoć
(Rutilus rutilus), kiełbia krótkowąsego (Gobio gobio), śliza (Barbatula barbatula) oraz
minoga ukraińskiego (Eudontomyzon mariae).
Rycina 2 przedstawia występowanie niektórych gatunków ryb na poszcególnych odcinkach
cieków i zbiorników wodnych miasta Kielce. Kolorem jasnoniebieskim oznaczono cieki,
na których nie zarejestrowano ryb danego gatunku. Z ryciny 3 wynika, że największa
różnorodność ryb występuje w dopływach Bobrzy – Sufragańcu oraz Silnicy. Na ciekach
w południowo wschodniej części miasta nie odnotowano żadnych gatunków ryb.
Strzebla potokowa, kiełb krótkowąsy oraz śliz są rybami charakterystycznymi dla
cieków o charakterze podgórskim, z wartkim prądem wody i dobrze natlenionych.
Płoć występuje niemal we wszystkich typach cieków i zbiorników wodnych,
preferując te z wolniejszym przepływem i o wyższej trofii. Natomiast słonecznica
jest typowym stagnofilem, znajdującym najlepsze warunki w żyznych zbiornikach
wody stojącej, silnie nagrzewających się w lecie. Ciekawy był fakt stwierdzenia
tego ostatniego gatunku w rzece Sufraganiec w jej środkowym biegu, gdzie ciek ten
charakteryzuje się zdecydowanie podgórskim charakterem.
66
3/9/12 4:31 AM
A
B
CD
E
F
Ryc. 2. Zastosowanie GIS do wizualizacji występowania poszczególnych gatunków ryb
w akwenach wodnych miasta Kielce – A (słonecznica), B (strzebla potokowa), C (minóg
ukraiński), D (śliż), E (płoć) i F (kiełb), źródło: opracowanie własne, 2011
67
3/9/12 4:31 AM
Lp.
Nazwa łacińska
Nazwa polska
Stanowiska
Minogi (Cephalaspidomorpha)
Minogowate (Petromyzontidae)
1
Eudontomyzon mariae
Minóg ukraiński
6,7,8,14
Ryby kostnopromieniste (Actinopterygii)
Karpiowate (Cyprinidae)
2
Abramis brama
Leszcz
18
3
Alburnus alburnus
Ukleja
5,14,18
4
Blicca bjoerkna
Krąp
5
Carassius carassius
Karaś pospolity
5
6
Carassius gibelio
Karaś srebrzysty
1,2,3,4,5,
7
Gobio gobio
Kiełb krótkowąsy
1,2,4,5,7,8,10,11,14,15,17
8
Leucaspius delineatus
Słonecznica
9
Leuciscus leuciscus
Jelec
10
Leuciscus idus
Jaź
11
Phoxinus phoxinus
Strzebla potokowa
18
1,2,5,6,7,8,10,11
2,4,10,11,14,15,18
1,2,10,17,15
1,2,3,6,7,8,9,10,11,12
12
Rhodeus amarus
Różanka
13
Rutilus rutilus
Płoć
18
14
Scardinius erythrophthalmus Wzdręga
15
Squalius cephalus
Kleń
2,4,8,10,11,14,17
16
Tinca tinca
Lin
18
1,2,4,5,10,11,14,15,17,18
17
Okoniowate (Percidae)
17
Gymnocephalus cernua
Jazgarz
18
Perca fluviatilis
Okoń
15,18
19
Sander lucioperca
Sandacz
18
Cierniczek
6,8
Miętus
11
1,2,4,5,8,10,11,14,17,18
Ciernikowate (Gasterosteidae)
20
Pungitius pungitius
Miętusowate (Lotidae)
21
Lota lota
Szczupakowate (Esocidae)
22
Esox lucius
Szczupak
2,3,10,14,17,18
Kozowate (Cobitidae)
23
Cobitis taenia
Koza pospolita
24
Misgurnus fossilis
Piskorz
4,8
5
Przylgowate (Balitoridae)
25
Barbatula barbatula
Śliz
1,2,3,4,5,6,8,9,10,11,12,14,15
Tab. 1. Systematyczny przegląd odłowionych gatunków ryb, źródło: Opracowanie własne, 2011
68
3/9/12 4:31 AM
Tabela 1 zawiera wykaz wszystkich 25 odłowionych gatunków ryb w układzie
systematycznym wraz z odpowiednimi numerami stanowisk, na których były one
odławiane.
Na rycinie 3 przedstawiono udział liczebności (%) poszczególnych gatunków
ryb odławianych na konkretnych stanowiskach. Największą bioróżnorodnością
charakteryzują się cieki: Sufraganiec i Silnica, w ich dolnym biegu, oraz Bobrza.
W Chodczy (stanowisko 13) oraz bezimiennym dopływie Lubrzanki (stanowisko 16)
nie stwierdzono żadnej ryby.
Ryc. 3. Udział poszczególnych gatunków ryb na stanowiskach odłowu, źródło: opracowanie
własne, 2011
Dyskusja i wnioski
Wyraźnie zauważalne jest zubożenie i ujednolicenie ichtiofauny na stanowiskach silnie
przekształconych przez człowieka (miejski odcinek Silnicy – stanowisko 3; niedawno
wykonana regulacja Bobrzy – stanowisko 10; dopływ Sufragańca – stanowisko 9 oraz
dopływ zbiornika Cedzyna – stanowisko 12). Wskazuje to na negatywny wpływ tego
typu działalności antropogenicznej na zespoły zamieszkujących te cieki ryb.
Największą bioróżnorodność odnotowano w dolinie Bobrzy wraz z dolnymi odcinkami
Silnicy i Sufragańca. Zwłaszcza rzeka Sufraganiec powinna stać się przedmiotem
szczególnej troski ze strony władz odpowiedzialnych za ochronę środowiska,
z uwagi na wyjątkowo liczne występowanie zagrożonego i podlegającego ochronie
gatunkowej minoga ukraińskiego.
69
3/9/12 4:31 AM
Najczęściej występującymi gatunkami ryb w Kielcach, podobnie jak w całym regionie
są strzebla potokowa, kiełb i śliz. Najrzadziej łowionymi gatunkami są ryby, które
charakteryzują się większymi (specyficznymi) wymaganiami względem środowiska
wodnego: takie jak miętus (Lota lota), koza (Cobitis taenia) i piskorz (Misgurnus fossilis).
Literatura
Backiel T., Welcomme R. L. 1980. Guidelines for sampling fish in inland waters. EIFAC
Tech. Pap., 33: 1-176.
Gotlib D., Iwaniak A., Olszewski R. 2007. GIS – Obszary zastosowań. Wydawnictwo
Naukowe PWN, Warszawa
Kwietniewski M. 2008. GIS w wodociągach i kanalizacji. Wydawnictwo Naukowe PWN,
Warszawa
Longley A., Goodchild M.F., Maguire D.J, Rhind D.W. 2006. GIS – Teoria i praktyka.
Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
Penczak T. 1967. Biologiczne i techniczne podstawy połowu ryb stałym prądem elektrycznym.
Przegl. Zool., 11: 114-131.
Mateusz Malinowski
Instytut Inżynierii Rolniczej i Informatyki
ul. Balicka 116b, 30-149 Kraków
Opiekun naukowy: dr hab. inż. Andrzej Woźniak, prof. UR Prof. dr hab. inż.
Włodzimierz Popek
70
3/9/12 4:31 AM
Weronika Maślanko
Joanna Sender
Agnieszka Kułak
EPISTEME
12/2011, t. I
s.71-79
ISSN 1895-4421
Hydrobotaniczna charakterystyka oczek wodnych
w dolinie rzeki Ciemięgi na odcinku Jastków – Snopków
Hydrobotanical characterization of ponds situated between
the villages of Jastków and Snopków in the Ciemięga River Valley
Abstrakt: Badania przeprowadzono w sezonie wegetacyjnym 2009 r. w drobnych zbiornikach
wodnych położonych w dolinie rzeki Ciemięgi na odcinku Jastków – Snopków. Zbiorniki te nie
powstały naturalnie, lecz zostały wykopane przez człowieka pod koniec lat 80-tych. W ramach
badań analizowano strukturę roślinności zasiedlającej te zbiorniki oraz wybrane parametry
fizyczno-chemiczne wody. Celem badań było określenie zróżnicowania struktury makrofitów
oraz warunków siedliskowych w badanych oczkach wodnych, w zależności od ich położenia
oraz wpływu, jaki wywiera sposób zagospodarowania terenów przyległych. Badania wykazały
wyraźne zróżnicowanie struktury roślinności tych zbiorników. Największą różnorodnością
gatunkową charakteryzował się zbiornik użytkowany ekstensywnie rybacko (56 gatunków),
natomiast w zbiorniku stanowiącym element przydomowej oczyszczalni hydrobotanicznej
charakteryzował się występowaniem jedynie 26 gatunków, mimo, że to właśnie w tym zbiorniku
fitolitoral zajmował największą powierzchnię – 80%. Największą całkowitą biomasę makrofitów
odnotowano w zbiorniku użytkowanym ekstensywnie (214,8gsm·m-2).
Słowa kluczowe: fitolitoral, makrofity, zbiorniki wodne, oczka wodne
Summary: The research was conducted in small water bodies situated between the villages
of Jastków and Snopków in the Ciemięga River Valley in the vegetation season of 2009. The
project provided for the analysis of the vegetation structure in the water bodies, as well as
some selected physicochemical parameters of water. The object of the research was to determine
the diversity of macrophyte structure and habitat conditions in the ponds under examination,
depending on their location and the influence exerted by the development of adjoining areas.
The research demonstrated distinct diversification in the plant structure of the water bodies. The
greatest species diversification was found in the body used extensively for fishing (56 species).
While the body which was a part of a hydrobotanical home waste water treatment plant brought
only 26 species despite the fact that it was in that particular body that phytolittoral constituted
the greatest surface – 80%. The biggest total macrophyte biomass was registered in the body of
water used extensively (214,8gsm·m-2).
Key words: phytolittoral, macrophytes, water bodies, ponds
71
3/9/12 4:31 AM
Weronika Maślanko, Joanna Sender, Agnieszka Kułak
Wstęp
Oczka wodne to niewielkie zbiorniki wodne o powierzchni z reguły nie przekraczającej
1ha i głębokości wahającej się od 1 do 3 m, położone są z reguły w dnie niewielkich
bezodpływowych obszarów, okresowo lub stale wypełnionych wodą. Teren
otaczający niewielkie zbiorniki wodne tworzy mikrozlewnię o powierzchni od 0,3
do 2,8 ha. Razem z otaczającą je roślinnością i glebami, oczka stanowią swoisty
układ ekologiczny dla dziko żyjących gatunków flory i fauny [Drwal i in. 1976,
Drwal i Lange 1985, Banaszak i Kasprzak 1994, Kraska i Kaniecki 1995, Goławski
i Kasprzykowski 2007]. Doprowadzają one tym samym do wzrostu różnorodności
biologicznej otaczającego terenu [Kalbarczyk 2003].
Oczka wodne są integralną częścią krajobrazu wiejskiego, przyczyniając się do
jego urozmaicenia [Szpakowska, Życzyńska-Bałoniak 1994]. Ich układ i gęstość są
cechami charakterystycznymi, związanymi z użytkowaniem obszaru [Pieńkowski
1996, Nowicki 1997]. Ponadto oczka wodne wpływają na poziom wód gruntowych
oraz gospodarkę wodną gleb terenów przyległych [Fiedler 1997].
Ze względu na niewielkie rozmiary, oczka wodne częściej od innych zbiorników,
narażone są na wysychanie czy eutrofizację, które powodują zaburzenia w składzie
gatunkowym oraz ich degradację [Kochanowska i Raniszewska 1999, Kalbarczyk
2003, Kuczera i Misztal 2007].
Oczka wodne stanowią dogodne siedliska do rozwoju roślinności wodnej, czyli
makrofitów [Hartog i Segal 1964, Cook 1983, Wołek 1996, Maślanko i in. 2010].
Makrofity kształtują warunki abiotyczne i biotyczne, wpływając m.in. na żyzność wód,
skład gatunkowy roślin i zwierząt, stanowią miejsce żerowania, rozrodu oraz refugia
dla wielu wodnych bezkręgowców oraz ryb, a także siedliska dla awifauny [Kornijów
i Radwan 2000]. Ponadto mogą stanowić barierę w postaci filtra wychwytującego
i neutralizującego pierwiastki spływające ze zlewni [Pieczyńska i Ozimek 1976,
Pieczyńska i in. 1988, Pieczyńska 1993, Ozimek i in. 1990, Wiater 2005].
Celem badań było określenie zróżnicowania struktury makrofitów oraz warunków
siedliskowych w trzech sztucznych oczkach wodnych, w zależności od ich położenia,
wpływu zagospodarowania terenów przyległych, a także sposobu użytkowania.
Obszar badań
Badania przeprowadzono w trzech oczkach wodnych położonych w dolinie
rzeki Ciemięgi na odcinku Jastków – Snopków. Jest to mezoregion Płaskowyżu
Nałęczowskiego na Wyżynie Lubelskiej [Kondracki 1998]. Cała dolina rzeki stanowi
obszar chronionego krajobrazu. Rzeźba otaczającego terenu jest urozmaicona ze
względu na gęstą sieć dolin denudacyjnych i młode rozcięcia erozyjne, przyjmujące
postać wąwozów o stromych ścianach i wąskim dnie.
Analizowane oczka wodne nie powstały w sposób naturalny, tylko zostały wykopane
przez człowieka pod koniec lat 80-tych.
72
3/9/12 4:31 AM
Hydrobotaniczna charakterystyka oczek wodnych...
Oczko wodne I użytkowane ekstensywnie, reprezentuje najbardziej naturalny
charakter roślinności. Prawdopodobnie zasilane przez wody gruntowe. Zlewnię
zbiornika stanowią łąki podmokłe.
Oczko wodne II poddane presji antropogenicznej jako element przydomowej
oczyszczalni hydrobotanicznej, w której stosowano preparat mikrobiologiczny
„Efektywne mikroorganizmy EM” firmy EM Farming. Zasilane wodą z rzeki
Ciemięgi, zaś jego zlewnię użytkowano rolniczo.
Oczko wodne III użytkowane rybacko, zasilane wodą z pobliskiego źródła. Zlewnia
tego oczka użytkowana rolniczo, obecność zabudowy rozproszonej. Zarówno
w oczku II, jak i III, okresowo spuszczano wodę.
Materiał i metody
Analizy florystyczne przeprowadzone zostały w okresie wegetacyjnym 2009 r. Do
określenia ekologicznej struktury makrofitów zastosowano powszechnie przyjętą
w Europie Środkowej metodę fitosocjologiczną Brauna-Blanqueta [1951]. Jednostki
fitosocjologiczne (określone na podstawie gatunków dominujących) wyróżniono,
stosując układ systematyczny i nomenklaturę Matuszkiewicza [2008]. Zdjęcie
fitosocjologiczne obejmowało listę wszystkich gatunków stwierdzonych w obrębie
fitocenozy z uwzględnieniem ich liczby [Szmeja 2006].
Próby ilościowe makrofitów wynurzonych pobierano wzdłuż wyznaczonych
transektów florystycznych (ryc. 1). Pomiaru zagęszczenia dokonano przy użyciu
widełek florystycznych o powierzchni 0,25 m2. Do pobierania prób ilościowych
makrofitów zanurzonych użyto chwytacza roślinności o powierzchni chwytnej
0,16 m2 [Bernatowicz 1960]. Do obliczenia procentowego udziału poszczególnych
zbiorowisk roślinnych wykorzystano oprogramowanie Microstation V8 XM.
Fizyczno-chemiczne właściwości wody badanych zbiorników wodnych analizowano
równocześnie z badaniami hydrobotanicznymi. Określano: temperaturę wody,
odczyn, przewodnictwo elektrolityczne, stopień nasycenia wody tlenem według
Polskich Standardów [Hermanowicz i Dojlido 1999], twardość ogólną oraz zawartość
związków biogennych: azotu całkowitego, fosforu ogólnego oraz fosforanów. Wyniki
uśredniono zarówno z płytkiego, jak i głębokiego litoralu. Obliczono również
wskaźnik Stanu Trofii Carlsona [Carlson 1977] oraz wskaźnik różnorodności
Shannona – Wienera (H)
Wyniki i dyskusja
Badane zbiorniki wodne charakteryzowały się podobnymi właściwościami
morfometrycznymi oraz wartościami analizowanych czynników fizycznochemicznych wodnych (tab. 1).
73
3/9/12 4:31 AM
Parametry morfometryczne
Zbiornik I
Zbiornik II
Zbiornik III
Powierzchnia [ha]
0,1
0,1
0,1
Głębokość [m]
1,2
1,5
1,2
Przezroczystość [m]
0,1
0,3
0,1
Powierzchnia fitolitoralu [ha]
0,06
0,08
0,01
[%]
60
80
10
Właściwości fizyczno-chemiczne
x
SD
x
SD
x
SD
Temperatura [°C]
28
Odczyn
9,85
0,71
29
1,57
28,65
0,07
0,07
8,30
0
8,05
0,35
Przewodnictwo elektrolityczne
[µS∙cm-1]
194
3,39
587,5
23,33
4,2.5
0,71
Tlen rozpuszczony [mg ∙ dm-3]
7,25
0,07
7,40
0
7,15
0,07
Nasycenie tlenem [%]
97,45
0,64
99,50
0,99
93,75
0,64
Twardość ogólna [mg ∙ dm-3]
6,00
0,56
10,55
0,92
7,35
0,49
Azot całkowity [mg ∙ dm-3]
9,10
0,56
>14
-
7,65
0,07
Fosfor ogólny [mg ∙ dm ]
.> 0,1
-
> 0,1
-
> 0,1
-
Fosforany [mg ∙ dm-3]
0,35
0,07
1,05
0,21
0,50
0,14
TSI Carlsona
63,30
-
70,00
-
62,35
-
-3
Tab. 1. Charakterystyka podstawowych parametrów morfometrycznych oraz właściwości
fizyczno – chemiczne badanych zbiorników
W zbiorniku II fitolitoral zajmował aż 80% powierzchni zbiornika, czego powodem
jest intensywne użytkowanie zlewni oraz hipereutroficzny charakter wód w tym
zbiorniku, na co wskazuje bardzo wysoki Wskaźnik Stanu Trofii (TSI) Carlsona.
Również oczko wodne w dolinie rzeki Wisły na odcinku Sandomierz – Tarnobrzeg,
którego zlewnia użytkowana była w sposób rolniczy, wykazało większą powierzchnię
fitolitoralu (84% powierzchni zbiornika) od zbiornika użytkowanego ekstensywnie
[Maślanko i in. 2010].
W II oczku wodnym występowało najwyższe nasycenie wody tlenem, co
prawdopodobnie było efektem masowego pojawiania się glonów w tym zbiorniku
[Messyasz i Krysiuk 2006].
W badanych zbiornikach wodnych występowało łącznie 18 zbiorowisk roślinnych,
należących do 6 klas systematycznych: Lemnetea minoris, Artemisietea vulgaris,
Potametea, Phragmitetea, Molinio Arrhenathereteam, Alnetea Glutinosae. W
zbiorniku I występowało 8 zbiorowisk roślinnych, natomiast w II i w III po 7 (tab. 2).
74
3/9/12 4:31 AM
I
Fitocenoza
II
III
Helofity:
Caricetum ripariae
17
Cicuto – Caricetum pseudocyperi
6
Equisetetum fluviatilis
11
Glycerietum maximae
7
Phragmitetum australis
4
Urtico – Calastegietum sepium
5
Calystegio – Eupatorietum
15
5
Typhetum latifoliae
26
Salicetum pentandro - cinereae
49
10
Nymfeidy:
Nupharo – Nymphaeetum albae
9
Potametum natantis
9
Polygonetum natantis
28
4
Potametum lucentis
1
Pleuston:
Lemno minoris – Salvinietum natantis
17
Lemnetum trisulcae
3
33
Elodeidy:
Ceratophylletum demersi
9
Myriophylletum spiciami
12
Potametum pectinati
20
Razem:
100
100
100
Tab. 2. Udział poszczególnych zbiorowisk roślinnych w tworzeniu fitolitoralu zbiornika I, II
i III [%]
Największy udział procentowy w oczku I stanowiła fizjocenoza Salicetum pentandro
– cinereae (49%), natomiast najmniejszy (3%) w tym oczku stanowiło zbiorowisko
Lemnetum trisulca, które z reguły spotyka się w dość czystych i natlenionych wodach,
o odczynie od słabo kwaśnego do lekko zasadowego [Matuszkiewicz 2008]. Fizjocenoza
Lemno minoris – Salvinietum natantis dominowała wśród zbiorowisk oczka II (33%),
natomiast 5% powierzchni całego litoralu zajmowało Calystegio - Eupatorietum.
Wśród makrofitów oczka III zbiorowisko Polygonetum natantis zajmowało aż 28%
powierzchni ogółu roślinności, stanowiąc w oczku I jedyne 4% (ryc. 1a).
75
3/9/12 4:31 AM
Ryc. 1. Rozmieszczenie zbiorowisk makrofitów w oczkach wodnych (po lewej) oraz wartości
wskaźnika Shannona – Wienera dla poszczególnych oczek wodnych (po prawej)
Łączna liczba gatunków makrofitów we wszystkich badanych oczkach wynosiła
101 (ryc. 2a), które obejmowały wszystkie grupy makrofitów, tj. helofity, nymfeidy,
pleuston oraz elodeidy. Na podstawie analiz 27 oczek wodnych o podobnym
charakterze w Wielkopolsce, stwierdzono występowanie zaledwie 62 gatunków
makrofitów [Nagengast, Ostapiuk 2004].
Ryc. 2. Liczba gatunków w poszczególnych oczkach wodnych (a) Biomasa makrofitów w
badanych oczkach wodnych [gsm·m-2] (b)
Najmniejsze zróżnicowanie gatunkowe (jedyne 26), pomimo 80% powierzchni
zajmowanej przez fitolitoral, występowało w zbiorniku II, wskazując tym samym na
jego hipereutroficzny charakter oraz intensywne użytkowanie. Natomiast w zbiorniku
I zanotowano największą różnorodność gatunkową makrofitów (56), co potwierdza
również wartość wskaźnika Shannona – Wienera (2,16) (ryc. 2b).
76
3/9/12 4:31 AM
W zbiorniku I dominowała roslinność wynurzona (57,9% powierzchni całego
fitolitoralu) (tab. 3). Roślinność zanurzona oraz pleustonowa zajmowały
w zbiorniku II podobną powierzchnię (odpowiednio 32,6 i 33,2). Jedynie zbiornik
III charakteryzował się obecnością tylko dwóch typów roślinności, tj. dominującej
wynurzonej (70,5) oraz nymfeidów (29,5).
Typ roślinności
Zbiornik I
Zbiornik II
Zbiornik III
%
ha
%
ha
%
ha
Helofity
57,9
0,03
25,4
0,02
70,5
0,007
Nymfeidy
13,2
0,01
8,8
0,007
29,5
0,003
Pleuston
19,7
0,01
33,2
0,02
0
0
Elodeidy
9,2
0,01
32,6
0,03
0
0
Razem
100
0,06
100
0,08
100
0,01
Tab. 3. Udział poszczególnych zbiorowisk roślinnych w fitolitoralu zbiorników
Całkowita biomasa makrofitów była największa w zbiorniku I (214,8 gsm∙m-2),
w tym aż 134,3 gsm∙m-2 stanowiły nymfeidy (ryc. 2b). Biomasa w zbiornikach II i III
kształtowała się na podobnym poziomie (odpowiednio 38,7 i 33,2). W zbiorniku II
stwierdzono brak roślinności pleustonowej.
Wnioski
• Niewielkie zbiorniki wodne w dolinie rzeki Ciemięgi znacząco przyczyniają się
do wzrostu różnorodności biologicznej sąsiadującego obszaru ze względu na
bogato reprezentowaną strukturę ilościową makrofitów.
• Mniejsza liczba zbiorowisk makrofitów w oczku II była związana z presją
antropogeniczną (odbiornik ścieków oczyszczonych).
• Wraz ze wzrostem trofii w zbiornikach zmniejsza się różnorodność fitocenotyczna.
• Stosowanie preparatu EM powoduje ubożenie różnorodności gatunkowej
makrofitów.
• Ekstensywny sposób użytkowania niewielkich zbiorników najkorzystniej
wpływa na rozwój różnorodności gatunkowej makrofitów.
77
3/9/12 4:31 AM
Literatura
Banaszak J., Kasparzak K. 1994. Zasoby fauny małych zbiorników wodnych i drobnych
cieków. Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Pedagogicznej w Bydgoszczy. Studia
Przyrodnicze 10, 123-149.
Bernatowicz S. 1960. Metody badań roślinności naczyniowej w jeziorach. Rocznik Nauk
Rolniczych 77, 6, 1, 79-100.
Braun-Blanquet J. 1951. Pflanzensoziologie. Springer Verlag, Wien.
Carlson R. E. 1997. A trophic state index for lakes. Limnology and Oceanography. V 22(2),
361-369.
Cook R. E. 1983. Clonal plant populations. Ann. Sci., 71(1983), 244–253.
Drwal J., Lange W., Kurkowska K. 1976. Znaczenie retencji w bilansie wodnych obszarów
bezodpływowych na terenach młodoglacjalnych. Zesz. Nauk. UG, 6, 57.
Drwal J., Lange W. 1985. Niektóre limnologiczne odrębności oczek. Zesz. Nauk. Wydz.
Biol. Geografii i Oceanografii UG, 14, 69–82.
Fiedler M. 1997. Bilanse wodne zlewni śródpolnych oczek wodnych na terenie zdrenowanym.
Masz. Kat. Melior. Kształt. Środow. AR Poznań, 100.
Goławski A., Kasprzykowski Z. 2007. Znaczenie starorzeczy w kształtowaniu różnorodności
przyrodniczej doliny Bugu. Wyd. Akademii Podlaskiej, Siedlce, 104–108.
Hartog C., Segal S. 1964. A New classification of the water plant communities. Acta Bot.
Neerl., 13, 3,367−393.
Hermanowicz W., Dojlido J.R. 1999. Physiochemical Analysis of Water and Waste Water (in
Polish). Arkady Press, Warszawa.
Kalbarczyk R. 2003. Oczka wodne w agrosystemach, Aura 12, 24-25.
Kochanowska R., Raniszewska M. Jak chronić śródpolne i śródleśne oczka wodne, Przegląd
Przyrodniczy, 3-4, 1999, 69-76.
Kondracki J. 1998. Geografia fizyczna Polski. PWN, Warszawa.
Kornijów R., Radwan S. 2000. Zasady zrównoważonego użytkowania i ochrony jezior
położonych na terenach wiejskich. Problemy ochrony i użytkowania obszarów
wiejskich o dużych walorach przyrodniczych. Wyd. UMCS, Lublin.
Kraska M., Kaniecki A. 1995. Mała retencja wodna w Wielkopolsce i jej uwarunkowania
przyrodnicze. [w:] Ekologiczne aspekty melioracji wodnych. Red. I. Tamiałojc.
Wydawnictwo Instytutu Ochrony Przyrody PAN, Kraków.
Kuczera M., Misztal A. 2008. Wpływ sposobu użytkowania terenu na jakość wód oczek
wodnych. Mat. Konfer. Krakowska Konferencja Młodych Uczonych.
Maślanko W., Kułak A., Sender J., 2010. Hydrobotaniczna charakterystyka śródpolnych
oczek wodnych w dolinie rzeki Wisły na odcinku Sandomierz – Tarnobrzeg.
Wielokierunkowość badań w rolnictwie i leśnictwie. Monografia 2010. Wydawnictwo
Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie.
Matuszkiewicz W. 2008. Przewodnik do oznaczania zbiorowisk roślinnych Polski. PWN,
Warszawa.
Messyasz B., Krysiak A. 2006. Phycoflora composition in an artificial pond subject to
78
3/9/12 4:31 AM
ecological succession.Teka Kom. Ochr. Kszt. Środ.Przyr., 3, 129-135.
Nagengast B., Ostapiuk J. 2004. Roślinność wodna i bagienna drobnych zbiorników śródpolnych
okolic Tarnowa Podgórnego. Roczniki AR Poznań CCCLXIII, Bot. 7: 209-229.
Nowicki Z. 1997. Problematyka degradacji oczek wodnych na Pojezierzu Mazurskim.
Roczniki AR w Poznaniu, 296, 365–371.
Ozimek T., Gulati Ramesh D., van Donk E. 1990. Can macrophytes be useful in
biomanipulation of lakes? The Lake Zwemlust example. Kluwer Academic Publishers.
Printed in Belgium, 399–407.
Pieczyńska E., Ozimek T. 1976. Ecological Significance of Lake Macrophytes. Int.
J. Environ. Sci., 2, 115–128.
Pieczyńska E., Ozimek T., Rybak J.I. 1988. Long-term changes in littoral habitats and
communities in Lake Mikołajskie (Poland). Int. Rev. Ges. Hydrobiol. 73, 361-378.
Pieczyńska E. 1993. Strefa litoralu a eutrofizacja jezior, ich ochrona i rekultywacja. Wiad.
Ekol. XXXIX, 3: 139-161.
Pieńkowski P. 1996. Przekształcenie oczek wodnych na przykładzie północnej części
Równiny Wełtyńskiej. Zesz. Akademii Rolniczej w Szczecinie, 176, 37–41.
Szmeja J. 2006. Przewodnik do badań roślinności wodnej. Wyd. Uniwersytetu Gdańskiego.
Szpakowska B., Życzyńska – Bałoniak J. 1994. The role of biogeochemical barriers in water
migration of humic substances. Polish Journal of Environmental Studies, 3, 2, 35-41.
Wiater J. 2005. Rola roślinności stref ekotonowych w kształtowaniu jakości wód oczka
wodnego. Journal of Elementology 10(3)/2, 843-849.
Wołek J. 1996. Occurrence and distribution of aquatic and rushes vegetation in the
Czorsztyn – Niedzica Sromowe Wyżne reservoirs before water damming (in Polish).
Fragm. Flor. Geobot. ser. Polonica 3, 189–203.
Adres do korrespondencji:
Weronika Maślanko
Zakład Ekologii Krajobrazu i Ochrony Przyrody
ul. Dobrzańskiego 37, 20-262 Lublin
e-mail: weronika.maslanko@up.lublin.pl
Opiekun naukowy: dr hab. Tadeusz J. Chmielewski, prof. nadzw. UP
79
3/9/12 4:31 AM
3/9/12 4:31 AM
Dorota Nowak
EPISTEME
12/2011, t. I
s.81-86
ISSN 1895-4421
WŁÓKNO KOKOSOWE JAKO ŹRÓDŁO SKŁADNIKÓW MINERALNYCH
COCONUT FIBRE AS A SOURCE OF MINERALS
Abstrakt: Obok różnych podłoży wykorzystywanych w produkcji roślin i warzyw, coraz szersze
zastosowanie znajduje włókno kokosowe. W przeciwieństwie do wełny mineralnej, włókno
kokosowe jest produktem organicznym i stanowi efektywną i tanią alternatywę w stosunku do
podłoży mineralnych. W związku ze wzrastającym zainteresowaniem proekologicznych metod
uprawy roślin istnieje potrzeba dokładnej charakterystyki podłoży przyjaznych środowisku oraz
perspektywicznych szans ich wykorzystania. Celem pracy było oznaczenie zawartości składników
pokarmowych i metali ciężkich w włóknach kokosowych z wykorzystaniem alternatywnych do
powszechnie stosowanych metod w analityce podłoży ogrodniczych. W badaniach oznaczono
zasobność włókna w składniki mineralne, pH, zawartość substancji organicznej oraz pojemność
sorpcyjną. Przeprowadzone badania wskazują iż włókno kokosowe posiada dobre właściwości
chemiczne i może korzystnie wpływać na plonowanie i skład chemiczny roślin.
Słowa kluczowe: włókno kokosowe, podłoża organiczne
Summary: In addition to the various substrates used in the production of plants and vegetables,
becoming more widely used is coconut. In contrast to mineral wool, coconut fiber is an
organic product and is an effective and inexpensive alternative to mineral surfaces. Due to
the increasing interest in environmentally friendly methods of cultivation, there is a need for
precise characterization of environmental media and prospective opportunities to use them. The
aim of this study was to determine the content of nutrients and heavy metals in coconut fibers
using alternatives to commonly used methods in analysis of horticultural substrates. The study
determined the abundance of mineral fibers, pH, organic matter content and sorption capacity.
Studies have shown that coconut fiber has good chemical properties and may favorably affect the
yield and chemical composition of plants.
Key words: coconut, organic substrates
81
3/9/12 4:31 AM
Dorota Nowak
Wstęp
Podłoże jest jednym z najważniejszych czynników, które decydują o prawidłowym
wzroście i rozwoju roślin [Hetman i Witek 2006]. Powinno utrzymywać roślinę,
zaopatrywać ją w wodę i składniki mineralne, mieć dobre właściwości wodnopowietrzne, dużą pojemność cieplną oraz być wolne od patogenów i tanie [Klougart
1983]. Obok różnych podłoży organicznych wykorzystywanych w produkcji
roślin i warzyw, szerokie zastosowanie znajduje włókno kokosowe [Blom 1997,
Dobrowolska i Startek 2003, Treder i Nowak 2002]. Jest to produkt organiczny,
wytwarzany w trakcie przerobu łupin orzechów palm kokosowych. Na rynku, włókno
kokosowe stanowi efektywną i tanią alternatywę do tradycyjnej wełny mineralnej,
która dzięki dobrym właściwościom fizyko-chemicznym jest jednym z podłoży
najczęściej stosowanych do upraw bezglebowych [Chochura i Komosa 1998, Reis
i in. 2001]. Wełna mineralna, przy wielu swoich zaletach, ma istotną wadę, nie ulega
rozkładowi [Rumpel 1998]. W związku z powyższym, w wielu krajach prowadzi się
badania nad przydatnością innych podłoży do upraw bezglebowych [Kobryń i in.
2007]. Jednym z nich jest włókno kokosowe, które, jak podają Shinohara i in. [1999],
jest obiecującym i przyjaznym środowisku podłożem do tego typu upraw. Włókno
powstaje jako produkt uboczny z przemysłu spożywczego i jest produkowane przede
wszystkim w krajach strefy tropikalnej, w których występują duże plantacje palm
kokosowych. Pozyskiwana z palm kora jest wykorzystywana jako materiał do
wytwarzania pojemników na kwiaty oraz doniczek, a włókno czy łuska, służy jako
podłoże w uprawie różnych warzyw.
Według wielu autorów [Lisiecka 2003, Klamkowski i Treder 2002, SłowińskaJurkiewicz i Jaroszuk 2005], znajomość właściwości powietrzno-wodnych podłoża
ma ważne znaczenie praktyczne. Charakterystyka włókna kokosowego pod względem
w/w właściwości została przeprowadzona przez wielu badaczy [Słowińska-Jurkiewicz
i Jaroszuk 2005, Lisiecka 2003, Jóźwicka 2007], którzy zgodnie podają, iż podłoże
kokosowe ma bardzo dobre właściwości wodno-powietrzne (pojemność wodna 6080% i powietrzna 15-30%). Cechuje je również bardzo trwała struktura, sprężystość
i powolny rozkład. Wpływa to korzystnie na wzrost korzeni [Lisiecka 2003]. Jak
podaje Komosa [2002], kokos o strukturze torfowej, coraz szerzej stosowany
w praktyce, ma zdecydowanie wyższą pojemność wodną niż powietrzną, co powoduje,
iż jest podobny do torfu. Jak powszechnie wiadomo, coraz częściej zwraca się uwagę
na aspekty ekologiczne eksploatacji torfu i tym samym dąży do stosowania podłoży
alternatywnych. Według Kleibera [2007], włókno kokosowe może być stosowane jako
substytut torfu. W związku ze wzrastającym zainteresowaniem proekologicznymi
metodami uprawy roślin zachodzi potrzeba dokładnej charakterystyki podłoży
przyjaznych środowisku oraz perspektywicznych szans ich wykorzystania.
Celem pracy było oznaczenie zawartości składników pokarmowych i metali ciężkich
w włóknach kokosowych z wykorzystaniem alternatywnych do powszechnie
stosowanych metod w analityce podłoży ogrodniczych.
82
3/9/12 4:31 AM
Włókno kokosowe jako źródło składników mineralnych
Materiały i metodyka
W badaniach wykorzystano pył kokosowy z włóknami, w postaci maty firmy
Cocovita, powszechnie nazywanym w praktyce ogrodniczej, włóknem kokosowym.
W badanym podłożu, po wcześniejszym rozdrobnieniu i zmieleniu, określono
podstawowe właściwości chemiczne metodami standardowo stosowanymi w analizie
gleb użytkowanych rolniczo. Odczyn włókna (pH) oznaczono potencjometrycznie,
kwasowość hydrolityczną (Hh), sumę wymiennych kationów (S) oraz pojemność
sorpcyjną metodą Kappena. Zawartość przyswajalnego fosforu i potasu oznaczono
metodą Egnera-Riehma a magnezu metodą Schachtschabela. Zawartość materii
organicznej oznaczono metodą Tiurina. Formy rozpuszczalne metali ekstrahowano
przy użyciu 1 mol HCl ∙ dm−3 - (metoda Rinkisa). Całkowitą zawartość miedzi,
niklu, ołowiu, kadmu, cynku, sodu, magnezu, potasu, żelaza i manganu oznaczono
po wcześniejszym roztworzeniu próbek z wykorzystaniem mieszaniny kwasów:
azotowego i nadchlorowego. W uzyskanych roztworach badanego substratu
zawartość całkowitą jak i rozpuszczalną pierwiastków określono za pomocą
absorpcyjnej spektrofotometrii atomowej (ASA). Fosfor przyswajalny oznaczono
kolorymetrycznie. Oznaczenia chemiczne we włóknie kokosowym przeprowadzono
w trzech powtórzeniach.
Wyniki i dyskusja
Wykonane analizy chemiczne pozwoliły na uzyskanie następujących wyników,
zamieszczonych w tabeli 1 i 2.
Parametr
Odczyn
Materia organiczna (C-organiczny)
Jednostka
Włókno kokosowe
pHKCl
pH H₂O
5,6
6,35
%
66
6,9
Kwasowość hydrolityczna (Hh)
Suma wymiennych kationów (S)
Pojemność sorpcyjna (T)
Stopień nasycenia kompleksu
sorpcyjnego zasadami (V)
mmol(+)∙ kg−1
%
90,13
0,34
Fosfor przyswajalny
Potas przyswajalny
63
69,9
g ∙ kg−1
Magnez przyswajalny
3,45
1,91
Tab. 1. Skład chemiczny włókna kokosowego
83
3/9/12 4:31 AM
Dorota Nowak
Cu
Ni
Pb
Cd
Zn
Mn
Mg
Ogólne / oznaczenie w
HNO3+HClO4
Rozpuszczalne
oznaczenie w 1 mol HCl
K
Fe
Na
g ∙ kg
mg ∙ kg
−1
−1
5,7 1,42 1,04
0,12
20,8
52,36
3,8
13,6
2,0
5,9
5,5 0,89 0,68
0,08
13,7
45,02
3,6
13,1
0,1
5,2
Tab. 2. Zawartość całkowita i rozpuszczalna pierwiastków we włóknie kokosowym
Jak wynika z danych zamieszczonych w tabeli 1, analizowana mata ma odczyn
pHKCl=5,6; pH H2O=6,35, który jest odpowiedni dla większości gatunków roślin
ogrodniczych. Jóźwicka [2007] informuje, że lekko kwaśny odczyn maty kokosowej,
stwarza dobre warunki do pobierania mikroelementów. Jak podaje WysockaOwczarek [2006], optymalne pH podłoża (wełny mineralnej) w wodzie, wynosi 5,56,4 a nieprawidłowy odczyn (pH H2O powyżej 6,5-7,0 i poniżej 5,0-5,5) jest najczęstszą
przyczyną zaburzeń w odżywieniu roślin, spowodowanych przez utrudnione pobieranie
składników pokarmowych. Istotna jest również zawartość materii organicznej.
Według Kleibera [2007], dobre podłoże powinno charakteryzować się zawartością
substancji organicznej powyżej 50%. W analizowanym materiale zawartość ta jest
wysoka i wynosi > 66% C organicznego (tab. 1). Wyżej wspomniane właściwości
włókna kokosowego świadczą o jego bardzo dobrych cechach jako podłoża jak
również jako komponenta w mieszankach z innymi podłożami. Szczególną uwagę
należy zwrócić na zawartość składników mineralnych. W analizowanym materiale
występuje znaczna zawartość przyswajalnych form potasu (3,45 g ∙ kg−1), magnezu
(1,91 g ∙ kg−1) i fosforu (0,34 g ∙ kg−1) (tab. 1). Wysokie zawartości magnezu i potasu
we włóknie kokosowym (oznaczonymi metodami powszechnie stosowanymi do
oceny zasobności w składniki pokarmowe podłoży ogrodniczych), podaje również
Kleiber [2007] (200 mg Mg ∙ dm−3 oraz 250 mg K ∙ dm−3). Wyniki zamieszczone
w tabeli 2, wskazują, że włókno zawiera bardzo niskie zawartości toksycznych
pierwiastków śladowych (Pb i Cd) oraz posiada niską zawartość Ni, Mn i Cu. Wadą
analizowanego podłoża jest natomiast wysoka zawartość m. in. sodu i potasu (5,9
g ∙ kg−1 Na oraz 13,6 g ∙ kg−1 K), co może powodować duże zasolenie podłoża.
Bardzo wysoki poziom potasu (561 mg ∙ dm−3), chloru (165 mg ∙ dm−3) i sodu (267
mg ∙ dm−3) we włóknie kokosowym uzyskali Klamkowski i Treder [2002], stosując
metody standardowo wykorzystywane w analizie podłoży ogrodniczych. Jest to
uzależnione od miejsca pozyskiwania jak i technologii produkcji włókna. Palmy
kokosowe pobierają pierwiastki z zasolonych wód morskich co powoduje wysoką
zawartość w/w pierwiastków i dużą koncentrację soli w produktach odpadowych
z orzechów palm kokosowych. Wielu autorów [Lisiecka 2003, Zalewska 2004,
Jóźwicka 2007, Kleiber 2007] podaje, iż wysoka zawartość sodu, chloru i potasu, jest
cechą ujemną podłoży tego typu. W przypadkach dużego zasolenia, przepłukuje się
włókno w celu wymycia nadmiaru danego składnika. Istotne jest zbadanie produktu
przed jego użyciem. Obserwowany wzrost świadomości ekologicznej, doprowadził
do skoncentrowania uwagi na sposobie eksploatacji zasobów naturalnych oraz
wykorzystania i zagospodarowania odpadów poprodukcyjnych. Ogrodnictwo jest
postrzegane jako dziedzina produkcji oddziaływująca niekorzystnie na środowisko
84
3/9/12 4:31 AM
Włókno kokosowe jako źródło składników mineralnych
naturalne, głównie ze względu na eksploatację torfowisk oraz niezagospodarowaniem
odpadów, np. wełny mineralnej [Rumpel 1998]. Pod koniec lat 70-tych uprawy
szklarniowe obejmowały w Polsce ponad 900 ha powierzchni. Wysokie koszty
produkcji i w/w problemy skłaniają do poszukiwania podłoży tańszych a zarazem
gwarantujących dobre jakościowo plony. Alternatywą są substraty organiczne
w tym odpady kokosowe. Jest to podłoże w pełni organiczne i tym samym przyjazne
środowisku. Włókno kokosowe, dzięki korzystnym właściwościom, może być
z powodzeniem wykorzystywane do uprawy kwiatów [Treder i Nowak 2002,
Zalewska 2004, Lisiecka 2003], truskawek [Klamkowski i Treder 2002] oraz warzyw
[Piróg 1999]. Po uprawie może być ponownie wykorzystane jako np. dodatek do
podłoży służących do produkcji innych roślin. Warto również podkreślić to, iż włókna
kokosowe i pył kokosowy cechuje duża pojemność sorpcyjna. Może mieć to wpływ
na sorpcję wielu pierwiastków ze środowiska glebowego np. metali ciężkich a tym
samym ograniczenie ich dostępności dla roślin.
Wnioski
• Odczyn (pHKCl=5,6) oraz wysoka zawartość materii organicznej w włóknie
kokosowym, świadczy o jego dobrych cechach jako podłoża jak również
możliwości jego wykorzystania.
• Wysoka zawartość sodu i potasu we włóknach (5,9 g ∙ kg−1 Na oraz 13,6 g ∙ kg−1
K), może powodować duże zasolenie podłoża. Istotne jest zbadanie produktu
przed jego użyciem.
• Włókna kokosowe są dobrym podłożem, alternatywnym zarówno w stosunku do
torfu jak i wełny mineralnej.
Literatura
Blom T. J. 1997. Coco-coir versus granulatem rockwool and arching versus traditional
harvesting of roses in a recilculating system. ISHS Symp. Growing Media and
Hydroponics,Windsor, Canada, Abstracts: poster 10.
Chochura P., Komosa A. 1998: Porównanie przydatności wybranych podłoży inertnych do
uprawy pomidora szklarniowego. Zesz. Nauk. AT-R Bydg. 252, Roln. 42: 37-40.
Dobrowolska A., Startek L. 2003. Wpływ niektórych czynników uprawowych na wzrost
i kwitnienie odmian niecierpka nowogwinejskiego z grupy Sonic. Zesz. Probl. Post.
Nauk Rol. 491: 43-50.
Hetman J., Witek M. 2006.: Wpływ różnych podłoży na kwitnienie kohlerii (Kohleria
amabilis Hook.). ACTA AGROBOTANICA, Vol. 59, z. 1, 405-412.
Jóźwicka A. 2007: Podłoże kokosowe coraz bardziej popularne. Owoce Warzywa Kwiaty,
nr 15, 4-5.
Klamkowski K., Treder W. 2002: Ocena przydatności podłoża kokosowego do bezglebowej
uprawy truskawki. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., z. 485, 341-350.
85
3/9/12 4:31 AM
Dorota Nowak
Kleiber T. 2007: Podłoża organiczne do upraw bezglebowych. Owoce Warzywa Kwiaty,
nr. 18, 6-8.
Klougart A. 1983. Substratem and nutrient flow. Acta Hort. 150: 297-309.
Kobryń J., Abukhovich A., Kowalczyk K. 2007.: Wysokość i jakość plonu owoców pomidora
drobnoowocowego w uprawie na włóknie kokosowym i wełnie mineralnej. Roczniki
Akademii Rolniczej w Poznaniu – CCCLXXXIII, s. 523-528.
Komosa A. 2002.: Podłoża inertne – postęp czy inercja? [W]: Aktualne trendy w produkcji
i stosowaniu podłoży ogrodniczych. Referaty i streszczenia. Konf. Nauk. Lublin, 6-7
czerwca, s. 15-31.
Lisiecka A.2003: „Kokos” w uprawie gerbery. Hasło Ogrodnicze, nr 8/2003,70-72.
Piróg J. 1999: Wpływ podłoży organicznych i mineralnych na wysokość plonu i jakość
owoców pomidora szklarniowego. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., z. 479-491.
Reis M., Inacio H., Rosa A., Caco J., Monteiro A. 2001: Grape marc compost as an
alternative growing media for greenhouse tomato. Acta Hortic. 554: 75-81.
Rumpel J. 1998: Tradycyjne i nowe substraty uprawowe oraz problematyka ich stosowania.
Zesz. Probl. Post. Nauk Roln. 461: 47-66.
Shinohara Y., Hata T., Marui T., Hojo M., Ito T. 1999: Chemical and physical properties of the
coconut-fiber substrate and the growth and productivity of tomato. Acta Hortic. 481: 145-149.
Słowińska-Jurkiewicz A., Jaroszuk M. 2005: Charakterystyka podstawowych właściwości
wodno-powietrznych podłoży ogrodniczych stosowanych w uprawie pojemnikowej.
Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., z. 504, 105-110.
Treder J., Nowak J. 2002. Zastosowanie podłoży kokosowych w uprawie roślin rabatowych.
Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 485: 351-358.
Wysocka-Owczarek M. 2006: Kontrola parametrów podłoża. Owoce Warzywa Kwiaty,
nr 10, 9-11.
Zalewska M. 2004: Włókno kokosowe w uprawie chryzantem. Owoce Warzywa Kwiaty,
nr 3, 32-33.
Adres do korrespondencji:
Dorota Nowak
e-mail: dorota_nowak3@vp.pl
Opiekun naukowy: Prof. dr hab. Czesława Jasiewicz
86
3/9/12 4:31 AM
Łukasz Paluch
Marcin Niemiec
EPISTEME
12/2011, t. I
s.87-93
ISSN 1895-4421
ZRÓŻNICOWANIE POZIOMU ROZWOJU INFRASTRUKTURY W ZAKRESIE
OCHRONY ŚRODOWISKA W WOJEWÓDZTWACH POLSKI
DIFFERENCES IN THE DEVELOPMENT OF INFRASTRUCTURE FOR THE
PROTECTION OF THE ENVIRONMENT POLISH VOIVODSHIPS
Abstrakt: Opracowanie obejmuje analizę oraz ocenę stanu infrastruktury w ochronie środowiska
w szesnastu województwach Polski. W analizie wykorzystano grupę cech diagnostycznych
charakteryzujących elementy infrastruktury, które w największym stopniu ograniczają
negatywne skutki antropopresji. Zastosowanie metody PERKALA, należącej do grupy metod
taksonomicznych, pozwoliło na przeprowadzenie rankingu województw i ich pogrupowanie.
Na podstawie analizy wykazano zależność pomiędzy ilością emitowanych zanieczyszczeń,
a stanem infrastruktury technicznej. W grupie województw, które charakteryzują się mniejszym
poziomem antropizacji stwierdzono relatywnie niższy poziom uzbrojenia technicznego.
Słowa kluczowe: analiza, infrastruktura w ochronie środowiska, antropopresja, metoda
PERKALA, województwa
Summary: The elaboration includes the analysis and the appraisal environmental infrastructure
in the sixteen Polish voivodeships. In the analysis the groups of diagnostic variables were used.
They characterized fully the elements of infrastructure, which have the greatest limit of negative
effects of human impact. The appliance of PERKAL method, which belongs to the non-model
groups allowed to carry out the ranking and grouping the objects according to the summary
indexes value. Analysis demonstrated the relationship between the amount of pollutants emitted,
and the state of technical infrastructure. In the group of voivodeships, which are characterized by
lower levels of human impact was relatively lower level of technical infrastructure.
Key words: analysis, infrastructure in environmental protection, human impact, PERKAL
method, voivodeships
87
3/9/12 4:31 AM
Łukasz Paluch, Marcin Niemiec
Wstęp
W ochronie środowiska, termin infrastruktura wiąże się z działaniami podejmowanymi
w celu ograniczania negatywnych skutków działalności człowieka [Ratajczak 1999].
Jej użyteczność można wyrazić przez ocenę poziomu uzbrojenia technicznego
regionu w tym zakresie, przekładającego się na ograniczanie negatywnych zmian
w jakości środowiska. Jedną z najbardziej efektywnych metod analizy wydaje się
być powiązanie dwóch wyżej wymienionych elementów tj. stanu infrastruktury
technicznej i jakości środowiska, tak aby wskazać oraz ocenić jej rolę w kształtowaniu
środowiska.
Celem pracy jest ocena poziomu rozwoju infrastruktury w ochronie środowiska
w szesnastu województwach Polski przez pryzmat ograniczania negatywnych
skutków antropopresji.
Materiał i metody
Punktem wyjścia analizy stanu infrastruktury w ochronie środowiska było przyjęcie
grupy cech diagnostycznych charakteryzujących jej wybrane elementy, które
w największym stopniu ograniczają negatywne skutki antropopresji. Dobór
dokonany został w oparciu o założenie, iż zadaniem zmiennych diagnostycznych jest
zarysowanie w sposób możliwie pełny, obrazu rozpatrywanego zjawiska. Do wstępnej
analizy zakwalifikowano szeroki wachlarz cech. Przy redukcji ich liczebności
przyjęto, iż powinny one być słabo skorelowane między sobą, tak aby nie powielały
niesionej informacji oraz wykazywać względnie wysoki stopień zmienności, powyżej
10% [Kukuła 2000]. Istotnym kryterium doboru zmiennych było ich praktyczne
znaczenie tj. podział na stymulanty i destymulanty. Stymulantą nazywa się taką
cechę, której wyższe wartości pozwalają zakwalifikować dany obiekt jako lepszy
z punktu widzenia realizowanego zadania. Destymulantą zaś określa się zmienną,
której wysokie wartości świadczą o odległej pozycji w rankingu [Bąk i SompolskaRzechuła 2006].
Do przeprowadzenia rankingu i pogrupowania obiektów została wykorzystana
wielokryterialna metoda PERKALA, należąca do grupy metod bezwzorcowych,
opierających się na wartości zmiennej agregatowej, w tym przypadku nazywanej
wskaźnikiem sumarycznym. Szczegółowy opis tych metod można znaleźć między
innymi w pracach Steczkowskiego (1966), Grabińskiego (1992) i Walesiaka
(1996). Budowę zmiennej agregatowej dokonano na podstawie niżej wymienionych
zmiennych:
x1(s) poziom recyklingu odpadów (udział ilości odpadów faktycznie poddanych recyklingowi
w ogólnej ilości przeznaczonych do recyklingu) [%],
x2(s) udział odpadów komunalnych unieszkodliwionych w ogólnej liczbie zebranych [%],
x3(d) emisja równoważna pyłów i gazów na jednostkę wartości dodanej brutto [kg·1000 zł-1],
x4(s) wielkość nakładów na środki trwałe służące ochronie środowiska [zł·mieszkańca-1],
88
3/9/12 4:31 AM
Zróżnicowanie poziomu rozwoju infrastruktury w zakresie ochrony środowiska...
x5(s) wielkość nakładów na środki trwałe służące gospodarce wodnej [zł·mieszkańca-1],
x6(d) stosunek długości sieci wodociągowej do długości sieci kanalizacyjnej,
x7(d) ilość nieoczyszczanych ścieków przemysłowych i komunalnych odprowadzonych do
wód i ziemi przypadająca [m3·mieszkańca-1],
x8(s) ludność korzystająca z oczyszczalni ścieków [%],
x9(s) udział obszarów o szczególnych walorach przyrodniczych prawnie chronionych
w powierzchni ogółem [%],
x10 (s) udział obszarów Natura 2000 (OSO i SOO) w powierzchni ogółem [%].
Przyjęte zmienne diagnostyczne charakteryzują stan infrastruktury w ochronie środowiska
szesnastu województw Polski. Siedem spośród nich zakwalifikowano do grupy stymulant
(x1, x2, x4, x5, x8, x9, x10), pozostałe trzy (x3, x6, x7) to destymulanty. Dane wykorzystane
w obliczeniach pozyskano z Rocznika Statystycznego Ochrona Środowiska i Banku
Danych Lokalnych Głównego Urzędu Statystycznego za lata 2008 – 2009.
Wyniki i dyskusja
Ochrona środowiska powiązana jest z wszystkimi aspektami działalności człowieka,
zarówno w sferze gospodarczej, jak i bytowej. Rozwój tej dziedziny dokonuje się
poprzez tworzenie i ulepszanie szeroko rozumianej infrastruktury. Początki tworzenia
układu zależnych od siebie elementów infrastruktury przypadają na lata sześćdziesiąte
ubiegłego stulecia, kiedy to w krajach rozwiniętych rozpoczęto tworzenie
ustawodawstwa mającego na celu ocenę wszystkich inwestycji z punktu widzenia
oddziaływania na środowisko [McCaig 2005]. Poziom infrastruktury technicznej
w ochronie środowiska jest ściśle związany z rozwojem społeczno-gospodarczym
danego regionu. Jakość środowiska to jeden ze wskaźników charakteryzujących poziom
życia ludności oraz decydujących o atrakcyjności inwestycyjnej obszaru. [Mc Donell
1989]. W regionach o wysokim stopniu urbanizacji i uprzemysłowienia, inwestycje w
ochronie środowiska są konieczne aby zminimalizować skutki antropopresji, jednak
często nakłady te są nie wystarczające dla utrzymania właściwego poziomu życia
mieszkańców. Pomimo lepszego uzbrojenia technicznego na tych obszarach, bardzo
często jakość poszczególnych elementów środowiska jest niezadowalająca. Trudno
jest więc dokonać jednoznacznej oceny poziomu infrastruktury przez pryzmat jej
efektywności i użyteczności. W świetle nowoczesnego spojrzenia na rozwój społecznogospodarczy, wypracowany w oparciu o założenie, że czynniki środowiskowe są tak
samo ważne jak gospodarcze, ocena relacji pomiędzy poziomem rozwoju infrastruktury,
a jakością środowiska może być wskaźnikiem zrównoważenia rozwoju [Kozłowski
1985]. Problem ochrony środowiska i zbilansowanie kosztów środowiskowych
z korzyściami wynikającymi z jego eksploatowania jest bardzo złożony, ponieważ
dotyczy wszystkich sfer działalności człowieka. Przed dokonaniem takiego
bilansu należałoby zwaloryzować poszczególne elementy w nim ujęte i dokonać
wielopłaszczyznowej oceny ich gospodarczej oraz środowiskowej wartości, a także
strat związanych z ich niezaistnieniem. W praktyce jest to jednak nie możliwe, dlatego
też od początku tworzenia metod ocen środowiskowych, wykorzystywano zagregowane
89
3/9/12 4:31 AM
wartości wielu analizowanych parametrów. Metody takie są obarczone pewnym błędem,
jednakże wyklucza się czynnik subiektywny, przez co możliwe jest nadanie wynikom
wartości porównawczej [Arce i Gullón 2000, Vanderhaegen i Muro 2005].
Analiza poziomu infrastruktury w województwach Polski przeprowadzona
w niniejszym opracowaniu uwzględnia zarówno poziom jej rozwoju, jak i stan jakości
środowiska naturalnego. Otrzymane wyniki w postaci sumarycznego wskaźnika
PERKALA zawierającego się w przedziale od -0,614 do 0,464, wskazują na istotne
zróżnicowanie poszczególnych województw w tym zakresie [Tabela 1]. W każdej
grupie znalazły się zarówno województwa o wysokim, jak i niskim poziomie
urbanizacji oraz uprzemysłowienia. Wartości badanych wskaźników w jednostkach
charakteryzujących się niskim poziomem rozwoju infrastruktury technicznej
kształtowane są głównie przez ograniczoną antropopresję i znaczny udział terenów
prawnie chronionych. W województwach o wysokim współczynniku antropizacji
szczególną rolę odgrywa poziom rozwoju infrastruktury technicznej.
Województwo
Wi
Grupa
Województwo
Wi
Grupa
zachodniopomorskie
0,464
I
kujawsko-pomorskie
0,012
II
pomorskie
0,463
I
podlaskie
-0,009
II
lubuskie
0,424
I
śląskie
-0,080
II
dolnośląskie
0,282
I
wielkopolskie
-0,164
II
podkarpackie
0,257
I
świętokrzyskie
-0,391
III
mazowieckie
0,126
I
lubelskie
-0,410
III
małopolskie
0,093
II
opolskie
-0,497
III
warmińsko-mazurskie
0,043
II
łódzkie
-0,614
III
Tab. 1. Ranking województw Polski według wartości wskaźnika sumarycznego PERKALA.
Źródło: opracowanie własne na podstawie: Ochrona Środowiska 2010, BDL
[www.stat.gov.pl]
Przyjęte do analizy cechy diagnostyczne wykazują dużą zmienność w obrębie
wyznaczonych grup (od 10% do 146%), co w przypadku połowy cech przełożyło
się na brak prostej zależności pomiędzy ich wartością, a przynależnością do danej
grupy. W każdej grupie znalazły się województwa charakteryzujące z wartościami
bliskimi skrajnych dla całej próby. W przypadku zmiennych x2(s), x3(d), x5(s), x6(d), x10(s)
zaobserwowano zjawisko zmniejszania ich średnich wartości dla kolejnych grup
w obrębie stymulant i zwiększania w obrębie destymulant. W przypadku pozostałych
zmiennych nie zauważono ukierunkowanych zmian.
Zastosowanie metody PERKALA umożliwiło porównanie poziomu rozwoju
infrastruktury w poszczególnych województwach przez pryzmat jej użyteczności.
Województwo zachodniopomorskie oceniono najlepiej. O takim rankingowaniu
zdecydowały w głównej mierze wartości zmiennych charakteryzujących: udział
90
3/9/12 4:31 AM
odpadów komunalnych unieszkodliwianych w ogólnej liczbie zebranych, nakłady
na gospodarkę wodną oraz powierzchnia obszarów o szczególnych walorach
przyrodniczych, prawnie chronionych. O jakości środowiska decydują przede
wszystkim czynniki środowiskowe i niewielki stopień antropizacji. Stosunkowo duża
ilość emitowanych gazów i pyłów w przeliczeniu na jednostkę wartości dodanej brutto
(90 kg · 1000zł-1), znaczna ilość ścieków nieoczyszczonych wprowadzanych do wód
lub ziemi 5,3 m3 · mieszkaniec-1, a także ilość odpadów poddanych recyklingowi,
mogą wskazywać na niedostateczny rozwój infrastruktury technicznej w przemyśle
gospodarce komunalnej [Tabela 2].
Województwo
Zmienne diagnostyczne
x1 (s)
x2(s)
x3 (d)
x4(s)
x5 (s)
x6(d)
x7(d)
x8 (d)
x9 (s)
x10 (s)
dolnośląskie
53,0
4,6
86,2
270,0
112,0
1,8
3,0
75,9
18,2
29,7
kujawsko-pomorskie
55,2
2,1
65,5
254,0
80,0
3,6
0,0
70,3
31,3
13,4
lubelskie
92,8
3,0
56,5
91,0
28,0
4,6
0,5
52,8
22,7
19,9
lubuskie
45,0
12,7
38,6
273,0
76,0
2,4
1,5
67,4
38,9
34,5
łódzkie
23,1
4,7
250,4
302,0
84,0
4,8
1,4
65,9
18,8
5,0
małopolskie
45,1
2,2
64,5
233,0
75,0
1,8
0,0
55,0
52,1
18,6
mazowieckie
54,3
18,8
58,9
305,0
106,0
4,0
4,7
51,3
29,7
17,3
opolskie
83,5
3,6
270,8
307,0
50,0
2,4
12,4
63,6
27,3
4,4
podkarpackie
59,2
0,3
40,6
161,0
56,0
1,2
0,8
61,1
44,5
47,7
podlaskie
49,9
12,7
31,8
118,0
29,0
5,0
0,8
62,5
32,0
55,7
pomorskie
63,1
3,0
44,6
306,0
71,0
1,9
0,7
80,5
32,7
28,9
śląskie
42,0
6,9
128,7
521,0
52,0
1,9
10,7
70,5
22,1
12,5
świętokrzyskie
66,0
0,5
197,6
264,0
61,0
4,0
9,9
52,7
64,6
15,2
warmińsko-mazurskie
23,7
0,0
23,6
180,0
68,0
3,0
1,5
72,7
46,5
34,4
wielkopolskie
71,2
3,1
85,6
202,0
47,0
3,2
4,0
62,4
31,8
22,3
zachodniopomorskie
31,5
5,0
90,9
354,0
143,0
1,7
5,3
77,0
21,1
48,6
Wsp. zmienności
36,1
100,7
80,4
39,2
42,5
42,0
113,4
14,0
39,0
60,5
Tab. 2. Wartości zmiennych agregatowych przyjętych do analizy. Źródło: opracowanie własne
na podstawie: Ochrona Środowiska 2010, BDL [www.stat.gov.pl]
W przypadku województw o wysokim poziomie uprzemysłowienia, które znalazły
się w pierwszej grupie, parametry które zdecydowały o ich przynależności dotyczą
poziomu infrastruktury technicznej w tym związanej głównie z gospodarką odpadami,
91
3/9/12 4:31 AM
oczyszczaniem ścieków, czy wielkościami nakładów inwestycyjnych ponoszonych
na ochronę środowiska. Emisja równoważna pyłów i gazów w przeliczeniu na
wartość dodaną brutto jest uzależniona od rodzaju przemysłu oraz stopnia jego
energochłonności i surowcochłonności. Województwo śląskie, pomimo bardzo dużego
oddziaływania antropogenicznego, trwającego najdłużej, znalazło się w drugiej
grupie, co związane jest z wysokim poziomem rozwoju infrastruktury technicznej.
Trzecią grupę tworzą województwa ocenione najgorzej z punktu widzenia poziomu
infrastruktury, co spowodowane jest wysokimi wartościami emisji zanieczyszczeń
do środowiska. Wyjątek stanowi województwo lubelskie, w którym pomimo małego
stopnia antropopresji i wartości emisji zanieczyszczeń, istniejąca infrastruktura jest
niewystarczająca.
Wykorzystanie metody PERKALA pozwoliło na pogrupowanie województw Polski
i wskazanie, w których poziom infrastruktury jest najniższy. Jej zastosowanie jest
użyteczne w przypadku analizy obiektów cechujących się znaczną zmiennością
wartości przyjętych cech diagnostycznych, na co zwracają uwagę inni autorzy
[Kukuła 2000, Popławski 2009].
Podsumowanie
Zastosowanie wielokryterialnej metody statystycznej PERKALA pozwoliło
na przeprowadzenie oceny stanu infrastruktury i jakości środowiska. Badane
województwa cechuje duża zmienność wartości przyjętych cech diagnostycznych,
co przekłada się na zróżnicowanie sumarycznych wskaźników charakteryzujących
poziom rozwoju infrastruktury w zakresie ochrony środowiska. W obrębie
tych samych grup znalazły się zarówno województwa o wysokim, jak i niskim
poziomie urbanizacji oraz uprzemysłowienia potwierdza to zatem założenie, iż stan
infrastruktury w ochronie środowiska jest wypadkową technicznego uzbrojenia terenu
i wielkością antropopresji. Najwyższy poziom rozwoju wykazuje województwo
zachodniopomorskie, najniżej natomiast uplasowało się województwo łódzkie.
Z przeprowadzonej analizy wynika, iż województwa o wysokiej antropopresji
cechuje lepsze uzbrojenie techniczne w zakresie ochrony środowiska, nie miej jednak
jest ono często nie wystarczające. W województwach o niskim poziomie rozwoju,
większe znaczenie w ocenie ma powierzchnia obszarów prawnie chronionych oraz
niskie wartości emisji zanieczyszczeń.
92
3/9/12 4:31 AM
Literatura
Arce R., Gullón N. 2000. The application of Strategic Environmental Assessment to
sustainability assessment of infrastructure development. [w:] Environmental Impact
Assessment Review. Assessment Methodologies for Urban Infrastructure 20. 3. 393-402.
Bąk I., Sompolska-Rzechuła A. 2006. Ranking województw Polski pod względem produkcji
artykułów rolnych. [w:] Acta Agraria et Silvestria. Ser. Agraria, Vol. XLVII. Wyd. PAN
Kraków.
Grabiński T. 1992. Metody taksonometrii. Wyd. AE Kraków. ss.176.
Kozłowski S. 1994. Droga do ekorozwoju. Wyd. PWN Warszawa. ss. 202.
Kukuła K. 2000. Metoda unitaryzacji zerowanej. Wyd. PWN Warszawa. ss. 226.
MacDonnell L.J. 1989. Government mandated costs: The regulatory burden of
environmental, health and safety standards. [w:] Resources Policy. 15. 1. 75-100.
McCaig K. 2005. Canadian insights: The challenges of an integrated environmental
assessment framework. [w:] Environmental Impact Assessment Review 25. 7-8. 737-746.
Ochrona Środowiska – Rocznik Statystyczny. 2010. Wyd. GUS Warszawa. ss. 609.
Popławski Ł. 2009. Uwarunkowania ekorozwoju gmin wiejskich na obszarach chronionych
województwa świętokrzyskiego. Wyd. PWN Warszawa. ss. 368.
Ratajczak M. 1999. Infrastruktura w gospodarce rynkowej. Wyd. AE Poznań. ss. 215.
Steczkowski J. 1966. Zasady i metody rejonizacji produkcji rolniczej. Wyd. PWRiL
Warszawa. 26-42.
Walesiak M. 1996. Metody analizy danych marketingowych. Wyd. PWN Warszawa. ss.195.
Vanderhaegen M., Muro E. 2005. Contribution of a European spatial data infrastructure
to the effectiveness of EIA and SEA studies. [w:] Environmental Impact Assessment
Review 25. 2. 123-142.
Łukasz Paluch
Instytut Ekonomiczno-Społeczny, Zakład Ekonomii i Polityki Gospodarczej
e-mail: lukasz.paluch@ur.krakow.pl
Opiekun naukowy: prof. dr hab. Wiesław Musiał
93
3/9/12 4:31 AM
3/9/12 4:31 AM
Roman Pieprzka
EPISTEME
12/2011, t. I
s.95-101
ISSN 1895-4421
WŁAŚCIWOŚCI SORPCYJNE GLEB WYTWORZONYCH Z PIASKOWCÓW
NA OBSZARZE PARKU NARODOWEGO GÓR STOŁOWYCH
SORPTIVE PROPERTIES OF SOILS MADE FROM SANDSTONES IN THE
AREA OF THE TABLE MOUNTAINS NATIONAL PARK
Abstrakt: Park Narodowy Gór Stołowych (PNGS) został powołany głównie w celu ochrony
unikatowej budowy geologicznej Gór Stołowych. Góry Stołowe zbudowane są m.in.
z granitów, piaskowców ciosowych, czerwonych spągowców oraz margli. Gleby wytworzone
z tych, odmiennych skał macierzystych, cechują się zmiennymi właściwościami. Celem badań
była analiza właściwości sorpcyjnych gleb Parku Narodowego Gór Stołowych wytworzonych
z piaskowców. Do badań laboratoryjnych wytypowano profile glebowe w oparciu o aktualne
mapy geologiczne. Badane gleby zaliczono do gleb bielicowych i brunatnych. Cechowały
się one typowymi dla klimatu humidowego właściwościami, takimi jak niski odczyn (gleby
kwaśne i silnie kwaśne), wysoka kwasowość wymienna, niska zawartość kationów o charakterze
zasadowym, niewielki stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami o charakterze
zasadowym i mała pojemność sorpcyjna.
Słowa kluczowe: Park Narodowy Gór Stołowych, piaskowiec, skała macierzysta, właściwości
sorpcyjne
Summary: The Table Mountains National Park was established chiefly to preserve the unique
geological structure of the Table Mountains. They are made, inter alia, from granites, ashlar
sandstones, rotliegends and marlstones. Soils made from these diverse bedrocks are characterized
by changeable properties. The aim of the research was to analyze the sorptive properties of
the sandstone-based soils in the Table Mountains National Park. Using up-to-date geological
maps, soil profiles were selected for laboratory examination. The soils under examination were
classified as podzolic and brown soils. They were characterized by properties typical of the
humid climate such as low pH (acid and strongly acid soils), high exchange acidity, low contents
of alkaline cations, low-degree saturation of the sorptive complex with alkaline cations and low
sorptive capacity.
Key words: Table Mountains National Park, sandstone, bedrock, sorptive properties
95
3/9/12 4:31 AM
Roman Pieprzka
Wstęp
Jeszcze kilkanaście lat temu Góry Stołowe nie cieszyły się większym
zainteresowaniem gleboznawców. Stan ten uległ zmianie dopiero w chwili powołania
parku narodowego w 1993 r., kiedy pojawiły się publikacje, które obejmowały
kompleksowe badania nad zmiennością mineralogiczną gleb wytworzonych ze
zwietrzelin różnych skał macierzystych tego obszaru. Badania w tym kierunku podjęli
m.in. Jahn i współautorzy (2000) oraz Chodak (2002). Prace nad oceną chemicznych
właściwości gleb, wytworzonych ze stołowogórskich piaskowców, prowadziła m.in.
Szopka (2000). Wcześniej gleby wytworzone z różnych skał macierzystych, między
innymi z piaskowców, były obiektem badań prowadzonych głównie na obszarze Gór
Świętokrzyskich, bądź Karpat [Lazar 1952; Maciejewska 1993; Adamczyk 1957,
Szafranek 1989, 1990, 1992]. Spośród skał występujących na obszarze PNGS, czyli
m.in. piaskowców, margli i granitów, szerzej opisano w literaturze, pod względem
mineralogicznym i petrograficznym, tylko skały magmowe.
W literaturze zagranicznej temat gleb i zwietrzelin wytworzonych z piaskowców
także wydaje się nie być obiektem szerszych badań. Badania tego typu prowadzili
m.in. Certini i współautorzy (2003), Martins i współautorzy (2005). W Polsce
zagadnieniem gleb i zwietrzelin piaskowcowych zajmowali się m.in. Jerzykiewicz,
Wojewoda (1986) czy Kabała, Haase (2004).
Literatura, zarówno polska jak i zagraniczna, dotycząca gleb i zwietrzelin powstających
ze skał występujących na obszarze PNGS jest uboga, przez co celowe wydaje się
podjęcie badań środowiska glebowego, tworzącego się w procesie wietrzenia skał,
obecnych na rozpatrywanym obszarze badawczym. Temat jest w szczególności istotny
w przypadku piaskowców. Warte uwagi są także właściwości sorpcyjne badanych
gleb. Są one związane wraz z kwasowością gleb oraz zawartością poszczególnych
składników zasadowych w glebach. Kocowicz (1999) właściwości sorpcyjne uznaje
za jedne z najważniejszych cech diagnostycznych utworów glebowych. Zagadnienie
to ważne jest na obszarach górskich, gdzie gleby bardzo często charakteryzują się
niekorzystnymi dla roślin właściwościami sorpcyjnymi, takimi jak niska suma
wymiennych kationów zasadowych (S) i niski stopień wysycenia kompleksu
sorpcyjnego kationami zasadowymi (V) [Kocowicz 1999].
Celem pracy była ocena właściwości sorpcyjnych gleb Parku Narodowego Gór
Stołowych wytworzonych z piaskowców.
Materiał i metody
Badaniami zostały objęte gleby Parku Narodowego Gór Stołowych (PNGS)
wytworzone z piaskowców. Profile glebowe wykonano w oparciu o mapy geologiczne
badanego obszaru. Wszystkie odkrywki opisane zostały zgodnie z wytycznymi
Polskiego Towarzystwa Gleboznawczego. Badane gleby należały do działu gleb
autogenicznych (gleby bielicowe i brunatne) [Systematyka Gleb Polski 1989].
Do analiz laboratoryjnych zostały pobrane próbki ze wszystkich wydzielonych
poziomów genetycznych. W pobranym materiale wykonano następujące oznaczenia:
96
3/9/12 4:31 AM
Włąściwości sorpcyjne gleb wytworzonych z piaskówców...
• skład granulometryczny metodą areometryczną Casagrande’a w modyfikacji
Prószyńskiego z uwzględnieniem podziału na frakcje i grupy granulometryczne
PN-R-04033:1998;
• pH w H2O i 1 M KCl –potencjometrycznie;
• kwasowość wymienną metodą Sokołowa;
• zawartość kationów wymiennych Ca2+, Mg2+, K+ i Na+ metodą Pallmanna.
• Na podstawie otrzymanych wyników wyliczono następujące parametry:
• sumę kationów o charakterze zasadowym (S) ze wzoru: S = Ca2+ + Mg2+ + K+ +
Na+;
• pojemność sorpcyjną gleb (T) ze wzoru: T = S + Kw;
• stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami o charakterze zasadowym
(V) ze wzoru: V = (S/T).100 [%].
Ze względu na bardzo niskie pH badanych gleb, pojemność sorpcyjna i stopień
wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami zasadowymi zostały wyliczone
w stosunku do kwasowości wymiennej.
Wyniki
Skała macierzysta, z której wytworzyły się badane gleby, miała znaczny wpływ
na kształtowanie się ich właściwości. Przeprowadzone analizy właściwości
fizycznych i chemicznych pozwoliły określić wpływ piaskowca zarówno na skład
granulometryczny gleb, jak również na ich właściwości sorpcyjne. W badanym
materiale glebowym dominowała frakcja piasku, której zawartość mieściła się
w granicach 55-90%. Pyły mieściły się w granicach od 8 do 39% części ziemistych,
najmniejszy udział zaś stanowiły części spławialne, których wartości oscylowały
dla wszystkich 5 profili od 2 do 10%. Warto zaznaczyć, że występowała wyraźna
zależność głębokości od udziału poszczególnych frakcji. Wraz ze zwiększającą się
głębokością w profilu glebowym wzrastał udział procentowy frakcji piaskowych,
natomiast zmniejszała się ilość frakcji pyłowych i części spławialnych.
Zawartość części szkieletowych osiągała na ogół najwyższe wartości w dolnych poziomach
profili glebowych. Dominacja frakcji piaskowych we wszystkich poziomach badanych
gleb świadczy o silnym wpływie materiału skalnego na ich skład granulometryczny.
Wpływ piaskowca nie ograniczał się jedynie do uziarnienia badanych gleb, ale
wykazał także znaczące działanie na kształtowanie się ich odczynu. Badany
materiał glebowy wykazał typowy dla obszarów górskich oraz gleb leśnych silnie
kwaśny odczyn. pH badanych gleb wykazywało tak niskie wartości ze względu na
niewielką zawartość składników o charakterze zasadowym, jak i sam charakter skały
macierzystej, bogatej w krzemionkę, która jak wspomina Kabała (1998) ma niewielkie
zdolności do buforowania zakwaszenia. Pokojska (1998) uważa, że problem niskiego
odczynu dotyczy większości polskich gleb, gdyż powstają one z utworów ubogich
w substancje pokarmowe oraz składniki zasadowe.
97
3/9/12 4:31 AM
Roman Pieprzka
Stwierdzone wartości pH jednoznacznie wskazują na postępujące zakwaszenie gleb
i pozwalają dostrzec zmiany odczynu w profilach glebowych (tab. 2).
Nr profilu
1
2
3
Zawartość frakcji [%]
Poziom
genetyczny
Miąższość
Ol
Części
szkieletowe
Piaski
Pyły
Iły
6-4
n.o.
n.o.
n.o.
n.o.
Of
4-1
n.o.
n.o.
n.o.
n.o.
Oh
1-0
n.o.
n.o.
n.o.
n.o.
AEes
0-5
0
78
17
5
Eesg
5-18
0
79
14
7
Bhs
18-40
0
82
13
5
2Bs
40-55
2
82
16
2
C
>55
39
87
10
3
Ol
10-8
n.o.
n.o.
n.o.
n.o.
Of
8-3
n.o.
n.o.
n.o.
n.o.
Oh
3-0
n.o.
n.o.
n.o.
n.o.
AEes
0-3
0
77
21
2
Eesg
3-11
0
80
15
5
Bh
11-15
15
82
14
4
Bhs
15-22
5
82
14
4
Bs
22-40
0
88
8
4
2BsC
40-70
0
90
8
2
C
>70
0
90
4
6
Ol
3-1
n.o.
n.o.
n.o.
n.o.
Olf
1-0
n.o.
n.o.
n.o.
n.o.
Ah
0-3
15
77
19
4
ABbr
3-8
13
62
30
8
1Bbr
8-30
0
60
34
6
2Bbr
30-65
10
61
30
9
C
>65
8
70
14
16
98
3/9/12 4:31 AM
4
5
Ol
4-3
n.o.
n.o.
n.o.
n.o.
Ofh
3-0
n.o.
n.o.
n.o.
n.o.
AE
0-4
2
61
37
2
Bvs
4-10
9
55
39
6
Bv
10-25
0
60
34
6
1BC
25-40
14
62
30
8
2BC
40-75
18
60
30
10
C
>75
7
63
30
7
Ol
10-9
n.o.
n.o.
n.o.
n.o.
Of
9-7
n.o.
n.o.
n.o.
n.o.
Ohf
7-0
n.o.
n.o.
n.o.
n.o.
AE
0-5
0
76
21
3
Bv1
5-20
10
72
24
4
Bv2
20-37
4
71
20
9
BvC
37-75
0
68
24
8
C
>75
17
80
13
7
Tab. 1. Skład granulometryczny badanych gleb (PN-R-04033:1998)
Wraz z głębokością wartości pH nieznacznie wzrastały, jakkolwiek i tak były
typowe dla gleb kwaśnych i silnie kwaśnych. Zakwaszenie gleb Parku Narodowego
Gór Stołowych należy tłumaczyć już nie tylko wpływem zwietrzeliny, z której
wytworzyły się gleby, ale także działaniem czynników klimatycznych (znaczne
opady na obszarach górskich) oraz wpływem roślinności leśnej. Odczyn badanych
gleb wahał się w granicach 3,5-4,7 (w H2O) i 2,7-4,2 (w KCl).
Badane próbki glebowe wykazały także typową dla gleb górskich, niską zawartość
kationów o charakterze zasadowym (tab. 2). Taki stan rzeczy Kabała (1998) dostrzega
w silnym ługowaniu kationów zasadowych. Zawartość poszczególnych jonów na ogół
malała wraz z głębokością w profilu glebowym. Najwyższą pulę stanowiły jony wapnia
(jego wartości oscylowały w zakresie 0,16-3,60 cmol(+).kg-1), natomiast w najmniejszej
ilości występowały kationy potasu (przedział wartości 0,08-0,70 cmol(+).kg-1).
Wartości sumy zasad, jak i stopnia wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami
zasadowymi świadczą o niekorzystnych właściwościach badanych gleb. Wartości
wysycenia kompleksu (V), podobnie jak sumy zasad (S), w ujęciu profilowym były niskie
i na ogół malały wraz z głębokością w poszczególnych profilach glebowych (tab. 2).
99
3/9/12 4:31 AM
4
5
pH KCl
3
pH H2O
2
Miąższość
1
Poziom
genet.
Nr profilu
Roman Pieprzka
Kw
Ol
Of
Oh
AEes
Eesg
Bhs
2Bs
C
Ol
Of
Oh
AEes
Eesg
Bh
Bhs
Bs
2BsC
C
Ol
Olf
Ah
ABbr
1Bbr
2Bbr
C
Ol
Ofh
AE
Bvs
Bv
1BC
2BC
C
Ol
Of
Ohf
AE
Bv1
Bv2
BvC
C
6-4
4-1
1-0
0-5
5-18
18-40
40-55
>55
10-8
8-3
3-0
0-3
3-11
11-15
15-22
22-40
40-70
>70
3-1
1-0
0-3
3-8
8-30
30-65
>65
4-3
3-0
0-4
4-10
10-25
25-40
40-75
>75
10-9
9-7
7-0
0-5
5-20
20-37
37-75
>75
4,3
3,8
3,6
3,6
4,0
3,8
4,3
4,5
4,2
3,6
3,6
3,5
4,1
4,0
4,4
4,7
4,7
4,7
4,2 4,0 3,9
3,7
3,8
4,2
4,2
3,9
3,7
3,5
3,7
3,8
3,8
3,9
4,0
4,7
4,1
3,8
3,8
4,0
4,4
4,4
4,4
3,7
3,0
2,7
2,9
3,1
3,3
3,8
4,2
3,5
2,8
2,3
2,9
3,1
3,3
4,0
4,3
4,3
4,1
3,6 3,4 3,0
2,9
3,2
3,7
3,6
3,2
2,8
2,7
3,1
3,6
3,7
3,7
3,8
3,9
3,2
2,8
2,9
3,1
3,9
4,0
3,9
n.o.
n.o.
n.o.
5,84
6,66
9,98
8,68
4,30
n.o.
n.o.
n.o.
4,84
4,32
9,44
6,66
3,02
2,58
6,72
n.o.
n.o.
2,82
4,39
3,95
2,10
3,24
n.o.
n.o.
3,98
4,19
3,28
2,23
2,45
2,05
n.o.
n.o.
n.o.
8,46
9,42
6,04
5,08
5,78
Na+
K+
Ca2+
Mg2+
S
T
n.o.
n.o.
2,59
0,85
0,48
0,43
0,21
0,32
n.o.
n.o.
n.o.
0,51
0,33
0,40
0,27
1,46
0,18
0,21
n.o.
n.o.
6,19
1,81
1,75
1,89
2,16
n.o.
n.o.
2,24
1,65
3,07
1,99
2,25
1,99
n.o.
n.o.
4,60
2,11
0,36
0,31
1,89
2,12
n.o.
n.o.
n.o.
6,69
7,14
10,43
8,89
4,62
n.o.
n.o.
n.o.
5,35
4,65
9,84
6,93
4,48
2,76
6,93
n.o.
n.o.
9,01
6,20
5,70
3,99
5,40
n.o.
n.o.
6,22
5,84
6,35
4,22
4,70
4,04
n.o.
n.o.
n.o.
10,57
9,78
6,35
6,97
7,90
[mmol(+).100g gleby-1]
n.o.
n.o.
0,17
0,12
0,09
0,07
0,05
0,05
n.o.
n.o.
n.o.
0,07
0,11
0,17
0,10
0,07
0,07
0,05
n.o.
n.o.
0,43
0,17
0,24
0,19
0,18
n.o.
n.o.
0,21
0,19
0,39
0,26
0,30
0,21
n.o.
n.o.
0,33
0,19
0,14
0,14
0,26
0,35
n.o.
n.o.
0,70
0,21
0,16
0,13
0,11
0,08
n.o.
n.o.
n.o.
0,20
0,12
0,15
0,12
0,08
0,08
0,12
n.o.
n.o.
0,64
0,23
0,21
0,13
0,20
n.o.
n.o.
0,21
0,13
0,20
0,09
0,15
0,12
n.o.
n.o.
0,85
0,19
0,12
0,12
0,12
0,21
n.o.
n.o.
1,12
0,40
0,16
0,16
0,00
0,16
n.o.
n.o.
n.o.
0,16
0,16
0,00
0,00
1,28
0,00
0,00
n.o.
n.o.
3,60
0,8
0,88
1,04
1,20
n.o.
n.o.
1,20
0,80
1,52
1,12
1,36
1,12
n.o.
n.o.
1,92
1,12
0,00
0,00
0,96
1,04
n.o.
n.o.
0,60
0,12
0,07
0,07
0,05
0,03
n.o.
n.o.
n.o.
0,08
0,05
0,08
0,05
0,03
0,03
0,04
n.o.
n.o.
1,52
0,61
0,42
0,53
0,58
n.o.
n.o.
0,62
0,53
0,96
0,52
0,44
0,54
n.o.
n.o.
1,50
0,61
0,10
0,05
0,55
0,52
V
[%]
n.o.
n.o.
n.o.
12,77
6,74
4,16
2,33
6,94
n.o.
n.o.
n.o.
9,55
7,11
4,04
3,91
32,60
6,54
3,04
n.o.
n.o.
68,72
29,17
30,76
47,42
40,01
n.o.
n.o.
36,06
28,31
48,36
47,21
47,85
49,27
n.o.
n.o.
n.o.
19,95
3,69
4,89
27,12
26,88
Tab. 2. Odczyn, kwasowość wymienna (Kw) i właściwości sorpcyjne badanych gleb.Objaśnienia:
Kw - kwasowość wymienna, S - Suma kationów o charakterze zasadowym, T - pojemność
sorpcyjna, V - stopień wysycenia kompleksu sorpcyjnego kationami o charakterze zasadowym.
100
3/9/12 4:31 AM
Wnioski
• Analizowany materiał glebowy z Parku Narodowego Gór Stołowych, pod
względem uziarnienia, składał się głównie z frakcji piasków.
• Skała macierzysta w postaci zwietrzeliny piaskowców, warunki klimatyczne
(klimat humidowy ze znaczną sumą opadów), jak i dominacja drzew iglastych,
wyraźnie wpłynęły na odczyn badanych gleb i ich właściwości sorpcyjne.
• Odczyn analizowanych gleb pozwolił na zakwalifikowanie ich do gleb kwaśnych
lub silnie kwaśnych.
• Badane gleby, podobnie jak większość gleb górskich, charakteryzowały się
niską sumą wymiennych kationów o charakterze zasadowym oraz nieznacznym
wysyceniem kompleksu sorpcyjnego, co wskazuje na niekorzystne warunki
glebowe dla wzrostu i rozwoju roślin, typowych dla siedlisk górskich.
Literatura
Adamczyk B. 1957. Piaskowiec magurski jako skała macierzysta niektórych gleb
w Karpatach. Zesz. Nauk. WSR, Kraków, 3: 147-172.
Certini G., Hiller S., Murray E., Edwards A.C. 2003. Weathering of sandstone clasts in
a forest soil in Tuscany (Italy). Geoderma., 116: 357-372.
Chodak T. 2002. Minerały ilaste niektórych rezydualnych zwietrzelin i gleb Parku
Narodowego Gór Stołowych. Szczeliniec, 6: 119-132.
Jahn A., Chodak T., Migoń P., August Cz. 2000. Utwory zwietrzelinowe Dolnego Śląska.
Nowe stanowiska, wiek i znaczenie geomorfologiczne. Studia geograf. 72, Wyd. UWr.,
Wrocław, s. 212.
Jerzykiewicz T., Wojewoda J. 1986. The Radków and Szczeliniec sandstones: an example of
gian foresets on a tectonically controlled shelf of the Bohemian Cretaceous Basin (CE),
[w:] Knight RJ.and McLean J.R. (Eds.), Shelf Sands and Sandstones, Canadian Society
of Petroleum Geologist, Memoir II, 1-15.
Kabała C. 1998. Właściwości gleb na obszarach degradacji lasów w Górach Izerskich
(Sudety Zachodnie). Rocz. Glebozn. 49, 3/4: 119-134.
Kabała C., Haase T. 2004. Przejawy poligenezy gleb bielicowych wytworzonych
z piaskowców kredowych Gór Stołowych. Rocz. Glebozn. 55, 4: 39-49.
Kocowicz A. 1999. Wpływ sposobu użytkowania na właściwości sorpcyjne gleby, Zesz.
Prob. Post. Nauk Roln., 467: 95-101.
Lazar J. 1952. Gleby karpackie piaskowcowe. Gleby wytworzone z piaskowców
istebniańskich Karpat Śląskich. Rocz. Gleb., 2: 25-48.
Maciejewska A. 1993. The content of trace elements in acid brown soils developed from
devonian sandstones of Świętokrzyskie Mts. Pol. J. Soil. Sci., 26 2: 111-117.
Martins F., Ferreira P.M., Flores J.A., Bressani L.A., Bica A. 2005. Interaction between
geological and geotechnical investigations of a sandstone residual soil. Engineering
Geology, 78: 1-9.
101
3/9/12 4:31 AM
Roman Pieprzka
Pokojska U. 1998. Zakwaszenie gleb leśnych. Stan wiedzy i perspektywy badań. Zesz. Prob.
Post. Nauk Roln., 456: 63-70.
Polska Norma PN-R-04033. 1998. Gleby i utwory mineralne. Podział na frakcje i grupy
granulometryczne. Polski Komitet Normalizacyjny.
Systematyka gleb Polski. 1989. Wydanie czwarte. Rocz. Glebozn. 40, 3/4, s. 150.
Szafranek A. 1989. Wpływ rzeźby terenu i skały macierzystej na kształtowanie się gleb
z piaskowców dewońskich i triasowych regionu świętokrzyskiego. Cz. I: Warunki
powstawania i rozwoju gleb. Rocz. Glebozn., 40, 2: 59-81.
z piaskowców dewońskich i triasowych regionu świętokrzyskiego. Cz. II: Właściwości
chemiczne gleb. Rocz. Glebozn., 41, 3/4: 157-178.
z piaskowców dewońskich i triasowych regionu świętokrzyskiego. Cz. III: Rzeźba
terenu. Rocz. Glebozn., 43, 1-2: 121-131.
Szopka K. 2000. Geneza, skład i właściwości gleb wytworzonych z piaskowców na terenie
Gór Stołowych. Część 1. Zesz. Nauk. AR Wroc., 396: 93-109.
Roman Pieprzka
Instytut Nauk o Glebie i Ochrony Środowiska
ul. Grunwaldzka 53, 50-357 Wrocław
e-mail: roman.pieprzka@up.wroc.pl
Opiekun naukowy: prof. dr hab. Tadeusz Chodak
102
3/9/12 4:31 AM
Krzysztof Stasiak
EPISTEME
12/2011, t. I
s.103-107
ISSN 1895-4421
Zachowania terytorialne lelka Caprimulgus europaeus L.
w Nadleśnictwie Puławy
The territory behaviour of Nightjar Caprimulgus
europaeus in Puławy forestry
Abstrakt: Lelek należy do mało poznanych gatunków nocnej awifauny Polski. Jedne
z nielicznych w kraju obserwacje zachowań lelka zostały przeprowadzone w Nadleśnictwie
Puławy w czerwcu 2009 roku. Opisano zachowania samców i samic w odpowiedzi na stymulację
głosową. Stymulowano głosy godowe, zwane terkotaniem, wydawane przez samca, jak
i ostrzegawcze, wydawane przez osobniki obu płci. Aktywniej na stymulację reagowały samce,
zbliżając się do źródła głosu oraz przysiadając w odsłoniętych miejscach, najchętniej wysoko
nad ziemią. Wtedy też słychać było ich terkotanie. Samice również zbliżały się do źródła głosu,
wydając w locie głos ostrzegawczy. Para ptaków obu płci, zajmująca dane terytorium, aktywnie
poszukiwała źródła głosu, krążąc nad nim. Gdy na obszarze terytorium pojawił się obcy osobnik,
był przepędzany.
Słowa kluczowe: lelek, Caprimulgus europaeus, zachowania terytorialne
Summary: Nightjar is one of the less researched nocturnal birds in Poland. The research held
in June of 2009 at the Puławy forestry near Gołąb revealed it’s behaviour in the mating season.
To perform the research the voice stimulation with nightjars’ voices was used. I stimulated the
birds using: the male’s song called “churring” and warning voices of both sexes. Males had been
defending their territories more actively than females, coming along to the source of stimulation.
They also had sit on the ground or on the most visible points, like a single tree, and had churred
from that place. Females had been coming close to the observer with the source of stimulation,
flying around and using warning voices. Both sexes had tried to find the source of the stimulation.
When any bird from the nearby territory had crossed the border, it was actively chased away.
Key words: Nightjar, Caprimulgus europaeus, territory behaviour
103
3/9/12 4:31 AM
Krzysztof Stasiak
Wstęp
Lelek należy do słabo poznanych ptaków Polski. Nocny tryb życia i niezwykłe
zdolności kamuflażu sprawiają, że brak jest danych na jego temat. Z tych samych
powodów ptak ten występuje w licznych podaniach ludowych i przekazach ustnych,
mówiących o lotniku podbierającym mleko kozom. W wierzeniach słowiańskich ten
tajemniczy ptak był uosobieniem dusz powracających z Wyraju. Lelek stanowi tym
samym interesujący obiekt badań naukowych, służących poznaniu jego zwyczajów.
Bardzo nieliczne dane mówią o zachowaniach terytorialnych tego gatunku [Cramp,
Simmons 1985, Dombrowski, Rzempała 1993, Sierro i in. 2001].
Celem badań było poznanie zachowań terytorialnych lelka związanych ze stymulacją
głosową oraz interakcji pomiędzy osobnikami zajmującymi sąsiadujące terytoria.
Materiał i metody
Lelek jest niewielkim ptakiem nocnym o sylwetce małego sokoła, posiada długie
skrzydła i ogon, dzięki którym osiąga dużą zwinność w powietrzu [Cresswell
1996]. Jego upierzenie składa się z mozaiki plam o barwie od jasnoszarej do prawie
czarnej. Rysunek ten przypomina korę drzewa, dzięki czemu lelek siedzący na
gałęzi jest niemal niewidoczny [Glutz, Bauer 1980]. Dorosłe osobniki najłatwiej jest
zaobserwować w locie podczas zmierzchu, kiedy rozpoczynają polowania.
Lelek odżywia się owadami nocnymi, zawsze chwyta je w locie. Wykonuje w tym
celu loty patrolowe lub przysiada w odsłoniętych punktach terenu, takich jak słupy
elektryczne lub pojedyncze drzewa, skąd wykonuje krótkie loty w celu schwytania
ofiary. Do namierzania ofiar posługuje się wzrokiem [Cresswell 1996].
Gatunek ten preferuje suche i świeże bory sosnowe, występuje na zrębach
i wrzosowiskach a także w luźnym drzewostanie o słabym zwarciu koron drzew
[Glutz, Bauer 1980, Tomiałojć, Stawarczyk 2003]. Spotykany jest także na polanach
w grądach [Tomiałojć, Stawarczyk 2003]. Szczególnie duże zagęszczenia lelka
notowano na poligonach wojskowych [Gustaw 2007] oraz na pożarzyskach [Henel,
Kruszyk 2006].
Lelek składa jaja na ziemi, nie buduje gniazda. Zniesienie składa się przeważnie
z dwóch jaj, wysiadywanych głównie przez samicę ok. 17 dni. Młode uczą się chodzić
i mogą opuszczać gniazdo już trzeciego dnia życia, lotność uzyskują po dalszych
dwóch tygodniach, potem są jeszcze przez pewien czas karmione przez jednego
z rodziców [Glutz, Bauer 1980, Cramp, Simmons 1985].
W Polsce lelek występuje nielicznie lub średnio licznie na terenie całego kraju,
w górach spotykany jest do 900 m n.p.m. Jego liczebność szacuje się na 4000-6000
par lęgowych, przy czym brak jest danych z większości obszaru kraju [Tomiałojć,
Stawarczyk 2003]. Na Lubelszczyźnie jest nielicznym, lokalnie średnio licznym
gatunkiem lęgowym. Lelek jest ptakiem wędrownym, przebywa w Polsce od maja
do września – października, jego zimowiska leżą w Afryce, na południe od Sahary.
104
3/9/12 4:31 AM
Zachowania terytorialne lelka Caprimulgus europaeus L...
Przebywające na terytoriach lęgowych lelki posługują się dwoma typami głosów:
głosem terytorialnym, zwanym terkotaniem, oraz głosem ostrzegawczym, brzmiącym
jak ostre, zgrzytliwe „krrik”.
Badania reakcji lelka na stymulację głosową przeprowadzono w czerwcu 2009
roku, na powierzchni próbnej obejmującej 8 km2, położonej w Nadleśnictwie
Puławy, w Leśnictwie Gołąb (współrzędne środka powierzchni próbnej N51°31’10”
i E21°54’53”). Powierzchnia próbna pokryta była świeżym borem sosnowym,
w którym występowały pożarzyska oraz przecinki związane z liniami energetycznymi.
Zastosowano metodykę badań zaproponowaną przez Dombrowskiego i Rzempałę
[1993]. Do stymulacji głosowej używano zestawu złożonego z odtwarzacza
i głośników przenośnych. Posługiwano się nagraniem zarówno głosu terytorialnego,
jak i ostrzegawczego. Badania prowadzono po zmierzchu i we wczesnych godzinach
nocnych, ze względu na lepszą widoczność oraz większą aktywność ptaków o tej
porze doby [Glutz, Bauer 1980].
Wyniki i dyskusja
W wyniku kontroli przeprowadzonych na powierzchni próbnej stwierdzono 7 zajętych
terytoriów lelka. Na trzech z nich przeprowadzono kilkakrotne kontrole związane
z obserwacjami zachowań terytorialnych tego gatunku.
Lelek widziany w locie jest trudny do pomylenia z innymi gatunkami.
Charakterystyczny kształt ciała, w połączeniu z długimi, smukłymi skrzydłami
odróżnia go od pozostałych krajowych przedstawicieli nocnej awifauny.
Stosując stymulację głosową można było skłonić osobniki obu płci do zbliżenia się
do obserwatora na niewielką odległość. Ich lot był bezgłośny ze względu na miękkie
zakończenia piór zbliżone budową do upierzenia sów. Ptaki latały szybko, wykonując
płynne, ciasne skręty, zataczały także okręgi o promieniu 10-20 m, których środkiem
był obserwator z odtwarzaczem. Ptaki ignorowały obecnego w obrębie terytorium
drugiego obserwatora. Można było odnieść wrażenie, że ich lot jest chwiejny,
ponieważ przez dość długie odcinki ptaki szybowały, układając wtedy skrzydła
w kształt głębokiego V i delikatnie kołysząc ciałem na boki, po czym wykonywały
serie nagłych skrętów. Charakterystyczne dla tego gatunku jest klaskanie skrzydłami
podczas lotu godowego, wyraźnie słyszalne podczas obserwacji. Lelki potrafią także
zawisać w powietrzu [Cresswell 1996].
W locie widoczne były u samca jasne plamy na końcach skrzydeł i na krawędziach
ogona. Ich kontrastowość pozwalała na jednoznaczne rozróżnienie płci obserwowanych
ptaków. U samic plamy także występują, jednak w kolorze jasnobrązowym, co sprawia,
że zlewają się one z mozaikowym upierzeniem i są widoczne jedynie u osobników
trzymanych w dłoni [Cresswell 1996]. Ponadto samce mają masywniejszą budowę niż
samice, są większe, tylko u nich obserwowano klaskanie skrzydłami w locie.
Para z drugiego badanego terytorium zachowywała się podobnie, wykonując loty nad
źródłem stymulacji z jednoczesnym klaskaniem skrzydłami. Częstym zachowaniem
było krążenie samicy wokół obserwatora, podczas, gdy samiec odlatywał na odległość
105
3/9/12 4:31 AM
Krzysztof Stasiak
50-100m i przysiadał na gałęzi drzewa, słupie linii elektrycznej lub trakcji kolejowej,
i tam wydawał głos terkoczący. Miejsca spoczynku były zawsze wyraźnie widoczne,
jeśli było to drzewo, stało ono oddzielnie od innych a ptak wybierał chętniej suche
gałęzie pozbawione liści. Jednokrotnie obserwowano terkoczącą samicę. Odzywała
się siedząc na ziemi, na wrzosowisku, wcześniej krążyła wokół obserwatora, co
pozwoliło na identyfikację płci. Głos samicy był cichszy niż samca, a terkotanie
o wiele krótsze.
Badania prowadzone na granicy dwóch zajętych terytoriów pozwoliły zaobserwować
interakcje między sąsiadującymi parami. Granica ta przebiegała wzdłuż linii wysokiego
napięcia, przecinka leśna związana z tą linią została podzielona przez ptaki mniej
więcej zgodnie z przebiegiem przewodów linii. Gdy osobnik z jednego terytorium
przekroczył tą granicę, para zajmująca drugie terytorium aktywnie go przepędzała.
Polegało to na karkołomnym, szybkim locie pościgowym, połączonym z klaskaniem
skrzydłami, w którym uczestniczył samiec z pary, której terytorium zostało naruszone.
Samica w tym czasie krążyła wokół miejsca zdarzenia, w niewielkiej odległości.
Podczas pościgu słychać było krótki, ostry terkot, nieco wyższy od normalnego głosu
godowego. Nie można było stwierdzić, czy ptak odzywał się w locie czy przysiadł
na gałęzi. Z chwilą opuszczenia granicy terytorium przez intruza, pościg ustał, a oba
osobniki broniące terytorium odleciały w stronę jego środka. Krótko potem dało
się stamtąd słyszeć terkotanie. Obserwacje były wykonywane w początkowej fazie
okresu lęgowego, gdy instynkt obrony terytorium u lelka jest najsilniejszy. Istnieją
dane mówiące, że wraz ze wzrostem młodych, instynkt ten słabnie. Notowano
przypadki uczestnictwa nielęgowego samca w wykarmieniu młodych, samiec taki
nie był przepędzany przez ptaki zajmujące dane terytorium [Cramp, Simmons 1985,
Cleere 1998].
Nie zaobserwowano, opisywanych w literaturze przypadków gromadzenia się ptaków
z sąsiednich terytoriów wokół źródła stymulacji [Dombrowski, Rzempała 1993],
pomimo, iż w zasięgu odtwarzanego głosu znajdowała się z reguły więcej, niż jedna
para. Zanotowano natomiast odpowiedzi na stymulację osobników zajmujących
sąsiednie terytoria, co jest zgodne z danymi zawartymi w metodyce [Dombrowski,
Rzempała 1993]. W przypadku jednej z par, pierwsza odpowiedź na stymulację
następowała zwykle dopiero gdy obserwator z odtwarzaczem znalazł się w pobliżu
środka terytorium.
Obserwowano także osobniki spotykane poza granicami terytoriów, w siedliskach
odbiegających od preferowanych przez badany gatunek. Ptaki te nie wykazywały
aktywności głosowej, nie reagowały też na stymulację. Prawdopodobnie jest to
przystosowanie mające na celu unikanie konfrontacji z potencjalnymi właścicielami
terytorium, przez które ptak przelatuje. Badania szwajcarskie sugerują, że opuszczanie
granic terytoriów może być spowodowane polowaniem na terenach obfitych w owady,
ale pod innymi względami niemożliwych do wykorzystania jako miejsce rozrodu
tego gatunku [Sierro i in. 2001]. Nie zaobserwowano podobnego zachowania lelków
w Austrii, odnotowano tam jedynie pojedynczą samicę polującą poza granicami
swojego terytorium [Wichmann 2004].
106
3/9/12 4:31 AM
Zachowania terytorialne lelka Caprimulgus europaeus L...
Wnioski
• Lelek w odpowiedzi na stymulację głosową poszukiwały aktywnie źródła głosu,
zarówno samiec jak i samica sygnalizowały „intruzowi” swoją obecność głosem
i krążeniem wokół obserwatora.
• W przypadku naruszenia granic terytorium obcy osobnik był aktywnie
przepędzany poza jego granicę.
• Potwierdzono, że lelek może opuszczać granice swojego terytorium,
prawdopodobnie w poszukiwaniu pokarmu. W takich przypadkach nie reaguje on
na stymulację głosową.
Literatura
Cleere N. 1998. Nightjars. A guide to nightjars and related Nightbirds. Pica Press Sussex.
Cramp S., Simmons K.E.L. (eds.). 1985. The Birds of the Western Palearctic. Vol. 4. Oxford
University Press.
Cresswell B. 1996. Nightjars – some aspects of their behaviour and conservation. British
Wildlife 7 (5): 297-304.
Dombrowski A., Rzempała M. 1993. Uwagi dotyczące badań liczebności lęgowej populacji
lelka Caprimulgus europaeus. Remiz 2(1): 23-28.
Glutz von Blozheim U.N., Bauer K.M. 1980. Handbuch der Vőgel Mitteleuropas.
9. Akademische Verlagsgesellschaft. Wiesbaden.
Gustaw W. 2007. Wysokie zagęszczenia terytoriów lelka Caprimulgus europaeus na
poligonie w Lipie, SE Polska. Notatki Ornitologiczne, 48: 54-61.
Henel K., Kruszyk R. 2006. Liczebność lelka Caprimulgus europaeus na obszarze
pożarzyska koło Kuźni Raciborskiej. Notatki ornitologiczne, 47: 130-134.
Sierro A., Arlettaz R., Naef-Daenzer B., Strebel S., Zbinden N. 2001. Habitat use and
foraging ecology of the nightjar (Caprimulgus europaeus) in the Swiss Alps: towards
a conservation scheme. Biological Conservation 98: 325-331.
Tomiałojć L., Stawarczyk T. 2003. Awifauna Polski. Rozmieszczenie, liczebność i zmiany.
PTPP „pro Natura”, Wrocław-Kraków.
Wichmann G. 2003. Habitat use of nightjar Caprimulgus europaeus in an Austrian pine
forest. Journal of Ornithology. 145: 69-73.
Krzysztof Stasiak
Katedra Zoologii
ul. Akademicka 13 pok. 229, 20-950 Lublin
e-mail: kreeso@wp.pl
Opiekun naukowy: dr hab. prof. nadzw. Jacek Łętowski
107
3/9/12 4:31 AM
3/9/12 4:31 AM
Tomasz Szewczyk
EPISTEME
12/2011, t. I
s.109-116
ISSN 1895-4421
Analiza eksploatacyjna wybranych Krakowskich
Oczyszczalni Ścieków
Maintenance analysis of the selected Cracow waste water
treatment plants
Abstrakt: Praca zawiera analizę eksploatacyjną dwóch oczyszczalni ścieków zlokalizowanych
na terenie gminy Kraków. Na wstępnie autor przedstawia rys historyczny, dane dotyczące
urządzeń i rodzaju technologii wykorzystanej na omawianych obiektach. W dalszej części
omówiono wyniki pracy zakładów na przełomie kilku lat, ze szczególnym uwzględnieniem
przebiegu procesów technologicznych, rozwiązywaniu bieżących problemów i sytuacji
niebezpiecznych takich jak nagłe dopływy wód opadowych, infiltracyjnych, nielegalne zrzuty
ścieków. Na końcu przedstawiono przykłady rozwiązań głównych problemów występujących
na małych oczyszczalniach ścieków.
Słowa kluczowe: oczyszczanie ścieków, oczyszczalnia, analiza, inżynieria środowiska
Summary: The work is a maintenance analysis of two waste water treatment plants located
within the Commune of Cracow. At the beginning the author presents a historical outline,
machinery data and the kinds of technology employed in the facilities in question. The work
goes on to address the operation results over several years, with particular attention paid to
technological processes, solution of current problems and dangerous situations such as a sudden
influx of rain- and infiltrated water or ilegal sewage dumps. The work concludes with examples
of solutions of major problems affecting small waste water treatment plants.
Key words: waste water treatment, waste water treatment plant, analysis, environmental
engineering
109
3/9/12 4:31 AM
Tomasz Szewczyk
Wstęp
Miejskie Przedsiębiorstwo Wodociągów i Kanalizacji S.A. w Krakowie obsługuje pięć
lokalnych oczyszczalni ścieków. Oczyszczalnie Skotniki, Sidzina, oraz Kostrze zostały
przejęte przez krakowskie wodociągi w latach 1999-2002, natomiast oczyszczalnie
Bielany (wybudowana w roku 1957), oraz Wadów powstały ze środków własnych.
W świetle zmieniających się przepisów prawa, wraz ze wzrostem świadomości
ekologicznej ludności, znaczenie małych oczyszczalni ścieków jest coraz większe.
Analizując geografie naszego kraju, istnieje wiele regionów, gdzie jedynym słusznym
rozwiązaniem jest budowa lokalnych oczyszczalni ścieków, lub oczyszczalni
przydomowych.
Natomiast w dużych aglomeracjach, oraz zgodnie z nową strategia rozwoju
wodociągów krakowskich zakłada się sukcesywną likwidację małych oczyszczalni
i włączenie ich sieci do układu centralnego. Takie rozwiązanie, które dotyczy
dużych ośrodków jak gmina Kraków, jest z punktu widzenia ekonomicznego
i organizacyjnego najlepsze.
Celem pracy jest analiza i ocena pracy dwóch z pięciu oczyszczalni na przełomie
ostatnich lat.
W ramach tematu wykonana zostanie ocena efektywności procesu oczyszczania
i analiza problemów eksploatacyjnych, które mają miejsce w badanych obiektach.
Ostatecznie sformułowane zostaną wnioski dotyczące funkcjonowania i eksploatacji
małych i średnich oczyszczalni ścieków.
Wymagania stawiane wybranym oczyszczalniom
W Polsce wymagania stawiane ściekom odprowadzanym do środowiska reguluje
Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 24 lipca 2006 roku, wraz z późniejszymi
zmianami. Na podstawie rozporządzenia w sprawie warunków jakie należy spełnić
przy wprowadzeniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji
szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego, każda oczyszczalnia powinna
otrzymać pozwolenie-wodnoprawne, które szczegółowo określa zasady eksploatacji
danego zakładu.
OCZYSZCZALNIA ŚCIEKÓW BIELANY
Maksymalna ilość ścieków - Qśr._dob= 225 m3/d (12,5 m3/h)
Maksymalne wartości zanieczyszczeń
• zawiesina – 50 mg/dm3
• BZT5 – 40 mgO2/dm3
• ChZT – 150 mgO2/dm3
Odbiornik: rzeka Sanka
110
3/9/12 4:31 AM
Analiza eksploatacyjna wybranych Krakowskich Oczyszczalni Ścieków
OCZYSZCZALNIA ŚCIEKÓW SKOTNIKI
Maksymalna ilość ścieków Ośr._dob= 650 m3/d ,
Qmaxd= 884 m3/d
Maksymalne wartości zanieczyszczeń
• zawiesina – 35 mg/dm3
• BZT5 – 25 mgO2/dm3
• ChZT – 125 mgO2/dm3
Odbiornik: wody potoku Kostrzeckiego
Materiały i metody
Pomiary ścieków są wykonywane przez wykwalifikowaną i doświadczoną kadrę,
lub przez automatyczny próbkopobierak w miejscach wyznaczonych zgodnie
z pozwoleniem wodnoprawnym. Analizę wykonuje centralne laboratorium MPWIK S.A.
posiadające akredytację, oraz działające zgodnie z systemem ISO 9001, ISO 14001.
Rodzaj
badania
Norma
Metoda
Zawiesina
PN-EN
872:2007
Z zastosowaniem filtracji przez sączki z włókna szklanego
BZT5
PN-ISO
15705:2005
Oznaczenie biochemicznego zapotrzebowania tlenu po 5 dniach.
Pomiar manometryczny z zastosowaniem sensora ciśnienia
ChZT
PN –EN
ISO/IEC
17025:2005
Oznaczanie indeksu chemicznego zapotrzebowania tlenu
(SP-ChZT)
Metoda zminiaturyzowana z zastosowaniem szczelnych
probówek
Tab. 1. Metody stosowane w laboratorium MPWiK S.A
Opis oczyszczalni
Oczyszczalnia Bielany jest lokalną oczyszczalnią mechaniczno – biologiczną, do
odbioru ścieków w systemie rozdzielczym z terenu osiedla Bielany i zlewni mu
przyporządkowanych. Zgodnie z założeniami projektowymi średnia dobowa ilość
dopływających ścieków bytowo–gospodarczych wynosi Ośr._dob= 225 m3/d.
Zakładana rozbudowa ma zwiększyć przepustowość do 450 m3/d [Koncepcja
rozbudowy oczyszczalni ścieków na os. Bielany w Krakowie, 2005].
Oczyszczalnia zlokalizowana jest przy ul. Bielańskiego w Krakowie. Odbiornikiem
bezpośrednim ścieków oczyszczonych jest rów melioracyjny. Jego zlewnia
obejmuje rejon osiedla Bielany w Krakowie. Z uwagi na swoje położenie, w otulinie
111
3/9/12 4:31 AM
Tomasz Szewczyk
krajobrazowej parków jurajskich jego zlewnia charakteryzuje się niską intensywnością
zabudowy, rozlokowana wzdłuż istniejących ciągów komunikacyjnych z przewagą
terenów zielonych. Odbiornikiem końcowym jest rzeka Wisła [Operat wodno-prawny
na odprowadzenie ścieków oczyszczonych z oczyszczalni Bielany w Krakowie, 2003].
Ciąg technologiczny dzieli się na trzy podstawowe części: mechaniczna, biologiczna
i osadowa. Oczyszczalnia ścieków „Skotniki” stanowi lokalną oczyszczalnię do której
sprowadzane są ścieki bytowo-gospodarcze, poprzez system powstałej i będącej nadal
w rozbudowie kanalizacji całego osiedla.
Oczyszczalnia zlokalizowana jest na terenie osiedla Skotniki w Krakowie, w pobliżu
wlotu ulicy Winnickiej do ulicy Tynieckiej. Parametry oczyszczanych ścieków
spełniają wymagania pozwolenia wodno – prawnego pozwalając na zrzut ścieków
oczyszczonych do odbiornika, którym w tym przypadku jest rów melioracyjny,
zarządzany przez ZIKiT, a następnie potok Kostrzecki, uchodzący do rzeki Wisły
[Operat wodnoprawny na odprowadzenie ścieków oczyszczonych z oczyszczalni
ścieków dla osiedla Skotniki w Krakowie, 2002]. Ciąg technologiczny dzieli się na
trzy podstawowe części: mechaniczna, biologiczna i osadowa.
Wyniki
W związku z ciągłą rozbudową sieci kanalizacyjnej miasta Krakowa ilość ścieków
dopływających do oczyszczalni sukcesywnie rośnie. Wzrost ilości ścieków wymaga
od kierownictwa zakładu, jego ciągłej modernizacji i zmian technologicznych
adekwatnych do aktualnych warunków.
100000
Przepływ ścieków Bielany
95000
m3/rok
90000
85000
80000
75000
70000
2007
2008
2009
2010
Ryc. 1. Roczny przepływ ścieków w latach 2007-2010 dla oczyszczalni Bielany
Porównując ilości ścieków w roku 2009 i 2010 odnotowano wzrost na poziomie
10 955 m3/rok, co odpowiada ≈ 30 m3/dobę . Oczywiście należy zwrócić uwagę
na fakt, iż rok 2010 charakteryzował się znaczna ilością opadów co z pewnością
przełożyło się na wzrost ilości ścieków dopływających.
112
3/9/12 4:31 AM
Ryc. 2. Średni miesięczny przepływ ścieków w latach 2007-2009 dla oczyszczalni Bielany
Rozszerzając dane o wyniki przepływów średniodobowych, jesteśmy w stanie określić,
kiedy wartości projektowe zostają przekroczone, co może wpływać na utrudnienia
w eksploatacji zakładu. Zwiększona ilość ścieków jest obserwowana w miesiącach
luty, marzec, we wszystkich analizowanych latach. Qśr_mies= 260,7[m3/d] (luty 2007
roku ); 239,8 [m3/d] (luty 2008 roku); 288,3 [m3/d] (luty 2009 roku). W miesiącu
marzec lata 2007-2009, również obserwowano przekroczenia wartości projektowych,
które wynoszą Qśr_dob= 225 [m3/d]. Analizując powyższy wykres można zauważyć iż
w roku 2009, obserwuje się zwiększone przepływy w stosunku do lat 2007, 2008.
Przyczyną zwiększonej ilości ścieków mogą być nowe podłącza kanalizacji, jednakże
częstym zjawiskiem stają się również nielegalne podłącza deszczówki do sieci
kanalizacyjnej. Na w/w sytuacje, mogą mieć także wpływ wody infiltracyjne, które
będą coraz częstszym zjawiskiem wraz ze starzejąca się kanalizacją.
Przepływ ścieków Skotniki
400000
m3/rok
300000
200000
100000
0
2007
2008
2009
2010
Ryc. 3. Roczny przepływ ścieków w latach 2007-2010 dla oczyszczalni Skotniki
W przypadku oczyszczalni ścieków Skotniki obserwuje się znaczny wzrost ilości
ścieków dopływających. Porównując lata 2008 i 2009 zarejestrowano zwiększenie
ilości ścieków o 52952 m3/rok co daje ≈ 145 m3/dobę, natomiast w latach 2009 i 2010
wzrost był jeszcze bardziej odczuwalny 71 980 m3/rok, co daje ≈ 197,21 m3/dobę.
113
3/9/12 4:31 AM
Tomasz Szewczyk
Ryc. 4. Średni miesięczny przepływ ścieków w latach 2007-2009 dla oczyszczalni Skotniki
Analizując powyższy wykres można zauważyć znaczne przekroczenia wartości
projektowych we wszystkich latach. Dla porównania wykres obrazuje linię
wartości pozwolenia- wodno prawnego, po modernizacji oczyszczalni, która jest
systematycznie prowadzona. Można wnioskować, iż po kilku korektach technologii
oczyszczalni ta będzie w stanie pracować na założonym poziomie, bez większych
problemów eksploatacyjnych.
paraMetry W WyBranych oczySzczaLniach
Poniżej przedstawiono średnie wyniki z lat 2007-2009. Systematyczna modernizacja
układów, oraz doświadczenie pracowników, pozwala utrzymać proces na stabilnym
poziomie, a nawet prowadzi do uzyskania lepszych wyników.
Nie można osiągać dobrych rezultatów na starych wyeksploatowanych zakładach.
Powyższe wyniki były osiągane w różnych warunkach, przy zmiennym dopływie
ładunku.
Bielany
Wskaźnik
Jednostka
Zawiesina
Skotniki
2007
2008
2009
2007
2008
2009
mg/l
22,5
18,8
16,6
27
24,7
19
BZT5
mgO2/l
15,7
12,9
15,6
13,6
17,2
13,2
ChZT
mgO2/l
65,2
51,9
50,5
56,2
67
52,4
Tabela 2. Parametry ścieków na oczyszczalniach Bielany, Skotniki w latach 2007-2009
Efektywność usuwania związków azotu stale wzrasta i w roku 2009 osiągnęła poziom
53,71%, oraz 73,14% dla związków fosforu. Projekt zakładał stopień usuwania azotu
ogólnego η= 61,5%, natomiast fosforu η= 58 %.
114
3/9/12 4:31 AM
Ryc. 5. Efektywność usuwania azotu, fosforu ze ścieków- Oczyszczalnia Bielany
W roku 2009 na oczyszczalni Bielany w celu zwiększenia efektywności usuwania
związków węgla, zlikwidowano komorę denitryfikacji zastępując ją drugą komorą
nitryfikacji. Jednakże odpowiednie zabiegi technologiczne pozwoliły na uzyskanie
efektu symultanicznej denitryfikacji, co zdecydowanie poprawiło efektywność
usuwania związków biogennych.
Ryc. 6. Efektywność usuwania azotu, fosforu ze ścieków- Oczyszczalnia Skotniki
Najniższy poziom usuwania związków azotu odnotowano w roku 2007- 36,71%,
natomiast w roku 2009 znacznie zwiększono efektywność, osiągając poziom 50,79%.
Również w roku 2009 odnotowano najwyższy poziom usuwania związku fosforu,
który wyniósł 76,5%.
dySKuSja i WnioSKi
Małe oczyszczalnie, które pracują przy większych zakładach funkcjonują znacznie
sprawniej w związku z ułatwioną organizacją, niestety małe obiekty pozostawione
w rękach gmin, często bez prawidłowej opieki specjalistów, borykają się z wieloma
problemami. Analizując kilkuletnią pracę budowanych oczyszczalni należy wyciągnąć
kilka interesujących wniosków:
• Na etapie projektowania oczyszczalni ścieków koniecznym warunkiem do
uzyskania zadawalających wyników jest współpraca projektanta z późniejszym
użytkownikiem obiektów. Zaniedbania powstałe na etapie projektowania,
115
3/9/12 4:31 AM
Tomasz Szewczyk
wynikające z braku odpowiednich informacji, zbyt małej ilości danych
technologicznych z pracujących już obiektów, lub źle dobrany system i urządzenia,
mogą mieć ogromny wpływ na utrudnienia w późniejszej eksploatacji obiektów.
• Utrudnienia w pracy oczyszczalni pojawiają się na przełomie zimy i wiosny,
każdego roku. Powyższa sytuacja spowodowana jest przez okresowe roztopy.
Nielegalne podłącza do kanalizacji wód opadowych i roztopowych, powodują
nagły wzrost przepływów na wszystkich badanych obiektach. Wzrost wód
infiltracyjnych jest większy wraz ze starzejącą się kanalizacją. Zaleca się
gromadzenie i analizę danych ze wszystkich lat eksploatacji oczyszczalni. Takie
informacje, mogą być bardzo przydatne w celu przygotowania obiektów na
okresy utrudnionej eksploatacji.
• Ważnym elementem, jest częsta analiza ścieków dopływających, celem
dostosowania technologii do zmiennych warunków.
• Efektywność usuwania związków azotu jest nieznacznie niższa, niż przewidywał
to projekt, natomiast efektywność usuwania związków fosforu bardzo często
przekracza wartości projektowe i osiąga zadawalający poziom. Należy
wspomnieć, iż omawiane oczyszczalnie, były projektowane na częściowe
usuwanie związków biogennych. Obecne prawo nie normuje usuwania tychże
związków przez małe oczyszczalnie. Wyjątkiem jest sytuacja, gdy odprowadzane
ścieki wpływają do jezior, ich dopływów, lub sztucznych zbiorników wodnych
usytuowanych na wodach płynących. Pomimo wprowadzenia zmniejszonych
wymagań Krakowskie Wodociągi kontynuują usuwanie związków biogennych,
celem ciągłej poprawy otaczającego nas środowiska.
Literatura
Baczyński T i inni 2008: „Zarządzanie Środowiskowe ISO 14000, Kraków
Bartoszewski K i inni 1997. Poradnik eksploatatora oczyszczalni ścieków, Poznań.
Banaś J., Mucha Z. 1995: Doświadczenia z wdrażania małych wysokoefektywnych
oczyszczalni ścieków. Materiały XXIX Konferencji” Postęp techniczny w dziedzinie
oczyszczania ścieków”, Katowice
Projekt Techniczny: Oczyszczalnia Ścieków dla osiedla Skotniki
Projekt Techniczny : Oczyszczalnia Ścieków Bielany
Tomasz Szewczyk
MPWiK S.A. w Krakowie
e-mail: tm.szewczyk@interia.pl
Opiekun naukowy: dr hab.inż. Stefan Satora prof. UR
116
3/9/12 4:31 AM
Diana Wieczorek
EPISTEME
12/2011, t. I
s.117-123
ISSN 1895-4421
Stan i perspektywy rozwoju energetyki odnawialnej
w Polsce na tle Unii Europejskiej
Status and prospects for renewable energy sources
development in Poland relating to the European Union
Abstrakt: Postępujące na coraz większą skalę skażenie środowiska naturalnego, zwiększona
emisja CO2 i innych gazów cieplarnianych oraz ciągłe zużywanie się złóż surowców naturalnych
zmusiło rząd polski oraz inne Państwa członkowskie UE do podjęcia odpowiednich kroków
przeciwdziałających tym zjawiskom. Zgodnie z Protokołem z Kioto [1997] nasz kraj jest
zobowiązany do ograniczenie emisji CO2 z tego względu coraz większą wagę przywiązuje się do
zwiększenia udziału Odnawialnych Źródeł Energii w globalnej produkcji ciepła i elektryczności.
Praca powstała w oparciu o dane Instytutu Energetyki Odnawialnej oraz publikacji Głównego
Urzędu Statystycznego. Jej celem było przedstawienie udziału poszczególnych źródeł energii
odnawialnej (pochodzącej ze słońca, biogazu, biomasy oraz wiatru) w całkowitej produkcji
energii w Polsce na tle Unii Europejskiej oraz próba oceny możliwości i zasadności ich
wykorzystania na terenie naszego kraju.
Słowa kluczowe: OZE w Polsce, fotowoltaika, kolektory słoneczne, biogaz, biomasa
Summary: Progressive on an increasing scale of environmental contamination, increased
emissions of CO2 and other greenhouse gases, and continuous wear of natural resources has
forced the Polish government and other EU Member States to take appropriate steps to counter
these phenomena. Under the Kyoto Protocol, our country is obliged to reduce CO2 emissions,
therefore, more attention is paid to increasing the share of renewable energy sources in the global
production of heat and electricity. The work was based on data from the Institute for Renewable
Energy and the publication of the Central Statistical Office. For her presenting the participation
of the individual sources of energy was a purpose renewable (coming from the sun, biogas,
biomass and the wind) in the total production of the energy in Poland relating to the European
Union and attempt of the assessment of the possibilities and the legitimacy to exploit them in
our country.
Key words: RES in Poland, photovoltaics, solar, biogas, biomass
117
3/9/12 4:31 AM
Diana Wieczorek
WSTĘP
Podczas posiedzenia Rady Europejskiej 15-16.06.2001 w Goteborgu wskazano na
zmiany klimatu jako jedną z głównych barier stałego rozwoju. Podkreślono wagę
wykorzystania czystej energii oraz wprowadzenie działań, których celem jest ograniczenie
zapotrzebowania na energię [Dyrektywa 2004/8/WE]. Od tego czasu udział energii ze
źródeł odnawialnych w produkcji energii pierwotnej z roku na rok stale rośnie (tab. 1).
Głównymi dokumentami rozwoju energetyki odnawialnej w Polsce są: „Strategia rozwoju
energetyki odnawialnej” (przyjęta przez Sejm w dniu 23 sierpnia 2001 r.) oraz „Polityka
energetyczna Polski do roku 2030” (przyjęta przez Radę Ministrów w dniu 10 listopada
2009 r.) i „Program dla elektroenergetyki” (przyjęty przez Radę Ministrów w dniu 28 marca
2006 r.). Celem strategicznym polityki państwa jest zwiększenie wykorzystania zasobów
energii odnawialnej. Aby umożliwić osiągnięcie celu wprowadzono odpowiednie zmiany
w ustawie Prawo energetyczne, stworzono system wsparcia, który wspomaga rozwój
odnawialnych źródeł. Ponadto każde przedsiębiorstwo sprzedające energię odbiorcom
końcowym musi przedstawić do umorzenia świadectwa pochodzenia energii elektrycznej
z OZE (zielone certyfikaty) [GUS 2010].
Wyszczególnienie
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
Unia Europejska
Pozyskanie energii
pierwotnej ogółem
w [Mt]
893,8
892,6
886,9
882,8
850,0
831,3
811,5
803,6
w tym ze źródeł
odnawialnych
w [Mt]
97,0
95,0
102,7
110,2
113,9
121,5
134,7
141,7
Udział energii ze
źródeł odnawialnych
w energii pierwotnej
ogółem w [%]
10,9
10,6
11,6
12,5
13,4
14,6
16,6
17,6
Polska
Pozyskanie energii
pierwotnej ogółem
w [Mt]
80,2
80,0
79,9
78,7
78,4
77,7
72,6
71,3
w tym ze źródeł
odnawialnych
w [Mt]
4,1
4,1
4,1
4,3
4,5
4,8
4,9
5,4
5,2
5,2
5,5
5,8
6,1
6,7
7,6
Udział energii ze
źródeł odnawialnych
w energii pierwotnej
ogółem w [%]
5,1
Tab. 1. Pozyskanie energii pierwotnej (w tym ze źródeł odnawialnych) dla UE i Polski w latach
2001 – 2008. Źródło: Publikacja GUS. Energia ze źródeł odnawialnych
118
3/9/12 4:31 AM
Stan i perspektywy rozwoju energetyki odnawialnej w Polsce...
Materiał i metody
Do 2020 roku 15% generowanej energii elektrycznej musi pochodzić ze źródeł
odnawialnych co zostało narzucone Polsce przez Unię Europejską. Nasz kraj mimo
dużego potencjału biomasy i możliwości wykorzystania innych źródeł energii
odnawialnej (słońce i wiatr) nadal jest daleko w tyle w porównaniu do pozostałych
Państw Członkowskich. Celem pracy było porównanie ilości energii pochodzącej
ze źródeł odnawialnych (słońce, wiatr, biomasa i biogaz) oraz mocy urządzeń
zainstalowanych w Polsce i Unii Europejskiej. Dla porównania wykorzystania
poszczególnych nośników energii odnawialnej posłużono się danymi Instytutu
Energii Odnawialnej oraz Głównego Urzędu Statystycznego.
Wyniki i dyskusja
3.1. Energia słońca. Energia słoneczna docierająca do powierzchni ziemi może być
zamieniana na energię elektryczną przy pomocy:
•kolektorów słonecznych płaskich lub turbowo - próżniowych służących
głównie do podgrzewania ciepłej wody w basenach kąpielowych, ogrzewania
pomieszczeń, w procesach suszarniczych;
•ogniw fotowoltaicznych (baterii słonecznych) do bezpośredniego wytwarzania
energii elektrycznej;
•termicznych elektrowni słonecznych.
Kolektory słoneczne są najpowszechniej wykorzystywanym źródłem czystej energii
w Polsce, których liczba stale rośnie (tab. 2). Sprzyja temu system wsparcia. Od
czerwca 2010 roku Narodowy Fundusz Ochrony Środowiska i Gospodarki Wodnej
podpisał umowy z sześcioma bankami uruchamiając tym samym program dopłat do
kredytów bankowych na zakup i montaż kolektorów słonecznych do podgrzewania
wody użytkowej.
Energia pochodząca ze słońca w Polsce ma wysoki potencjał i dzięki temu stała się
jednym z najważniejszych i priorytetowych dla rządu technologii zielonej energii o
znaczącym potencjale eksportowym. Energetyka słoneczna jako jedyny sektor OZE
eksportuje swoje wyroby głównie do Hiszpanii, Niemiec, Portugalii, Austrii, Włoch,
Wielkiej Brytanii, Szwecji, Finlandii. Dzięki programowi Ministerstwa Środowiska
,,Akcelerator Zielonych Technologii” promuje się eksport polskich technologii,
produktów w zakresie ochrony środowiska. Ponad to energetyka słoneczna nie
wymaga takiego dużego systemu dopłat jak inne technologie OZE, ale w dłuższej
perspektywie ważna jest stabilność systemu wsparcia oraz jego przewidywalność na
kilka lat do przodu [Rynek kolektorów słonecznych w Polsce, 2010].
Ogniwa fotowoltaiczne zamieniają energię promieniowania słonecznego na energię
elektryczną. Mimo ich powszechnego zastosowania w zegarkach, kalkulatorach,
odbiornikach radiowych, w telefonii komórkowej, do zasilania znaków drogowych,
satelitów, urządzeń ochrony pastwisk i lasów, odosobnionych stacji meteorologicznych,
w autonomicznych systemach zasilających na przyczepach kempingowych całkowity
119
3/9/12 4:31 AM
Diana Wieczorek
ich udział w technologiach OZE w Polsce jest znikomy (tab. 3). Niewielki jest także
udział mocy produkowanej przez te urządzenia w odniesieniu do UE.
Rok
Kraj / Jednostka odniesienia
2002
2003
2004
2005
2006
2007
Polska
UE
Powierzchnia
10,9
1198,3
Moc
b.d.
b.d.
Powierzchnia
265
1537,0
Moc
18,6
1075,9
Powierzchnia
28,9
1688,2
Moc
20,2
1181,8
Powierzchnia
27,6
2073,4
Moc
19,4
1451,4
Powierzchnia
41,6
3127,4
Moc
29,1
2189,5
Powierzchnia
68,1
2912,1
Moc
47,7
2038,5
Tab. 2. Całkowita powierzchnia kolektorów zainstalowanych w Polsce i UE [w m2 x 1000] i
odpowiadająca im moc w [MWh], źródło: Opracowanie własne na podstawie danych Instytutu
Energetyki Odnawialnej
Kraj / Rok
2004
2005
2007
2008
Polska
0,127
0,083
0,200
0,371
UE
545,873
645,287
1825,553
4592,289
Tab. 3. Moc baterii słonecznych zainstalowanych w Polsce i UE w [MW], źródło: Opracowanie
własne na podstawie danych Instytutu Energetyki Odnawialnej
3.2. Energia wiatru. Energetyka wiatrowa jest ważnym sektorem energetyki
odnawialnej, który ma duży potencjał rozwojowy. W Polsce istnieją pewne
bariery jej rozwoju związane ze stanem sieci elektroenergetycznych i problemem
z przyłączeniem do niej nowych źródeł. Dodatkowym utrudnieniem dla inwestorów
są długotrwałe procedury związane z oceną wpływu na środowisko oraz planowaniem
przestrzennym. Chociaż średnia moc produkowana przez farmy wiatrowe z roku
na rok stale rośnie (tab. 4) pochodzi ona w 84% z 21 działających w naszym kraju
farm wiatrowych. Najkorzystniejsze warunki do ich lokalizacji są na terenie Polski
północnej w województwach pomorskim i zachodniopomorskim.
120
3/9/12 4:31 AM
Kraj / Rok
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
Polska
61,2
61,1
72,0
152,6
297,9
451,1
705,3
UE
28568,3
34366,2
40489,8
40042,3
563614,6
64980,5
74800,2
Tab. 4. Średnia moc wyprodukowana przez zainstalowane wiatraki w [MW], źródło:
Opracowanie własne na podstawie danych Instytutu Energetyki Odnawialnej
W ostatnich latach zwłaszcza w roku 2009 zaobserwowano blisko 40% wzrost mocy
produkowanej przez wiatraki w Polsce w odniesieniu do roku ubiegłego. Jednak są
to wielkości nieporównywalne do całkowitej produkcji energii w UE. Takie państwa
jak Niemcy czy Hiszpania przodują w produkcji tego rodzaju energii. Sytuacja
w Polsce może się zmienić, gdyż według ,,Światowego rankingu atrakcyjności
inwestycyjnej w zakresie energetyki odnawialnej” nasz kraj został umieszczony na
czternastym miejscu pod względem zainteresowania energetyką wiatrową. Jest to
dziewiąte miejsce w UE i pierwsze wśród nowych krajów członkowskich [Doradca
energetyczny, 3/2010]. W raporcie „Wizja rozwoju energetyki wiatrowej w Polsce do
2020 r.” sporządzonej przez IEO na zlecenie Polskiego Stowarzyszenia Energetyki
Wiatrowej [2010] szacuje się, że do 2020 roku elektrownie wiatrowe będą jednym
z najtańszych odnawialnych źródeł energii elektrycznej. Prognozy przewidują
zainstalowanie mocy 11 GW w lądowych farmach wiatrowych, 1,5 GW w morskich
farmach wiatrowych oraz 600 MW w małych elektrowniach wiatrowych. W dłuższej
perspektywie rozwój energetyki wiatrowej wpłynie korzystnie na wzrost zatrudnienia
w tym sektorze gospodarki.
Kraj / Rok
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
Polska
0,124
0,136
0,135
0,257
0,472
0,723
1,250
UE
44,759
54,196
69,138
81,352
103,477
118,373
128,504
Tab. 5. Produkcja energii elektrycznej pochodzącej z farm wiatrowych w [TWh], źródło:
opracowanie własne na podstawie danych Instytutu Energetyki Odnawialnej
Pewną alternatywą dla rozwoju energetyki wiatrowej w Polsce jest budowa farm
wiatrowych na morzu. Koszt ich budowy jest jednak prawie dwukrotnie wyższy
od farm lądowych, brakuje przyjaznego prawa legislacyjnego, są także problemy
z przyłączem do lokalnych sieci. Istnieje szansa ubiegania się o dotację z Europejskiego
Banku Inwestycyjnego [Talaśka, 2010].
3.3. Biomasa. Biomasa jest tanim źródłem energii. Śmiało może konkurować
z paliwami kopalnymi i być wykorzystana do celów energetycznych podczas
bezpośredniego spalania biopaliw stałych, gazowych jak również przetwarzana na
paliwa ciekłe i wykorzystywana do produkcji energii cieplnej i elektrycznej. W Polsce
jako biomasę wykorzystuje się słomę i siano, odpady drzewne, rośliny energetyczne
oraz odpady z produkcji rolnej, a także odpady komunalne i osady ściekowe. Jednak
121
3/9/12 4:31 AM
Diana Wieczorek
jak wynika z Europejskiej Statystyki Biomasy, Polska w 2010 r. nie wykorzystała aż
80% potencjału biomasy. Systematycznie wzrastająca z roku na rok produkcja energii
z biomasy w 2009 r. stanowiła tylko 7% produkcji energii w UE. Spośród naszych
sąsiadów wiodącymi krajami jeśli chodzi o produkcję energii elektrycznej z biomasy
są Niemcy i Finlandia, natomiast Francja i Szwecja przodują w produkcji ciepła
[European Biomass Statistics, 2010].
Kraj / Rok
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
Polska
3,83
4,10
4,10
4,06
4,18
4,30
4,55
4,74
5,19
UE
51,9
53,1
59,0
62,2
63,3
66,0
67,1
68,71
72,77
Tab. 6. Produkcja energii z biomasy stałej w Polsce i UE w [mln t], Źródło: Opracowanie
własne na podstawie danych Instytutu Energetyki Odnawialne
3.4. Biogaz. Biogaz powstaje w wyniki fermentacji beztlenowej materii organicznej.
Ze względu na różny stopień przetworzenia zasoby biomasy dzielimy na:
• pierwotne np. rośliny energetyczne (buraki cukrowe i pastewne, kukurydza,
słonecznik, zboża tzw. GPS, wierzby, topole),
• wtórne np. odpady oraz pozostałości pochodzące z produkcji rolniczej
i działalności przetwórstwa rolno-spożywczego (gnojowica, obornik, gliceryna,
wywar gorzelniczy, odpady poubojowe, serwatka, odpady komunalne, osady
ściekowe) [Wojtczak i Bajda, 2010].
W wydanym przez Ministerstwo Gospodarki dokumencie „Kierunki rozwoju
biogazowni rolniczych”, zakłada się, że do 2020 roku w każdej polskiej gminie zostanie
zbudowana przynajmniej jedna biogazownia. Jest to duża szansa dla Polski dlatego,
że biogaz jest najczystszą i najtańszą formą energii produkowanej z OZE. Budowanie
agrobiogazowni rolniczych przyczyni się w dłuższym okresie do ochrony środowiska,
produkcji dodatkowej czystej energii, która zapewni bezpieczeństwo energetyczne.
Agrobiogazownie są bardzo wydajne – produkują czterokrotnie więcej mocy niż
elektrownie wiatrowe. Ich budowa przyczyni się do ograniczenia zanieczyszczenia
środowiska, zmniejszenia przykrego zapachu, który towarzyszy produkcji roślinnej
oraz co najważniejsze zwiększy udział OZE w bilansie energetycznym [Węglarzy,
2010]. Budowa biogazowni rolniczej w każdej gminie powinna być poprzedzona
wnikliwą analizą lokalnego rynku pod kątem systematycznej dostępności substratu
oraz możliwości bezpiecznego zagospodarowania pulpy pofermentacyjnej.
Kraj /
Rok
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
Polska
b.d.
35
43
50,7
62,4
62,7
131,7
UE
2999
3772
4117
4547,9
4961,2
5901,2
7542,1
Tab. 7. Całkowita produkcja biogazu w Polsce i UE w [kT], źródło: Opracowanie własne na
podstawie danych Instytutu Energetyki Odnawialnej
122
3/9/12 4:31 AM
Wnioski
• Najbardziej efektywnym i wydajnym ze względu na system wsparcia oraz
atrakcyjność dla inwestorów w dłuższej perspektywie może okazać się produkcja
energii z wiatru i z biogazu.
• Najszybciej rozwijającym się sektorem odnawialnych źródeł energii jest
energetyka słoneczna. W 2007 roku powierzchnia zainstalowanych kolektorów
wzrosła o przeszło 38% w stosunku do roku poprzedniego.
Literatura
Dyrektywa 2004/8/WE Parlamentu Europejskiego i Rady z dnia 11 lutego 2004 r. w sprawie
wspierania Kogeneracji w oparciu o zapotrzebowanie na ciepło użytkowe na rynku
wewnętrznym energii oraz zmieniające dyrektywę 92/42/EWG.
European Biomass Statistics. 2010. A statistical report on the contribution of biomass to the
energy system in the EU 27. Brussels.
GUS. 2010. Energia ze źródeł odnawialnych w 2009 roku. Warszawa.
Protokól z Kioto do Ramowej konwencji Narodów Zjednoczonych w sprawie zmian
klimatu, sporządzony w Kioto dnia 11 grudnia 1997 r.
Raport „Wizja rozwoju energetyki wiatrowej w Polsce do 2020 r.” 2010. Polskie
Stowarzyszenie Energetyki Wiatrowej.
Rynek kolektorów słonecznych w Polsce – podsumowanie 2009 r. III Forum Przemysłu
Energetyki Słonecznej, Niepołomice, 2010.
Talaśka J. 2010. Farmy wiatrowe na morzu – czy są szansą również dla Polski. Doradca
energetyczny. 4/2010: 44-47.
Węglarzy K. 2010. Czy agrobiogazownie mogą być szansą dla Polski? Doradca
energetyczny: 6/2010: 44-45.
Wojtczak J. Bajda L. 2010. Biogaz. ISBN-978-83-911711-8-9.
Diana Wieczorek
Katedra Agrotechniki i Ekologii Rolniczej
Al. Mickiewicza 21, 31-120 Kraków
e-mail: Diana.Wieczorek@ur.krakow.pl
Opiekun naukowy: prof. dr hab. inż. Jacek Kieć
123
3/9/12 4:31 AM
3/9/12 4:31 AM
Aleksander Wysocki
Jerzy Sadowski
EPISTEME
12/2011, t. I
s.125-130
ISSN 1895-4421
Pochodne chloroacetamidów jako zanieczyszczenia wód
na terenach rolniczych Dolnego Śląska
Chloroacetanilide herbicides as a water pollution in
agricultural areas in the Lower Silesia region
Abstrakt: Zabiegi herbicydowe mogą jednak nieść ryzyko zanieczyszczenia roślin, gleby,
a także wód powierzchniowych i gruntowych. Celem pracy było oszacowanie poziomu
pozostałości i częstości występowania zanieczyszczeń herbicydowych w wodach na terenach
rolniczych Dolnego Śląska oraz ocena potencjalnego zagrożenia wód powierzchniowych
oraz studziennych przez pozostałości herbicydów. Dyrektywa EWG określa, że pozostałości
pojedynczego herbicydu w wodzie pitnej nie powinny przekroczyć 0,0001 mg/l, a całkowite
stężenie wszystkich herbicydów nie może być wyższe niż 0,0005 mg/l. Pozostałości herbicydów
w stężeniach przekraczających normy bezpieczeństwa wykryto w pojedynczych próbkach
w przypadku wód studziennych. Pozostałości w wodach studziennych były wykrywane rzadziej,
a ich stężenie było niższe niż w wodach powierzchniowych. W próbkach wiosennych wykryto
wyższe pozostałości substancji aktywnych, niż w próbkach jesiennych.
Słowa kluczowe: chloroacetamidy, herbicydy, pozostałości, zanieczyszczenia wód
Summary: Herbicide application poses a threat for plants, soil as well as ground and surface
water. The aim of investigation was to estimate herbicidal pollution in surface and ground
water on arable areas in the Lower Silesia region. According to EC Drinking Water Directive
concentration single herbicide must not exceed 0.0001 mg/l and total herbicides must not exceed
0.0005 mg/l in drinking water. Residues at concentration higher than safety standards were
detected in few ground water samples. In ground water, residues were detected more rarely and
their level was lower than in surface water samples. Residues of active ingredients in surface and
ground water were detected more frequently in spring than autumn time.
Key words: chloroacetanilide, herbicides, water pollution
125
3/9/12 4:31 AM
Aleksander Wysocki, Jerzy Sadowski
Wstęp
Herbicydy są to środki chemiczne i niechemiczne służące do hamowania rozwoju lub
niszczenia chwastów [Praczyk, Skrzypczak 2004]. Zastosowanie herbicydów wpływa
na wzrost korzyści ekonomicznych, wynikających z regulacji zachwaszczenia
w uprawach rolniczych. Jedną z grup stosowanych substancji aktywnych są pochodne
chloroacetamidów. Są one stosowane do odchwaszczenia upraw: zbóż, kukurydzy,
soi, rzepaku i innych roślin uprawnych [Fuhrman, Alan 2003]. Zabiegi herbicydowe
dają wymierny efekt w postaci produktów roślinnych o wysokiej jakości, z drugiej
zaś strony mogą być zagrożeniem dla zdrowia ludzi i środowiska naturalnego. Skala
i rodzaj zagrożenia pozostałościami herbicydów zależy od ich stężenia, typu oraz
trwałości w warunkach środowiskowych. Kluczowe znaczenie dla zrozumienia
losu herbicydów w systemie hydrologicznym ma poznanie zjawiska degradacji
herbicydów [Kolpin i in. 2000]. Rozkład herbicydów w ekosystemie może odbywać
się na drodze fotochemicznej [Abu-Quare i Duncan 2001], [Boyd 2000], termicznej
[Nowak 1995] i mikrobiologicznej [Różański 1992].
Aby uniknąć nieporządanych zjawisk związanych ze stosowaniem agrochemikaliów,
prowadzone są badania monitorujące stan zagrożenia wód, które dostarczają
informacji na temat poziomu pozostałości herbicydów [Sadowski 1996].
Materiał i metody
Badania pozostałości herbicydów wód na terenach rolniczych Dolnego Śląska
prowadzono w oparciu o sieć stałych punktów pobierania próbek wody. Miejsca
poboru próbek do analizy zostały opracowane przez Zakład Ekologii i Technik Uprawy
Roli we Wrocławiu, należącym do Instytutu Uprawy Nawożenia i GleboznawstwaPaństwowego Instytutu Badawczego. Próbki wód pobierane były z 49 punktów
z których 28 obejmuje płynące wody powierzchniowe, a 21 wody studzienne. Próby
wody pobierano wiosną oraz jesienią 2010 roku, około 10-14 dni po nominalnym
okresie aplikacji herbicydów.
Każdorazowo z określonego punktu pobieranych było około 4 dm3 wody, z czego
1 dm3 wody stanowił rezerwę do ewentualnego powtórzenia analizy lub wykonania
dodatkowych oznaczeń. Pobrane próbki były przechowywane w zamrażarce
w temperaturze -18˚ C. Do analizy wykorzystywanych jest 0,5 dm3 próbki wody, która
była wcześniej przesączona na zestawie do sączenia pod próżnią, w celu pozbycia
się zanieczyszczeń mechanicznych (szczątki roślin, kamienie, materiał organiczny).
Analiza była robiona w trzech powtórzeniach. Wodę poddano obróbce analitycznej
wykorzystując technikę ekstrakcji z fazy stałej (chromatografia mikrokolumnowa
SPE) na sorbencie, którym jest oktadecyl C . Sorbent był aktywowany za pomocą
18
wody destylowanej i metanolu, natomiast desorpcja ze złoża sorbentu miała miejsce
acetonem. Tak oczyszczona próbka poddawana była analizie techniką wysokosprawnej
chromatografii cieczowej (HPLC).
126
3/9/12 4:31 AM
Pochodne chloroacetamidów jako zanieczyszczenia wód...
Wyniki
W tab. 1 i 2 przedstawiono maksymalne pozostałości chloroacetamidów wykryte
w wodach powierzchniowych i studziennych wiosną i jesienią 2010 roku. Otrzymane
wartości pozostałości herbicydów w wodach studziennych porównano do norm Unii
Europejskiej, określających dopuszczalne poziomy skażeń pestycydowych w wodzie
pitnej. Dyrektywa EWG wyznacza jako dopuszczalny poziom pozostałości 0,0001
mg/l pojedynczej substancji i 0,0005 mg/l pozostałości sumarycznych [Dyrektywa
Ramowa Unii Europejskiej 2000]. Wyniki przedstawione w tab. 2 wskazują, że
w przypadku propachloru i metolachloru występują pozostałości przewyższające
ich dopuszczalny poziom w wodach studziennych. W pojedynczych próbach
wykryto również przypadki przekroczenia dozwolonego limitu dla multipozostałości
substancji aktywnych. Są to jednak przypadki incydentalne, a poziom przekroczenia
normy był niewielki.
Na wiosnę najwyższe stężenie w wodach powierzchniowych wykryto w przypadku
propisochloru, natomiast najniższe w przypadku alachloru. W wodach studziennych
najwyższe stężenie oznaczono w przypadku metolachloru, a dimetachloru nie
wykryto w żadnej analizowanej próbce wody. Wyraźnie daje się zauważyć, że spośród
wszystkich substancji aktywnych, pozostałości w wodach powierzchniowych były
wyraźnie wyższe, niż w wodach studziennych.
W próbkach jesiennych najwyższe stężenie w wodach powierzchniowych wykryto
w przypadku metolachloru, natomiast w żadnej próbce nie wykryto dimetachloru.
W wodach studziennych najwyższe stężenie oznaczono oznaczono w przypadku
metolachloru i metazachloru, a dimetachloru, alachloru i propachloru nie wykryto
w żadnej analizowanej próbce wody. Wyraźnie daje się zauważyć, że pozostałości
w wodach powierzchniowych były wyraźnie wyższe, niż w wodach studziennych,
w odniesieniu do wszystkich substancji aktywnych.
Substancja aktywna
Maksymalne pozostałości [mg/ dm3]
Wody powierzchniowe
Wody studzienne
propachlor
0,00020
0,00012
propisochlor
0,00156
0,00008
alachlor
0,00008
0,00002
metolachlor
0,00118
0,00020
metazachlor
0,00020
0,00010
dimetachlor
0,00036
n.w.*
Tab. 1. Maksymalne pozostałości chloroacetanilidów wykryte w wodach powierzchniowych
i studziennych wiosną 2010 roku, *n.w.= nie wykryto
127
3/9/12 4:31 AM
Poszczególne substancje aktywne znacznie różnią się pomiędzy sobą częstotliwością
występowania w próbkach wód. W próbkach wiosennych, w przypadku wód
powierzchniowych w największym odsetku próbek występował propisochlor,
natomiast alachlor został wykryty procentowo w najmniejszej ilości próbek.
W wodach studziennych również propisochlor występował najczęściej, natomiast
dimetachloru nie wykryto w żadnej próbie.
Substancja aktywna
Maksymalne pozostałości [mg/ dm3]
Wody powierzchniowe
Wody studzienne
propachlor
0,00022
n.w.
propisochlor
0,00020
0,00004
alachlor
0,00006
n.w.
metolachlor
0,00036
0,00008
metazachlor
0,00016
0,00008
dimetachlor
n.w.
n.w.
Tab. 2. Maksymalne pozostałości chloroacetanilidów wykryte w wodach powierzchniowych i
studziennych jesienią 2010 roku
W próbkach jesiennych w przypadku wód powierzchniowych najliczniej wykrywano
propisochlor, natomiast w ogóle nie wykryto dimetachloru. W wodach studziennych
ponownie propisochlor okazał się najczęściej występującą substancją aktywną.
Propachloru, alachloru i dimetachloru nie oznaczono w żadnej próbie.
12
w ody pow ierz chniow e
w ody s tudz ienne
% prób z pozosta³oœciami
10
8
6
4
2
0
propachlor propis ochlor
alachlo
metolachlor metaz achlor dimetachlor
Ryc. 1 Częstotliwość występowania pozostałości substancji aktywnych chloroacetamidów
wiosną
128
3/9/12 4:31 AM
Pochodne chloroacetamidów jako zanieczyszczenia wód...
9
w ody pow ierzchniow e
% prób z pozostałościami
8
w ody studzienne
7
6
5
4
3
2
1
0
propachlor
propisochlor
alachlo
metolachlor metazachlor dimetachlor
Ryc. 2 Częstotliwość występowania pozostałości substancji aktywnych chloroacetamidów
jesienią.
Dyskusja
Pozostałości chloroacetanilidów wykryto zarówno w wodach powierzchniowych
jak i studziennych. Stężenia pozostałości i częstotliwość ich występowania były
zróżnicowane i zależały w głównej mierze od rodzaju uprawy, zastosowanych
herbicydów, terminu i miejsca pobierania próbek oraz warunków pogodowych.
W próbkach pobieranych wiosną oznaczono wyraźnie większe ilości pozostałości
herbicydów, niż w próbkach pobieranych w terminie jesiennym, zarówno jeśli
chodzi o stężenie substancji aktywnych jak i procent próbek, w których wykrywano
pozostałości. Fakt ten wynika ze sposobu agrotechniki oraz rodzaju roślin uprawnych
na monitorowanym obszarze. Wiosną aplikowanych jest zdecydowanie więcej
chemicznych środków ochrony roślin w postaci herbicydów. Ponadto jeżeli w czasie
bezpośrednio od aplikacji do pobrania próbek występują liczne opady, wówczas
wzrasta prawdopodobieństwo wykrycia pozostałości w wodach powierzchniowych.
W maju 2010 roku, kiedy pobierana była część próbek wiosennych, miały miejsce
bardzo liczne i intensywne opady atmosferyczne, co bez wątpienia przyczyniło
się do wykrycia pozostałości substancji aktywnych w wodach powierzchniowych.
W próbkach jesiennych częstotliwość wykrywanych pozostałości była relatywnie
bardzo mała i w znacznym stopniu miało to związek z praktycznie bezdeszczowym
listopadem. W przypadku wód powierzchniowych, jeżeli wystąpią odpowiednie
warunki pogodowe, następuje szybkie wymycie herbicydów do wody. W takiej
sytuacji zarówno obecność jak i stężenie pozostałości substancji aktywnych jest
czynnikiem wielce losowym. W krótkim przedziale czasu w tym samym punkcie
poboru próbki poziom pozostałości może być zupełnie różny lub też może nie
być ich w ogóle. Podobne wnioski wyciągnął w swojej pracy Paulsen oraz jego
współpracownicy [Paulsen i in. 1992].
129
3/9/12 4:31 AM
Wnioski
• W wodach powierzchniowych i gruntowych wykrywano obecność wszystkich (6
związków) monitorowanych substancji aktywnych z grupy chloroacetamidów.
• W próbkach pobieranych wiosną wykryto wyraźnie wyższe stężenia pozostałości
herbicydów, niż w próbkach pobieranych jesienią.
• W przypadku propachloru i metazachloru incydentalnie wystąpiły pozostałości
przewyższające ich dopuszczalny poziom w wodach studziennych.
• W pojedynczych próbach wykryto przypadki przekroczenia dozwolonego limitu
dla multipozostałości substancji aktywnych.
Literatura
Abu-Qare A. W., Duncan H. J. 2001. Photodegradation of the herbicide EPTC and the
safener dichlormid, alone and in combination. Chemosphere, 248: 1183-1189.
Boyd R. A. 2000. Herbicides and herbicide degradates in shallow groundwater and the
Cedar River near a municipal well field, Cedar Rapids, Iowa
The Science of the Total Environment, 248: 241- 253.
Dyrektywa Ramowa Unii Europejskiej w sprawie Polityki Wodnej. 2000. Nr 2000/60/EC,
wg Official Journal of the European Communities. Nr dokumentu I. 327.
Fuhrman J. D., Allan J. M. 2003. Determination of Acetanilide Degradates in Ground and
Surface Waters by Direct Aqueous Injection LC/MS/MS. Liquid Chromatography/
Mass Spectrometry, MS/MS and Time of Flight MS, 850: 256-72.
Nowak J. 1995. Dynamika biologicznego i abiotycznego rozkładu niektórych pestycydów
w glebie oraz wpływ na ilość biomasy żywych mikroorganizmów. Akademia Rolnicza
w Szczecinie, Rozprawy nr 169.
Paulsen R. T., Moose A. E., Whitledge V. M. 1992. Interpretation of the STORET data base
for atrazine in groundwater using a geographic information system. Water Sciences and
Technology, 26: 2335.
Praczyk T., Skrzypczak G. Poznań 2004 Herbicydy. Państwowe Wydawnictwo Rolnicze
i Leśne.
Różański L. 1992. Przemiany pestycydów w organizmach żywych i w środowisku.
Państwowe wydawnictwo Rolnicze i Leśne, Warszawa.
Sadowski J. 1996. Rozprawa habilitacyjna „Skażenia herbicydowe wód pierwszego poziomu
użytkowego’’ Wyd. IUNG Puławy H [10] 1996.
Zakład Herbologii i Technik Uprawy Roli we Wrocławiu
Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa
Państwowy Instytut Badawczy w Puławach
Opiekun naukowy: prof. dr hab. inż. Jerzy Sadowski
130
3/9/12 4:31 AM
II. ROLNICTWO I TECHNOLOGIA ŻYWNOŚCI
131
3/9/12 4:31 AM
132
3/9/12 4:31 AM
Monika Białkowska
Aneta Wójtowicz
EPISTEME
12/2011, t. I
s.133-141
ISSN 1895-4421
REAKCJA JĘCZMIENIA BROWARNEGO NA APLIKACJĘ
BIOSTYMULATORA SUNAGREEN
The reaction of spring barley to biostimulant Sunagren’s
application
Abstrakt: W latach 2008-2009 przeprowadzono jednoczynnikowe doświadczenie polowe
dotyczące oceny reakcji jęczmienia jarego browarnego na stosowanie w różnych terminach
biostymulatora Sunagreen. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że: cechy
morfologiczne roślin oraz poziom uzyskanych plonów jęczmienia jarego odmiany Mauritia
w największym stopniu zależał od przebiegu warunków wilgotnościowo-termicznych
w poszczególnych okresach wegetacyjnych roślin, a w dalszej kolejności był uzależniony od
terminu aplikacji preparatu Sunagreen. Stwierdzono, że skład chemiczny ziarna w niewielkim
stopniu ulegał zmianom pod wpływem zmiennej pogody w latach badań. Stosując preparat
Sunagreen odnotowano procentowy wzrost plonu ( na poziomie 2,8- 6,1%) w zależności od
wariantu aplikacji.
Słowa kluczowe: jęczmień browarny, biostymulatory, Sunagreen, Mauritia.
Summary: The one- factor field experiment was carried out in the years 2008- 2009. The
experiment involved the assessment of reaction of barley using biostimulant Sunagreen
in various terms. Morphological ( morphologic) traits ( features) and the level of obtained
productivity of barley Mauritia were depended on process of temperature and humidity in
vegetation periods of these plants and the term of Sunagreen’s application. There was recorded
the chemical composition of the wheat was slightly depended on changeable weather in the years
of experiment. Having used various variants of biostimulant Sunagreen caused the growth of
productivity ( 2,8- 6,1%).
Key words: spring barley, biostimulant, Sunagreen, Mauritia
133
3/9/12 4:31 AM
Monika Białkowska, Aneta Wójtowicz
WSTĘP
Współczesne technologie produkcji roślinnej, opierające się w dużej mierze na
doskonaleniu samej agrotechniki, zaczynają obecnie napotykać na coraz większe
przeszkody, wynikające przede wszystkim z braku możliwości pełnego wykorzystania
potencjału biologicznego zawartego w odmianie hodowlanej. W szeroko rozumianej
produkcji polowej jednym z kluczowych problemów jest zapewnienie rozwijającym
się roślinom optymalnych warunków do rozwoju. Związane jest to przede wszystkim
ze stałym doskonaleniem poszczególnych elementów agrotechniki danego gatunku
oraz z przeciwdziałaniem lub ograniczaniem występowania stresów biotycznych
i abiotycznych. Ze względu na nasilanie się w ostatnich latach niekorzystnych zjawisk
pogodowych ( przymrozki wiosenne, uszkodzenia gradowe, ulewne deszcze, susze)
występujących podczas okresu wegetacyjnego roślin wielu producentów rolnych
podjęło się trudu znalezienia rozwiązań ułatwiających roślinom regenerację po
wystąpieniu czynników stresowych, oraz polepszających jakość i ilość uzyskiwanych
plonów. Do tego typu rozwiązań należy stosowanie preparatów- biostymulatorów,
które obecnie stają się standartowymi elementami technologii produkcji wielu
gatunków roślin uprawnych [ Słowiński 2008, Kozak 2009].
Najczęściej biostymulatory definiuje się jako preparaty wspomagające naturalne
procesy życiowe roślin oraz preparaty poprawiające odporność roślin na występujące
warunki stresowe [ Babuŝka 2004a, Maciejewski i in. 2007].
Termin biostymulatory nie posiada w polskiej nomenklaturze rolniczej jednoznacznej
definicji, pozwalającej na wyodrębnienie tego rodzaju substancji z grupy środków
ochrony roślin [Prusiński 2008]. Według Jankowskiego i Duboisa [2008]
biostymulatory są to preparaty zawierające w swoim składzie hormony, enzymy,
białka, aminokwasy, mikroelementy i inne związki uaktywniające procesy przemiany
materii, a stosowanie ich w odpowiednich dawkach pozwala na wytworzenie
w roślinie odporności na czynniki stresogenne (biotyczne i abiotyczne). O ile
stosunkowo łatwo w praktyce rolniczej eliminować działanie czynników biotycznych
na roślinę, to napotykając na czynniki abiotyczne (długotrwała susza, zasolenie gleby,
brak składników pokarmowych) pojawiają się pewne bariery natury fizjologicznej,
w których eliminacji dużą pomoc mogą zapewnić biostymulatory.
Zdaniem Słowińskiego [2004] stsowanie tego typu substancji jest uzasadnione
w momencie, w którym producenci rolni dążą do uzyskania wyższych plonów o lepszej
jakości, aniżeli gwarantują to tradycyjnie stosowane metody agrotechniczne ( prawidłowa
uprawa roli, zmianowanie, nawożenie czy stosowanie środków ochrony roślin).
Zboża są jedną z grup roślin szczególnie narażonych na utratę plonu, stąd
stosowanie preparatów stymulujących w ich uprawie jest ekonomiczne uzasadnione.
Dotychczasowe badania przeprowadzone w Instytucie Ochrony Roślin – Państwowym
Instytucie Badawczym w Poznaniu potwierdzają korzystne działanie preparatów
stymulujących na wzrost i rozwój roślin zbożowych poprzez zwiększenie masy 1000
ziaren, liczby ziaren w kłosie oraz zawartości białka lub glutenu [Matysiak, 2010].
Jęczmień browarny, należący do grupy zbóż, znalazł szczególne zastosowanie
w przemyśle przetwórczym do produkcji słodu. Aby jednak mógł być on w pełni
134
3/9/12 4:31 AM
Reakcja jęczmienia browarnego na aplikację biostymulatora Sunagreen
wykorzystany musi spełnić określone wymagania technologiczne (ziarno: grubość
2,5 mm, masa 1000 ziaren: 38-45g, czyste odmianowo, pękate, dobrze wypełnione
i baryłkowate). W przemyśle browarnianym jedną z najważniejszych cech
kwalifikujących jęczmień do produkcji z niego ekstraktu jest zawartość białka, która
nie może być wyższa niż 11,5% [ Budzyński, Szempliński, 1999].
Celem przeprowadzonych badań polowych i laboratoryjnych była ocena wpływu
aplikacji biostymulatora Sunagreen stosowanego w uprawie jęczmienia browarnego
na cechy morfologiczne roślin oraz poziom i jakość uzyskanych plonów. Badania
miały na celu wyjaśnienie czy zastosowanie preparatu wpłynie korzystnie na rozwój
roślin, zwiększy ich odporności na czynniki stresowe oraz pozwoli na otrzymanie
wysokiego plonu ziarna o dobrej jakości.
METODYKA BADAŃ
W latach 2008-2009 na polach doświadczalno-produkcyjnych Katedry Szczegółowej
Uprawy Roślin Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu przeprowadzono
jednoczynnikowe doświadczenie polowe w układzie losowanych bloków, w czterech
powtórzeniach dotyczące oceny reakcji jęczmienia jarego browarnego odmiany
Mauritia na stosowanie w różnych terminach biostymulatora Sunagreen. Przed
siewem wykonano nawożenie azotowe ( 30 kg/ ha N), fosforowe ( 40 kg/ha P2O5)
oraz potasowe (50 kg/ha K2O).
Na tle wariantu kontrolnego, pozbawionego aplikacji biostymulatora, oceniano
oddziaływanie preparatu Sunagreen stosowanego w fazie początku (skala BBCH
22) lub pełni (skala BBCH 25-26) krzewienia, a także możliwość stymulowania
rozwoju roślin poprzez przedsiewne zaprawianie ziarna na cechy morfologiczne
i plonowanie jęczmienia jarego (tab. 1). Po wschodach oceniono obsadę roślin na
1 m2, a przed zbiorem liczbę źdźbeł produkcyjnych, na podstawie których obliczono
współczynnik krzewienia produkcyjnego. Bezpośrednio przed zbiorem na 10
źdźbłach produkcyjnych jęczmienia jarego z każdego poletka oznaczono wysokość
roślin oraz długość kłosa. Ponadto z każdego poletka pobrano próbę 10 kłosów w
celu określenia liczby i masy ziaren z 1 kłosa. Po zbiorze określono plon i wilgotność
ziarna oraz masę 1000 sztuk. W laboratorium Katedry Szczegółowej Uprawy Roślin
UP we Wrocławiu wykonano analizy zawartości tłuszczu surowego i białka ogółem
w zebranym ziarnie jęczmienia jarego.
135
3/9/12 4:31 AM
Kombinacja
1K
BBCH 22
-
2
BBCH 25-26
BBCH 29
BBCH 32-33
-
Alert 375 SC
1,0 l/ha
Cecefon 465
SL 1,0 l/ha
Sunagreen
0,5 l/ha
Alert 375 SC
1,0 l/ha
Cecefon 465
SL 1,0 l/ha
3
Sunagreen
0,5 l/ha
Alert 375 SC
1,0 l/ha
Cecefon 465
SL 1,0 l/ha
4
Sunagreen
1,5 l/t
Alert 375 SC
1,0 l/ha
Cecefon 465
SL 1,0 l/ha
BBCH 45
Amistar 250 SC
0,6 l/ha + Artea
330 EC 0,4 l/ha
Amistar 250 SC
0,6 l/ha + Artea
330 EC 0,4 l/ha
Amistar 250 SC
0,6 l/ha + Artea
330 EC 0,4 l/ha
Amistar 250 SC
0,6 l/ha + Artea
330 EC 0,4 l/ha
Tab. 1 Kombinacje aplikacji biostymulatora Sunagreen na tle rozwoju fazowego jęczmienia
jarego, 1K – kombinacja kontrolna
WYNIKI I DYSKUSJA
Rok badań 2008 charakteryzował się wyższymi średnimi miesięcznymi temperaturami
powietrza w porównaniu do średnich z wielolecia (1976-2005), co w dużej mierze
wpłynęło na kształtowanie się okresowych niedoborów wilgoci dla rozwijającego się
jęczmienia (tab. 2). Okres przygotowania gleby do siewu jęczmienia (III dekada marca)
był w 2008 roku chłodny (3,8 oC) i suchy (2,3 mm opadów). Mimo występującego
w III dekadzie marca okresu suszy średnia miesięczna suma opadów była wyższa
w porównaniu z wieloleciem. Wschody roślin odbywały się przy niewielkim wzroście
temperatury od momentu siewu (8,2 oC) i dużym uwilgotnieniu gleby (41,7 mm opadu).
Kolejny miesiąc przyniósł poprawę warunków termicznych i zarazem pogorszenie
warunków wilgotnościowych (tab. 2). Susza w I (3,2 mm opadu) i II (6,8 mm opadu)
dekadzie czerwca wpłynęła niekorzystnie na dalszy wzrost i rozwój roślin. Poprawa
warunków wilgotnościowych nastąpiła dopiero w III dekadzie czerwca (26,5 mm), co
przy nadal wysokich temperaturach powietrza (20 oC), sprzyjało wypełnieniu ziarniaków
asymilatami i osiągnięciu dojrzałości mlecznej. W lipcu pogoda utrzymywała się
na podobnym poziomie (temperatura – 19,8 oC, opady – 21,9 mm), dzięki czemu
początkiem sierpnia jęczmień osiągnął dojrzałość pełną (tab. 3).
Okres przedwiośnia 2009 roku był chłodny i mokry. W II i III dekadzie marca
temperatura powietrza wynosiła 3,2°C oraz 4,9°C, natomiast suma opadów
miesięcznych wyniosła 48,3 mm i była wyższa o 16,6 mm od średnich wieloletnich za
lat 1976-2005 wynoszących odpowiednio 16,8 i 23,9 mm co uniemożliwiło wejście
w pole z siewem (tab.3). Z kolei temperatury i opady kwietnia były korzystne dla
zasiewów i wschodów jęczmienia jarego. Gwałtowny skok temperatury w kwietniu
(12°C) i brak opadów w I i II dekadzie spowodował, że siew jęczmienia jarego
wykonano 08.04.2009. Również temperatury w maju były zbliżone do średnich
wieloletnich, natomiast suma opadów była wyższa od wieloletniej o 16,3 mm a ich
rozkład był nierównomierny. W II i III dekadzie opady były obfite, a w I (początek
kwitnienia - 07.05.2009) spadło zaledwie 2,5 mm deszczu. Czerwiec był miesiącem,
136
3/9/12 4:31 AM
w którym opady przewyższyły średnią wieloletnią o 82,2 mm (występowały głównie
w III dekadzie- 102,8 mm) - średnia temperatura miesięczna wynosiła 15,8°C i była
niższa od wielolecia o 1,1°C. Lipiec charakteryzował się równomiernym rozłożeniem
temperatur w poszczególnych dekadach, które były zbliżone do średnich wieloletnich.
Suma opadów wynosiła 134,2 mm i była wyższa od wielolecia o 55,3 mm. Bardzo
wilgotna III dekada czerwca wraz z mokrym lipcem (tab. 3) spowodowała przedłużenie
okresu wegetacji jęczmienia - do 119 dni od siewu.
Liczba roślin jęczmienia jarego po wschodach na 1m2 była zbliżona do teoretycznej liczby
wysiewu założonej w metodyce doświadczenia (tab. 4) i nie różniła się statystycznie
ze względu na sposób aplikacji biostymulatora Sungreen. Nie stwierdzono również
istotnego wpływu oprysku stosowanego podczas wegetacji roślin lub zaprawiania
ziarna jęczmienia przed siewem na liczbę źdźbeł kłosonośnych przed zbiorem. Ponadto
współczynnik krzewienia produkcyjnego nie był statystycznie istotnie zróżnicowany,
co wskazuje na brak oddziaływania zastosowanego preparatu w odniesieniu do
omawianych parametrów. Z kolei przebieg pogody w latach badań istotnie wpłynął
zarówno na liczbę roślin po wschodach jak i liczbę źdźbeł produkcyjnych na 1m2,
co znalazło swoje odzwierciedlenie w wartościach współczynnika krzewienia
produkcyjnego. Istotnie wyższymi liczbami roślin i źdźbeł produkcyjnych na jednostce
powierzchni odznaczał się jęczmień uprawiany w 2008 roku (tab. 4).
Miesiąc / Dekada
I
II
III
IV
V
VI
VII
I
-0,7
4,4
5,1
7,2
13,0
20,3
19,5
II
4,3
0,4
4,9
8,2
14,5
16,2
19,2
III
4,8
7,2
3,8
11,2
15,3
20,0
20,7
Średnie miesięczne
2,9
3,9
4,6
8,9
14,3
18,8
19,8
Średnie wieloletnie za lata 1976-2005
-1,0
0,1
3,7
8,3
14,1
16,9
18,7
I
12,1
3,7
18,4 33,7
6,2
3,2
23,5
II
20,9
2,2
12,3 41,7
20,4
6,8
29,9
III
23,7
14,5
2,3
11,7
10,7
26,5
12,2
Sumy miesięczne
56,7
20,4
33,0 87,1
37,3
36,5
65,6
Średnie wieloletnie za lata 1976-2005
31,9
26,7
31,7 30,5
51,3
59,5
78,9
Temperatura (°C)
Opady (mm)
Tab. 2 Przebieg warunków pogodowych w roku 2008
Aplikacja biostymulatora Sunagreen w fazie BBCH 22 (kombinacja 3) nie wpłynęła na
zwiększenie, w porównaniu z kontrolą (kombinacja 1) ocenianych cech morfologicznych
i struktury plonu jęczmienia jarego (tab. 4). Jednakże jęczmień jary opryskiwany
137
3/9/12 4:31 AM
w tej fazie preparatem Sunagreen, w porównaniu do pozostałych wariantów aplikacji,
charakteryzował się istotnie najdłuższym kłosem (7,4 cm) oraz masą ziaren z 1 kłosa
(107 mg). Brak stymulacji roślin jęczmienia jarego (kombinacja 1) wpłynął na uzyskanie
istotnie najniższych wartości wszystkich ocenianych cech roślin.
Miesiąc
Dekada
I
II
III
IV
V
VI
VII
Temperatura (°C)
I
-6,3
1,5
5,7
11,9
13,7
13,9
19,9
II
-2,2
-1,9
3,2
11,0
13,7
15,8
19,5
III
1,2
1,2
4,9
13,2
15,2
17,6
19,3
Średnie miesięczne
-2,3
0,2
4,6
12,0
14,2
15,8
19,5
Średnie wieloletnie za lata
1976-2005
-1,0
0,1
3,7
8,3
14,1
16,9
18,7
Opady (mm)
I
6,0
13,2
7,6
0,1
2,5
12,1
58,2
II
18,2
13,0
16,8
0,2
25,8
26,8
55,2
III
10,4
20,6
23,9
30,6
39,3
102,8
20,8
Sumy miesięczne
34,6
46,8
48,3
30,9
67,6
141,7
134,2
Średnie wieloletnie za lata
1976-2005
31,9
26,7
31,7
30,5
51,3
59,5
78,9
Tab.3 Przebieg warunków pogodowych w roku 2009
Liczba roślin
po wschodach
na 1m2
Liczba źdźbeł
produkcyjnych
(kłosonośnych) na 1 m2
Współczynnik
krzewienia
produkcyjnego
1K
335
714
2,12
2
337
749
2,22
3
329
801
2,42
4
326
755
2,31
NIR α = 0,05
r.n.
r.n
r.n
2008
344
868
2,52
2009
319
642
2,01
7
22
0,08
Kombinacja
NIR α = 0,05
Lata
Tab.4 Liczba roślin po wschodach i źdźbeł produkcyjnych przed zbiorem na 1m2 oraz
współczynnik krzewienia produkcyjnego jęczmienia jarego, r.n. – różnica nieistotna
138
3/9/12 4:31 AM
Układ warunków wilgotnościowo-termicznych w sezonie wegetacyjnym 2009 roku
okazał się korzystniejszy, w porównaniu z przebiegiem pogody w 2008, dla uzyskania
roślin jęczmienia o istotnie wyższej wysokości przed zbiorem, dłuższym kłosie,
większej liczbie i masie ziaren z 1 kłosa, a także masie 1000 ziaren (tab. 5).
W badaniach przeprowadzonych przez Křovâček i in. [Křovâček i in., 2010]
dowiedziono korzystny wpływ stosowania biostymulatora Sunagreen na uzyskanie
wyższej masy 1000 nasion. Autorzy podczas trzyletnich badań stosowali preparat
Sunagreen jako zaprawę nasienną, kontrolą natomiast były nasiona zaprawiane
jedynie Vitavaxem. W pierwszym i trzecim roku badań stwierdzono wzrost masy
tysiąca nasion o 0,5g, natomiast w drugim roku uzyskano masę 1000 nasion wyższą
o 3,3g w porównaniu z kontrolą ( bez stosowania Sunagreen).
Wysokość
roślin (cm)
Długość
kłosa (cm)
Liczba
ziaren z
1 kłosa
Masa
ziaren z 1
kłosa (mg)
Masa 1000
ziaren (g)
1K
53
6,8
19,0
95
49,2
2
56
7,1
20,2
100
50,0
3
58
7,4
20,7
107
50,6
4
55
7,1
19,8
100
50,1
NIR α = 0,05
2
0,2
0,5
6
0,6
2008
50
6,5
19,1
95
49,2
2009
61
7,7
20,8
107
50,7
1
0,2
0,4
4
0,4
Kombinacja
NIR α = 0,05
Lata
Tab.5. Cechy morfologiczne i struktura plonu jęczmienia jarego
Najwyższe plony ziarna jęczmienia jarego (5,73 t/ha), w porównaniu do kombinacji
kontrolnej (5,40 t/ha), odnotowano przy stosowaniu biostymulatora Sunagreen
w fazie BBCH 22 (kombinacja 3). Między kombinacjami doświadczalnymi
2 i 3 nie stwierdzono statystycznie istotnej różnicy w poziomie uzyskanych plonów
(tab. 6). Z kolei zaprawianie przed siewem ziarna preparatem Sunagreen (kombinacja
4) spowodowało zwyżkę plonu ziarna w stosunku do wariantu kontrolnego (1),
ale zebrany plon ziarna był istotnie niższy w porównaniu do kombinacji 3, w
której preparat zastosowano w fazie początku krzewienia roślin jęczmienia jarego.
Zwiększenie plonu ziarna, w porównaniu do kontroli (1) kształtowało się, w zależności
od wariantu aplikacji preparatu Sunagreen, na poziomie od 2,8-6,1%.
Jednakże Křovâček i in. w swoich badaniach wykazali wpływ stosowania
biostymulatora Sunagreen na zwiększenie ilości uzykanego plonu. W pierwszym roku
badań po zastosowaniu preparatu Sunagreen uzyskano plon na poziomie 8,10 t/ha co
w porównaniu do kontroli spowodowało zwiększenie uzyskanej wartości o 0,84 t/ha
( kontrola 7,26 t/ha). W drugim roku badań nastąpiło zwiększenie ilości otrzymanego
plonu po zaprawieniu nasion biostymulatorem o 0,24 t/ha, natomiast w trzecim roku
o 0,63 t/ha w porównaniu z kontrolą [ Křovâček i in., 2010].
139
3/9/12 4:31 AM
Zawartość białka ogółem i tłuszczu surowego w zianie jęczmienia jarego nie była
istotnie modyfikowana pod wpływem zastosowania biostymulatora Sunagreen (tab. 6).
Pomimo lepszych parametrów cech morfologicznych roślin oraz struktury plonu roślin
pochodzących z sezonu wegetacyjnego 2009 roku, wyższy plon ziarna jęczmienia
jarego zebrano w 2008 roku (tab. 7), na co miała bezpośredni wpływ wyższa liczba
źdźbeł kłosonośnych przed zbiorem na jednostce powierzchni. Jednocześnie ziarno
jęczmienia jarego pochodzące ze zbioru w 2008 roku charakteryzowało się niższą
zawartością białka surowego, co jest cechą korzystniejszą, w przypadku jego
wykorzystania na cele browarne (tab. 6).
Kombinacja
Plon ziarna
(t/ha)
Zwiększenie plonu
ziarna (%)
Zawartość białka
ogółem (%)
Zawartość tłuszczu
surowego (%)
1K
5,40
100,0
9,55
2,12
2
5,68
+5,2
9,65
1,94
3
5,73
+6,1
9,75
2,00
4
5,55
+2,8
9,95
1,97
NIR α = 0,05
0,14
-
r.n.
r.n.
2008
5,66
+4,8
9,30
2,12
2009
5,53
+2,4
10,15
1,90
0,09
-
0,29
0,15
NIR α = 0,05
Tab.6. Plony ziarna jęczmienia jarego oraz zawartość białka ogółem i tłuszczu surowego w
ziarnie, r.n. – różnica nieistotna
WNIOSKI
• Jęczmień jary nie reagował na aplikację preparatu Sunagreen w fazie BBCH 22,
nie zaobserwowano w porównaniu z kontrolą poprawy cech morfologicznych
i struktury plonu badanej rośliny.
• Najwyższe procentowe zwiększenie plonu ziarna (+6,1%) jęczmienia uzyskano po
aplikacji biostymulatora Sunagreen w fazie BBCH 22 (faza początku krzewienia).
• Zawartość białka surowego i tłuszczu surowego w ziarnie jęczmienia jarego nie
była istotnie modyfikowana przez stosowanie biostymulatora i zależała jedynie
od przebiegu pogody w latach badań.
140
3/9/12 4:31 AM
Literatura
Babuŝka P., 2004a. Uplatnênî rostlinnêho stimulâtoru Atonik v řepce ozimê. Sbornik
‘’Řepka a Mâk”, s. 172-174.
Budzyński W., Szempliński W., 1999. Szczegółowa Uprawa Roślin, praca zbiorowa pod
redakcją Jasińskiej Z., Koteckiego A. tom I, ss.207-209.
Jankowskiego K., Dubis B. 2008. Biostymulatory w polowej produkcji roślinnej.
Biostymulatory w nowoczesnej uprawie roślin. Wyd. Wieś Jutra, Warszawa, s.24
Kozak M., 2009. Biostymulator dobry wybór. Agrotechnika, Warszawa, 3, s. 61- 62.
Křovâček J., Kvapil R., Černŷ L., Hâjek M. 2010. Zvyŝování vŷnosû jarního ječmene
stimulátory. Sbornik z konference „ Sladovnickŷ ječmen- přimêřená ekonomika,
vysokŷ vŷnos a kvalita zrna“, 8-11.2.2010.
Maciejewski T., Szukała J., Jarosz A., 2007. Wpływ biostymulatora Asahi SL i Atonik SL na
cechy jakościowe bulw ziemniaka. Journal of Research and Applications in Agricultural
Engineering 52 (3),s.109-112.
Matysiak K., 2010. Technologicznie i interwencyjnie z biostymulatorem w zbożach.
Widomości Rolnicze, 3/2010. www.wrp.pl/Indhold
Prusiński S. 2008. Miejsce biostymulatorów w ochronie roślin i nawożeniu. Wieś Jutra,
5, (118), 23-25.
Słowiński A., 2004. Biostymulatory w nowoczesnej uprawie roślin. Wieś Jutra, 3 (68),
s. 25-26.
Słowiński A., 2008. Biostymulatory w polowej produkcji roślinnej. Wieś Jutra, 5 (118),
s. 29-30.
Monika Białkowska
Katedra Szczegółowej Uprawy Roślin
pl. Grunwaldzki24a, 50-363 Wrocław
e-mail: monika.bialkowska@up.wroc.pl
Opiekun naukowy: dr hab. inż. Marcin Kozak prof. nadzw. UP
141
3/9/12 4:31 AM
3/9/12 4:31 AM
Marta Ćwiertniewska
EPISTEME
12/2011, t. I
s.143-147
ISSN 1895-4421
WPŁYW PSZENŻYTA JAREGO NA WYBRANE CECHY BIOMETRYCZNE
ŁUBINU WĄSKOLISTNEGO W UPRAWIE WSPÓŁRZĘDNEJ
THE INFLUENCE OF SPRING TRITICALE ON CHOSEN BIOMETRICS
TRAITS OF NARROW-LEAF LUPINE IN INTERCROPPING APPLICATION
Abstrakt: Doświadczenie polowe zostało przeprowadzone w latach 2009-2010 w stacji
doświadczalnej należącej do Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu zlokalizowanej
w Pawłowicach (17º02É, 51º31Ń, na wysokości 122 m. n. p. m.). Celem przeprowadzonych
badań było określenie wpływu zróżnicowanych gęstości siewu pszenżyta jarego (odmiana
Dublet) na niektóre cechy biometryczne łubinu wąskolistnego (odmiana Graf). Mieszanki były
wysiewane współrzędnie w czterech proporcjach, a każda z nich w czterech powtórzeniach.
Dokonano pomiarów wybranych cech morfologicznych i struktury roślin. W wyniku
przeprowadzonych badań stwierdzono, iż wzajemne proporcje wysiewu wpływają na zmienność
cech związanych z ilością oraz masą nasion łubinu wąskolistnego. Niektóre cechy biometryczne
wykazały istotną statystycznie zależności od ilości wysiewu komponentów mieszanki.
Słowa kluczowe: pszenżyto jare, łubin wąskolistny, biometria, uprawa współrzędna
Summary: The experiment was made in the years 2009-2010 in Pawłowice (17º02É, 51º31Ń,
122 meters above sea level) at an experimental facility of Wrocław Agricultural University. The
aim of the research was to characterize the influence of the triticale sow density (Dublet type) on
the biometrics attributes of narrow-leaf lupine (Graf type). There were four different proportions
of triticale and narrow-leaf lupine sowing in the mixed cropping. The chosen morphological
features of the plants as well as the grain yield characteristic were recognized. The performed
research has shown, that the sowing proportions affected change quantity and weight of the seeds
features. Some of the biometric attributes were presenting a statistically important dependency
on the amount of the sowing mixture components.
Key words: narrow-leaf lupine, triticale, intercropping, biometrics
143
3/9/12 4:31 AM
Wstęp
W ostatnich latach w Polsce obserwuje się tendencję zmniejszonego areału upraw
roślin strączkowych. W roku 2009 zebrano 217,3 tysiąca ton roślin strączkowych
pastewnych ogółem (również z mieszankami zbożowo-strączkowymi), z tego
na paszę przeznaczono 192 tys. ton. Powierzchnia strączkowych pastewnych
uprawianych na nasiona w 2009 roku to zaledwie 92 tys. ha, z czego mieszanki
zbożowo-strączkowe stanowiły połowę powierzchni zasiewów [GUS 2009]. Nie jest
to korzystna tendencja zważając na fakt, iż rośliny strączkowe pełnią szczególną rolę
w agroekosystemach jako istotny element zmianowania, poszerzania płodozmianu
i zwiększania bioróżnorodności [Kostuch, Janowski 1999]. Pojęcie bioróżnorodności
ma duże znaczenie w przypadku mieszanek strączkowych przyczyniając się do
wzrostu stabilności plonu [Noworolnik 2000; Francis 1989].
Rośliny należące do rodziny Fabaceae, ze względu na symbiozę z bakteriami
brodawkowymi, ograniczają konieczność stosowania wysokich dawek nawozów
azotowych, a co jest z tym związane – wypłukiwanie składników pokarmowych do
wód gruntowych [Księżak 2000; Grzegorczyk, Olszewska 1997]. Uprawa na nasiona
roślin strączkowych w mieszankach ze zbożami pozwala otrzymać paszę treściwą
zbilansowaną pod względem składu aminokwasowego białek [Księżak i in. 2010].
Celem pracy było określenie wpływu zróżnicowanych gęstości siewu na cechy
morfologiczne łubinu wąskolistnego w uprawie współrzędnej z pszenżytem jarym.
Materiał i metody
Doświadczenie zostało założone na terenie stacji doświadczalnej Uniwersytetu
Przyrodniczego we Wrocławiu w Pawłowicach. W latach 2009-2010 przeprowadzono
badania polowe nad wpływem zróżnicowanych gęstości wysiewu mieszanki
z pszenżytem jarym na cechy morfologiczne łubinu wąskolistnego. Mieszanka była
wysiewana współrzędnie w czterech proporcjach. Obiektem kontrolnym były poletka
z siewem czystym łubinu wąskolistnego.
Siew wykonano w czterech powtórzeniach. Powierzchnia pojedynczego poletkach
wynosiła 15 m2, a rozstawa rzędów na każdym 15 cm. Doświadczenie zostało założone
na glebie lekkiej, zaliczanej do V klasy bonitacyjnej. Przedsiewnie zastosowano
nawożenie w dawkach: 30 kg N, 60 kg P2O5, 120 kg K2O. W ramach badań na losowo
wybranych 10 roślinach łubinu określano następujące cechy: wysokość rośliny,
wysokość osadzenia I strąka, ilość rozgałęzień I rzędu, liczbę strąków na 1 roślinie,
liczbę nasion z 1 rośliny, liczbę nasion w 1 strąku, masę nasion z 1 rośliny, masę nasion
w 1 strąku, masę strączyn z 1 rośliny, masę łodyg z 1 rośliny oraz masę 1000 nasion.
Liczba wysianych ziaren
pszenżyta jarego [szt. na m2]
Liczba wysianych nasion
łubinu wąskolistnego [szt. na m2]
320
20
6
240
40
14
Udział łubinu wąskolistnego [%]
144
3/9/12 4:31 AM
Wpływ przenżyta jarego na wybrane cechy biometryczne łubinu wąskolistnego
160
60
27
80
80
50
-
100
100
Liczba wysianych ziaren
pszenżyta jarego [szt. na m2]
Liczba wysianych nasion
łubinu wąskolistnego [szt. na m2]
Udział łubinu wąskolistnego [%]
320
20
6
240
40
14
160
60
27
80
80
50
-
100
100
Tab. 1. Liczba nasion łubinu wąskolistnego i ziaren pszenżyta jarego w mieszankach
współrzędnych wysiewanych na 1 m2.
Wyniki i dyskusjaOdmiana Graf łubinu wąskolistnego charakteryzuje się
roślinami rozgałęziającymi się o przeciętnej wysokości i szczególnie nadaje się do
wysiewu w mieszankach z pszenżytem [HR Smolice]. Jakkolwiek wartości cech
morfologicznych rośliny strączkowej mogą być modyfikowane wpływem gęstości
wysiewu [Bogucka, Wróbel 2008]. Foroutan-Pour i in. [1999] stwierdzili, że wysiew
dwóch gatunków wpływa na pokrój rośliny strączkowej podobnie jak uprawa
w podwyższonej ilości wysiewu, czego przyczyną może być wzajemne zacienianie
roślin. W przypadku łubinu żółtego zwiększające się zagęszczenie rośliny zbożowej
powodowało zmniejszenie masy roślin o ponad jedną czwartą, a zwiększanie obsady
nie wpływało korzystnie na wykształcanie się strąków [Rudniki, Gałęzewski 2007].
Również Prusiński [1997] stwierdził, że łubin żółty przy gęstości siewu 100 nasion na
1 m2 wykształcił więcej strąków o wyższej masie nasion niż w siewach gęstszych.
Wartości cech morfologicznych łubinu wąskolistnego uzyskane w doświadczeniu
własnym zostały umieszczone w tabelach 2 i 3.
Wysokość
roślin [cm]
Wysokość
osadzenia I
strąka [cm]
Liczba
rozgałęzień I
rzędu [szt.]
Liczba
strąków z 1
rośliny [szt.]
Liczba
nasion z
1 rośliny
[szt.]
Liczba
nasion w
1 strąku
[szt.]
-
81
54
4,6
12,5
44,4
3,9
80
80
80
55
4,4
16,2
59,4
3,8
60
160
75
51
4,2
16,4
62,0
4,0
40
240
78
52
4,2
15, 6
60,9
4,2
20
320
73
50
4,5
14,9
57,9
4,4
NIR (α =0,05)
6
5
r.n.
r.n.
r.n.
0,5
Liczba wysianych
nasion na 1m2
Łubin Pszenżyto
100
Tab. 2. Wpływ liczby wysianych nasion na niektóre cechy morfologiczne łubinu wąskolistnego
(średnie z lat 2009-2010)
145
3/9/12 4:31 AM
Oceniając wpływ proporcji wysiewu łubinu wąskolistnego z pszenżytem jarym
w mieszance stwierdzono, iż statystycznie najmniejszą wysokością roślin łubinu oraz
wysokością osadzenia I strąka charakteryzowała się mieszanka z udziałem 20 nasion
łubinu i 320 ziaren pszenżyta wysiewanych na 1 m2. Udowodniono statystycznie, że wraz
ze wzrostem udziału pszenżyta, a spadkiem udziału łubinu w mieszance, rosła liczba
nasion w 1 strąku. W przypadku liczby strąków na roślinie, liczby nasion z 1 rośliny,
a także liczby rozgałęzień I rzędu nie stwierdzono statystycznie istotnego zróżnicowania.
Liczba wysianych
nasion na 1m2
Łubin Pszenżyto
100
-
Masa nasion z Masa nasion Masa strączyn Masa łodyg z 1
1 rośliny [g] w 1 strąku [g] z 1 rośliny [g]
rośliny [g]
4,68
0,42
2,21
6,01
Masa 1000
nasion [g]
107
80
80
6,64
0,44
3,16
6,68
115
60
160
7,42
0,49
3,32
5,47
119
40
240
7,27
0,51
3,40
6,24
124
20
320
7,10
0,54
3,18
4,86
130
NIR (α =0,05)
1,96
0,07
1,07
1,77
10
Tab. 3. Masa nasion, strączyn i łodyg łubinu wąskolistnego (średnie z lat 2009-2010)
Zarówno masa nasion w 1 strąku, jak i masa 1000 nasion wykazały tendencję rosnącą
wraz ze zmniejszającą się ilością siewu łubinu. Masa nasion z 1 rośliny w przypadku
siewów mieszanych była większa niż w siewie czystym osiągając maksymalną
wartość przy wysiewie 60 nasion łubinu i 160 ziaren pszenżyta na 1 m2. Masa łodyg
z 1 rośliny była największa dla proporcji wysiewu 80 nasion łubinu i 80 ziaren
pszenżyta na 1 m2, natomiast najmniejsza dla proporcji 20 nasion łubinu i 320 ziaren
pszenżyta na 1 m2. Proporcja wysiewu 40 nasion łubinu i 240 ziaren pszenżyta na
1 m2 sprzyjała wykształceniu najobfitszej masy strączyn z 1 rośliny.
Kotecki i in. [2003] w badaniach łubinu żółtego wskazują jednak na zmniejszenie
wartości wszystkich cech morfologicznych wraz ze wzrostem udziału komponentu
zbożowego w wysiewanej mieszance.
Wnioski
•Wysokość roślin wykazała tendencję rosnącą wraz ze zwiększającą się ilością
wysiewu łubinu osiągając największą wartość w siewie czystym.
•Masa łodyg z 1 rośliny była największa dla mieszanki z 80 sztukami nasion
łubinu wąskolistnego i 80 sztukami pszenżyta jarego na 1 m2.
•Wraz ze zmniejszającym się udziałem łubinu w mieszance rosła liczba i masa
nasion w 1 strąku oraz masa 1000 nasion.
•Największą masę nasion z 1 rośliny uzyskano w przypadku wysiewu 60 nasion
łubinu wąskolistnego i 160 ziaren pszenżyta jarego na 1 m2.
146
3/9/12 4:31 AM
Wpływ przenżyta jarego na wybrane cechy biometryczne łubinu wąskolistnego
Literatura
Bogucka B., Wróbel E., 2008. Reakcja bobiku (Vicia faba L. minor Harz.) na sposób uprawy
roli oraz gęstość siewu. Acta Sci. Pol., Agricultura, 7(2): 11-19
Francis C. A., 1989. Biological efficiencies in multiple-cropping systems. Advanced in
Agronomy, vol. 42: 1-42
Foroutan-Pour K. i in., 1999. Soybean canopy development as affected by population density
and intercropping with corn: fractal analysis in comparison with other quantitative
approaches. Crop Sci., 39: 1784–1791
Grzegorczyk S., Olszewska M., 1997. Rośliny motylkowate w mieszankach z trawami jako
czynnik ograniczający nawożenie azotowe. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., 453: 209-215
HR Smolice - http://www.hrsmolice.pl/index.php?p=lubin_00&l=pl (26.01.2011)
Kostuch R., Janowski B., 1999. Ekologiczna rola roślin motylkowatych. Zeszyty Naukowe
Akademii Rolniczej im. H. Kołłątaja w Krakowie, 347: 203-212
Kotecki A., Kozak M., Malarz W., 2003. Ocena przydatności odmian łubinu żółtego do
współrzędnej uprawy z pszenżytem jarym. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., 495: 129-143
Księżak J., 2000. Rola roślin strączkowych w systemie rolnictwa zrównoważonego.
Pamiętnik Puławski, 120: 239-245
Księżak J., Podleśny J., Brzóska F., 2009. Uprawa mieszanek strączkowo-zbożowych
i wykorzystanie w żywieniu zwierząt. IUNG-PIB, Puławy
Noworolnik K., 2000. Mieszanki zbożowo-strączkowe w systemie rolnictwa zrównoważonego.
Pamiętnik Puławski, 120: 325-329
Prusiński J., 1997. Rola kompleksu glebowego, terminu siewu, rozstawy rzędów i obsady
roślin w kształtowaniu plenności łubinu żółtego (Lupinus luteus L.). Zesz. Prob. Post.
Nauk Roln., 446: 253-259
Rocznik statystyczny Polski 2009. GUS, Warszawa
Rudnicki F., Gałęzewski L., 2007. Reakcje owsa i łubinu żółtego na uprawę w mieszankach
o różnym składzie ilościowym oraz efekty produkcyjne uprawy mieszanek. Cz I i II,
Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., 516: 161-170, 171-179
Pl. Grunwaldzki 24a, 50-363 Wrocław
e-mail: marta.cwiertniewska@up.wroc.pl
Opiekun naukowy: prof. dr hab. Andrzej Kotecki
Badania współfinansowane przez Unię Europejską ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego
w ramach projektu systemowego pn. „Przedsiębiorczy doktorant - inwestycja w innowacyjny rozwój
regionu” (Program Operacyjny Kapitał Ludzki, Priorytet VIII Regionalne Kadry Gospodarki,
Działanie 8.2 Transfer Wiedzy, Poddziałania 8.2.2 Regionalne Strategie Innowacji).
147
3/9/12 4:31 AM
3/9/12 4:31 AM
Anna Dudzińska
EPISTEME
12/2011, t. I
s.149-155
ISSN 1895-4421
WPŁYW DODATKU NIEPASTERYZOWANEGO PIWA NA WŁAŚCIWOŚCI
LODÓW
Abstrakt: Celem pracy było opracowanie receptury lodów piwnych produkowanych przy
użyciu niepasteryzowanego piwa oraz ocena ich składu i właściwości. Wyprodukowano trzy
rodzaje lodów o zawartości tłuszczu i cukru odpowiednio: 10% i 13%, 8% i 13% oraz 4%
i 15%, z udziałem piwa na poziomie 45%, 52% i 62%. Najlepszymi cechami organoleptycznymi
charakteryzowały się lody o dodatku piwa równym 45%, a najgorzej zostały ocenione lody
z ilością tego składnika na poziomie 62%. Wraz ze wzrostem zawartości piwa wzrastała
kwasowość lodów, skracał się czas ich topienia i malała ich odporność na topnienie. Największą
twardością charakteryzowały się lody z największym udziałem piwa. Lody ze średnim jego
dodatkiem wykazywały największą adhezyjność i gumiastość. Przy udziale piwa powyżej 52%
lody wykazywały wadliwą strukturę i konsystencję.
Słowa kluczowe: lody piwne, cechy organoleptyczne, kwasowość, topliwość, tekstura
Summary: The aim of a study was to develop a recipe of beer ice cream produced using
unpasteurized beer, and assess their composition and properties. There were produced three
kinds of ice cream which contained 10%, 8% and 4% of fat and 13%, 13% and 15% of sugar
and 45%, 52% and 62% of beer, respectively. The best organoleptic consumers’ score obtained
ice cream with 45% addition of beer and the worst the ice cream with 62% of additive. With
increasing content of beer the acidity of ice cream was rising, the duration of their melting was
shortening and their resistance to melting decreased. Ice cream with the highest share of beer
were characterized by the highest hardness. Ice cream with an average addition of beer showed
the highest adhesiveness and gumminess. With the participation of over 52% of beer the ice
cream showed a deteriorated structure and consistency.
Key words: beer ice cream, organoleptic features, acidity, melting, texture
149
3/9/12 4:31 AM
Anna Dudzińska
Wstęp
Lody są produktem spożywczym, który obok atrakcyjnych cech organoleptycznych
charakteryzuje się również wysoką wartością odżywczą. Znajdują się w nich: białko
zawierające niezbędne dla człowieka aminokwasy egzogenne, tłuszcz, węglowodany,
sole mineralne (wapń, fosfor, potas, magnez, cynk) oraz witaminy. Są produktem
wysokoenergetycznym, jednak należy zaznaczyć, że ich kaloryczność jest znacznie
niższa niż innych deserów, np. 100 g lodów śmietankowych zawiera ok. 160-200 kcal,
podczas gdy taka sama ilość czekolady ma 500-600 kcal [Danków, Oziemkowski, Pikul
2000, Polak 2001b]. Wysokie walory smakowe, dobra strawność i przyswajalność
lodów sprawiły, że ich oferta na rynku jest stale urozmaicana i dostosowywana do
potrzeb konsumentów. Ich asortyment zwiększa się przede wszystkim pod względem
stosowanych dodatków smakowych [Polak 2001a]. Konsumenci postrzegają dodatki
smakowe jako szczególną zaletę lodów dlatego też powinny być one dostrzegalne
i wyczuwalne. Najczęściej dodatki występują w postaci siekanych orzechów,
kawałków czekolady, ciasteczek, batoników lub też owoców. Pozostałe dodatki to sosy
wśród których największym zainteresowaniem cieszą się karmelowy, czekoladowy
i owocowy [Polak 2005b]. Także alkohole spożywane są chętnie w połączeniu
z lodami. Stosuje się je najczęściej jako polewy lub nadzienia. W ostatnim czasie
podejmuje się również próby zastosowania różnych rodzajów alkoholi (szampan,
likier, wódka, koniak, piwo) jako jednego ze składników mieszanki lodziarskiej. Lody
takie jednak nie są jeszcze produkowane na skalę przemysłową, a jedynie prowadzone
są próby laboratoryjne.
Lody są złożonym układem fizykochemicznym, w którym poszczególne składniki
występują w różnych stanach rozproszenia. Definiuje się je jako mrożoną piankę
składającą się z rozproszonych w wodnej matrycy pęcherzyków powietrza. Trzy
główne elementy struktury to kryształki lodu, pęcherzyki powietrza oraz kuleczki
tłuszczu. Występujące w lodach węglowodany wraz z rozpuszczalnymi solami
mineralnymi stanowią roztwory właściwe, białka mleka i stabilizatory są w stanie
koloidalnym, a tłuszcz tworzy emulsję. Powietrze natomiast rozproszone jest
w całej masie lodów. Zależności i reakcje, w jakie wchodzą ze sobą poszczególne
składniki podczas całego procesu produkcyjnego decydują o strukturze i konsystencji
gotowego produktu. Fizyczna struktura lodów wpływa na tempo ich topnienia oraz
cechy tekstury [Polak 2003, Muse, Hartel 2004].
Celem pracy było opracowanie receptury lodów piwnych produkowanych przy
użyciu piwa niepasteryzowanego oraz ocena wpływu zastosowanego dodatku piwa
na skład i właściwości lodów, ich cechy organoleptyczne oraz teksturę.
150
3/9/12 4:31 AM
Wpływ dodatku niepasteryzowanego piwa na właściwości lodów
Materiał i metody
Materiał badawczy stanowiły lody piwne wyprodukowane przy użyciu następujących
surowców: śmietanki tortowej (30% tł., 5% smb), odtłuszczonego mleka w proszku
(1% tł., 95% smb), cukru pudru oraz niepasteryzowanego piwa Marcowego
o zawartości 6,4% obj. alkoholu (4,5% smb). Piwo to oprócz walorów smakowych,
wprowadziło do lodów żywe komórki drożdży. Opracowano trzy receptury lodów
piwnych w oparciu o różną zawartość tłuszczu i cukru: I. 8% tłuszczu, 13%
cukru, II. 10% tłuszczu, 13% cukru, III. 4% tłuszczu, 15% cukru. Dla każdego
rodzaju obliczono ilość suchej masy beztłuszczowej niezbędną do prawidłowego
zbilansowania mieszanki i na tej podstawie (oraz w oparciu o znajomość oczekiwanej
ilości tłuszczu i cukru w lodach) wyliczono dodatek piwa, śmietanki i odtłuszczonego
mleka w proszku. Przygotowano mieszanki lodziarskie o masie 800 g.
Po dokładnym odważeniu i wymieszaniu wszystkich składników mikserem
przygotowaną mieszankę wlewano do wstępnie schłodzonego zamrażacza
periodycznego przy włączonym mieszadle i zamrażano ok. 30 minut. Następnie
lody umieszczano w opakowaniach jednostkowych i poddawano hartowaniu
w temperaturze -18˚C przez 24 godziny.
Po tym czasie oznaczano w lodach zawartość suchej masy, białka, tłuszczu oraz
kwasowość miareczkową, czynną, a także stopień napowietrzenia. Oceniono również
odporność lodów na topnienie, na podstawie objętości wycieku po 60 min. w 20˚C.
Mierzono również topliwość lodów jako czas pojawienia się pierwszej kropli wycieku
w 20˚C. Badano także teksturę lodów przy użyciu Analizatora Tekstury TA-XT2.
Mierzono takie parametry jak: twardość, adhezyjność oraz gumowatość. Analiza cech
jakościowych obejmowała ponadto ocenę organoleptyczną w skali pięciopunktowej.
Oceniono następujące wyróżniki jakości: kształt i wygląd, barwa, smak i zapach,
struktura i konsystencja.
Wyniki i dyskusja
Podstawowym kryterium podziału produkowanych lodów była zawartość w nich
tłuszczu oraz cukru, a zatem ilość poszczególnych składników wprowadzonych do
mieszanki lodziarskiej. Lody różniły się przede wszystkim udziałem śmietanki tortowej
oraz niepasteryzowanego piwa. Największym dodatkiem piwa charakteryzowały
się lody zawierające 4% tłuszczu i 15% cukru, a najmniejszym - 10% tłuszczu
i 13% cukru. W tab.1 przedstawiono zawartość poszczególnych składników
w wyprodukowanych lodach.
Analiza poziomu suchej masy, tłuszczu oraz białka w lodach piwnych bezpośrednio
po ich wyprodukowaniu wskazuje, że cechy te uzależnione są przede wszystkim
od ustalonych przy opracowywaniu receptury założeń. W tab.2 przedstawiono
procentowy skład lodów.
151
3/9/12 4:31 AM
Anna Dudzińska
Rodzaje lodów
Śmietanka tortowa
Mleko w proszku
Cukier puder
[g]
[%]
[g]
[%]
[g]
[%]
[g]
Piwo
[%]
I
II
III
209,12
26
262,72
33
101,84
13
74,32
9
71,44
9
79,20
10
104,00
13
104,00
13
120,00
15
412,56
52
361,84
45
498,96
62
Tab. 1 Zawartość poszczególnych składników w wyprodukowanych lodach
Rodzaje lodów
I
II
III
Sucha masa
33,87±0,23A
35,87±0,16B
29,21±0,60C
Białko
4,62±0,05A
4,45±0,01B
4,80±0,01C
Tłuszcz
7,25±0,25A
11,25±1,25B
4,00±0,00C
Tab. 2 Zawartość suchej masy, białka i tłuszczu w wyprodukowanych lodach [%]
Średnia zawartość suchej masy w wyprodukowanych lodach kształtowała się
na poziomie ok. 33% przy czym największą jej ilość zaobserwowano w lodach
o najmniejszym dodatku piwa, a najmniejszą w lodach, w których dodatek ten był
największy. Stwierdzono, że na uzyskane wyniki decydujący wpływ miała zawartość
śmietanki. Ilość suchej masy wzrastała proporcjonalnie do jej udziału. Pluta [1998b]
podaje, że przemysłowe lody śmietankowe zawierają najczęściej 30-35% suchej masy.
Zgodnie z Polską Normą PN-A-86431 [1999] wartość ta dla lodów śmietankowych
nie powinna być niższa niż 30%, co jednocześnie zapewnia im odpowiednią strukturę
i zwartą konsystencję. Analogicznie do zawartości suchej masy kształtowała się
zawartość tłuszczu, która była zbliżona do wartości ustalonych w recepturach. Polska
Norma PN-A-86431 [1999] zakłada, że ilość tego związku w lodach śmietankowych
nie powinna być mniejsza niż 8,5%. Udział białka we wszystkich trzech grupach
był zgodny z Polską Normą PN-A-86431 [1999], według której lody nie powinny
zawierać go mniej niż 2,5%. Ilość białka w gotowym produkcie zależała głównie
od udziału odtłuszczonego mleka w proszku w mieszance. W tab.3 przedstawiono
wyniki analiz podstawowych właściwości lodów.
152
3/9/12 4:31 AM
Rodzaje lodów
I
II
III
Ocena organoleptyczna
4,45±0,10
4,97±0,06
3,47±0,23C
Kwasowość [°SH]
11,1±0,3
10,2±0,0
11,7±0,1C
pH
6,22±0,01A
6,31±0,01B
6,15±0,02C
Stopień napowietrzenia [%]
12,30±0,12
13,51±0,91
12,12±0,84
908±21
1098±35
722±13C
51,47±2,88aA
44,45±2,29bA
61,55±2,48B
Twardość [G]
282,90±12,01A
67,66±17,60B
329,95±13,66C
Adhezyjność [|G·s|]
392,18±40,23A
64,64±9,14B
90,09±6,13C
85,85±3,73
23,46±4,57
48,90±3,67C
A
A
Czas topnienia [s]
Gumiastość [G]
B
A
Odporność na topnienie [%
wycieku po 60 min.]
B
B
A
B
Tab. 3 Właściwości wyprodukowanych lodów
Badane lody charakteryzowały się przyjemnym i umiarkowanie słodkim smakiem,
z lekkim, typowym dla piwa posmakiem goryczki i wyczuwalnym alkoholem. Ich zapach
był przyjemny, właściwy oraz charakterystyczny dla użytych dodatków. Barwa lodów
była lekko kremowa, jednolita. Największą liczbę punktów w ocenie organoleptycznej
otrzymały lody o najmniejszym dodatku piwa (45%), nieznacznie mniejszą - ze
średnim udziałem piwa (52%), a najgorzej zostały ocenione lody z największą ilością
tego składnika (62%). Znaczne różnice w ocenie organoleptycznej stwierdzono dla
struktury i konsystencji oraz kształtu i wyglądu. Lody z największym dodatkiem piwa
charakteryzowały się niejednolitą strukturą, z dużymi kryształkami lodu. Ich konsystencja
była niejednorodna z widocznymi rozwarstwieniami. Sugeruje to, że przy większej ilości
piwa do mieszanki należy dodać więcej składników suchej masy, a przede wszystkim
tłuszczu. Poprawia on strukturę i konsystencję lodów czyniąc ją bardziej gładką i kremistą,
a w połączeniu z proteinami nadaje lodom odpowiednią trwałość i spójność [Polak 2003,
Polak 2005a]. Zaobserwowane różnice były statystycznie wysoko istotne.
Wykazano istotny wzrost kwasowości lodów wraz ze wzrostem dodatku piwa,
co związane jest ze znacznie wyższą kwasowością tego składnika (12-13,6°SH)
w stosunku do kwasowości mleka (6,0-7,5°SH). Zgodnie z wymaganiami Polskiej
Normy PN-A-86431 [1999] kwasowość miareczkowa lodów śmietankowych nie
powinna być wyższa niż 9˚SH. Wszystkie grupy produkowanych lodów wykazywały
kwasowość przekraczającą tę wartość. Według Cais-Sokolińskiej i Danków [2002]
pH tradycyjnych lodów śmietankowych powinno kształtować się na poziomie 6,4.
Produkowane lody charakteryzowały się pH od 6,15 (grupa III) do 6,31 (grupa II).
Analogicznie jak kwasowość miareczkowa pH istotnie zależało od poziomu dodatku
piwa. Należy przypuszczać, że zawartość dwutlenku węgla obecnego w piwie wpływa
w znacznej mierze na spadek pH i wzrost kwasowości miareczkowej. Wysoka
kwasowość lodów piwnych nie świadczy o zachodzącym procesie psucia się produktu,
a jest jedynie naturalnym wynikiem wprowadzenia do mieszanki lodziarskiej piwa.
153
3/9/12 4:31 AM
Anna Dudzińska
Nie stwierdzono statystycznie istotnych różnic w stopniu napowietrzenia badanych
próbek. Najmniej odporne na topnienie (61,55% wycieku) okazały się lody
o największym dodatku piwa i jednocześnie najwyższej kwasowości. Lodami
najbardziej trwałymi, którym towarzyszył najmniejszy wyciek (44,45%) były lody
z najmniejszą zawartością piwa. Różnice te były statystycznie istotne. Dla porównania
w badaniach przeprowadzonych przez Palicha [1994] odporność na topnienie dla
tradycyjnych lodów śmietankowych wyniosła 26,70% wycieku. Można przypuszczać,
że obecność piwa w lodach obniża ich temperaturę topnienia. Pluta [1998a] zauważył,
że zawartość alkoholu w lodach w ilości 2% powoduje prawie dwukrotnie szybsze ich
topnienie w temperaturze pokojowej. W celu uzyskania lepszych wyników topliwości
należałoby zwiększyć ilość tłuszczu, który podnosi odporność lodów na topnienie
[Polak 2003].
W instrumentalnej analizie tekstury największą twardością charakteryzowały się
lody z największą zawartością piwa, a najmniejszą - z najmniejszym udziałem tego
składnika. Lody ze średnim dodatkiem piwa wykazywały największą adhezyjność
i gumiastość. Najmniejsze wartości dla tych parametrów osiągnęły lody z najmniejszą
ilością piwa. Różnice w wynikach analizy tekstury były statystycznie wysoko istotne.
Wnioski
•Najlepszymi cechami organoleptycznymi charakteryzowały się lody
o najmniejszej zawartości piwa (45%), a najgorzej zostały ocenione te, w których
dodatek piwa wyniósł najwięcej (62%). Przy udziale piwa powyżej 52% lody
wykazywały wadliwą strukturę i konsystencję oraz słabą zdolność do zachowania
kształtu. Sugeruje to, że przy większej ilości piwa do mieszanki należy dodać
więcej składników suchej masy.
•Wraz ze wzrostem zawartości piwa wzrastała kwasowość lodów, twardość,
skracał się czas ich topnienia i malała ich odporność na topnienie.
•Nie wykazano wpływu dodatku piwa na stopień napowietrzenia lodów.
154
3/9/12 4:31 AM
Literatura
Cais-Sokolińska D., Danków R. 2002. Lody jogurtowe przykładem żywności prozdrowotnej.
Prace i Materiały Zootechniczne. Zeszyt Specjalny 4.
Danków R., Oziemkowski P., Pikul J. 2000. Wybrane właściwości lodów w zależności od
rodzajów i dodatku preparatu białek mleka. Chłodnictwo, 8: 44-46.
Muse M.R., Hartel R.W. 2004. Ice Cream Structural Elements that Affect Melting Rate and
Hardness. J. Dairy Sci, 87: 1-10.
Palich P. 1994. Badania nad zmianami jakości lodów w czasie przechowywania.
Chłodnictwo, 8: 21-25.
Pluta A. 1998a. Lody z dodatkiem alkoholu. Przegl. Piek. i Cuk., 4: 64.
Pluta A. 1998b. Lody o wysokiej zawartości masy. Przegl. Piek. i Cuk., 4: 65-66.
Polak E. 2001a. Zastosowanie pro- i prebiotyków w lodach. Przemysł Spożywczy, 3: 22-23.
Polak E. 2001b. Wartość odżywcza. Przegl. Piek. i Cuk., 7: 64-67.
Polak E. 2003. Produkcja lodów. Przegl. Piek. i Cuk., 8: 79-82.
Polak E. 2005a. Od czego zależy jakość lodów. Przegl. Piek. i Cuk., 8: 78-81.
Polak E. 2005b. Dodatki smakowe w lodach. Przegl. Piek. i Cuk., 9: 110-116.
Polska Norma PN-A-86431 1999. Mleko i przetwory mleczne. Lody. Wymagania i badania.
Anna Dudzińska
Wydział Technologii Żywności, Katedra Przetwórstwa Produktów Zwierzęcych.
ul. Balicka 122, 30-149, Kraków
mail: dudzia86@gmail.com
Opiekun naukowy: dr hab. inż. Jacek Domagała
155
3/9/12 4:31 AM
3/9/12 4:31 AM
Marta Jabłońska
Leszek Kordas
EPISTEME
12/2011, t. I
s.157-160
ISSN 1895-4421
WPŁYW WYBRANYCH BIOPREPARATÓW NA WYBRANE PARAMETRY WZROSTU
PSZENŻYTA JAREGO W TRZECH SYSTEMACH UPRAWY ROLI
THE INFLUENCE OF SELECTED BIO-PLANT CONDITIONERS ON VARIOUS
PARAMETERS OF GROWTH OF TRITICALE IN THREE TILLAGE SYSTEMS
Abstrakt: System uprawy roli może znacząco wpłynąć na prawidłowy wzrost i rozwój rośliny uprawnej.
Duża energo- i czasochłonność tradycyjnej uprawy roli, powoduje zastępowanie pługa innymi maszynami
rolniczymi. Przyczynia się to do zmniejszenia kosztów uprawy oraz poprawy warunków glebowych (np.
zmniejszenie erozji wodnej). Obecnie w Polsce coraz częściej stosuje się uproszczenia w uprawie roli,
zaczynając od spłycenia orek, zmniejszenia ich liczby aż do całkowitej rezygnacji z ich wykonywania.
Niestety wielu autorów stwierdziło negatywny wpływ uproszczeń na plonowanie roślin uprawnych.
Jednym ze sposobów ograniczenia spadku plonu na skutek wdrożonych uproszczeń jest stosowanie
preparatów, które stymulują życie biologiczne gleby. Doświadczenie mikropoletkowe uwzględniało dwa
czynniki: systemy uprawy (uprawa tradycyjna i uproszczona oraz siew bezpośredni) a także preparaty
użyźniające glebę oraz poprawiające kondycję roślin (preparat EM-Farming i preparat Biojodis). Badano
wpływa tych czynników na poszczególne parametry wzrostu pszenżyta jarego odmiany Kargo. Wykazano
nieudowodnioną statystycznie tendencję do pozytywnego wpływania biopreparatów na wypełnienie
ziarna oraz plon pszenżyta a także stwierdzono negatywny wpływ siewu bezpośredniego na wybrane
parametry plonu zbadanego zboża.
Słowa kluczowe: efektywne mikroorganizmy, Biojodis, uprawa tradycyjna, uprawa uproszczona, sie
w bezpośredni, pszenżyto jare.
Summary: The farming system can significantly affect growth and development of the crop. Large
energy-and time-consuming nature of traditional agriculture, causes that the plow is replaced by other
agricultural machinery. This contributes to reduction of the costs of cultivation and improvement of soil
conditions (eg, reduction of water erosion). Currently, in Poland the simplifications of soil tillage are more
frequently used, starting from the shallowing of ploughing, reduce their number until complete abandoning
of them. Unfortunately, many authors reported a negative impact of the simplifications on crop yield. One
way to limit the decline in yield as a result of simplifications is to implement on preparates that stimulate
soil biological life. The microplot experiment comprised two factors: tillage systems (traditional and
simplified tillage and direct seeding) and also soil or plant conditioners (EM-Farming, Biojodis). The
influence of these factors on the growth parameters of Kargo triticale varieties was examined. It has been
shown statistically unproven tendency to positive influence of the conditioners on the fulfillment of grain
and yield of triticale and also negative impact of direct drilling on selected parameters of grain yield.
Key words: Effective Microorganisms, Biojodis, traditional tillage, reduced tillage, direct seeding, triticale
157
3/9/12 4:31 AM
Marta Jabłońska, Leszek Kordas
Wstęp
Plonowanie każdej rośliny jest zależne od jaj potencjału genetycznego oraz czynników
środowiskowych i zastosowanej agrotechniki [Rudnicki 1998, Brzozowska i in.
2008]. Jednak wzrastająca intensyfikacja i koszt produkcji, a także specjalizacja
gospodarstw rolnych prowadzi do wprowadzania monokultur, zwłaszcza monokultur
zbożowych, a także do zastępowania uprawy tradycyjnej uprawą bezorkową aż
do zastosowania siewu bezpośredniego, który stanowi najbardziej uproszczoną
formę uprawy roli [Dzienia 1998, Turska i in. 2010, Dzienia, Wereszczaka 1999].
Najważniejszym pozytywnym efektem uproszczeń jest obniżenie kosztów uprawy.
Jednak wielu autorów donosi w swych pracach o negatywnym wpływie uproszczeń
i monokultur na plon roślin, w wyniku wzrastającego zachwaszczenia i porażenia łanu
przez agrofagi a także w wyniku degradacji gleby [Gonet, Gonet 1979, Jabłoński i in.
1979, Blecharczyk i in. 1999, Kraska, Pałys 2004, Frant, Bujak 2005]. Wprowadzenie
biopreparatów do agrotechniki może niwelować negatywne skutki tych uproszczeń.
Celem badań była ocena wpływu systemów uprawy oraz biopreparatów w postaci
Efektywnych Mikroorganizmów oraz ekologicznego polepszacza glebowego Biojodis
na plon pszenżyta jarego uprawianego w krótkotrwałej monokulturze
Materiały i metody
Doświadczenie dwuczynnikowe realizowane było w latach 2008-2010 w Zakładzie
Doświadczalnym Swojec, który należy do Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu.
Założone zostało metoda pasów prostopadłych w czterech powtórzeniach na poletkach
o powierzchni 1m2. W badaniu tym uprawiano po sobie pszenżyto jare odmiany Kargo
w trzech systemach uprawy (uprawa tradycyjna, uprawa uproszczona, siew bezpośredni) bez
zastosowania oprysku biopreparatem (obiekt kontrolny) oraz przy odrębnym zastosowaniu
dwóch biopreparatów (preparat EM-Farming i preparat Biojodis). Preparaty EM-Farming
(oprysk 20l/100l H2O/ha) i Biojodis (oprysk 3l/10l H2O/ha) zostały zastosowane jako
zaprawy do ziarna pszenżyta przed siewem a także w formie oprysku w fazie krzewienia
zboża oraz strzelania w źdźbło. Dawkowanie przy zaprawianiu: 1,5 l EM-Farming na 100
kg ziarna, 1l Biojodis na 1 tonę ziarna. Siew pszenżyta wykonano siewnikiem tradycyjnym
(na pasach uprawy tradycyjnej i uproszczonej) oraz siewnikiem do siewu bezpośredniego.
Nawożenie NPK ustalono na podstawie potrzeb nawozowych roślin i zasobności gleby.
Oszacowanie plonów dokonano po zbiorze na roślinach zebranych z powierzchni
0,5 m2. Uzyskane wyniki poddano analizie statystycznej w autorskim programie prof.
F. Rudnickiego z Uniwersytetu Technologiczno-Przyrodniczego w Bydgoszczy.
Podawane są najmniejsze istotne różnice (NIR) przy poziomie α = 0,05 według testu
porównań wielokrotnych Tukey’a.
Wyniki i dyskusja
Zastosowanie uproszczeń uprawy w postaci zastąpienia pługa, kultywatorem
podorywkowym oraz stosowanie siewu bezpośredniego nie wpłynęło istotnie na plon
pszenżyta jarego (tab. 1). Jednakże stwierdzono, że siew bezpośredni spowodował
tendencję do zmniejszania plonu ziarna.
158
3/9/12 4:31 AM
Wpływ wybranych biopreparatów na wybrane parametry wzrostu przenżyta jarego...
System uprawy
Biopreparaty
Obiekt kontrolny
EM-Farming
Biojodis
0,40
0,44
0,44
Uprawa tradycyjna
Średnia
0,42
Uprawa uproszczona
0,44
0,44
0,46
0,44
Uprawa zerowa
0,40
0,41
0,41
0,40
Średnia
0,41
0,43
0,44
-
Tabela 1. Plon pszenżyta w zależności od badanych czynników. Średnia z lat 2008-2010 [kg · m-2].
NIR 0,05 dla uprawy – r.n.
NIR 0,05 dla biopreparatów - r.n.
NIR 0,05 dla interakcji - r.n.
Podobne wyniki na temat negatywnego wpływu uproszczeń uprawy roli na plonowanie
roślin przedstawiono w wielu pracach [Jabłoński, Kaus 1997, Kraska, Pałys 2004].
Również zastosowane biopreparaty nie przyczyniły się do istotnego wzrostu plonu
pszenżyta w żadnym z systemów uprawy. Zauważono nieistotną statystycznie
tendencję do pozytywnego oddziaływania stosowanych biopreparatów na plonowanie
pszenżyta w odniesieniu do obiektu kontrolnego (tab.1).
System uprawy
Biopreparaty
Obiekt kontrolny
EM-Farming
Biojodis
Średnia
Uprawa tradycyjna
30,3
32,7
31,6
31,5
Uprawa uproszczona
31,7
30,2
31,3
31,1
Uprawa zerowa
23,2
23,6
24,4
23,7
Średnia
28,4
28,8
29,1
-
Tabela 2. Masa tysiąca ziaren pszenżyta w zależności od badanych czynników. Średnia z lat
2008-2010 [g].
NIR 0,05 dla uprawy – r.n.
NIR 0,05 dla biopreparatów - r.n.
NIR 0,05 dla interakcji - r.n.
Także masa 1000 ziaren pszenżyta nie uległa istotnej modyfikacji poprzez
zastosowanie badanych czynników. W tym przypadku stwierdzono jedynie tendencję
do mniejszego wypełnienia ziarna na poletkach z siewem bezpośrednim. Zauważono
również tendencję do pozytywnego oddziaływania biopreparatów na wypełnienie
ziarna. W pasie uprawy zerowej MTZ były o 24,8% niższe niż w pasie uprawy
tradycyjnej oraz o 23,5% niż w pasie uprawy uproszczonej.
159
3/9/12 4:31 AM
Wnioski
•Stwierdzono nieudowodnioną statystycznie tendencję
oddziaływania biopreparatów na plon i wypełnienie ziarna.
do
pozytywnego
•W badaniach wykazano jedynie nieudowodnioną statystycznie tendencję do
większego plonowania w systemie uproszczonej uprawy i mniejszej wydajności
w siewie bezpośrednim.
Literatura
Blecharczyk A., Pudełko J., Śpitalniak J. 1999. Wpływ zróżnicowanej uprawy roli na
właściwości fizyczne gleby oraz plonowanie pszenicy ozimej i grochu. Fol. Univ. Stetin.
195 Agricultura (74): 163-170.
Brzozowska I., Brzozowski J., Hruszka M. 2008. Plonowanie i struktura plonu pszenicy ozimej
z zależności od sposobu pielęgnacji i nawożenia azotem. Acta Agrophy. 11(3): 597-611.
Dzienia S., 1998. Ekonomiczno-techniczne uwarunkowania płodozmianu. Acta Acad. Agric.
Tech. Olst. Agric. 66: 39–46.
Dzienia S., Wereszczaka J. 1999. Efektywność systemów uprawy roli pod pszenicę ozimą na
glebie kompleksu pszennego dobrego. Folia Universitatis a Agriculturae Stetinensis,
195 Agricultura (74): 181-184.
Frant M., Bujak K. 2005. Wpływ uproszczeń w uprawie roli i poziomu nawożenia
mineralnego na plonowanie pszenicy ozimej. Fragm. Agron. XXII nr 2(86).
Gonet I., Gonet Z. 1979. Reakcja zbóż na uprawę w narastającej monokulturze. Zesz. prob.
Post. Nauk Roln., 218: 123-130.
Jabłoński B., Radomska M., Hołyński E. 1979. Plonowanie żyta i owsa na glebie lekkiej
w czteroletnim zmianowaniu o różnym udziale zbóż. Zesz. prob. Post. Nauk Roln., 218: 61-68.
Jabłoński W., Kaus A. 1997. Wpływ różnych systemów uprawy roli i nawożenia na
plonowanie roślin. Bibl. Fragm. Agron. 3: 91-96.
Kraska P., Pałys E. 2004. Wpływ systemów uprawy roli, poziomów nawożenia i ochrony
roślin na plonowanie jęczmienia jarego. Annales UMCS, Sec. E, 59, 1. s. 197-204.
Rudnicki F. 1998. Czynniki ograniczające plonowanie pszenicy w Polsce. Mat.
ogólnopolskiej konf. nauk. pt. Biologia plonowania, agrotechnika i wykorzystanie
ziarna pszenicy. Puławy: 51-64.
Turska E., Wielogórska G., Czarnocki Sz. 2010. Rola międzyplonów ścierniskowych
w monokulturowej uprawie pszenicy jarej. Annales UMCS, Sec. E, LXV (1): 90-96.
Marta Jabłońska
Katedra Kształtowania Agroekosystemów i Terenów Zieleni
Opiekun naukowy: prof. dr hab. Leszek Kordas
160
3/9/12 4:31 AM
Andrzej Joniec
EPISTEME
12/2011, t. I
s.161-167
ISSN 1895-4421
PLONOWANIE PSZENICY OZIMEJ W ZALEŻNOŚCI OD SYSTEMU UPRAWY ROLI
EFFECT OF THE TILLAGE AND REDUCED SYSTEM ON THE YIELD OF WINTER
WHEAT
Abstrakt: W latach 2009-2010 w Stacji Doświadczalnej Katedry Agrotechniki i Ekologii
Rolniczej Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie badano reakcję pszenicy ozimej na uproszczenia
w uprawie roli. Doświadczenie płodozmianowe założono w czterech powtórzeniach, przedplonem
dla pszenicy ozimej był bobik. Porównano dwa systemy uprawy roli – płużny (tradycyjny)
i bezpłużny (uproszczony). System uprawy roli nie różnicował istotnie plonu pszenicy ozimej.
Zastosowane uproszczenia w uprawie roli nie wpłynęły na analizowane komponenty plonu.
Słowa kluczowe: pszenica ozima, plon, komponenty plonu, systemy uprawy roli
Summary: The aim of the study was to analyze winter wheat grain yield on ploughing and
plougless soil tillage systems. The research was carried out in strict crop rotation experiment,
established at the Experimental Station Kraków-Mydlniki, belonging to the Department of
Agrotechnology and Agricultural Ecology, University of Agriculture in Kraków. The experiment
was conducted in 2009–2010 by randomized blocks in four replications. The previous crop
of winter wheat was faba bean. The results revealed that there were no significant differences
between the compared tillage systems on the grain yield and yield components.
Key words: winter wheat, grain yield, yield components, conventional tillage, reduced tillage
161
3/9/12 4:31 AM
Andrzej Joniec
WSTĘP
Od dłuższego czasu obserwuje się w Europie i na terenie Polski wzrost udziału zbóż
w strukturze zasiewów. Zwiększanie powierzchni zasiewów, w tym pszenicy ozimej,
wiąże się ze spadkiem opłacalności, a co za tym idzie z ograniczeniem powierzchni
innych upraw, m.in. okopowych [GUS 2010].
Tradycyjna płużna uprawa roli, która jest dominująca od dziesięcioleci w naszym
kraju, charakteryzuje się dużą pracochłonnością i energochłonnością [Kordas 1997,
Orzech
i in. 2004]. Wzrastające ceny paliw i rosnące koszty produkcji w tradycyjnej
uprawie roli powodują, że w ostatnich latach coraz większą popularnością cieszą się
w rolnictwie uproszczenia w technologii produkcji roślinnej, szczególnie dotyczące
sposobu uprawy roli [Anken i in. 1999; Brunotte i in. 2001]. Z tego względu
poszukiwane są rozwiązania, które pozwolą na obniżenie kosztów produkcji przy
zachowaniu plonowania na poziomie tradycyjnej uprawy.
Według wielu badaczy [Morrison i Sanabria 2002; Sidiras i in. 2000; Dzienia
i in. 2006, Tebrügge i in. 1999] stosowanie uprawy uproszczonej oddziaływuje
korzystnie na glebę, m.in. utrzymuje stan równowagi w środowisku, zmniejsza
erozję, stabilizuje agregaty glebowe, zwiększa zawartość azotu ogólnego i substancji
organicznej w górnych warstwach gleby. Na korzyści ekonomiczne i środowiskowe,
wynikające z zastosowania odpowiedniej technologii uprawy roli pod niektóre rośliny
w zmianowaniu, wskazują liczne badania z uproszczoną uprawą [Schillinger i Young
2004 , Kordas 2005, Verch i in. 2009].
Celem podjętych badań było porównanie plonowania pszenicy ozimej w uprawie
płużnej i bezpłużnej.
MATERIAŁ I METODY
Doświadczenie polowe realizowano w latach 2009-2010 w Stacji Doświadczalnej
Katedry Agrotechniki i Ekologii Rolniczej Uniwersytetu Rolniczego w KrakowieMydlnikach. Badania prowadzono w ścisłym doświadczeniu płodozmianowym:
1. bobik - 2. pszenica ozima – 3. pszenica jara – 4. jęczmień jary. Pszenica ozima
uprawiana po bobiku jest przedmiotem niniejszego opracowania.
Gleba pola doświadczalnego to gleba brunatno ziemna, typ – płowa, podtyp – gleba
płowa opadowo – glejowa, gatunek – pył zwykły, rodzaj – wytworzona z lessu. Gleba
zaliczona została do kompleksu pszennego dobrego przydatności rolniczej, klasy
bonitacyjnej II.
W doświadczeniu porównywano dwa systemy uprawy roli – tradycyjny (płużny)
i uproszczony (bezpłużny). Zabiegi uprawowe prowadzono zgodnie ze schematem
przedstawionym w tabeli 1.
Nawożenie mineralne zostało wykonane zgodnie z przyjętymi zasadami (N – 120, P –
70 i K – 100 kg∙ha-1). Azot w postaci saletry amonowej (34% N) stosowano pogłównie,
162
3/9/12 4:31 AM
Plonowanie przenicy ozimej w zależności od systemu uprawy roli
w trzech terminach – w fazie krzewienia, strzelania w źdźbło i kłoszenia. Nawozy
fosforowe – superfosfat wzbogacony (40% P2O5) oraz potasowe – sól potasową (60%
K2O) zastosowano przedsiewnie.
Uprawa roli
Zabiegi uprawowe
Tradycyjna
(płużna)
uprawa pożniwna – podorywka pługiem
uprawa podstawowa – orka pługiem na głębokość 25 cm + brona
uprawa przedsiewna – agregat uprawowy (kultywator + wał)
Uproszczona
(bezpłużna)
uprawa pożniwna – kultywator podorywkowy
uprawa podstawowa – kultywator podorywkowy + brona
uprawa przedsiewna - agregat uprawowy (kultywator + wał)
Tab.1. Zabiegi uprawowe realizowane w doświadczeniu
Przed wysiewem ziarno zaprawiano chemicznie preparatem Kinto Duo 080 FS.
Pszenicę ozimą wysiewano w optymalnym terminie agrotechnicznym w obsadzie 500
ziarn na 1 m-2. Wiosną stosowano herbicydy - Huzar 05 WG (200 g ∙ ha-1) i Stomp 330
EC (3,5 l ∙ ha-1). W okresie wegetacji choroby grzybowe zwalczano fungicydem Dithane
75WG (2 kg ∙ ha-1). Otrzymane wyniki oceniono statystycznie metodą analizy wariancji,
natomiast testowanie różnic między średnimi szacowano testem Tukey’a (α=0,05).
Przebieg opadów i potrzeby opadowe pszenicy ozimej w okresie wegetacji
przedstawiono na rysunku 1. W 2009 roku większe opady atmosferyczne niż
zapotrzebowanie roślin odnotowano w marcu, maju i czerwcu (średnio o ok. 78%).
Kwiecień był miesiącem suchym (opad 4,7 mm), a w lipcu padał deszcz w ilości
zbliżonej do zapotrzebowania pszenicy ozimej w danym miesiącu. W następnym
roku badań opady atmosferyczne w pierwszych dwóch miesiącach wegetacji były
na poziomie zbliżonym do potrzeb opadowych pszenicy ozimej. W maju wystąpiły
bardzo obfite opady, większe od zapotrzebowania w danym miesiącu ponad
czterokrotnie i utrzymujące się w kolejnych dwóch miesiącach, przewyższając
potrzeby opadowe średnio o 45%. Potrzeby opadowe pszenicy ozimej określono za
Dzieżycem i in. [1987].
Rys. 1. Potrzeby opadowe [Dzieżyc i in.1987] i przebieg opadów w miesiącach wiosenno –
letnich w okresie wegetacji pszenicy ozimej
163
3/9/12 4:31 AM
Andrzej Joniec
WYNIKI I DYSKUSJA
W tabeli 2 przedstawiono plon ziarna pszenicy ozimej w zależności od systemu
uprawy roli. Średnie z lat badań wykazały, że system uprawy roli nie wpływał
istotnie na wielkość plonu. Wyniki te pokrywają się z badaniami innych autorów
wskazujących na brak istotnych różnic w plonowaniu pszenicy ozimej pomiędzy
porównywanymi systemami uprawy roli [Gawęda 2004, Lafond i in. 2006,
Lepiarczyk i in. 2010]. Zaobserwowano natomiast, że w tradycyjna uprawa pszenicy
ozime wykazała tendencję do wyższego plonowania niż uprawa bezpłużna. Jest to
szczególnie widoczne w pierwszym roku badań, gdzie pszenica ozima plonowała
istotnie wyżej (7,35 t∙ha-1), osiągając plon wyższy o ok. 25% w stosunku do uprawy
uproszczonej. W 2010 roku plon z uprawy w tradycyjnym systemie był nieistotnie
wyższy o 8%, a średni plon w tym roku był nieistotnie niższy niż w roku 2009 aż
o 57%. Obniżka plonu pszenicy ozimej w 2010 roku mogła być wynikiem trudnych
warunków pogodowych zaistniałych w okresie wiosenno – letniej wegetacji - od maja
do sierpnia wystąpiły intensywne i długotrwałe opady, które w maju przekroczyły
ponad czterokrotnie potrzeby opadowe i utrzymywały się w kolejnych miesiącach
(rys. 1). Plonowanie analizowanej pszenicy ozimej w latach 2009-2010 w uprawie
płużnej było wyższe o ok. 19% w stosunku do uprawy uproszczonej.
Rok
System uprawy roli
NIR 0,05
Średnio w latach
5,82
1,361
6,59
4,01
r.n.
4,19
4,92
-
tradycyjny
uproszczony
2009
7,35
2010
4,37
Średnio
5,86
NIR 0,05
r.n.
0,928
Tab. 2. Plon ziarna pszenicy ozimej (t∙ha-1) w zależności od systemu uprawy roli
Liczba kłosów na jednostce powierzchni gleby jest tym elementem, który w największym
stopniu decyduje o wysokości plonu ziarna zbóż. Podobną reakcję jak w przypadku
plonowania obserwowano w obsadzie kłosów (tab.3). W 2009 roku obsada wynosząca
600 kłosów w tradycyjnym systemie uprawy roli była istotnie wyższa o ok. 38% w
porównaniu do uproszczonego systemu, co znalazło odzwierciedlenie w wyższym plonie
pszenicy ozimej w danym roku. W kolejnym roku doświadczenia (2010) różnica między
porównywanymi systemami była nieistotna i wynosiła ok. 2%. Średnia obsada kłosów
z dwóch lat doświadczenia była na zbliżonym poziomie i nie wykazywała statystycznie
istotnych różnic. O decydującym wpływie liczby kłosów z jednostki powierzchni na
plony pszenicy ozimej wspominają także inni autorzy [Bavec i in. 2002 , Ługowska i in.
2004]. Nie stwierdzono istotnych różnic w liczbie i masie ziaren z jednego kłosa między
porównywanymi systemami uprawy pszenicy. Mimo to, analizowane komponenty plonu
(liczba i masa ziaren z kłosa) były wyższe w pierwszym roku doświadczenia (2009)
w uprawie tradycyjnej. Natomiast w roku 2010 zaobserwowano spadek tych dwóch
elementów plonu w uprawie płużnej o ok. 6 i 3% w porównaniu do uprawy bezpłużnej.
Wyższą średnią liczbę ziaren uzyskano w tradycyjnym systemie uprawy roli, natomiast
średnia masa ziarna z kłosa była wyższa w uprawie uproszczonej niż w tradycyjnej.
164
3/9/12 4:31 AM
System uprawy roli
Rok
tradycyjny
uproszczony
NIR 0,05
Średnio w latach
Obsada kłosów (szt. ∙ m-2)
2009
600
433
33,8
517
2010
439
428
r.n.
434
Średnio
519
430
-
-
r.n.
NIR 0,05
r.n.
Liczba ziaren w kłosie (szt.)
2009
34,0
29,1
4,82
31,6
2010
28,1
30,1
r.n.
29,1
Średnio
31,1
29,6
-
-
r.n.
NIR 0,05
r.n.
Masa ziarna z kłosa (g)
2009
1,09
1,05
r.n.
1,07
2010
0,91
1,02
r.n.
0,96
Średnio
1,00
1,03
-
-
r.n.
NIR 0,05
0,098
Masa tysiąca ziaren (g)
2009
32,10
36,13
3,650
34,12
2010
32,63
33,79
r.n.
33,21
Średnio
32,37
34,96
-
-
NIR 0,05
r.n.
r.n.
Tab. 3. Komponenty plonu pszenicy ozimej w zależności od systemu uprawy roli
Według Webera [2000] masa tysiąca ziaren jest komponentem plonu, który odznacza
się małą reakcją na czynniki środowiskowe. W badaniach własnych stwierdzono brak
istotnego wpływu systemu uprawy roli i lat na ten element plonu. Jedynie w 2009
roku wyższą masę tysiąca ziaren pszenicy otrzymano w systemie uproszczonym..
165
3/9/12 4:31 AM
Andrzej Joniec
WNIOSKI
• Porównywane systemy uprawy roli nie różnicowały istotnie wielkości plonu
ziarna pszenicy ozimej.
• Zastosowane uproszczenia w uprawie roli nie różnicowały istotnie komponentów
plonu pszenicy ozimej.
Literatura
Anken T., Irla E., Ammann H., Heusser J., Scherrer C., 1999. Bodenbearbeitung und
Bestellung. FAT – Berichte 534: 1–8.
Brunotte J., Wagner M., Sommer C., 2001. Bodenschutz und Kosteneinsparung. Landtechnik
3: 132–133.
Bavec M., Bavec F., Vraga B., Kovacevic V., 2002. Relationships among yield it’s quality
and yield components in winter wheat (Triticum aestivum L.) cultivars affected by
seeding rates. Bodenkultur 53 (3): 143–151.
Dzienia S., Zimny L, Weber R., 2006. Najnowsze kierunki w uprawie roli i technice siewu.
Fragm. Agron. 2 (90): 227–241.
Dzieżyc J., Nowak L., Panek K., 1987. Dekadowe wskaźniki potrzeb opadowych roślin
uprawnych w Polsce. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., z. 134: 11-32.
Gawęda D., 2004. Wpływ sposobów uprawy roli na plonowanie pszenicy ozimej w 3-polowym
zmianowaniu na czarnej ziemi. Annales UMCS Sectio E, vol. LIX (2): 889–894.
GUS – Rocznik Statystyczny Rolnictwa, Dział I, Warszawa 2009: 147–152.
Kordas L., 1997. Wpływ siewu bezpośredniego na plonowanie i zachwaszczenie buraków
cukrowych i pszenicy ozimej. Bibl. Fragm. Agron. 3: 85–89.
Kordas L., 2005. Energy and economic effects of reduced tillage in crop rotation. Acta Sci.
Pol., Agricultura 4 (1): 51–59.
Lafond G.P., May W.E., Stevenson F.C., Derksen D.A., 2006. Effects of tillage systems and
rotations on crop production for a thin Black Chernozem in the Canadian Prairies. Soil
Till. Res. 89: 232–245.
Lepiarczyk A., Łabza T., Pużyńska K., 2010. Produkcyjność pszenicy ozimej odmiany Turnia
i Rysawysiewanej w siewie czystym i mieszanym w zależności od systemu uprawy roli.
Annales UMCS, Sectio E, vol. LXV (3): 42–50.
Ługowska B., Banaszak Z., Wójcik W., Grzmil W., 2004. Zależność plonu ziarna pszenicy
ozimej o skróconym źdźble od jego składowych. Biul. IHAR, 231: 5–10.
Morrison J.E., Sanabria J., 2002. One – pass and two pass spring strip tillage for conservation
row cropping in adhesive clay soils. Trans. ASAE, 45 (5): 1263-1270.
166
3/9/12 4:31 AM
Orzech K., Marks M., Nowicki J., 2004. Energetyczna ocena trzech sposobów uprawy roli
na glebie średniej. Annales UMCS, Sectio E, vol. LIX (3): 1275-1281.
Schillinger W.F., Young D.L., 2004. Cropping systems research in the world’s driest rainfed
wheat region. Agron. J. 96: 1182–1187.
Sidiras N., Efthimiadis P., Bilalis D., 2000. Takoponlos N. Effect of tillage system and
fertilization on physical properties of soil in the seedbed and on seedling emergence of
winter barley. J. Agron. Crop sci., 184: 287 – 296.
Tebrügge F., Düring R.A., 1999. Reducing tillage intensity – a review of results from a long
– term study in Germany. Soil Till. Res. 53, 1: 15–28.
Verch G., Kächele H., Höltl K., Richter C., Fuchs C., 2009. Comparing the profitability of
tillage methods in Northeast Germany a field trial from 2002 to 2005. Soil Till. Res.
104: 16–21.
Weber R. 2000., Zmienność plonowania wybranych odmian pszenicy ozimej w zależności od
sposobu uprawy roli i przedplonu. Pam. Puł., 120 (2): 503-509.
Andrzej Joniec
Katedra Agrotechniki i Ekologii Rolniczej
Opiekun naukowy: dr hab. inż. Andrzej Lepiarczyk, prof. UR
167
3/9/12 4:31 AM
3/9/12 4:31 AM
Katarzyna Juzoń
Żaneta Michalec
Renata Bączek-Kwinta
EPISTEME
12/2011, t. I
s.169-174
ISSN 1895-4421
Zmiany związane z metabolizmem tlenowym, zachodzące w
kiełkujących nasionach łubinu żółtego (Lupinus luteus L.)
Changes related to oxygen metabolism, occurring in
germinating seeds of yellow lupine (Lupinus luteus L.)
Abstrakt: Badano parametry charakteryzujące związaną z metabolizmem tlenowym aktywność
nasion łubinu żółtego, na różnych etapach kiełkowania. Aktywność katalazy (CAT) i zawartość
białek rozpuszczalnych w wodzie została oznaczona spektrofotometrycznie. W drugim dniu
doświadczenia większość nasion skiełkowała, a w piątym dniu kiełki miały już długość ok
3 cm. Zanotowano wówczas blisko czterokrotnie większą aktywność katalazy w porównaniu
z dniem 2., niezależnie od podstawy naliczania. Natomiast zawartość białek rozpuszczalnych
w wodzie odznaczała się odwrotną tendencją – piątego dnia była ona o ok. 20% mniejsza
w porównaniu z dniem drugim. Wzrost aktywności katalazy wiąże się ze wzmożoną produkcją
reaktywnych form tlenu wynikającą z rosnącej aktywności metabolicznej kiełkującego nasiona,
a obserwowany spadek zawartości białek jest efektem uruchamiania substancji zapasowych
umożliwiających rozwój siewki
Słowa kluczowe: łubin żółty, kiełkowanie, katalaza
Summary: The parameters characterizing the oxygen metabolism associated with the activity
of yellow lupine seeds, at different stages of germination were investigated. The activity of
catalase (CAT) and contents of soluble protein were determined spectrophotometrically. On
the second day of the experiment, most of seeds germinated and on the fifth day the sprouts
were already about 3 cm long. The catalase activity was nearly four times higher compared
to the day 2, regardless of the base of calculation. However, soluble protein content revealed
the opposite tendency – the fifth day it was about 20% lower compared to this of the second
day. Increased CAT activity is associated with increased reactive oxygen species production
which occurs in response to increased metabolic activity of germinating seeds, and the observed
decrease in protein content is a result of mobilization of metabolism of substances which enable
the development of seedlings.
Key words: yellow lupine, germination, catalase, soluble protein
169
3/9/12 4:31 AM
Katarzyna Juzoń, Żaneta Michalec, Renata Bączek-Kwinta
WSTĘP
Zmianom anatomiczno-morfologicznym zachodzącym w kolejnych fazach
kiełkowania towarzyszą przemiany, które prowadzą do generowania energii
metabolicznej, a także do produkcji substratów potrzebnych do syntezy składników
komórkowych rosnącej siewki. Na koordynację poszczególnych procesów wpływa
przekazywanie informacji i transport metabolitów pomiędzy poszczególnymi
organami nasienia [Lewak, 2002]. W procesie kiełkowania substratami oddechowymi
są nagromadzone w nasieniu substancje zapasowe, takie jak cukry proste (glukoza
i fruktoza), oligosacharydy (sacharoza, rafinoza, stachioza i in.), polisacharydy
ścian komórkowych oraz polisacharydy, lipidy i białka tkanek spichrzowych. Już
w początkowym etapie kiełkowania, czyli w fazie imbibicji, mobilizacji ulegają
niektóre substancje rezerwowe, takie jak oligosacharydy i polisacharydy ścian
komórkowych. Najwięcej substancji zużywanych jest jednak w procesie oddychania
podczas fazy katabolicznej kiełkowania [Lewak, 2002].
Podczas rozwoju nasion oraz w procesie kiełkowania następuje wiele przemian
molekularnych, związanych z aktywowaniem metabolizmu. Wzrost aktywności
procesów metabolicznych skutkuje wzmożoną produkcją reaktywnych form tlenu
(RFT), które znane są przede wszystkim ze swego szkodliwego oddziaływania na
organizmy żywe. Dla każdego organizmu ważne jest uzyskanie stanu równowagi
pomiędzy produkcją RFT a potencjałem przeciwutleniającym, który chroni
komórki. Jeśli równowaga ta zostanie zachwiana, nadmiar RFT może spowodować
uszkodzenia receptorów, kanałów jonowych, kwasów nukleinowych, białek, mutacje
DNA, które są głównymi przyczynami starzenia się organizmu [Bailly, 2004].
W komórkach roślin istnieją jednak systemy przeciwdziałające gromadzeniu się RFT,
które przekształcają potencjalnie szkodliwe cząsteczki, bądź je neutralizują [Lewak,
2002]. Do jednego z najważniejszych enzymów systemu antyoksydacyjnego należy
zaliczyć katalazę (CAT), która katalizuje dysproporcjonowanie H2O2. Występuje
ona w organellach, gdzie dochodzi do generowania H2O2: w peroksysomach
i glioksysomach, [Bailly, 2004; Ratajczak, 2006], w mitochondriach [Prasad, 1994]
i przestrzeni międzykomórkowej [Salguero i Böttger, 1995]. Aktywność molekularna
CAT jest bardzo duża. W ciągu 1 sekundy jej cząsteczka może rozłożyć około 200
000 cząsteczek H2O2 [Bartosz, 1995]. Dlatego aktywność tego enzymu, świadcząca
o wzmożonej produkcji RFT, może obrazować zmiany aktywności metabolizmu
kiełkujących nasion.
MATERIAŁ I METODY
Materiał doświadczalny stanowiły nasiona łubinu żółtego odmiany ‘Juno’ (Lupinus
luteus L., SHR Wiatrowo, rok zbioru 2006). Nasiona skiełkowano po 10 szt. w trzech
szalkach Petriego, na zwilżonej bibule. W 2. i 5. dniu kiełkowania pobrano nasiona,
szybko pokrojono i zamrożono w ciekłym azocie, a następnie przetrzymywano
w zamrażarce, w temperaturze -80˚C. Próbki (pojedyncze nasiona) zhomogenizowano
w moździerzu, w 4 cm3 buforu fosforanowego (0,05 mmol dm-3; pH 7,0) z dodatkiem
EDTA (0,1 mmol dm-3), w temperaturze 0˚C. Homogenat przeniesiono do probówek
Eppendorfa i odwirowano przy 13000 g przez 3 minuty, w temperaturze 4˚C (wirówka
170
3/9/12 4:31 AM
Zmiany związane z metabolizmem tlenowym...
5415 R, Eppendorf, Niemcy). Nadsącz przeniesiono do nowych probówek i trzymano
w lodzie, osłonięty od światła. Pomiar aktywności katalazy i zawartości białek
rozpuszczalnych przeprowadzono spektrofotometrycznie (Aebi, 1984 i Bradford,
1976; spektrofotometr LKB Biochrom 4050, Wielka Brytania, długość fali 240 nm
dla CAT i 595 nm dla białka).
Analizę statystyczną przeprowadzono wykonując porównanie par średnich z dnia
2. i 5. testem t-Studenta (p=0,05).
WYNIKI I DYSKUSJA
Zmiany zachodzące w metabolizmie podczas kiełkowania nie są do końca poznane.
Badania stężenia licznych substancji biologicznie czynnych wykazały znaczne
różnice zachodzące w czasie kiełkowania. Zanotowano np. zmiany w zawartości
kwasu askorbinowego i witaminy B. Może to świadczyć o zasadniczych zmianach
w metabolizmie i tym samym, w składzie i aktywności enzymów podczas procesu
kiełkowania nasion [Goksöyr i in., 1953].
dzień kiełkowania
procent kiełkujących nasion ± SE
1.
20,0 ± 0,0
2.
90,0 ± 5,8
3.
90,0 ± 5,8
4.
93,3 ± 3,3
5.
93,3 ± 3,3
6.
93,3 ± 3,3
7.
93,3 ± 3,3
8.
96,7 ± 3,3
9.
96,7 ± 3,3
10.
96,7 ± 3,3
Tab.1. Procent kiełkujących nasion łubinu żółtego ‘Juno’ (n=30; 10 nasion w trzech szalkach;
SE – błąd standardowy)
W przedstawionej pracy wykonano oznaczenia mające na celu zbadanie
zmian metabolicznych, związanych z metabolizmem tlenowym, zachodzących
w kiełkujących nasionach łubinu żółtego ‘Juno’. Wiadomo bowiem, że kiełkujące
nasiona początkowo oddychają beztlenowo. Występowanie reaktywnych form
tlenu (RFT) w komórkach i organellach roślinnych jest związane z procesami
rozwojowymi roślin, kiedy to metabolizm rozwijającej się rośliny jest przyspieszony,
a także z wpływem środowiska [Hendry i Crawford, 1994]. Obserwowane zmiany
w aktywności enzymów antyoksydacyjnych mogą być powiązane ze zmianami
171
3/9/12 4:31 AM
poziomu RFT [Garnczarska i in., 2009]. Jednym z enzymów antyoksydacyjnych jest
katalaza (CAT), która w komórkach roślinnych neutralizuje nadtlenek wodoru (H2O2)
[Scandalios i in., 1997].
A
B
Ryc. 1. Aktywność katalazy nasion łubinu żółtego ‘Juno’ w 2. i 5. dniu kiełkowania odniesiona
do pojedynczych nasion (A) i do zawartości białka (aktywność właściwa CAT) (B). Istotność
zróżnicowania średnich oceniono wg testu Studenta przy poziomie istotności p=0,05; n=6
Ryc. 2. Zawartość białek rozpuszczalnych w nasionach łubinu żółtego ‘Juno’ w 2. i 5. dniu
kiełkowania. Istotność zróżnicowania średnich oceniono wg testu Studenta przy poziomie
istotności p=0,05; n=6
W omawianym doświadczeniu badano aktywność CAT nasion łubinu żółtego w dwóch
terminach: drugim i piątym dniu kiełkowania. Odnotowano, że większość nasion
skiełkowała już w drugim dniu doświadczenia (Tab. 1.). W tym czasie aktywność właściwa
CAT była na poziomie 13,3 mikromol H2O2 min -1 mg-1 białka (Ryc. 1.). W piątym dniu
skiełkowało 93,3% nasion (Tab. 1) i wykształciły już one kiełki o długości 3,02±1,09
cm (dane nieprezentowane). Aktywność katalazy, zarówno odniesiona do pojedynczych
nasion jak i do zawartości białka, wykazywała tendencję wzrostową – piątego dnia
kiełkowania była blisko czterokrotnie większa niż dnia drugiego (Ryc. 1.). Podobna
reakcja wystąpiła w zarodkach ryżu po imbibicji nasion [Tanida, 1996]. Natomiast
przeciwne wyniki otrzymał Gidrol i in. (1994) oraz Dučić i in. (2003), którzy zanotowali
najwyższą aktywność CAT w początkowym etapie kiełkowania (przed ukazaniem się
korzonka zarodkowego) nasion soi i komosy czerwonej. Również Goksöyr i in. (1953)
w badaniach prowadzonych na nasionach grochu siewnego odnotowali spadek aktywności
CAT, który zaobserwowany był równolegle ze spadkiem zawartości białek, poczynając od
szóstego dnia kiełkowania. W przeprowadzonym doświadczeniu odnotowano obniżenie
poziomu zawartości białek rozpuszczalnych w wodzie podczas kiełkowania (Ryc. 2.). Ich
zawartość piątego dnia była o ok. 20% mniejsza w porównaniu z dniem drugim. Można
to tłumaczyć, zachodzącym podczas kiełkowania, uruchamianiem substancji zapasowych
nasienia, co umożliwia rozwój siewki.
172
3/9/12 4:31 AM
Zmiany związane z metabolizmem tlenowym...
WNIOSKI
• Proces kiełkowania nasion wiąże się ze zmianami w metabolizmie tlenowym,
co skutkuje wzrostem aktywności katalazy, jako jednego z enzymów
antyoksydacyjnych.
• Wzrost aktywności procesów metabolicznych jest związany z uruchomieniem
substancji zapasowych nasienia, co może tłumaczyć spadek zawartości białka
podczas kiełkowania.
LITERATURA
Aebi H. (1984): Catalase in vitro. Meth. Enzymol. 105: 121-126.
Bailly C. (2004): Active oxygen species and antioxidants in seed biology. Seed Sci. Res.
14, 93-107.
Bartosz G. (1995): Druga twarz tlenu. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 17-54,
135-143, 166-185, 204.
Bradford M. (1976): A rapid and sensitive method for the quantitation of microgram
quantities of protein utilizing the principle of protein-dye. Anal biochem. 7;72:248-54
Dučić T., Lirić-Rajlić I., Mitrović A., Radotić K. (2003): Activities of antioxidant systems
during germination of Chenopodiumn rubrum seeds. Biol. Plant. 4: 527-533.
Garnczarska M., Wojtyła Ł. (2008): Differential response of antioxidative enzymes in
embryonic axes and cotyledons of germinating lupine seeds. Acta Physiol Plant
30:427–432
Garnczarska M., Bednarski W., Jancelewicz M. (2009): Ability of lupine seeds to germinate
and to tolerate desiccation as related to changes in free radical level and antioxidants
in freshly harvested seeds. Plant Physiology and Biochemistry 47, 56-62.
Gidrol X., Lin W. S., Degousee N., Yip S. F., Kush A. (1994): Accumulation of reactive
oxygen species and oxidation of cytokinin in germinating soybean seeds. Eur.
J. Biochem. 224: 21-28.
Goksöyr J., Boeri E., Bonnichsen R.K. (1953): The variation of ADH and catalase activity during
the germination of green pea (Pisum sativum). Acta Chemica Scandinavica 7, 657-662.
Hendry G.A.F., Crawford R.M.M. (1994): Oxygen and environmental stress in plants - an
overview. Proc. Roy. Soc. Edinburgh 102B, 1-10.
Lewak S. (2002): Kiełkowanie nasion. Podstawy metaboliczne. Podstawy fizjologii roślin,
Kopcewicz J., Lewak S. (red.). Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 63-82, 485-497.
Prasad T.K., Anderson M.B., Stewart C.R. (1994): Acclimation, hydrogen peroxide
and abscisic acid protect mitochondria against irreversible chilling injury in maize
seedlings. Plant Physiol. 105: 619-627.
173
3/9/12 4:31 AM
Ratajczak L. (2006): Biologia komórki roślinnej. Struktura. Tom I, Wojtaszek P. (red.).
Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa, 24, 187-189.
Salguero J., Böttger M. (1995): Secreted catalase activity from roots of developing maize
(Zea mays L.) seedlings, Protoplasma 184, 72-78.
Scandalios J. G., Guan L., Polidoros A. N. (1997): Catalases in plants: gene structure,
properties, regulation, and expression. W: J. G. Scandalios (red.), Oxidative stress and
the molecular biology of antioxidant defenses. Cold Spring Harbor Laboratory Press,
Cold Spring Harbor, NY, 343–406.
Tanida M. (1996): Catalase activity of rice seed embryo and its relation to germination rate
at a low temperature. Breeding science 46, 23-27
Katarzyna Juzoń
Instytut Fizjologii Roślin Polskiej Akademii Nauk w Krakowie
Opiekun naukowy: dr hab. Izabela Marcińska, prof. PAN, prof. dr hab. Franciszek
Dubert
174
3/9/12 4:31 AM
Bartosz Kozak
EPISTEME
12/2011, t. I
s.175-180
ISSN 1895-4421
OCENA ZMIENNOŚCI WYBRANYCH CECH MORFOLOGICZNYCH U
ŁUBINU WĄSKOLISTNEGO (Lupinus angustifolius L.)
ASSESSMENT OF VARIABILITY SELECTED MORPHOLOGICAL TRIALS
BLUE LUPINE (Lupinus angustifolius L.)
Abstrakt: Badano potomstwo pokolenia F2 pochodzące ze skrzyżowania polskiej odmiany
„Graf” z australijskim rodem hodowlanym AU 11257-19 („Graf” x AU) oraz z krzyżowania
odwrotnego (AU x „Graf”), pod względem wybranych cech morfologicznych (wysokość pędu
głównego, wysokość całej rośliny, liczba rozgałęzień bocznych I-go rzędu). Pomiary wykonano
dla 400 pojedynków, po 200, dla każdego typu krzyżowania. Analiza statystyczna wyników
pozwoliła na stwierdzenie istotnego zróżnicowania w badanym pokoleniu F2 w stosunku do
form rodzicielskich. Podjęto także próbę oszacowania postępu genetycznego. Przeprowadzone
analizy są wstępem do kolejnego etapu, którym będzie poszukiwanie markerów molekularnych
związanych ze strukturą plonu u łubinu wąskolistnego.
Słowa kluczowe: Łubin wąskolistny, postęp genetyczny, cechy morfologiczne
Summary: F2 offspring were studied from the crossing of the cultivar Polish “Graf” and the
Australian native culture AU 11257-19 (“Graf” x AU) and the reverse cross (AU x “Graf”),
in terms of selected morphological trials (height of the main shoot, the height of the whole
plant, the number of lateral branches I-th order). The measurements were performed for 400
plants, 200 for each type of crossover. Statistical analysis of results helped to establish significant
differences in the F2 generation examined in relation to the parental forms. There was also an
attempt to estimate genetic progress. An analysis conducted is a prelude to the next stage of
a study searching for molecular markers associated with yield structure of blue lupine.
Key words: blue lupine, genetic progress, morphological trials
175
3/9/12 4:31 AM
Bartosz Kozak
Wstęp
Z roślin motylkowatych łubin wąskolistny (Lupinus angustifolius L.) wzbudza
coraz większe zainteresowanie hodowców i rolników ze względu na jego wysoką
zawartość białka w nasionach (31 – 34%) oraz zdolność adaptacji na glebach lekkich
i zakwaszonych [Galek i Sawicka-Sienkiewicz 2001; Sawicka-Sienkiewicz i in. 2003;
Sujka i in. 2006]. W porównaniu do dwóch pozostałych gatunków łubinu uprawianych
w Polsce (łubinu żółtego i białego) łubin wąskolistny odznacza się większą odpornością
na antraknozę, groźną chorobę grzybową powodowaną przez Colletotrichum lupini
[Nirenberg i in. 2002, Thomas i Sweetingham 2004.]. Dzięki wyhodowaniu odmian o
zdeterminowanym typie wzrostu (tzw. samokończące) oraz tolerancji na opóźnienie
siewu (odmiany termoneutralne) łubin wąskolistny charakteryzuje się najkrótszym
okresem wegetacji [Święcicki i Święcicki 2006]. Dzięki tym właściwościom łubin
wąskolistny ma szansę stać się rośliną strączkową szerzej uprawianą w naszym kraju
i alternatywą w produkcji paszy treściwej dla importowanej z zagranicy soi. Areał
zasiewu łubinu wąskolistnego nadal jednak pozostaje nieduży (według danych GUS
ok. 36 tys. ha), a to ze względu na kilka niekorzystnych cech, których jak dotąd nie
wyeliminowano w procesie hodowlanym. Należy tu wymienić: nierównomierne
dojrzewanie strąków i nasion u form o niezdeterminowanym typie wzrostu, pękające
strąki oraz osypywanie się nasion. Odporność na choroby jest także cechą, na którą
należy zwrócić uwagę w dalszych pracach hodowlanych [Sawicka–Sienkiewicz i in.
2007].
Opracowanie mapy QTL (Quantitative Trait Loci) dla łubinu wąskolistnego mogłoby
znacznie przyspieszyć prace hodowlane. Przed opracowaniem takiej mapy niezbędne
jest jednak dokładne opisanie populacji mapującej pod względem różnych cech
użytkowych, takich jak: plon (wierność plonowania), zawartość białka (wyższa wartość
paszowa), zawartość alkaloidów (niska zawartość związków antyżywieniowych),
typ wzrostu, formy o zdeterminowanym typie wzrostu – samokończące, epigonalne
(równomierne dojrzewanie strąków), termoneutralność (tolerancja na opóźniony
siew), cienka okrywa nasienna (wyższa strawność), cienka ściana strąka (wyższy plon
i równomierne dojrzewanie nasion) [Jiang i Zengt 1995].
Postęp hodowlany u roślin strączkowych, do których należy łubin wąskolistny zależy
od istniejącej zmienności genetycznej, która może wynikać z rekombinacji oraz
mutacji. Niezależnie jednak od zastosowanej metody w hodowli twórczej konieczna
jest równoczesna ocena i selekcja roślin pod względem wielu cech.
Materiały i metody
Badania przeprowadzono na dwustu osobnikach pokolenia F2 powstałego w wyniku
krzyżowania polskiej odmiany „Graf” z australijskim rodem hodowlanym AU 1125719 („Graf” x AU 11257-19) oraz dwustu osobnikach pochodzących z krzyżowania
odwrotnego (AU 11257-19 x „Graf”). Ocenie poddano następujące cechy: (a) wysokość
pędu głównego, (b) wysokość całej rośliny, (c) liczbę rozgałęzień bocznych I-go rzędu.
Dla wszystkich mierzonych cech obliczono odziedziczalność (h2) korzystając z wzoru:
176
3/9/12 4:31 AM
Ocena zmienności wybranych cech morfologicznych u łubinu wąskolistowego...
h2 =
gdzie:
s
s
2
G
2
P
h 2 - odziedziczalność
s G2 - wariancja genetyczna
s P2 - wariancja fenotypowa
Szeregi rozdzielcze dla wszystkich analizowanych cech sporządzono w programie
Statistica.
Wyniki i dyskusja
Przeprowadzone pomiary cech morfologicznych (wysokość pędu głównego, wysokość
całej rośliny oraz liczba rozgałęzień bocznych I-go rzędu) posłużyły do opisu populacji
mapującą na której przygotowywana jest mapa genetyczna. Zestawienie wartości średnich
uzyskanych dla obserwowanych cech u opisywanych populacji i form rodzicielskich
przedstawia tabela 1. Z populacji rodzicielskich ród AU 11257-19 charakteryzuje się
wyższą średnią wysokością pędu głównego, jak i wyższą średnią wysokością całej
rośliny niż odmiana „Graf”. Posiada też większą średnią liczbę rozgałęzień bocznych
I-go rzędu niż odmiana „Graf”. Z populacji pokolenia F2 „krzyżówka” (AU 11257-19x
„Graf”) charakteryzowała się wyższą średnią wysokością pędu głównego i całej rośliny
oraz średnią liczbą rozgałęzień I-go rzędu. Pod względem średniej wysokości roślin
populacja ta była jednak niższa od obojga rodziców. Zawiązywała średnio mniej pędów
niż ród AU 11257-19, ale więcej niż odmiana „Graf”. Otrzymane wyniki wysokości
pędu głównego, wysokości całej rośliny oraz liczby rozgałęzień bocznych I-go rzędu
dla badanych odmian i krzyżówek wewnątrz gatunkowych łubinu wąskolistnego
pokrywają się z wynikami otrzymanymi dla tego gatunku przez innych autorów [Galek
i Sawicka-Sienkiewicz 2004].
Wysokość pędu
głównego [cm]
Wysokość całej
rośliny [cm]
Liczba rozgałęzień
bocznych I-go rzędu [szt.]
Średnia P1 Graf
39,0
48,9
2,8
Średnia P2 AU
11257-19
41,1
52,3
3,4
34,8
44,8
2,9
35,3
44,7
2,9
Średnia F2 Graf x
AU 11257-19
Średnia F2 AU
11257-19 x Graf
Tab. 1. Zestawienie średnich wartości obserwowanych cech u opisywanych populacji
krzyżówkowych i materiałów rodzicielskich
177
3/9/12 4:31 AM
Bartosz Kozak
Dla obserwowanych cech obliczono również odziedziczalność cech (Tabela 2).
Wysokość pędu
głównego [cm]
Wysokość całej
rośliny [cm]
Liczba rozgałęzień
bocznych I-go rzędu [szt.]
Graf x AU 11257-19
0,450
0,404
0,841
AU 11257-19 x Graf
0,132
0,414
0,654
Tab. 2. Odziedziczalność cech wysokości pędu głównego, wysokości całej rośliny oraz liczby
rozgałęzień I-go rzędu w pokoleniach F2 Graf x AU 11257-19 oraz AU 11257-19 x Graf
W przypadku obydwu obserwowanych populacji F2 odziedziczalność cechy liczby
rozgałęzień I-go rzędu jest najwyższa. Odziedziczalność wysokości pędu głównego
oraz całej rośliny w populacji („Graf” x AU 11257-19) kształtuje się na podobnym
poziomie natomiast w populacji (AU 11257-19 x „Graf”) odziedziczalność
wysokości pędu głównego jest niższa niż całej rośliny (Tabela 2). W przypadku obu
tych populacji odziedziczalność cech wysokości całej rośliny, a także wysokości pędu
silnie determinowana jest przez czynniki środowiskowe. Wydaje się, że czynniki
takie jak dostępność substancji odżywczych wpływają na te cechy w dużo większym
stopniu niż potencjał genetyczny.
Zróżnicowanie cech wysokości pędu, wysokości całej rośliny oraz liczby rozgałęzień
I-go rzędu jest większa w populacji F2 niż u obydwu form mieszańcowych (Tabele
3, 4, 5). Analizując liczbę rozgałęzień I-go rzędu w pokoleniu F2 pochodzącym
z krzyżowania („Graf” x AU 11257) oraz (AU 11257 x „Graf”) można zaobserwować
wzrost frakcji o liczbie rozgałęzień mniejszej od 3 w stosunku do form rodzicielskich
zwłaszcza do odmiany „Graf” (Tabela 5). Wzrost liczebności w obydwu populacjach
F2 osobników o mniejszej liczbie rozgałęzień może być wykorzystany przy próbie
selekcji form o samokończącym typie wzrostu oraz przy próbie mapowania
markerów związanych z tą cechą. Podobną tendencję zaobserwowano u mieszańców
wewnątrzgatunkowych łubinu andyjskiego (Lupinus mutabilis) [Galek i in. 2007].
Wysokość pędu głównego
[cm]
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
P1 Graf
11
16
18
15
12
8
P2 AU 11257-19
9
16
17
19
13
6
Graf x AU 11257-19
3
23
40
42
44
23
20
3
2
AU 11257-19 x Graf
2
11
37
46
61
36
5
1
1
Tab. 3. Szereg rozdzielczy dla cechy wysokość pędu głównego dla form rodzicielskich
i mieszańców F2
178
3/9/12 4:31 AM
Ocena zmienności wybranych cech morfologicznych u łubinu wąskolistowego...
Wysokość całej rośliny [cm]
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
P1 Graf
1
8
22
28
11
6
1
3
P2 AU 11257-19
1
14
23
19
19
2
2
Graf x AU 11257-19
4
22
28
61
42
23
11
8
1
AU 11257-19 x Graf
1
7
21
29
51
53
22
8
8
Tab. 4. Szereg rozdzielczy dla cechy wysokość całej rośliny dla form rodzicielskich i mieszańców F2
Liczba rozgałęzień [szt.]
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
P1 Graf
1
2
29
35
8
5
P2 AU 11257-19
3
24
22
18
6
2
1
2
2
Graf x AU 11257-19
15
25
53
63
24
11
4
2
2
1
AU 11257-19 x Graf
14
14
54
76
24
11
2
3
2
Tab. 5. Szereg rozdzielczy dla cechy wysokość całej rośliny dla form rodzicielskich i
mieszańców F2
Wnioski
Na podstawie przeprowadzonych pomiarów i ich analiz roślin pokolenia F2 powstałych
z krzyżowania odmiany Graf z rodem australijskim AU 11257-19 można stwierdzić że:
• Wpływ środowiska na wysokość pędu głównego i całej rośliny jest większy niż
wpływ genotypu
• Najwyższą odziedziczalnością charakteryzowała się liczba rozgałęzień bocznych
I-go rzędu
179
3/9/12 4:31 AM
Bartosz Kozak
Literatura
Galek R., Sawicka-Sienkiewicz E. 2001. Ocena form kolekcyjnych łubinów pochodzących
z rożnych warunków geograficzno-klimatycznych, pod względem wybranych cech
morfologicznych. Zesz. Nau. Ak. Rol. we Wroclawiu, 427: 31-49
Galek R., Sawicka-Sienkiewicz E. 2004. Analiza zmienności gatunków z rodzaju Lupinus
pod względem plonowania. Zesz. Prob.. Post. Nauk Rol., 497: 259–267
Galek R., Sawicka-Sienkiewicz E., Zalewski D. 2007. Zróżnicowanie mieszańców
wewnątrzgatunkowych łubinu andyjskiego oraz ich form rodzicielskich Fragm. Agron.
94: 81–86
Jiang C., Zengt Z. 1995. Multiple trait analysis of genetic mapping for Quantitative Trait
Loci Genetics 140: 1111–1127
Nirenberg H. I, Feiler U., Hagedorn G. 2002. Description of Colletotrichum lupine comb.
nov. in modern terms. Mycologia 94: 307–320
Sawicka-Sienkiewicz E., Galek R., Zalewski D. 2007. Zmienność wybranych cech
u mutantów odmiany Emir łubinu wąskolistnego (Lupinus angustifolius L.). Zesz. Prob.
Pos. Nauk Rol. 522: 39–54
Sawicka-Sienkiewicz E., Galek, R., Kaczmarek, J. Kotecki, A. 2003. Lubin wysokobiałkowa
roślina XXI wieku. Zesz. Prob. Pos. Nauk Rol., 495: 451
Sujak A., Kotlarz A., Strobel W. 2006. Compositional and nutritional evaluation of several
lupin seeds. Food Chemistry, 98: 711–719
Święcicki W., Święcicki W. K. 1995. Domestication and breeding improvement of Narrow
leafed lupin (L. angustifolius L.). J. Appl. Genet., 36(2): 155 – 157
Thomas G. J., Sweetingham M. W. 2004. Cultivar and environment influence the
development of lupin anthracnose caused by Colletotrichum lupine. Austral. Plant Path.
33: 571–577
Bartosz Kozak
Katedra Genetyki Hodowli Roślin i nasiennictwa
e-mail: Bartosz.kozak@up.wroc.pl
Opiekun naukowy: prof. dr hab. Ewa Sawicka - Sienkiewicz
Autor składa serdeczne podziękowania dr Renacie Galek za udostępnienie materiałów do badań oraz
dr Dariuszowi Zalewskiemu za cenne wskazówki w czasie przygotowywania niemniejszej pracy.
180
3/9/12 4:31 AM
Tomasz Kuźniar
Anna Gorczyca
Anna Krysa
EPISTEME
12/2011, t. I
s.181-186
ISSN 1895-4421
OCENA MOŻLIWOŚCI WYKORZYSTANIA HYDROŻELU ORAZ NAWOZU
TEPROSYN MN W UPRAWIE KAPUSTY GŁOWIASTEJ BIAŁEJ
THE EVALUATION OF POSSIBILITY OF USING HYDROGEL AND
FERTILIZER OF TEPROSYN MN IN THE CULTIVATION OF HEADING
CABBAGE
Abstrakt: Kapusta głowiasta biała jest jednym z najczęściej uprawianych warzyw w Polsce.
Powierzchnia uprawy szacowana jest w Polsce na około 32 tys. ha, dlatego ważne i aktualne
są problemy związane z jej uprawą. W niniejszym doświadczeniu stosowano zaprawianie
korzeni rozsady kapusty głowiastej białej nowymi na polskim rynku preparatami. Są to
hydrożele, mające za zadanie poprawę uwodnienia korzeni roślin wysadzonych do gruntu oraz
nawóz donasienny Teprosyn Mn, który wzmacnia i wzbogaca system korzeniowy rozsady.
W doświadczeniu oceniono średnicę główek, masę główek, plon całkowity oraz suchą masę
główek. Celem niniejszej pracy była ocena przydatności nowych zapraw rozsady kapusty
głowiastej białej. W badaniach uwzględniono następujące preparaty: agrożel- sprzyjający
uwodnieniu korzeni (zaprawa) oraz nowy w produkcji rolniczej nawóz donasienny o nazwie
Teprosyn Mn, pobudzający rozwój korzeni.
Słowa kluczowe: hydrożele, Teprosyn Mn, kapusta głowiasta biała
Summary: The heading cabbage is one of the most often vegetables grown in Poland. The
surface of cultivation was estimated on about 32 000 per h in Poland, therefore the problems
with cultivation this vegetable are current and very important. In this experience was used
seasoning of root cabbage plants by new preparations, which are accessible in Polish market.
These are hydrogels, which improving hydration root plants, and fertilizer Teprosyn Mn, which
strengthens and makes additions of the plants roots system. In the experience the diameter,
fresh and dry mass of heads and total crop was estimated. The aim of this study was evaluation
of usefulness the new preparations for seasoning root plants white heading cabbage. In the
experience was considered: agrogel - favourable to hydration of root plants, and the fertilizer
Teprosyn Mn which stimulates growth of root plants.
Key words: hydrogel, Teprosyn Mn, white heading cabbage
181
3/9/12 4:31 AM
Tomasz Kuźniar, Anna Gorczyca, Anna Krysa
Wstęp
Kapusta głowiasta biała jest warzywem od wielu lat w Polsce ogromnie popularnym
zarówno wśród producentów i amatorów działkowców. Stosunkowo łatwa produkcja,
możliwość uprawiania w typowo polskich warunkach klimatyczno-glebowych, czy
też wysokie plony uzyskiwane z 1 ha przyczyniają się do tego, że w Polsce produkcją
tej rośliny zajmuje się ponad 320 tysięcy gospodarstw, zatem posiada ona duże
znaczenie gospodarcze w naszym kraju [Wize 2004].
Problemem w uprawie kapusty mogą być zbyt niskie plony. Jak wiadomo na plon
wpływa wiele czynników, ale jednym z ważniejszych jest kondycja systemu
korzeniowego rośliny. Kapusta głowiasta biała posiada dość dobrze rozbudowany
system korzeniowy, nie mniej jednak wprowadzono na rynek preparat, który
mógłby go jeszcze bardziej wzmocnić. Ten preparat to nawóz manganowy Teprosyn
Mn. Pobudza on wytwarzanie dużej ilości włośników, przez co roślina wzmacnia
i wzbogaca swój system korzeniowy. Dzięki temu ma większe możliwości pobierania
wody z gleby. Roślina lepiej sobie z tym radzi, co przyczynia się do zwiększenia
plonowania. Ponadto preparat ten pośrednio przyczynia się do ochrony kapusty przed
niektórymi agrofagami [www.sumi-agro.com.pl].
Na terenie Polski w ostatnich latach sporym zagrożeniem dla upraw jest susza. Kapusta
ma wysokie wymagania wodne, a największe zapotrzebowanie na wodę przypada w
okresie zawiązywania główek. W przypadku suszy, w danym roku uprawy, konieczne
jest zastosowanie nawadniania pola. Niedobór wody może znacznie obniżyć plony.
Aby uzyskać duży plon, kapusta wymaga gleb próchniczych, żyznych, o wysokiej
pojemności wodnej [Orłowski i Kołota 1999]. Rozwiązaniem problemu niedoboru
wody w okresie wysadzania do gruntu rozsady, może być zastosowanie preparatów
sprzyjających uwodnieniu korzeni. Na rynku pojawił się preparat o nazwie Agrożel.
Powstało wiele form tego preparatu do różnego zastosowania, m.in. do zaprawiania
rozsad warzyw Agroaquagel – hydrożel poliakrylamidory. Jest to polimer w postaci
suchego gruboziarnistego proszku do zaprawiania korzeni przed wysadzeniem. Przy
kontakcie z wodą absorbuje ją i pęczniejąc tworzy żel. Efekt widoczny jest już po chwili,
ale pełne uwodnienie osiąga się dopiero po około 30 minutach. Ilość wchłoniętej wody
zależy od jej twardości. Z wodą o normalnej twardości można oczekiwać wchłonięcia
150 do 200 litrów wody przez 1 kg preparatu, z czego większość, bo 95% tej wody
jest potem dostępna dla korzeni. Powstały żel charakteryzuje się dużą stabilnością
ma nieograniczone możliwości wielokrotnego wysychania i ponownego uwilgotnienia.
Może również wchłaniać składniki odżywcze NPK i oddawać potem roślinie razem
z wodą [www.artagro.pl]. Ważną cechą agrożelu jest to, że cykl wchłaniania i oddawania
wody przez preparat może być powtarzany wielokrotnie [Sroka 2004]. Zanurzenie
korzeni w uwodnionym żelu stwarza warstwę ochronną dostarczającą wilgoci
w przeciągu wielu dni. Żel stwarza bardzo korzystne warunki dla rozwoju nowych
korzonków i włośników. Główne korzyści jakie daje Agroaquagel to:
• otaczanie nagich korzeni warstwą wody zaopatrującą roślinę na wiele dni,
• zapobieganie zasychaniu w czasie, gdy rośliny pozbawione są gleby [Las Polski 1995].
Omówione preparaty wprowadzono na rynek stosunkowo niedawno, ale w szybkim
tempie zyskują one swoich nowych zwolenników.
182
3/9/12 4:31 AM
Ocena możliwości wykorzystania hydrożelu oraz nawozu Teprosyn MN...
Materiał i metody
Doświadczenie założono w sezonie wegetacyjnym w 2007 roku w gospodarstwie
Stanisława Kuźniara, na polu uprawnym położonym w miejscowości Sośnica
Jarosławska, powiat jarosławski, gmina Radymno. Do doświadczenia wykorzystano
późną odmianę kapusty głowiastej białej Amager POL. Jest to odmiana polska,
o pokroju półwzniesionym. Odmianę charakteryzuje główka kulista, do lekko
spłaszczonej, zwięzła. Zalecana jest do uprawy w zagęszczeniu 30 – 35 tys. roślin na
hektar. Okres jej wegetacji wynosi około 130 dni [Rumpel 2002].
Gleba, na której zostało przeprowadzone doświadczenie została poddana analizie
glebowej w SCHR w Krakowie. Na jej podstawie sformułowano i wykonano
zalecenia nawozowe pod uprawę kapusty głowiastej białej późnej. Pod koniec maja
przystąpiono do przygotowania pola pod wysadzenie rozsady kapusty. Rozsadę
pozyskano z produkcji Pana Stanisława Kuźniara. Przed wysadzeniem spulchniono
i wyrównano glebę za pomocą agregatu uprawowego. Tak przygotowane pole było
gotowe do sadzenia.
Dnia 31 maja przystąpiono do wyciągania rozsady z gleby. Aby ograniczyć
uszkodzenia korzeni, związane z wyrywaniem rozsady z podłoża, podkopywano
ją tak, aby ułatwić jej swobodne wyciąganie z ziemi. Po wyciągnięciu rozsady
przechowywano ją
w ciemnym i chłodnym pomieszczeniu przez dobę, aby mogła wykształcić większą
liczbę włośników. Sprzyjało to później jej szybszemu i lepszemu przyjmowaniu się po
posadzeniu. Sadzenie przeprowadzono 2 czerwca w godzinach porannych. Kapustę
sadzono w rozstawie 60 x 60 cm. Zastosowano 4 kombinacje w 4 powtórzeniach:
1.Kontrola – rozsada nie traktowana żadnymi preparatami;
2.Agrożel (25g/5 l wody) – rozsadę przed wysadzeniem moczono przez 20 minut
w roztworze;
3.Teprostyn Mn (1ml/100 ml roztworu) – po wysadzeniu podlewano rozsadę
w ilości 100 ml roztworu na jedną roślinę;
4.Teprosyn Mn (1ml/100 ml roztworu) + Agrożel (25g/5 l wody) – przed
wysadzeniem rozsadę moczono w roztworze przez 20 minut.
Wielkość poletka jednej kombinacji wynosiła 10,8 m2 (3,6 m x 3 m). Zastosowano
międzypoletkowe ścieżki technologiczne o wymiarach 1 m pomiędzy dłuższymi
bokami poletek i 2,5 m między rzędami bloków. Bloki ustawiono w dwóch rzędach (po
dwa bloki w rzędzie). Ścieżki pomiędzy blokami w jednym rzędzie miały szerokość
1,5 m. Każda kombinacja była losowo umieszczana w każdym z bloków. Rozsadę
sadzono ręcznie na odpowiednio przygotowanym polu. Na kilka dni przed sadzeniem
wysiano nawozy mineralne wg zaleceń wskazanych przez SCHR w Krakowie.
Wykonano odpowiednie zabiegi agrotechniczne w celu wyrównania powierzchni
gleby oraz jej spulchnienia.
183
3/9/12 4:31 AM
Wyniki i Dyskusja
Pomiary wykonano bezpośrednio po zbiorze kapusty z pola doświadczalnego.
Wykonano pomiary następujących parametrów: średnica główek, plon całkowity oraz
sucha masa główek kapusty. Uzyskane wyniki badań poddano analizie statystycznej.
Tabela 1 przedstawia wyniki pomiaru dotyczącego średnicy główek kapusty. Uzyskane
wyniki nie wskazują istotnych różnic w wielkości główek dla poszczególnych
kombinacji doświadczalnych i kontroli. Uzyskane wielkości oscylowały pomiędzy
18,6 cm a 19,8 cm.
Rodzaj preparatu
Średnica główki (cm)
Kontrola
Agrożel
18,8 a*
19,0 a
Teprosyn MN Agrożel + Teprosyn Mn
19,8 a
18,6 a
Tab. 1. Wpływ zastosowanych preparatów na wielkość główki (cm), *średnie oznaczone tymi
samymi literami nie różnią się istotnie statystycznie na poziomie p=0.05
Oceniono również plon całkowity kapusty uzyskany z każdego poletka (Ryc. 1.).
Najniższy plon uzyskano w przypadku kontroli, gdzie nie stosowano preparatów
wspomagających rozwój roślin. Nie odnotowano istotnych różnic w wielkości
uzyskanego plonu w przypadku kombinacji, gdzie stosowano preparaty. Zastosowanie
każdego z preparatów osobno, czy też łącznie wpłynęło na uzyskanie większego
plonu o 4,5 – 6,5% w porównaniu do plonu uzyskanego w kontroli.
110
plon całkowity [%]
106,5
105
104,5
104,7
Teprosyn Mn
Teprosyn Mn + Agrożel
100
95
90
Agrożel
rodzaj preparatu
Ryc. 1. Wpływ zastosowanych preparatów na plon całkowity kapusty głowiastej białej w
porównaniu do kontroli (100% - czerwona linia) [%].
Kolejnym ocenionym preparatem była sucha masa uzyskanego plonu. W tym
badaniu wykorzystano metodę Pijanowskiego (1973). Nie wykazano istotnych różnic
w zawartości suchej masy uzyskanej w poszczególnych kombinacjach. Nieznacznie
mniejszą zawartością suchej masy charakteryzowały się rośliny, traktowane
Agrożelem oraz nawozem Teprosyn Mn (Tab. 2.).
184
3/9/12 4:31 AM
Ocena możliwości wykorzystania hydrożelu oraz nawozu Teprosyn MN...
Rodzaj preparatu
Sucha masa (%)
Kontrola
Agrożel
Teprosyn MN
Agrożel + Teprosyn Mn
8,53 a*
7,79 a
8,02 a
8,64 a
Tab. 2. Wpływ zastosowanych preparatów na zawartość suchej masy w kapuście głowiastej białej [%],
*średnie oznaczone tymi samymi literami nie różnią się istotnie statystycznie na poziomie p=0.05
W niniejszym doświadczeniu zaprawiano rozsadę kapusty nowymi preparatami,
które miały zwiększyć plonowanie kapusty głowiastej białej. W badaniach uzyskano
dobre plony, ograniczając przy tym koszty uprawy. Teprosyn Mn sprzyjał rozwojowi
korzeni. Kondycja części podziemnej w sposób zdecydowany działa na wzrost
i rozwój roślin, przez co uzyskujemy większe plony. W doświadczeniu zastosowany
Teprosyn Mn przyczynił się do uzyskania nieznacznie większych plonów
w porównaniu do kontroli, a także wpłynął na wzrost suchej masy. Jest to preparat
nowy na rynku preparatów wspomagających rozwój roślin w okresie wegetacyjnym.
Stosowanie tego typu nawozów może wpływać na kondycję korzeni i stymulowanie
wzrostu roślin [Babik i Kapusta 2007].
Nowością w zaprawianiu korzeni kapusty jest niewątpliwie preparat Agrożel. Jego
zastosowanie w doświadczeniu miało zapewnić roślinom ciągły dostęp do wody.
Zaprawianie rozsady tylko Agrożelem pozwoliło uzyskać plony większe o ponad 6%
w porównaniu do kontroli.
Wnioski
• Zastosowanie Agrożelu oraz nawozu Teprosyn Mn do zaprawiania rozsady
kapusty głowiastej białej, pozwala uzyskać nieznacznie większe plony, niż
w przypadku rozsady niezaprawianej.
• Preparat Teprosyn Mn przyczynia się do nieznacznie intensywniejszego wzrostu
roślin
• w okresie wegetacji, dzięki czemu uzyskuje się większą średnicę główek.
• Stosowanie agrożelu i nawozu Teprosyn Mn nie wpływa istotnie na zawartość
suchej masy w główkach kapusty.
185
3/9/12 4:31 AM
Literatura
Babik I., Panasiuk E. 2007. Rosahumus – efektywny nawóz organiczno-mineralny. Owoce,
Warzywa, Kwiaty 6: 24-25.
Kazgod (artykuł sponsorowany) 1995. Aquagel – ważny wkład w technologię uprawy roślin.
Las Polski, 18: 13-14.
Orłowski M., Kołota E. 1999. Uprawa warzyw. Szczecin, Wyd. Błasika, 7-24.
Pijanowski E., Mrożewski S., Horubała A., Jarczyk A. 1973. Technologia produktów
owocowych i warzywnych, 54-56.
Rumpel J. 2002. Uprawa kapusty białej, czerwonej, włoskiej. Wyd. Hortpress Spółka z o.o.,
Warszawa, ss. 135.
Sroka P. 2004. Polimery – lekarstwem na suszę. Aura 11: 5-7.
Wize A. 2004. Uprawa kapusty białej, czerwonej, włoskiej. Wyd. Plantpress Spółka z o.o., Kraków: ss. 124.
www.artagro.pl
www.sumi-agro.com.pl
Tomasz Kuźniar
Katedra Ochrony Środowiska Rolniczego
e-mail: tomaszkuzniar@o2.pl
Opiekun naukowy: dr hab. inż. Dariusz Ropek
186
3/9/12 4:31 AM
Andrzej Latusek
Andrzej Jurkowski
Ewa Aplas
EPISTEME
12/2011, t. I
s.187-194
ISSN 1895-4421
Optymalizacja wyboru odmian żyta ozimego do uprawy na
Dolnym Śląsku
Optimization of the selection of winter rye cultivars for
cultivation in Lower Silesia
Abstrakt: Przeprowadzono analizę interakcji genotypów żyta ozimego ze środowiskami oraz
oceniono stabilność ich plonowania. Na podstawie uzyskanych wyników dokonano wyboru
najlepszych odmian do uprawy na Dolnym Śląsku. Materiał badawczy stanowiło 8 odmian
żyta ozimego uprawianych na dwóch poziomach agrotechnicznych w latach 2008-2009
w czterech miejscowościach na terenie Dolnego Śląska. Otrzymane wyniki plonu ziarna
odmian z poszczególnych miejscowości opracowano statystycznie. Stwierdzono istotne różnice
w plonowaniu badanych odmian żyta oraz istotne interakcje odmian z miejscowościami i latami.
Szczegółowa analiza efektów interakcyjnych pozwoliła wyodrębnić odmiany stabilne oraz
średnio i wysokoplonujące (Dańkowskie Diament, Balistic) oraz niskoplonujące i podlegające
modyfikującym wpływom środowiska glebowo-klimatycznego (Bosmo, Agrikolo).
Słowa kluczowe: żyto ozime, interakcja genotypowo-środowiskowa, stabilność plonowania
Summary: The paper presents results of analysis interaction of winter rye genotypes with
environments and evaluation of yield stability. The choice was taken on the basis of results
of the best varieties for cultivation in Lower Silesia. The research material were eight winter
rye cultivars grown at two levels of agricultural technology (low input and intensive) in years
2008-2009 at four locations in Lower Silesia. The results of grain yield from each place were
statistically analyzed using multivariate analysis of variance. Significant differences were in
yield of winter rye varieties, and significant interactions of genotypes with environments and
years. Detailed analysis of interaction effects allowed to extract a stable and medium or highly
yielding varieties (Dańkowskie Diament, Balistic) and low yielding varieties which are under
influence of climate and soil environment (Bosmo, Agrikolo).
Key words: winter rye, genotype-environment interaction, yield stability
187
3/9/12 4:31 AM
Andrzej Latusek, Andrzej Jurkowski, Ewa Aplas
Wstęp
Jednym z priorytetowych celów polskiej polityki rolnej, zgodnej ze „Strategią Rozwoju
Obszarów Wiejskich i Rolnictwa” jest unowocześnianie produkcji rolniczej poprzez
upowszechnianie postępu biologicznego. Jego udział w całkowitym przyroście
plonów aktualnie szacuje się na ponad 50% [Wicki 2008]. Wprowadzanie postępu
biologicznego do praktycznej hodowli roślin polega przede wszystkim na stosowaniu
kwalifikowanego materiału siewnego oraz właściwym doborze odmian, co stwarza
możliwości lepszego wykorzystania warunków przyrodniczych [Runowski 1997].
W 2008 roku przeciętny poziom plonów w produkcji rolniczej w stosunku do plonów
uzyskiwanych w doświadczeniach dla żyta wyniósł zaledwie 31% [Wicki 2010].
W ostatnich latach dokonuje się dynamiczny postęp hodowlany żyta wynikający
z rejestrowania nowych, wysoce wydajnych odmian mieszańcowych, jak dotąd
w niewielkim stopniu poznanych pod względem ich interakcji ze środowiskiem [Bujak
i in. 2008]. Niezbędnych informacji na ten temat dostarczają doświadczenia prowadzone
w ramach Porejestrowego Doświadczalnictwa Odmianowego, których głównym celem
jest ocena wartości gospodarczej odmian w zróżnicowanych warunkach glebowoklimatycznych. W efekcie ma miejsce końcowy etap wdrażania postępu biologicznego
do praktyki rolniczej polegający na rekomendacji najlepszych odmian do makro
i mikrorejonizacji [Bujak i in. 2003, Weber i in. 2007]. Kryterium adaptacyjne odmian
do różnych warunków glebowo-klimatycznych stanowi interakcja genotypowośrodowiskowa. Wyniki analiz pozwalają na wyodrębnienie genotypów stabilnych,
plonujących dobrze we wszystkich środowiskach oraz genotypów niestabilnych,
których plon zależy w dużym stopniu od warunków glebowo-klimatycznych.
Najczęstsze problemy dotyczą stabilności biologicznej (statycznej) i stabilności
dynamicznej lub rolniczej [Becker, Leon 1988, Annicchiarico 2002, Mohammadi,
Amri 2008]. Statyczna stabilność odmian wykazuje minimalną wariancję plonu w
różnych środowiskach, może zatem być użyteczna w ekstensywnych warunkach
agrotechniki. Dynamiczna stabilność związana z reakcją wysoko plonujących odmian
na zmienne warunki środowiska jest bardziej przydatna w rolnictwie intensywnym
[Bujak i in. 2008]. Literatura donosi, iż pożądanymi w rolnictwie są odmiany stabilne
i średnio lub wysokoplonujące, czyli szeroko zaadaptowane do rozważanego regionu
[Kang 1988, Annicchiarico 2002, Mądry 2002, Mądry i in. 2003].
Celem badań była optymalizacja wyboru najlepszych odmian żyta ozimego na
podstawie oceny interakcji genotypowo-środowiskowej i rolniczej stabilności
plonowania ułatwiająca ich rekomendację do uprawy na terenie Dolnego Śląska.
Materiał i metody
Materiał badawczy stanowiło 8 odmian żyta ozimego objętych programem
Porejestrowego Doświadczalnictwa Odmianowego1 (PDO) na Dolnym Śląsku
w latach 2009-2010. Badanymi genotypami (G) były odmiany populacyjne: Agrikolo,
Bosmo, Dańkowskie Diament, mieszańcowe: Balistic, Bellami, Minello, Visello,
oraz odmiana syntetyczna: Herakles. Doświadczenia polowe zakładano metodą
1) Pracę wykonano w ramach Krajowego Programu Doświadczalnictwa Odmianowego koordynowanego przez Centralny
Ośrodek Badania Odmian Roślin Uprawnych
188
3/9/12 4:31 AM
Optymalizacja wyboru odmian żyta ozimego...
pasów prostopadłych w dwóch powtórzeniach na poletkach 15m2, w czterech
miejscowościach: Kondratowice, Krościna Mała, Tarnów Śląski i Naroczyce.
Badania prowadzono na dwóch poziomach agrotechnicznych. Poziom standardowy
(a1) odpowiadał warunkom uprawy dostosowanym do odpowiedniej klasy gleby.
Poziom intensywny (a2) różnił się od standardowego wyższym o 40 kg∙ha-1
nawożeniem azotowym, dolistnym dokarmianiem oraz pełną chemiczną ochroną
roślin. Otrzymane wyniki plonu odmian z poszczególnych miejscowości opracowano
statystycznie. Weryfikację hipotez zerowych dotyczących braku zróżnicowania
kombinacji lat i miejscowości (E), efektów genotypowych (G) oraz interakcji
genotypowo-środowiskowych (G×E) przeprowadzono w oparciu o wieloczynnikową
analizę wariancji [Caliński i in. 1998]. Określenie współczynnika regresji i odchylenia
od prostej regresji dokonano na podstawie modelu Eberharta i Russella [1966]. Efekty
główne wyliczono, jako różnice pomiędzy średnim plonem analizowanej odmiany,
a średnim plonem wszystkich odmian we wszystkich miejscowościach. Istotność
efektów głównych oraz ich interakcji ze środowiskami testowano za pomocą
odpowiednich wartości statystyki F. Statystyka stabilności wyznaczona według
Shukli [1972] jest miarą wkładu każdej odmiany w interakcję (G×E). Kryterium
wyboru najlepszych odmian do uprawy stanowiła kombinacja wariancji stabilności
Shukli [1972] i rang Kanga [1988]. Odmiany o najniższej sumie punktów rangowych
określa się, jako stabilne i najbardziej pożądane [Kang 1988]. Plony badanych
odmian oraz interakcję ze środowiskami oceniano odrębnie dla standardowego
i intensywnego agrotechnicznego poziomu uprawy. Wybrane źródła zmienności lata,
miejscowości i genotypy analizowano w układzie ortogonalnym. Poprzez środowisko
należy rozumieć doświadczenie założone w danym roku, w określonej miejscowości.
Wyniki i dyskusja
Zestawienie średnich plonów odmian żyta ozimego z doświadczeń założonych
w 4 miejscowościach w obu latach badań prowadzonych w standardowych
i intensywnych warunkach uprawy przedstawiono w tabeli 1.
Zaobserwowano dodatnią reakcję wszystkich badanych odmian na wyższy
poziom nawożenia i ochrony roślin. Wśród badanych genotypów żyta, odmiana
Bosmo zareagowała największą zwyżką plonu o 11,8 dt∙ha-1. Podobną zależność
zaobserwowali w swoich pracach Bujak i in. [2003, 2006] oraz Dopierała i in. [2003].
Wykazano istotne zróżnicowanie plonów badanych odmian uprawianych na obu
poziomach agrotechniki. Najwyższe plony uzyskano w miejscowości Kondratowice,
natomiast najniższe w Tarnowie Śląskim, zarówno w warunkach standardowej, jak
i intensywnej agrotechniki. Istotne zróżnicowanie plonów w punktach doświadczalnych
PDO na Dolnym Śląsku przedstawia także praca Webera i in. [2007]. Weryfikując
istotność różnic między średnimi dla odmian testem wielokrotnego rozstępu
Duncana w standardowych warunkach uprawy stwierdzono istotnie wyższe plony
wszystkich odmian mieszańcowych w porównaniu z populacyjnymi. W warunkach
intensywnej agrotechniki wykazano zbliżony układ grup jednorodnych z wyjątkiem
odmiany Visello plonującej na poziomie niektórych odmian populacyjnych. Zarówno
w standardowych jak i intensywnych warunkach uprawy najwyżej plonowała
189
3/9/12 4:31 AM
odmiana mieszańcowa Balistic. Na standardowym poziomie agrotechnicznym
(a1) najniżej plonowała odmiana populacyjna Bosmo, natomiast na poziomie
intensywnym (a2) odmiana Agrikolo. W rozważanych wariantach uprawy stwierdzono
istotne zróżnicowanie plonów badanych odmian dla wszystkich źródeł zmienności
(tab. 2). Na obydwu poziomach agrotechnicznych wystąpiło istotne odchylenie od
regresji liniowej, co oznacza, że istotność interakcji (G×E) nie można opisać prostą
zależnością regresyjną wpływu lat i miejscowości na plon odmian oraz wskazuje na
potrzebę szczegółowej analizy stabilności plonowania. Prace Dopierały i in. [2003],
Bujaka i in. [2003, 2006, 2008] oraz Webera i in. [2007] przedstawiają zbliżoną
charakterystykę analizowanych źródeł zmienności.
Odmiana
Krościna
a1
Agrikolo
55,8
a2
Tarnów
Śląski
a1
73,2 50,3
Kondratowice
Naroczyce
Średnia (G)
a2
a1
a2
a1
a2
a1
a2
56,8
70,3
77,8
72,1
81,2
62,2b
72,2c
Balistic (F1)
73,7
84,2 66,7
73,0
91,3
103,2
84,8
94,8
79,1a
88,8a
Bellami (F1)
69,3
82,3 55,5
66,8
93,5
106,4
87,2
92,9
76,4a
87,1a
Bosmo
48,3
67,5 53,8
61,3
70,6
82,1
72,4
81,4
61,3b 73,1bc
Herakles
59,7
69,3 48,3
51,8
77,5
90,9
74,4
83,1
65,0b 73,8bc
Minello (F1)
67,7
72,7 62,5
70,5
89,7
105,0
80,6
89,6
75,1a
84,4a
Visello (F1)
74,3
77,7 59,2
61,5
90,3
102,3
86,0
92,7
77,5a 83,5ab
Dańkowskie
Diament
60,8
70,2 54,0
58,5
74,3
87,7
73,2
83,3
65,6b 74,9bc
Średnia
63,7
74,6 56,3
62,5
82,2
94,4
78,8
87,4
NIR α =
0,05
12,3
10,8
5,7
9,9
4,8
6,8
4,7
5,1
8,9
9,7
Tab. 1. Średnie plony ziarna (dt∙ha-1) odmian żyta ozimego w latach 2009-2010, a1 –
standardowy poziom agrotechniki, a2 – intensywny poziom agrotechniki, F1 – odmiana
mieszańcowa; a, b, c - różnice między wartościami oznaczone różnymi literami są istotne
statystycznie według testu wielokrotnego rozstępu Duncana (p£0,05)
Stwierdzono zarówno istotnie dodatnie jak i ujemne efekty główne dla badanych
genotypów żyta. Wyniki istotnych interakcji pozwoliły wyodrębnić genotypy stabilne,
dla których nie stwierdzono istotnego zróżnicowania efektów interakcji (G×E),
oraz niestabilne podlegające wpływom środowiska. Zarówno w standardowych jak
i intensywnych warunkach uprawy na uwagę zasługują odmiany mieszańcowe
Balistic oraz Visello gdyż plonują istotnie wyżej w porównaniu do pozostałych
odmian, ponadto brak istotnych interakcji (G×E) dla odpowiednich wartości
statystyki F świadczy o rolniczej stabilności ich plonowania. Odmiana populacyjna
Dańkowskie Diament plonowała nieznacznie poniżej przeciętnej dla wszystkich
odmian, jednak jest odmianą stabilną niepodlegającą modyfikującemu wpływowi
środowiska glebowo-klimatycznego. Najgorszą ocenę otrzymała odmiana Bosmo,
190
3/9/12 4:31 AM
gdyż plonuje najniżej w stosunku do pozostałych odmian, ponadto jej plon w istotny
sposób modyfikowany jest przez zmienne warunki środowiska.
Średnie kwadraty
Liczba stopni
swobody
Poziom agrotechniki a1
Środowiska (E)
7
1195,07**
1368,75**
Genotypy (G)
7
442,52**
379,39**
Genotypy ×
środowiska (G×E)
49
17,46**
27,70**
Regresja względem
środowiska
7
37,34**
57,22**
Odchylenie od
regresji
42
14,15**
22,77**
Błąd doświadczenia
64
7,04
7,85
Źródło zmienności
Tab. 2. Średnie kwadraty dla źródeł zmienności w łącznej analizie wariancji dla plonów
odmian żyta ozimego, ** istotność na poziomie α = 0,01
Statystyka F
Statystyka F
Odmiana
Ocena
efektu
głównego
Efektu
głównego
Interakcji
(G×E)
Ocena
efektu
głównego
Efektu
głównego
Interakcji
(G×E)
Agrikolo
- 8,10
61,76**
1,39
- 7,51
11,14*
6,61**
Balistic (F1)
8,84
90,90**
1,12
9,05
66,13**
1,62
Bellami (F1)
6,15
11,27*
4,38**
7,39
27,63**
2,58*
Bosmo
- 8,96
19,81**
5,30**
- 6,65
9,04*
6,40*
Herakles
- 5,29
37,50**
0,98
- 5,94
13,22**
3,49**
Minello (F1)
4,86
8,11*
3,80**
4,69
3,86
7,46**
Visello (F1)
7,20
36,11**
1,88
3,79
6,89*
2,72*
Dańkowskie
Diament
- 4,69
25,63**
1,12
- 4,83
37,77**
0,81
Wartość krytyczna dla α =
0,05
5,59
2,16
5,59
2,16
Wartość krytyczna dla α =
0,01
12,25
2,93
12,25
2,93
Tab. 3. Ocena efektów głównych odmian żyta ozimego i ich interakcji ze środowiskami w obu
wariantach uprawy, * istotność na poziomie α = 0,05; ** istotność na poziomie α = 0,01
191
3/9/12 4:31 AM
Dalszą ocenę stabilności plonowania badanych odmian żyta ozimego przeprowadzono
za pomocą wariancji stabilności, współczynnika regresji liniowej, współczynnika
determinacji oraz miar i rankingu Kanga (tab. 4). Analiza oszacowanych wartości
wariancji stabilności i pozostałych miar pozwoliła na wyodrębnienie genotypów
wykazujących istotne zróżnicowanie wysokości plonów w zmiennych warunkach
glebowo-klimatycznych oraz genotypów stabilnych. Odmiany Balistic oraz
Dańkowskie Diament plonowały stabilnie w obu wariantach uprawy, ponadto
w warunkach standardowej agrotechniki stabilnością plonowania charakteryzowały
się odmiany: Agrikolo, Herakles oraz Visello.
Odmiana
Współczynnik
Wariancja
stabilności
Odchylenie
od wariancji
8,41
7,59
-0,12
Regresji
Miara YS
Ranking
Kanga
23,41
0
5
Determ. (%)
Agrikolo
Balistic (F1)
6,26
4,85
-0,14
39,56
10*
1
Bellami (F1)
32,85**
6,87
0,37
78,04
-1
6
Bosmo
40,34**
34,08**
-0,15
9,95
-9
8
5,06
6,60
0,05
5,29
2*
4
Herakles
Minello (F1)
28,11**
26,28**
0,07
3,20
-2
7
Visello (F1)
12,41
11,54*
0,10
13,94
6*
2
Dańkowskie
Diament
6,25
1,24
-0,18
84,52
3*
3
Wartość graniczna YS = 1,1
Agrikolo
Balistic (F1)
49,30**
27,49**
-0,31
41,73
-9
8
8,59
10,55
-0,07
8,71
10*
1
Bellami (F1)
16,46*
12,02
0,18
34,81
4*
2
Bosmo
47,60**
30,38**
-0,28
33,51
-7
7
Herakles
23,82**
16,08*
0,21
35,39
-6
6
Minello (F1)
56,21**
52,07**
0,08
2,17
-1
5
Visello (F1)
17,62*
5,90
0,26
69,69
2*
4
Dańkowskie
Diament
1,96
4,94
-0,06
14,19
3*
3
Wartość graniczna YS = -0,5
Tab. 4. Miary stabilności i adaptacji obiektów w standardowych i intensywnych warunkach
uprawy, * istotność na poziomie α = 0,05; ** istotność na poziomie α = 0,0
192
3/9/12 4:31 AM
Pożądanymi w rolnictwie są odmiany stabilne i średnio lub wysokoplonujące
[Annicchiarico 2002, Mądry i in. 2003]. Na podstawie kombinacji średniej
genotypowej z badanych środowisk oraz wariancji stabilności przedstawionej
w postaci miary Kanga, dokonano optymalizacji wyboru odmian żyta ozimego
do uprawy na Dolnym Śląsku. Praca Bujaka i in. [2008] potwierdziła stabilność
plonowania odmian mieszańcowych oraz słabiej plonujących i wykazujących często
interakcję ze środowiskami odmian populacyjnych. Autorzy podkreślają, że metoda
Kanga daje wartości dodatnio skorelowane z plonem, może, zatem służyć do wyboru
stabilnych i wysokoplennych odmian. W badaniach własnych szeroką adaptacyjnością
(rekomendacją do makrorejonizacji) na podstawie rankingu Kanga wyróżniała się
mieszańcowa odmiana Balistic. Wysoką ocenę otrzymała także populacyjna odmiana
Dańkowskie Diament. Dodatkowo w warunkach standardowych do uprawy można
zalecić odmianę mieszańcową Visello natomiast w warunkach intensywnej uprawy
odmianę Bellami. Najgorszymi parametrami adaptacji odmianowo-środowiskowej
charakteryzują się odmiany populacyjne Bosmo i Agrikolo.
Wnioski
• Wykazano istotne zróżnicowanie plonowania badanych odmian żyta
w poszczególnych miejscowościach oraz istotne interakcje genotypów ze
środowiskami w obydwu wariantach uprawy, co potwierdza przydatność tych
miejsc do prowadzenia doświadczeń porejestrowych.
• Najwyższe plony uzyskano w miejscowości Kondratowice, a najniższe
w Tarnowie Śląskim. Odmiany mieszańcowe Balistic, Bellami, Visello, Minello
plonowały najwyżej na obu poziomach agrotechnicznych.
• Analiza parametrów stabilności wyróżniła odmiany mieszańcowe Balistic
i Visello oraz populacyjną Dańkowskie Diament, jako wysoko i stabilnie
plonujące w zróżnicowanych warunkach glebowo-klimatycznych.
• Uzyskane wyniki potwierdziły przydatność odmiany Dańkowskie Diament do
uprawy w makroregionie Dolnego Śląska, natomiast odmiana mieszańcowa
Balistic może uzyskać wstępne rekomendacje do uprawy na tym terenie.
LITERATURA
Annicchiarico P. 2002. Genotype × Environment Interactions - Challenges and Opportunities for
Plant Breeding and Cultivar Recommendations. FAO Plant Prod. and Protect., 174: 5-29.
Becker H. C., Leon J. 1988. Stability analysis in plant breeding. Plant Breed., 101: 1-23.
Bujak H., Kaczmarek J., Liszewski M. 2003. Interakcja genotypowo-środowiskowa
plonowania jęczmienia ozimego na Dolnym Śląsku. Biul. IHAR, 226/227/1: 233-242.
Bujak H., Dopierała A., Dopierała P., Nowosad K. 2006. Analiza interakcji genotypowośrodowiskowej plonu odmian żyta ozimego. Biul. IHAR, 240/241: 151-160.
Bujak H., Jedyński S., Kaczmarek J. 2008. Ocena stabilności plonowania odmian żyta ozimego
na podstawie parametrycznych i nieparametrycznych metod. Biul. IHAR, 250: 189-202.
193
3/9/12 4:31 AM
Caliński T., Czajka S., Kaczmarek Z., Krajewski P., Siatkowski J. Podręcznik użytkownika
programu Sergen 3. IGR Poznań 1998.
Dopierała P., Bujak H., Karczmarek J., Dopierała A. 2003. Ocena interakcji genotypowośrodowiskowej plonu populacyjnych i mieszańcowych odmian żyta ozimego. Biul.
IHAR, 230: 243-253.
Eberhart S. A., Russell W. A. 1966. Stability parameters for comparing varieties. Crop. Sci.
6: 36-40.
Kang M. S. 1988. A rank sum method for selecting high yielding and stable crop genotypes.
Cereal Res. Commun., 16: 111-115.
Mądry W. 2002. Skuteczność kryterium YS Kanga, opartego na średniej i stabilności plonu
w wyborze genotypów zbóż o szerokiej adaptacji w rejonie uprawnym. Roczn. Nauk
Roln., Seria A, 116: 11-24.
Mądry W. 2003. Analiza statystyczna miar stabilności na podstawie danych w klasyfikacji
genotypy × środowiska. Cz. II, Model mieszany Shukli i model regresji łącznej. Coll.
Biom., 207-220.
Mohammadi R., Amri A. 2008. Comparison of parametric and non-parametric methods
for selecting stable and adapted durum wheat genotypes in variable environments.
Euphytica, 159: 419-432.
Runowski H. Postęp biologiczny w rolnictwie, Wydawnictwo SGGW, Warszawa 1997.
Shukla G. K. 1972. Some statistical aspects of partitioning genotype-environmental
components of variability. Heredity, 29: 237-245.
Weber R., Zalewski D., Kotecki A., Kaczmarek J. 2007. Ocena przydatności punktów
doświadczalnych do prowadzenia PDO na Dolnym Śląsku. Biul. IHAR, 245: 5-16.
Wicki L. 2008. Wykorzystanie postępu odmianowego w produkcji zbóż w polskim rolnictwie.
Roczn. Nauk Rol. Seria G, T. 94, z. 2: 136-146.
Andrzej Latusek
Katedra Genetyki, Hodowli Roślin i Nasiennictwa
53-363 Wrocław, pl. Grunwaldzki 24A
e-mail: geniu20-85@o2.pl
Opiekun naukowy: dr hab. Henryk Bujak, prof. nadzw.
Praca współfinansowana przez Unię Europejską w ramach środków z Europejskiego Funduszu
Społecznego.
194
3/9/12 4:31 AM
Jolanta Majcher - Łoś
Joanna Szkutnik
EPISTEME
12/2011, t. I
s.251-257
ISSN 1895-4421
KWIETNA ŁĄKA NA DACHACH KRAKOWA I OKOLIC – FUTURYSTYCZNA
WIZJA CZY POTRZEBA NASZYCH CZASÓW?
Floral meadow on roofs of Cracow and surroundings –
futuristic vision or necessity for our times?
Abstrakt: Dachy różnorakich obiektów pokryte trawiastą darnią to w Norwegii codzienność. Są
one w tamtym rejonie wielowiekową tradycją. W Polsce taki widok to zdecydowana rzadkość.
Powodem tego stanu rzeczy zdaje się być nastawienie społeczne. Jednakże, teraz gdy tak
potrzebna jest wzmożona troska o środowisko naturalne społeczeństwo powinno być bardziej
uświadamiane co do korzyści płynących z takiego ekologicznego budownictwa. Przeprowadzone
badania ankietowe w grupie mieszkańców Małopolski pokazały, iż wśród respondentów 48%
spotkało się z pojęciem zielonych dachów jednak tylko nieliczni potrafili konkretnie opisać
tego rodzaju konstrukcje. Po zapoznaniu respondentów zarówno z zaletami jak i wadami
takiego rodzaju rozwiązań uzyskano informację, iż 95% badanych chciałoby aby na obiektach
użyteczności publicznej pojawiły się zielone dachy, a blisko połowa pytanych chciałaby mieć
taki dach na swoim domu. Uzyskane informacje wskazują, iż istnieje potrzeba szerszego oraz
bardziej szczegółowego zaznajomienia społeczeństwa z tematyką zielonych dachów.
Słowa kluczowe: zielony dach, województwo małopolskie, walory krajobrazowe, ekologiczne
budownictwo
Summary: The roofs of various objects covered by the grass are daily view in Norway. They are
a centuries-old tradition in this part of region. In Poland such a view is quite rarity. It seems to be
the main reason for this situation asocial attitude. However now when the intensive care of the
environment is so necessary society should be made more aware of benefits of this an ecological
building. The questionnaire survey conducted among residents of małopolska province showed
that 48% of the respondents have met with the concept of green roofs but only a few of them
were able to concretely describe this constructions. After introducing respondents to advantages
and disadvantages of this type of solutions received information that 95% of respondents would
like to have green roofs on public facilities and about half of questioned would like to have such
roof on their house. Obtained information suggest that there is a necessity for wider and more
detailed familiarization society with the theme of green roofs.
Key worlds: green roof, małopolska province, aesthetic values, ecological construction
195
3/9/12 4:31 AM
Jolanta Majcher - Łoś, Joanna Szkutnik
Wstęp
Pomysł zielonych dachów nie jest pomysłem nowym, znane są przykłady
z architektury starożytnej Rzymu i Grecji takie jak wiszące ogrody Semiramidy (ok.
600 lat p.n.e.) – jeden z cudów świata. Pomysł ten przez długi czas nie znajdował
zastosowania i pojawił się ponownie dopiero w XVII wieku we Francji. W Polsce
pierwszy ogród na dachu powstał w 1903 na kamienicy w Warszawie, jednak nie
trwał długo ponieważ został zniszczony podczas II wojny światowej [Ślusarek 2006].
W Polsce rynek dachów zielonych jest jeszcze rynkiem młodym, w przeciwieństwie
do takich krajów jak np. Norwegia (fot. 1) czy USA. Pomimo pojawienia się szeregu
firm oferujących systemowe rozwiązania konstrukcyjne zielonych dachów widok
takich projektów to wciąż jeszcze w naszym kraju rzadkość. Rozwój tej technologii
wyniknąć może nie tylko ze względu na pojawiającą się modę na oryginalne
rozwiązania architektoniczne, ale także niejako może być wymuszany przez
rzeczywistość.
Fot. 1 Współczesne zabudowania mieszkalne w górniczym miasteczku Røros, autor: Barbara
Kawecka-Zygadło
Najważniejszym z celów, który przyświeca budowaniu zielonych dachów jest
zwiększenie powierzchni biologicznie czynnej w warunkach miejskich. Zazielenianie
dachów jest korzystne tak z ekologicznego, urbanistycznego jak i technicznobudowlanego punktu widzenia. Oprócz poprawy estetyki budynku i rekreacji dachy
takie wpływają również korzystnie na poprawę mikroklimatu w miastach. W zależności
od rodzaju użytego systemu podłoża, spadku dachu oraz pory roku technologia
zielonych dachów zatrzymuje od 50 do 90% opadów atmosferycznych (www.gcl.
com.pl, 20.01.2011r.) jak również istotnie odciąża infrastrukturę kanalizacyjną.
Zieleń na dachach odfiltrowuje z powietrza 10 – 20% pyłów i zanieczyszczeń oraz
ogranicza straty ciepła [Kiełbasa 1999]. Zielone dachy wbrew pozorom są trwalszym
196
3/9/12 4:31 AM
Kwietna łąka na dachach Krakowa i okolic...
pokryciem budynku niż dachy tradycyjne. Chronią przed takimi czynnikami jak:
promieniowanie UV, grad, amplitudą temperatury. Wpływa to na obniżenie kosztów
eksploatacji budynku. Uważa się, że nie ma obecnie lepszego zabezpieczenia dachu
jeśli chodzi o żywotność pokrycia bitumicznego niż pokrycie warstwą zieleni (www.
dachy.org, 20.01.2011r.).
Wśród wad technologii zielonych dachów wymienia się fakt, iż są one ciężkie.
Rozwiązania ekstensywne ze specjalnym lekkim substratem dachów zielonych mogą
ważyć do 40 kg/m2, jednak zwykle ciężar takich dachów waha się od 150 do 250 kg/
m2. Przy rozwiązaniach intensywnych najlżejsze dachy ważą 300 - 400 kg/m2, a w pełni
użytkowe dachy intensywne nawet do 800 kg/m2 [Kożuchowski 2009]. Ponadto są
one kosztownym przedsięwzięciem (m. in. koszt materiałów podłoża, zastosowanego
rodzaju roślinności, wpusty czy rynny odwadniające oraz koszty robocizny). Kolejne
ograniczenie to nachylenie dachu. Najłatwiej zakłada się zieleń na powierzchniach
o nachyleniu do 20°. Dachy bardziej strome wymagają dodatkowego stosowania siatek,
listew lub innych elementów przeciwdziałających osuwaniu się substratu glebowego
i roślin. Dodatkowo rozwiązania zwłaszcza intensywne zielonych dachów wymagają
pielęgnacji (m.in. czyszczenia odpływów, nawożenia, pielenia czy nawadniania).
Celem pracy było poznanie stanu wiedzy mieszkańców województwa małopolskiego
dotyczącej zielonych dachów oraz poznanie ich opinii na temat zastosowania w ich
codziennym otoczeniu konstrukcji wykonanych w tej technologii.
Materiały i metoda
Badania miały miejsce na przełomie 2010 i 2011 roku. Przeprowadzone zostały za
pomocą kwestionariusza ankietowego, który skierowany był do osób zamieszkujących
województwo małopolskie (60 ankiet). Kwestionariusz składał się z dwóch części.
W pierwszej części zapytano respondentów czy wiedzą czym są i jak są skonstruowane
zielone dachy. Druga część ankiety obejmowała wprowadzenie dotyczące technologii
zielonych dachów (czym są, zalety i wady, przykładowe realizacje). Następnie na
podstawie uzyskanych informacji ankietowanym zadano dwa pytania: czy chcieliby
mieć w swoim otoczeniu na budynkach użyteczności publicznej zielone dachy, a także
co sądzą o realizacji takiego rozwiązania na dachu własnego domu. Respondentami
były osoby w wieku od 20 – 53 lat, przy czym największą grupę (92%) stanowili
ludzie do 29 roku życia. W badaniach udział wzięło 60% kobiet oraz 40% mężczyzn.
Uzyskane wyniki w celu lepszego zobrazowania przedstawiono za pomocą wykresów.
Wyniki i dyskusja
Z przeprowadzonych badań wynika, iż blisko połowa ankietowanych ma wiedzę
czym są zielone dachy (rys. 1). Jednak tylko nieliczni mieli możliwość spotkania
się z takimi konstrukcjami. Równie mało osób potrafiło scharakteryzować jak
dokładnie jest skonstruowany zielony dach. Ponadto widać, iż pod względem
wiekowym respondentów istnieje także zróżnicowanie poziomu wiedzy na ten temat.
Ankietowani z grupy wiekowej do 24 lat w zdecydowanej większości (63%) nie
197
3/9/12 4:31 AM
wiedzą czym są zielone dachy. Powyżej tego wieku zależność kształtuje się odwrotnie
(64 % respondentów wie).
Ryc. 1. Znajomość technologii tzw. zielonych dachów wśród ankietowanych
Wyniki drugiej części przeprowadzonej ankiety pokazują, że zdecydowana większość
respondentów chciałaby aby na budynkach użyteczności publicznej pojawiły się
zielone dachy (rys. 2). Najczęściej podawanym uzasadnieniem swojej odpowiedzi
był czynnik estetyczny związany z ciekawymi rozwiązaniami konstrukcyjnymi,
które mogą stanowić alternatywę dla otwartych terenów zieleni, których w miastach
brakuje. Mogłyby być odpowiednim miejscem do rekreacji oraz wypoczynku.
Swoją aprobatę ankietowani uzasadniali również czynnikami proekologicznymi
(zmniejszenie zanieczyszczenia powietrza, ochrona przed mrozem, zachowany bilans
energetyczny, urozmaicenie krajobrazu miejskiego).
Niechęć pozostałych respondentów do tego typu rozwiązań była uzasadniana ich
wysokimi kosztami oraz dużym ciężarem takiej konstrukcji.
Ryc. 2. Opinia respondentów na temat zakładania zielonych dachów na budynkach
użyteczności publicznej.
198
3/9/12 4:31 AM
Kwietna łąka na dachach Krakowa i okolic...
Mimo, iż zdecydowana większość opowiada się za zastosowaniem takich dachów
na budynkach użytkowanych publicznie to już ponad połowa z nich nie chce lub
nie wie czy chciałaby mieć konstrukcję zielonego dachu tuż nad miejscem stałego
zamieszkania (rys. 3).
Główne powody niechęci co do takiej konstrukcji wynikają z preferencji tradycyjnego
ogrodu przydomowego. Niechęć wywołują również wysokie koszty takich projektów,
trudności w ich utrzymaniu oraz konieczność pielęgnacji. Wśród ankietowanych 47%
chciałoby mieć na dachu swojego domu zieleń, która stanowiłaby atrakcyjne miejsce
do wypoczynku zwłaszcza jeśli mieszkaliby w mieście. Jednakże warunkiem tego
byłyby rośliny niewymagające pielęgnacji.
Ryc. 3. Opinia respondentów na temat zakładania zielonych dachów na swoich budynkach
mieszkalnych
Przeprowadzone badania pomimo, iż obrazują opinię jedynie niewielkiej części
populacji w Małopolsce pokrywają się w dużej mierze z innymi badaniami
sondażowymi przeprowadzonymi na ulicach Warszawy w 2009 roku. Przy
czym odsetek ankietowanych, którzy spotkali się z pojęciem zielonych dachów
w Warszawie był większy (84%) oraz ponad połowa zapytanych potrafiła podać
przykłady takich konstrukcji w kraju bądź na świecie [Kadej, Piotrowska 2010].
Może to wynikać z faktu, iż w Warszawie istnieją przykłady takich realizacji
w postaci m.in. ogólnodostępnego ogrodu o powierzchni 1 ha na dachu Biblioteki
Uniwersytetu Warszawskiego oraz na dachu CH Złote Tarasy. Zarówno niniejsze
badania jak i sondaż przeprowadzony przez Kadej i Piotrowską [2010] pokazują,
że pomimo, iż dla znacznej ilości pytanych osób pojęcie zielonych dachów nie jest
całkiem obce to jednak bardzo niewielu spośród nich wie jak konkretnie takie dachy
są skonstruowane, jakie mają zalety i wady.
Fakt ten sugeruje potrzebę szerszego i bardziej szczegółowego przedstawienia tej
technologii np. poprzez media, ponieważ większość ankietowanych wykazała bardzo
pozytywne do niej nastawienie i chętnie widziałaby więcej tego typu realizacji
w swoim otoczeniu.
199
3/9/12 4:31 AM
Wnioski
• Pojęcie zielonych dachów w społeczeństwu nie jest pojęciem obcym. Jednak
wiedza na temat ich konstrukcji oraz zalet i wad jest znikoma.
• Zdecydowana większość pytanych (95%) pozytywnie odnosi się do pomysłu
tego typu realizacji w swoim otoczeniu, a blisko połowa (47%) respondentów
chciałaby mieć taki dach na swoim domu.
• Istnieje potrzeba szerszego oraz bardziej szczegółowego zaznajomienia
społeczeństwa z tematyką zielonych dachów ze względu na szereg wynikających
korzyści z tego typu technologii dla człowieka i środowiska
Literatura
Kadej P., Piotrowska K. 2010.: Co wiemy o dachach zielonych?, Dachy Zielone, Nr 1, str.
36 – 39
Kiełbasa A.: Zielone dachy – konstrukcje odwrócone, Budownictwo Fachowe nr 4/1999
Kożuchowski P. 2019: Dachy Zielone Cz.4. Strach i pokusa – czy, jak i za ile zbudować
dach zielony?, Administrator, Nr 1, str. 7 – 10
Ślusarek J. 2006, Rozwiązania strukturalno – materiałowe balkonów, tarasów i dachów
zielonych, Wyd. Politechniki Śląskiej, Gliwice, Roz.II, str. 49 - 86
www.gcl.com.pl
www.dachy.org
Jolanta Majcher-Łoś
Katedra Łąkarstwa
Al. Mickiewicza 21, 31 – 120 Kraków
e-mail: kl@ur.krakow.pl jolamajcher@gmail.com, j_szkutnik@op.pl
Opiekun naukowy: prof. dr hab. Mirosław Kasperczyk
200
3/9/12 4:31 AM
Kamila Musiał
EPISTEME
12/2011, t. I
s.201-207
ISSN 1895-4421
ARCHEOFITY TOWARZYSZĄCE UPRAWOM ZBÓŻ W GMINACH SŁUPIA
I SĘDZISZÓW W WOJEWÓDZTWIE ŚWIĘTOKRZYSKIM
ARCHEOPHYTES ACCOMPANYING CEREALS IN FIELD HABITATS IN COUNTRY
BOROUGHS OF SĘDZISZÓW AND SŁUPIA IN THE ŚWIĘTOKRZYSKIE REGION
Abstrakt: Południowa część województwa świętokrzyskiego to tereny w przeważającej części zajęte
przez rolnictwo. W obrębie gmin Sędziszów i Słupia udział gruntów użytkowanych rolniczo wynosi
około 77%. Na obszarze tym obserwuje się duże rozdrobnienie agrarne, a sposób uprawy ziemi
uznawany jest za tradycyjny. Krajobraz tego obszaru został w dużej mierze zmieniony przez człowieka,
częste są tutaj zbiorowiska synantropijne, w postaci zespołów chwastów polnych towarzyszących
uprawom zbóż. Raczej ekstensywny system gospodarowania, a także duży procentowy udział gleb
rędzinnych na eksplorowanym terenie, wpływa na zwiększenie ilości gatunków chwastów segetalnych.
W latach 2006-2007 na tym obszarze zostały wykonane badania florystyczne, których celem była
inwentaryzacja gatunków roślin naczyniowych należących do wszystkich napotkanych na tym
terenie zbiorowisk roślinnych. Badania te pozwoliły ustalić udział procentowy archeofitów, w obrębie
flory roślin naczyniowych tego terenu. Na obszarze tych dwóch gmin prowadzono również badania
fitosocjologiczne metodą Braun-Blanqueta w lipcu 2009 roku. Sporządzone zdjęcia fitosocjologiczne
pozwoliły ustalić ilościowości poszczególnych gatunków archeofitów w badanych płatach.
Słowa kluczowe: synantropizacja,
Sandomierska
chwasty polne, archeofity, rędziny, kraina Miechowsko-
Summary: Southern part of the Świętokrzyskie Voivodeship are areas mainly occupied by farming.
In country boroughs of Sędziszów and Słupia contribution of agricultural land amount to about 77%.
In this territory there is a big agrarian disintegration and the type of land cultivation is recognized as
traditional. The landscape of this area has been significantly changed by the human factor. That is why
synanthropic plant communities, reprezented by associations of segetal weeds accompanying cereals
in field habitats are very frequent. In this area we can encounter rather extensive type of farming, what
combined with a presence of specific rendzina soils make this terrain abundant in species of segetal
weeds. The floristic researches were made during the years 2006-2007 and the aim of that work was
to indicate all species of vascular plants and connected with them communities, that the author could
find in fixed area. That studies allowed to estimate contribution in percentages of archeophytes within
the flora of vascular plants of expolred terrain. Moreover in the area of country boroughs of Sędziszów
and Słupia in July of 2009, were made phytosociological relevés by Braun Blanquet̕s method on
a selected field expanse. The relevés helped to establish quantities of particular species of archeophytes
in analysed fields.
Key words: synanthropization, segetal weeds, archeophytes, rendzina soil, region of Miechów and
Sandomierz.
201
3/9/12 4:31 AM
Kamila Musiał
Wstęp
Kraina Miechowsko - Sandomierska, do której należy badany teren, jest jedną
z najstarszych kolebek plemion neolitycznych, które zasiedlały ten obszar już około
6 tysięcy lat temu. Takie długie oddziaływanie człowieka, widoczne jest poprzez
ukształtowanie się na tym terenie typowo rolniczego krajobrazu.
Historia flory synantropijnej badanego terenu jest prawie tak samo długa jak historia
kultury i gospodarki ludzkiej. Początki rolnictwa w środkowej Europie w neolicie,
wiązały się z rozprzestrzenieniem obcych przybyszów synantropijnych, a proces
ten trwa do dzisiaj. Sprawia to, że wśród antropofitów, czyli roślin towarzyszących
człowiekowi a obcych florze lokalnej, można wyróżnić szereg zmian wynikających
z nawarstwień czasowych, zaczynając od pojawiających się najwcześniej archeofitów
[Kornaś, Kornaś-Medwecka 2002].
Zbiorowiska chwastów, towarzyszące uprawom zbóż od czasów prehistorycznych,
współcześnie ulegają widocznym przemianom [Trzcińska-Tacik 1992], co jest
widoczne także na terenie badań.
W pracy tej skupiono się na występowaniu archeofitów, będących obcymi taksonami
we florze naszego kraju, które przybyły przed XV wiekiem i towarzyszą do dzisiaj
uprawom zbóż. Tego typu antropogeniczne zbiorowiska pól uprawnych zostały
zaliczone do klasy Stellarietea mediae i rzędu zbiorowisk chwastów upraw
zbożowych, Centauretalia cyani [Matuszkiewicz 2002].
Terminu archeofit użył Zając [1979], za Thellungiem, na określenie trwale
zadomowionego, nierodzimego taksonu, który przybył na określony obszar
stosunkowo dawno, dzięki świadomej lub nieświadomej ingerencji człowieka.
Archeofity to grupa silnie przywiązana do kultur rolniczych. Objawia się to wyraźną
obecnością gatunków archeofitów w zachwaszczeniu zbóż [Hochół 2001]. Za tzw.
dolną granicę czasową przybycia archeofitów na dany obszar, w tym przypadku na
terytorium Polski, uznaje się czasy prehistoryczne. Natomiast za najpóźniejszy czas
przybycia roślin tej grupy wyznaczono umownie okres po odkryciu kontynentu
amerykańskiego. Wtedy to właśnie do Starego Świata zaczęły przenikać zawlekane
przez człowieka tamtejsze rośliny [Zając 1979].
W pracy podjęto próbę porównania ilości gatunków archeofitów, w stosunku
do pozostałych gatunków zanotowanych na terenie należącym do gmin Słupia
i Sędziszów w województwie świętokrzyskim. Wykonane zostały także na tym
obszarze zdjęcia fitosocjologiczne metodą Braun–Blanqueta, które pozwoliły ustalić
ilościowość poszczególnych gatunków archeofitów w wybranych płatach pół na
glebach rędzinnych.
Materiał i metody
Fizjograficznie teren badań zaliczany jest do Płaskowyżu Jędrzejowskiego, który jest
położony w środkowej części Niecki Nidziańskiej. Około 75% powierzchni całego
płaskowyżu stanowią łagodnie zaokrąglone garby, wydłużone z północnego zachodu
na południowy wschód, a pozostały obszar stanowią rozległe doliny przyrzeczne.
202
3/9/12 4:31 AM
Archeofity towarzyszące uprawom zbóż w gminach Słupia i Sędziszów...
Warunki klimatyczne na tym terenie są łagodne, panują tutaj korzystne warunki
insolacyjne, około 1813 godzin ze słońcem w ciągu roku [Flis 1956].
Pomimo dużej zmienności gleb na obszarze gmin Sędziszów i Słupia, w opracowaniu
skupiono się głównie na terenie zajętym przez rędziny, na którym scharakteryzowano
zbiorowiska roślinne kształtujące się na glebach o odczynie obojętnym, a nawet
zasadowym. Badano również zespoły polne, rozwijające się na glebach brunatnych,
w sąsiedztwie rędzin.
Na terenie należącym do gmin Słupia i Sędziszów w latach 2006-2007 zostały
wykonane badania florystyczne dotyczące roślin naczyniowych i obejmujące
wszystkie napotkane zbiorowiska roślinne. Stanowiska zlokalizowano w siatce
kwadratów ATPOL o boku 2 km, na które został podzielony teren badań. Siatka
kwadratów stanowi wycinek siatki „Atlasu rozmieszczenia roślin naczyniowych
w Polsce” [Towpasz 2006]. Kwadratów o boku 2 km jest 21 i mieszczą się w obrębie
czterech kwadratów o boku 10 km: EE09, EE19, EF00 i EF10. Dzięki eksploracji
wszystkich typów zbiorowisk roślinnych tego obszaru, możliwe było ustalenie składu
procentowego flory synantropijnej, a zwłaszcza gatunków archeofitów, w stosunku do
całej flory roślin naczyniowych tego terenu.
Archeofity, będące chwastami pól uprawnych, na tym terenie szczególnie często
występują na glebach rędzinnych. Gleby te charakteryzują się z reguły wyższą klasą
bonitacji, dlatego też, pomimo że mogą być nieco trudne w uprawie ze względu na
obecność skały macierzystej, są z reguły intensywnie wykorzystywane rolniczo.
Obszar gmin Słupia i Sędziszów to tereny zdecydowanie rolnicze, z przewagą pól
uprawnych. Na tego typu stanowiskach, związanych z występowaniem gleb rędzinnych
oraz w ich sąsiedztwie wykonano zdjęcia fitosocjologiczne metodą Braun – Blanqueta
[Matuszkiewicz 2002], na powierzchni 100m² każde. Pozwoliły one ustalić ilościowości
poszczególnych archeofitów, w stosunku do pokrycia danych płatów przez rośliny
uprawne - zboża i pozostałe gatunki chwastów w procentach (tab.1).
Rędziny i niewielkie płaty zajęte przez gleby brunatne szczególnie często występują
w miejscowościach: Podsadek, Mstyczów, Krzelów, Białowieża, Klimontów,
Klimontówek, Stary Węgrzynów i Nowy Węgrzynów. W sumie w 2009 roku
w lipcu wykonano 16 zdjęć fitosocjologicznych, po dwa w każdej z wymienionych
miejscowości na losowo wybranych płatach pól zróżnicowanych pod względem
nachylenia, ale w obrębie upraw czterech zbóż: pszenica ozima, żyto, owies i jęczmień
jary. Pola, które zostały objęte badaniami miały powierzchnię z reguły mniejszą niż
1 ha, a najczęściej mieściła się ona w przedziale 0,15-0,30 ha.
Przykładowe cztery zdjęcia fitosocjologiczne wykonane w lipcu na terenie badań,
zamieszczone są w tabeli 1. Pochodzą one kolejno z miejscowości: Mstyczów,
Krzelów, Podsadek i Klimontówek. Badania były prowadzone zarówno w płatach
pól o ekspozycji południowej, jak i północnej w celu sprawdzenia czy wpływa ona na
ilościowości poszczególnych gatunków archeofitów w danym płacie.
Pokrycie powierzchni przez chwasty wyrażono w procentach dla wszystkich
gatunków o pokryciu oszacowanym na co najmniej 1%. Dla pozostałych gatunków
inwentaryzowanych roślin stosowano dla określenia ilościowości oznaczenie „+”
203
3/9/12 4:31 AM
Kamila Musiał
[Dąbkowska i in. 2010 ]. Nie rozpoznane w terenie gatunki oznaczono przy pomocy
klucza „Rośliny Polskie” [Szafer i in. 1976]. Status roślin nazywanych archeofitami
określono na podstawie literatury przedmiotu [Zając 1979]. Natomiast przynależność
fitosocjologiczną gatunków towarzyszącym uprawom zbóż ustalono posługując się
stosownym przewodnikiem [Matuszkiewicz 2002].
Wyniki
Kompleksowa inwentaryzacja florystyczna dokonana w latach 2006-2007, w badanym
mikroregionie, obejmującym gminy Sędziszów i Słupia wykazała występowanie 507
gatunków roślin naczyniowych. Można więc określić, że mikroregion ten jest bogaty
florystycznie.
W liczebności tej mieści się 120 gatunków roślin synantropijnych, czyli takie które
w wyniku działalności ludzkiej przeszły z siedlisk naturalnych do siedlisk
utworzonych przez człowieka. Stanowi to 23,67% całej flory roślin naczyniowych
terenu badań. Większość z tych gatunków, bo aż 90 stanowią antropofity, czyli
taksony obcego pochodzenia. Wśród antropofitów przeważają archeofity, w liczbie
59, co stanowi 49,2% wszystkich gatunków występujących roślin synantropijnych.
Zanotowano tu także 33 gatunki roślin naczyniowych, określane jako archeofity,
towarzyszące uprawom zbóż, na rędzinach na wapieniu, a także na przylegających
glebach brunatnych, co stanowi 27, 5% gatunków synantropijnych.
Zdjęcia fitosocjologiczne wykonane w miejscach o ekspozycji północnej
i południowej, przedstawiają, że ekspozycja nie wpływa w szczególnym stopniu
na stopień pokrycia danego płatu, przez gatunki archeofitów z rzędu Centauretalia
cyanii, ilościowość tych taksonów jest na ogół niska (tab.1).
Wszystkich gatunków chwastów towarzyszącym uprawom zbóż na tego typu podłożu,
jest na tym terenie znacznie więcej, jednakże zostały one sklasyfikowane w obrębie
roślin synantropijnych jako apofity lub kenofity. Gatunki archeofitów zdecydowanie
przeważają w zespołach polnych na terenie badań. Oznaczone archeofity należą do
13 rodzin botanicznych i 30 rodzajów. Jedynie rodzaj Vicia jest reprezentowany
przez 3 gatunki: V. hirsuta, V. tetrasperma, V. villosa. Najliczniej, jeśli chodzi
o liczbę gatunków reprezentowana jest rodzina Brassicaceae - 5 gatunków i rodziny
Asteraceae i Poaceae po 4 gatunki każda.
Wśród upraw czterech podstawowych zbóż rozpowszechniony jest na terenie badań
zespół Vicietum tetraspermae. Występuje na glebach dość zróżnicowanych pod
względem typologicznym, składu mechanicznego a także odczynu. W jego obrębie
wyróżnia się kilka podzespołów, z których na tym terenie występuje Vicietum
tetraspermae delphinietosum, spotykany tu w mozaice ze zubożałymi postaciami
kalcyfilnego zespołu Caucalido - Scandicetum. Pomimo braku charakterystycznych
dla tego zespołu gatunków jak Caucalis daucoides czy Anagallis coerulea, występują
tutaj gatunki diagnostyczne, jak np. Adonis aestivalis zarówno dla zespołu, jak i dla
związku Caucalidion [Głazek i in. 1983].
204
3/9/12 4:31 AM
Opis/ gatunki roślin
Wybrane zdjęcia fitosocjologiczne
1
2
3
4
Ekspozycja
S
S
N
N
Pokrycie roślin uprawnych %
80
65
75
80
Pokrycie chwastów %
20
35
25
20
Liczba gatunków archeofitów w zdjęciu
16
31
28
23
Agrostemma githago
1
+
-
-
Papaver rhoeas
2
2
3
+
Centaurea cyanus
3
1
1
+
Rhinanthus serotinus
+
+
+
+
Lithospermum arvense
+
+
+
+
Vicia villosa
1
1
+
+
Aethusa cynapium var. agrestis
1
+
+
+
Avena fatua
1
2
+
+
Consolida regalis
+
1
1
+
Lathyrus tuberosus
+
1
+
+
Melampyrum arvense
1
2
+
+
Malandrium noctiflorum
+
+
+
+
Neslia paniculata
+
+
+
+
Adonis aestivalis
+
+
-
-
Rząd: Centauretalia cyanii
Związek Caucalidion lappulae
Tab. 1. Fragmenty zdjęć fitosocjologicznych sporządzonych w lipcu 2009 w terenie badań
Na badanym terenie występuje szereg interesujących gatunków archeofitów, jak np.
wspomniany wyżej Adonis aestivalis, często spotykany w zbożach, z ilościowością
+, zanotowany w miejscowościach Krzelów, Białowieża i Podsadek. Także Consolida
regalis, występująca nielicznie w płatach o ekspozycji południowej lub zbliżonej, w
miejscowościach Podsadek, Krzelów, Mstyczów i Klimontówek. Lathyrus tuberosus
został odnotowany we wszystkich płatach, niezależnie od ekspozycji. W uprawach
ozimych odnotowany został Melampyrum arvense, dość licznie, często wraz z Adonis
aestivalis, w miejscowościach Podsadek, Krzelów, ale też notowany w Klimontówku.
Melandrium noctiflorum występował we wszystkich badanych płatach, ale niezbyt licznie.
205
3/9/12 4:31 AM
Kamila Musiał
Ciekawą grupę stanowią tutaj archeofity powstałe pod wpływem działalności
człowieka, czyli tzw. archeophyta anthropogena. Ich wspólną cechą jest to, że nie
można dzisiaj wskazać dla nich żadnych naturalnych stanowisk. Historia i kierunek
specjacji pozwalają natomiast przypuszczać, że do ich wyselekcjonowania przyczynił
się człowiek [Zając 1979]. Na badanym terenie, przykładem tego typu roślin jest
np. Bromus secalinus, którego naturalne stanowiska nie są znane. Prawdopodobnie
jest to takson pochodzenia mieszańcowego, zaliczany obecnie do obligatoryjnych
spejrochorów, czyli gatunków upodabniających diaspory do ziarniaków zbóż.
Cechą charakterystyczną badanego terenu jest brak ujemnego oddziaływania ze
strony klimatu i gleb na utrwaloną tu przez wieki florę, co zaznacza się częstym
występowaniem archeofitów. Jednak z pośród licznych przedstawicieli tej grupy,
Adonis aestivalis jest gatunkiem określanym jako narażony na wyginięcie i jest
zamieszczony na Czerwonej liście roślin i grzybów Polski [Mirek i in. 2006].
Ze względu na stosowanie na tym obszarze agrotechniki o średniointensywnym lub
ekstensywnym charakterze, wiele gatunków towarzyszących uprawom zbóż mających
sporą wrażliwość na środki ochrony roślin, znalazły dogodne warunki bytowania.
Dlatego też w tej grupie przewagę liczbową osiągały w badanych siedliskach zgodnie
z oczekiwaniami, chwasty najdłużej towarzyszące uprawom, czyli archeofity. Podobne
wyniki badań uzyskano w badaniach przeprowadzonych w Beskidzie Wyspowym,
gdzie występują odmienne warunki glebowe i klimatyczne [Hochół 2001].
Podsumowanie
Wykonane zdjęcia fitosocjologiczne w 8 wybranych miejscowościach, pozwoliły
oszacować ilości archeofitów, należących do 13 rodzin botanicznych i 33 gatunków.
Pozwoliły także ustalić, że na tym terenie w uprawach zbóż, udział roślin określanych
jako archeofity, jest wyższy od udziału rodzimych gatunków, czyli apofitów, które
przeszły do siedlisk synantropijnych. Jednakże archeofity te często mają niewielką
ilościowość w obrębie danego płatu, najczęściej określaną jako „+” (poniżej 1%
pokrycia powierzchni).
Oprócz chwastów rosnących pospolicie na polach całego omawianego obszaru, jak
Papaver rhoeas, Centaurea cyanus, czy nawet Agrostemma githago, występują także
gatunki względnie rzadkie jak Melandrium noctiflorum i Adonis aestivalis, który na
badanym terenie, podobnie jak w całym kraju jest gatunkiem ustępującym.
Obszar zajęty przez gminy Sędziszów i Słupia, w dalszym ciągu charakteryzuje się
dużą różnorodnością archeofitów. Stanowią ponad 49% ogólnej liczby wszystkich
roślin synantropijnych, przez co są najliczniej reprezentowaną grupą roślin
towarzyszących człowiekowi.
206
3/9/12 4:31 AM
Literatura
Dąbkowska T., Łabza T. 2010. Gatunki z rodziny Poaceae w uprawach zbóż, na wybranych
siedliskach Polski Południowej w ostatnich 25 latach. Fragmenta Agronomica 27(2): 47-59.
Flis J. 1956. Szkic fizyczno-geograficzny Niecki Nidziańskiej, Czasopismo Geograficzne 27,
2: 123-159.
Głazek T., Kowalik B. 1983. Zbiorowiska chwastów polnych gminy Raków w woj. kieleckim.
Studia Kieleckie, 2/38, 7-28.
Hochół T. 2001. Flora i zbiorowiska chwastów zbóż w Beskidzie Wyspowym w zależności od
usytuowania siedlisk w rzeźbie terenu. Fragmenta Agronomica 3 (71): 42-62.
Kornaś J., Kornaś - Medwecka A. 2002. Antropologiczne przemiany flor. Geografia roślin,
Warszawa PWN, wyd. II rozszerz., 528-532.
Matuszkiewicz W. 2002. Przewodnik do oznaczania zbiorowisk roślinnych Polski. Warszawa
PWN, wyd. III.
Mirek Z., Zarzycki K., Wojewoda W., Szeląg Z. 2006. Red list of plants and fungi in Poland,
Kraków
Szafer W., Kulczyński S., Pawłowski B. 1976. Rośliny Polskie. Warszawa PWN.
Towpasz K. 2006. Flora roślin naczyniowych Płaskowyżu Proszowickiego (Wyżyna
Małopolska). Prace Botaniczne 39 Instytut Botaniki UJ: 12-17.
Trzcińska - Tacik H. 1992. Dwa typy zmian w zbiorowiskach chwastów zbóż w południowej
części Wyżyny Małopolskiej. Zeszyty Naukowe AR: 139-151.
Zając A. 1979. Pochodzenie archeofitów występujących w Polsce. Rozprawy Habilitacyjne
29 UJ: 70-178.
Kamila Musiał
Katedra Łąkarstwa
Al. Mickiewicza 21, 31 – 120 Kraków
opiekun naukowy: prof. dr hab. Mirosław Kasperczyk
207
3/9/12 4:31 AM
3/9/12 4:31 AM
Rafał Ogórek
Andrzej Skrobiszewski
EPISTEME
12/2011, t. I
s.209-215
ISSN 1895-4421
WPŁYW BIOSTYMULATORA ASAHI SL NA WZROST WYBRANYCH
GATUNKÓW GRZYBÓW NA RÓŻNYCH PODŁOŻACH HODOWLANYCH
The effect of biostymuslator Asahi SL on growing of some
species of fungi on different culture media
Abstrakt: Celem przeprowadzonego doświadczenia było określenie wpływu biostymulatora
Asahi SL na wzrost wybranych gatunków grzybów na różnych podłożach hodowlanych. Do
badań wykorzystano izolaty grzybów rodzaju Fusarium. Doświadczenie przeprowadzono w
warunkach temperatury pokojowej (22 oC), w trzech powtórzeniach oraz czterech wariantach
stężeniowych preparatu. Na pożywkach umieszczono krążek 7-dniowej grzybni o średnicy
4 mm. Obserwacje i pomiary średnicy grzybni wykonywano po 7 i 14 dniach inkubacji. Uzyskane
wyniki poddano analizie wariancji (ANOVA) przy użyciu standardowych metod statystycznych.
Średnie porównano za pomocą testu Fishera na poziomie istotności LSDα 0,01. Na podstawie
analizy wyników z przeprowadzonego doświadczenia stwierdzono, że grzyby użyte w badaniach
wykazują zróżnicowane tępo wzrostu, jak i w różny sposób reagują na poszczególne stężenia
biostymulatora na różnych mediach hodowlanych.
Słowa kluczowe: Fusarium spp., Asahi SL, różne podłoża hodowlane
Summary: The aim of the experiment was to determine the effect of biostimulator Asahi SL
on the growth of some species of fungi in different culture media. Isolates of Fusarium fungi
were used in the study. The experiment was conducted at 22 ° C, in triplicate, and four variants
of concentration of the preparation. Petri dishes were placed on the medium containing 7-daysgrown mycelium with a diameter of 4 mm. Observations and measurements of the diameter of the
mycelium were performed after 7 and 14 days of incubation. The obtained results were subject to
analysis of variance (ANOVA) using standard statistical methods. Means were compared using
Fisher’s least significant difference (LSD) test at α ≤0.01. The results of the experiment show
that the fungi used in the study have varied the in their growth rate, and respond differently to
different concentrations of the biostimulator in the breeding medium.
Key words: Fusarium spp, Asahi SL, different culture media
209
3/9/12 4:31 AM
Rafał Ogórek, Andrzej Skrobiszewski
Wstęp
Grzyby z rodzaju Fusarium są jedną z najważniejszych grup patogenów roślin, które
mogą również być przyczyną zakażeń oportunistycznych u ludzi [Guarro, Gené
1995]. Rozwojowi tych patogenów szczególnie sprzyja wilgotna i umiarkowana
temperatura powietrza [Rosewich Gale i in. 2002]. Ponadto wydzielają one różne
metabolity wtórne m.in. mikotoksyny, które stanowią poważne zagrożenie dla
bezpieczeństwa żywności i zdrowia ludzi oraz zwierząt [Bai, Shaner 2004, Frandsen
i in. 2006]. Wiele mikotoksyn jest niewrażliwych na obróbkę cieplną, w wyniku
czego są stabilne podczas standardowych procesów przygotowywania żywności
i pasz [Pokrzywa i in. 2007]. Grzyby z rodzaju Fusarium są zdolne do wytwarzania
następujących mikotoksyn: trichoteceny (DON - deoksyniwalenol, NIV - niwalenol),
fumonizyny (FB1, FB2), zearalenon (ZEN) oraz moniliformina (MON) [Selwet 2010].
Fusarium oxysporum Schlecht. jest gatunkiem posiadającym liczne rasy,
w obrębie których występują szczepy niepatogeniczne oraz patogeniczne [Tousson
1975, Gordon, Okamato 1990, 1992]. Mogą one powodować objawy chorobowe
u roślin w postaci zgorzeli siewek, fuzaryjnego więdnięcia czy zgnilizny korzeni
[Steinkellner i in. 2005]. Z kolei Fusarium avenaceum (Fr.) Sacc. może być
przyczyną zgnilizny podstawy źdźbła i korzeni [Kopacki, Wagner 2006]. Ponadto
poraża rośliny w różnych strefach klimatycznych ze względu na dużą tolerancję na
temperaturę powietrza [Kiecana i in. 2006]. Fusarium graminearum Schwabe jest
główną przyczyną fuzariozy kłosów (FHB - Fusarium head blight) oraz jest ważnym
czynnikiem chorobowym pszenicy i jęczmienia w wielu krajach [Parry i in. 1995].
Gatunek Fusarium culmorum (W.G. Smith.) Sacc. jest szeroko rozpowszechnionym
patogenem zbóż i może powodować zgorzele siewek, podstawy źdźbła oraz fuzariozy
kłosów (FHB) [Parry i in. 1995]. Szkody powodowane przez tego patogena wpływają
na ilościowe i jakościowe straty w plonie [Sikora, Banachowska 2006].
We współczesnym rolnictwie obok standartowych środków ochrony roślin (fungicydy,
herbicydy i insektycydy), stosuje się coraz częściej biostymulatory [Maciejewski in.
2007]. Ich zadaniem jest regulacja procesów fizjologicznych roślin, przyczyniając
się tym samym do wyjścia roślin z okresów dla nich stresowych [Michalski i in.
2008]. Jednym ze stosowanych w rolnictwie i ogrodnictwie biostymulatorów jest
Asahi SL [Pusz, Pląskowska 2008]. Zawiera on w swoim składzie związki fenolowe
(orto- i para-nitrofenolan sodu oraz 5-nitrogujakolan sodu), których nasilenie
syntezy występuje naturalnie w komórkach roślinnych podczas warunków dla nich
stresowych. Ich egzogenne zastosowanie przyspiesza wzrost i rozwoju roślin oraz
może przyczynić się do zwiększenia ich plonowania [Słowiński 2004, Kozak 2009].
W testach płytkowych bardzo ważnym aspektem jest rodzaj zastosowanego podłoża
hodowlanego. Powiązane jest to z dostępnością składników pokarmowych dla danych
mikroorganizmów m.in. źródła węgła, azotu jak i mikroelementów. Stosowanie
różnych podłoży prowadzi często do uzyskania zróżnicowanych wyników. Dowodzi to
Piegza i in. [2009], gdzie zastosowano różne podłoża hodowlane do badań oddziaływań
biotycznych szczepów Trichoderma spp. w stosunku do różnych patogenów roślin.
Obecnie w literaturze jest wiele doniesień mówiących o wpływie preparatu Asahi SL
na wigor roślin, ale niewiele jest badań dotyczących oddziaływania tego preparatu
210
3/9/12 4:31 AM
Wpływ biostymulatora Asahi SL na wzrost wybranych gatunków grzybów...
na rozwój patogenów in vitro [Wojdyła 2004, Pusz, Pląskowska 2008]. Celem
przeprowadzonego doświadczenia było określenie wpływu biostymulatora Asahi SL na
wzrost 4 gatunków grzybów rodzaju Fusarium, na różnych podłożach hodowlanych.
Materiał i metody
Do badań wykorzystano po dwa izolaty Fusarium avenaceum, F. graminearum, F.
oxysporum i F. culmorum. Gatunki użyte w doświadczeniu zostały wyizolowane
z porażonych tkanek zbóż jarych i pochodziły z kolekcji Zakładu Fitopatologii
i Mikologii Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Czyste kultury wybranych
izolatów uzyskano metodą kultur jednozarodnikowych. Zarodniki przenoszono na
zestaloną i zakwaszoną pożywkę PDA (Potato Dextrose Agar) frmy Biocorp.
Doświadczenie właściwe przeprowadzono w warunkach temperatury pokojowej
(22 oC), w 3 powtórzeniach oraz następujących wariantach stężeniowych preparatu:
kontrola (bez dodatku preparatu), 0,4 l·ha-1 (0,133g preparatu na 100ml pożywki),
0,6 l·ha-1 (0,2g preparatu na 100 ml pożywki - dawka zalecana dla Asahi SL)
oraz 1,0 l·ha-1 (0,33g preparatu na 100 ml pożywki). Na pożywkach umieszczono
krążek siedmiodniowej grzybni o średnicy 4 mm. Obserwacje i pomiary średnicy
grzybni wykonywano po 7 i 14 dniach od momentu wyłożenia krążków na pożywki.
W doświadczeniu wykorzystano jako medium hodowlane podłoże firmy Biocorp PDA
i Czapek-Dox Agar (1,2% agaru).
Uzyskane wyniki poddano analizie wariancji (ANOVA), przy użyciu standardowych
metod statystycznych (pakiet ,,Statistica 9.0”). Średnie porównano za pomocą testu
Fishera na poziomie istotności LSDα 0,01.
Wyniki
Po 7 dniach inkubacji odnotowano, że grzyby użyte w doświadczeniu wykazywały
szybszy wzrost na podłożu Czapek-Dox Agar niż PDA. Podobną tendencję po 14
dniach inkubacji zauważono już tylko dla nielicznych izolatów – tabela 1, 2.
Biostymulator Asahi SL po 7 dniach na obu podłożach hamował wzrost wszystkich
izolatów grzybów wykorzystanych w doświadczeniu, ale tylko niektóre oddziaływania
były istotne statystyczne. Wraz ze zwiększaniem stężenia preparatu następowało
hamowanie wzrostu grzybni, wyjątek stanowi izolat 1 F. oxysporum na podłożu PDA
(0,6 l·ha-1 Asahi SL) oraz na podłożu Czapek-Dox Agar izolat 1 F. avenaceum (0,4 l·ha-1
Asahi SL) oraz izolat 2 F. avenaceum i F. graminearum (0,6 l·ha-1Asahi SL) – tab. 1.
Po 14 dniach inkubacji odnotowano, że dawki Asahi SL wykazały działanie hamujące
wzrost grzybów proporcjonalnie do ich stężenia na podłożu PDA dla izolatów
F. avenaceum oraz izolatu 2 F gramineraum i izolatu 1 F. oxysporum, a na podłożu
Czapek-Dox Agar tylko dla izolatów F. avenaceum. Dodatkowo w przypadku izolatu
2 F. oxysporum na podłożu Czopek-Dox Agar nastąpiła stymulacja wzrostu wraz ze
zwiększeniem stężenia biostymulatora – tab. 2.
211
3/9/12 4:31 AM
Czapek-Dox Agar
PDA
Nazwa
podłoża
średni wzrost kolonii [mm] po 7 dniach inkubacji
Dawka
[l·ha-1]
F. avenaceum
F. graminearum
F. oxysporum
F. culmorum
izolat 1 izolat 2 izolat 1 izolat 2 izolat 1 izolat 2 izolat 1
izolat 2
kontrola
56,5 a
42,5 a
67,7 a
58,6 a
42,2 b
42,5 a
84,0 a
69,5 a
0,4
37,5 b
33,5 b
63,8 a
49,8 b
39,1b
39,6 a
83,3 a
66,5 a
0,6
39,3 b
32,6 b
63,3 a
49,6 b
47,7 a
39,6 a
82,3 a
60,4 ab
1,0
40,0 b
31,0 b
58,5 a
40,3 c
32,8 c
37,5 a
78,6 b
48,6 b
kontrola
50,8 a
49,5 a
85,0 a
84,0 a
60,2 a
54,3 a
84,0 a
84,0 a
0,4
53,5 a
48,0 a
82,3 b
77,3 bc
55,6 a
54,5 a
83,5 a
80,6 a
0,6
44,7 a
49,3 a
82,0 b
80,0 b
54,0 ab
52,3 a
81,6 b
80,3 a
1,0
44,0 a
41,5 a
79,6 c
76,3 c
45,3 b
53,5 a
81,0 b
77,6 a
Czapek-Dox Agar
PDA
Nazwa
podłoża
Tab. 1 Oddziaływanie preparatu Asahi SL na wzrost grzybów po 7 dniach inkubacji na różnych
podłożach hodowlanych, * Wartości w kolumnach oznaczone tą samą litera nie różnią się
istotnie. Test Fishera poziom istotności (LSD), α ≤0,01
średni wzrost kolonii [mm] po 14 dniach inkubacji
Dawka
[l·ha-1]
F. avenaceum
F. graminearum
F. oxysporum
F. culmorum
izolat 1
izolat 2
izolat 1
izolat 2 izolat 1 izolat 2 izolat 1 izolat 2
kontrola
80,3 a
85,0 a
85,0 a
85,0 a
73,3 a
76,3 a
85,0 a
85,0 a
0,4
74,7 ab
69,3 ab
85,0 a
82,6 a
64,5 ab
61,8 c
85,0 a
85,0 a
0,6
72,1 b
62,3 b
85,0 a
79,0 a
62,3 b 66,9 bc
85,0 a
85,0 a
1,0
66,8 b
63,3 b
85,0 a
76,6 a
59,3 b 74,7 ab
85,0 a
85,0 a
kontrola 80,3 ab
82,0 a
85,0 a
85,0 a
82,0 a
81,3 a
85,0 a
85,0 a
0,4
83,0 a
77,8 a
85,0 a
85,0 a
81,3 a
80,0 a
85,0 a
85,0 a
0,6
76,0 ab
75,0 a
85,0 a
85,0 a
84,3 a
84,0 a
85,0 a
85,0 a
1,0
74,0 b
73,5 a
85,0 a
85,0 a
79,0 a
83,3 a
85,0 a
85,0 a
Tab. 2 Oddziaływanie preparatu Asahi SL na wzrost grzybów po 14 dniach inkubacji na
różnych podłożach hodowlanych, * Wartości w kolumnach oznaczone tą samą litera nie różnią
się istotnie. Test Fishera poziom istotności (LSD), α ≤0,01
212
3/9/12 4:31 AM
Dyskusja
Wzrastające zapotrzebowanie na płody wytwarzane metodami ekologicznymi wymusza
na producentach maksymalne ograniczenie stosowania środków ochrony roślin, bądź
też wprowadzanie substancji pochodzenia naturalnego, których skład oparty jest jedynie
na substancjach biologicznie czynnych [Panasiewicz i in. 2008]. Preparatami takimi
są m.in. biostymualory, a w śród nich Asahi SL, którego zadaniem jest zmniejszenie
negatywnego wpływu warunków siedliskowych na rośliny [Maciejewski i in. 2007].
Biostymulatory nie są fungicydami, ale w pewnym stopniu mogą chronić rośliny
również przed chorobami powodowanymi przez grzyby m.in. poprzez zwiększenie ich
naturalnej odporności. Potwierdzają to badania Saniewskiej [2000], która stwierdziła,
że stosowanie biostymulatora Atonik SL, opartego na tych samych substancjach
aktywnych co Asahi SL, korzystnie wpływa na zdrowotność roślin ozdobnych.
W przeprowadzonym doświadczeniu zauważono hamujący wpływ Asahi SL na
wzrost niektórych grzybów rodzaju Fusarium użytych w doświadczeniu. Szczególnie
fakt ten był widoczny po 7 dniach inkubacji na obydwóch podłożach hodowlanych.
Właściwości inhibicyjne preparatu w wielu przypadkach wzrastały wraz z jego
stężeniem, jednakże oddziaływania te nie zawsze były istotne statystycznie. Podobne
tendencje zauważył Ogórek i Pusz [2010] badając wpływ Asahi SL na podłożu PDA
na wzrost grzybów Fusarium spp. oraz Alternaria alternata, Rhizoctonia solani
i Sclerotinia sclerotiorium. W prowadzonym doświadczeniu widoczny był również
wpływ podłoża na wzrost kolonii. Na podłożu Czapek-Dox testowane grzyby
wykazywały większy wzrost. Potwierdzają to doniesienia Piegzy i in. [2009], którzy
wykazali, że zastosowanie różnych podłóż hodowlanych prowadzi do uzyskania
zróżnicowanych wyników m.in. w testach biotycznych.
Wyniki z przeprowadzonego doświadczenia po 14 dniach inkubacji nie są już
tak jednoznaczne. Działanie hamujące wzrost grzybów, wzrastające wraz ze
zwiększeniem stężenia Asahi SL na obu podłożach odnotowano dla nielicznych
izolatów Fusarium spp. W jednym przypadku na podłożu Czapek-Dox Agar nastąpiła
wręcz stymulacje wzrostu wraz ze zwiększaniem stężenia biostymulatora. Inne
tendencje zauważyli Ogórek i in. [2010] donosząc, że zarówno po 7 i 14 dniach
inkubacji szalek z odpowiednimi stężeniami Asahi SL i izolatami F. oxysporum na
podłożu PDA tendencje hamujące tego biostymulatora wobec wzrostu badanych
grzybów utrzymały się na podobnym poziomie. Po 14 dniach inkubacji także podłoże
nie miało wielkiego wpływu na oddziaływanie biostymulatora. Jednakże podłoże
Czapek-Dox Agar okazało się również, jak po 7 dniach inkubacji, bardziej korzystne
dla rozwoju izolatów Fusarium spp. niż podłoże PDA.
213
3/9/12 4:31 AM
Wnioski
• Biostymulator Asahi SL w zależności od zastosowanej dawki ogranicza wzrost
grzybni niektórych izolatów grzybów z rodzaju Fusarium.
• Właściwości inhibicyjne Asahi SL wzrastające wraz ze stężeniem preparatu,
szczególnie widoczne były to w początkowym okresie wzrostu grzybów rodzaju
Fusarium.
• Rodzaj podłoża hodowlanego użytego do doświadczenia wywiera wpływ na
oddziaływanie Asahi SL na wzrost grzybów.
Literatura
Bai G.H, Shaner G., 2004. Management and resistance in wheat and barley to Fusarium head blight.
Annual Review of Phytopathol., (42): 135–161.
Frandsen R.J., Nielsen N.J., Maolanon N., Sorensen J.C., Olsson S., Nielsen J., Giese H., 2006. The
biosynthetic pathway for aurofusarin in Fusarium graminearum reveals a close link between the
naphthoquinones and naphthopyrones. Mol. Microbiol., 61(4): 1069–1080.
Kiecana I., Mielniczuk E., Cegiełko M. 2006. Badania podatności kosów pszenicy ozimej (Triticum
aestivum L.) na porażenie przez Fusarium avenaceum (Fr.) Sacc. Acta Agrophysica, 8(3): 629–636.
Kopacki M., Wagner A. 2006. Effect of some fungicides on mycelium growth of Fusarium avenaceum
(Fr.) Sacc. pathogenic to chrysanthemum (Dendranthema grandiflora Tzvelev). Agronomy
Research, (4): 237–240.
Kozak M. 2009. Biostymulator, dobry wybór. Agrotechnika, (3): 61–62.
Gordon T.R., Okamato D. 1990. Colonization of crop residue by Fusarium oxysporum f.sp. melonis and
other species of Fusarium.; Abstract Phytopathol. 80: 1168.
Gordon T.R., Okamato D. 1992. Population Structure and the Relationship Between Pathogenic and
Nonpathogenic Strains of Fusarium oxysporum. Phytopathol. 82 (1): 73–77.
Guarro J, Gené J., 1995. Opportunistic fusarial infections in humans. Eur. J. Clin. Microbiol. Infect. Dis.,
(14): 741–754.
Maciejewski T., Szukała J., Jarosz A. 2007. Influence of biostymulator Asahi SL on qualitative tubes of
potatoes. . J. of Res. and Apll. in Agricult. Eng., 52(3): 109–12.
Michalski T., Goroszkiewicz-Janka J., Bartos-Spychała M. 2008. Skuteczność Asahi SL w ochronie
mieszanki jęczmienia z pszenicą w porównaniu do siewów czystych. Biostymulatory w nowoczesnej
uprawie. Warszawa , 7-8.02.2008.
Ogórek R., Pusz W. 2010.. Możliwości wykorzystania biostymulatora Asahi SL w ochronie roślin na
terenach zurbanizowanych. Monografia: ,,Problemy ochrony roślin na terenach zurbanizowanych”,
red E. Pląskowska, 40–46.
Ogórek R., Łobczowski M., Pusz W. 2010. Wpływ biostymulatora Asahi SL na wzrost wybranych szczepów
Fusarium oxysporum Schlecht. Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych (w druku).
214
3/9/12 4:31 AM
Panasiewicz K., Sulewska H., Koziara W. 2008. Efficacy of biological and chemical active compounds
in protection of Triticum durum against fungal diseases. Journal of Research and Applications in
Agricultural Engineering, 53( 4): 30–32.
Parry D.W., Jenkinson P., McLeod L., 1995. Fusarium ear blight (scab) in small grain cereals - A review.
Plant Pathol., (44): 207–238.
Piegza M., Stolaś, J., Kancelista A., Witkowska D., 2009. Wpływ grzybów rodzaju Trichoderma na
wzrost patogennych grzybów strzępkowych w testach biotycznych na nietypowych źródłach węgla.
Acta Sci. Pol., Biotechnologia, 8(1): 3–14.
Pokrzywa P., Cieślik E., Topolska K. 2007. Ocena zawrtosci mikotoksyn w wybranych produktach
spożywczych. Żywność. Nauka. Technologia. Jakość, 3(52); 139–146.
Pusz W., Pląskowska E. 2008. Wpływ stosowania preparatu Asahi SL na zdrowotność rzepaku ozimego.
Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 531: 185–191.
Rosewich Gale L., Chen L.F., Hernick C.A., Takamura K., Kistler H.C., 2002. Population analysis of
Fusarium graminearum from Wheat Fields in Eastern China. Phytopathol., 12(92): 1315–1322.
Saniewska A. 2000. Wpływ preparatu Atonik SL na hamowanie wzrostu i rozwoju niektórych gatunków
grzybów chorobotwórczych dla roślin ozdobnych. Zesz. Nauk Inst. Sadown. i Kwiac. 7: 145–153.
Selwet M. 2010. Negatywne aspekty występowania wybranych mikotoksyn w paszach. Wiadomości
Zootechniczne, R. XLVIII, (1): 9–13.
Sikora H., Banachowska J. 2006. Wrażliwość grzyba Fusarium culomrum na substancje aktywne
wybranych fungicydów. Progress in Plant Protection / Postępy w Ochronie Roślin, 46(2): 601–603.
Słowiński A. 2004. Biostymulatory w nowoczesnej uprawie roślin. Ochrona Roślin 2:16–17.
Steinkellner S., Mammerler R., Vierheiling H., 2005. Microconidia germination of the tomato pathogen
Fusarium oxysporum in the presence of root exudates. Journal of Plant Interactions, 1(1): 23–30.
Toussoum T.A. 1975. Fusarium – suppressive soils. Biology and Control of Soilborne Pathogens Bruehl
ed. The American Phytopathological Society, St. Paul. MN.: 145–151.
Wojdyła A.T. 2004. Effectivenes of Atonik SL in the control of powdery mildew, black spot and rust. Folia
Horticult. 16/1: 175–181.
Rafał Ogórek
Katedra Ochrony Roślin
e-mail: rafal.ogorek@up.wroc.pl
Opiekun naukowy: dr hab. Elżbieta Pląskowska, prof. dr hab. Czesław Wawrzeńczyk
215
3/9/12 4:31 AM
3/9/12 4:31 AM
Agnieszka Ozimek
Michał Kopeć
EPISTEME
12/2011, t. I
s.217-222
ISSN 1895-4421
ZMIANY ZAWARTOŚCI AZOTU I WĘGLA ORGANICZNEGO W PROCESIE
KOMPOSTOWANIA WYBRANYCH MATERIAŁÓW BIODEGRADOWALNYCH
CHANGES IN THE NITROGEN AND ORGANIC CARBON CONTENT IN THE
COMPOSTING PROCESS OF SELECTED BIODEGRADABLE MATERIALS
Abstrakt: Praca przedstawia proces kompostowania materiałów biodegradowalnych na
skalę laboratoryjną. Badania miały na celu określenie wpływu zastosowanych dodatków
odpadów na zmiany zawartości azotu oraz węgla organicznego zachodzące w trakcie procesu
kompostowania. Wprowadzonymi odpadami do roślinnej masy organicznej w ilości 10% były:
papier gazetowy, folia biodegradowalna, mączka mięsno-kostna oraz odpadowy olej kuchenny.
Największe ilości azotu zawierał kompost z dodatkiem mączki mięsno-kostnej, najmniej
z dodatkiem papieru gazetowego, a w końcowych etapach kompostowania z dodatkiem folii.
Na ogół istotne zwiększenie zawartości azotu ogólnego nastąpiło między 20. a 60. dniem
kompostowania. W końcowych etapach kompostowania największe ilości węgla ogólnego
zawierał kompost z dodatkiem folii, najmniejsze kompost bez dodatku odpadu oraz z dodatkiem
papieru gazetowego.
Słowa kluczowe: kompost z odpadów biodegradowalnych, węgiel organiczny, azot
Summary: The work presents the composting process of biodegradable materials on a laboratory
scale. The aim of the research was to determine the impact of waste additives on the changes
in nitrogen and organic carbon content taking place during the composting process. The 10%
waste added to plant organic matter was newspaper paper, biodegradable plastic wrap, meat and
bone meal, as well as used cooking oil. The highest amount of nitrogen was registered in the
compost with the admixture of meat and bone meal; the lowest one was registered in the compost
containing newspaper paper, and in the final composting stages – the one containing plastic wrap.
On the whole, a significant increase in the nitrogen content took place between the 20th and 60th
day of composting. In the final composting stages, the highest amounts of total organic carbon
were contained in the compost including plastic wrap; the lowest amounts were registered in the
compost without any waste additive, as well as in the one containing newspaper paper.
Key words: biodegradable waste compost, organic carbon, nitrogen
217
3/9/12 4:31 AM
Agnieszka Ozimek, Michał Kopeć
Wstęp
Jednym z warunków prawidłowego przebiegu procesu kompostowania jest optymalna
zawartość węgla i azotu w materiałach wyjściowych. Materiały te powinny mieć
zróżnicowane zawartości C i N, co wpływa na dynamikę ich rozkładu; od szybko
rozkładalnych jak np. świeża trawa, po słabo rozkładalne np. słoma. Węgiel i azot to
składniki zapewniające nie tylko warunki do kompostowania, ale także wpływające
jakość kompostu, a w konsekwencji na glebę po jego zastosowaniu. Wobec ujemnego
bilansu substancji organicznej w glebie i zmniejszania się jej żyzności, zachodzi
potrzeba nawożenia materiałami zasobnymi w materię organiczną. Zachodzące w czasie
kompostowania procesy, powodują nie tylko uwalnianie składników mineralnych, ale
sprzyjają transformacji materii organicznej w swoiste związki próchniczne [Drozd i in.
2009]. Ważnym kryterium oceny kierunku i szybkości przemian materii organicznej jest
zawartość azotu oraz stosunek C:N. Kompost jest produktem silnie humifikowanym,
ulegającym mineralizacji w glebie, o ile stosunek C:N wynosi poniżej 20 [Grzebisz, 2008].
Dodatkowym atutem w przypadku kompostowania materiałów odpadowych, jest ich
zagospodarowanie w sposób nie obciążający środowiska. Kompostowanie odpadów
biodegradowalnych, wymaga lepszego poznania mechanizmów transformacji m.in.
materii organicznej i azotu, zachodzących w czasie procesu, jak również kontroli jakości
produktu finalnego. Do oceny stopnia stabilności i dojrzałości kompostu, zaproponowano
wiele wskaźników [Jędrczak, 2008]. Wybrane wskaźniki dotyczące węgla i azotu
przedstawiono w niniejszej pracy w odniesieniu do warunków doświadczenia.
Materiał i metody
Materiał do badań stanowił kompost z dodatkiem odpadów biodegradowalnych,
uzyskany w warunkach laboratoryjnych. Materiał wyjściowy do kompostowania
stanowiła mieszanina następujących materiałów: słoma pszenna 15,4%, słoma
rzepakowa 15,4%, kukurydza świeża 61,5%, odpad z czyszczenia grochu 7,7%.
Materiały dobrano w oparciu o zawartości azotu i węgla, zapewniając stosunek
C/N pozwalający na prawidłowy przebieg procesu kompostowania. Doświadczenie
obejmowało następujące warianty:
• Obiekt I – kontrola (kompost bez dodatku odpadów);
• Obiekt II – kompost + folia biodegradowalna;
• Obiekt III – kompost + papier gazetowy;
• Obiekt IV – kompost + mączka mięsno-kostna;
• Obiekt V – kompost + odpadowy olej jadalny.
• Dodatek stanowił 10% w stosunku do suchej masy materiałów wyjściowych.
Proces kompostowania prowadzono w przewietrzanych pojemnikach, umieszczonych
w bioreaktorze, utrzymującym stałą temperaturę. W pierwszym etapie kompostowania
temperaturę utrzymywano na poziomie 37°C, w drugim etapie - dojrzewania kompostu,
obniżono do 30°C. Podczas kompostowania na skalę technologiczną również następuje
obniżenie temperatury w drugim etapie kompostowania, stąd zmiana w przeprowadzonym
doświadczeniu. Komposty w bioreaktorze były regularnie napowietrzane, a straty wody
218
3/9/12 4:31 AM
Zmiany zawartości azotu i węgla organicznego w procesie kompostowania...
uzupełniano. Próbki kompostu pobierano co 20 dni, suszono (105 °C przez 12 godzin),
określając zawartość suchej masy, a następnie zmielono.
W uzyskanych kompostach wykonano analizę frakcyjną związków azotu i węgla
metodą jednorazowej ekstrakcji, wydzielając najbardziej aktywne i rozpuszczalne
frakcje [Kalembasa, 1998]:
• węgiel rozpuszczalny w wodzie metodą Tiurina; 1,5 g kompostu zalewano 150 cm3 wody
destylowanej i wytrząsano na mieszadle obrotowym w ciągu 1 godziny. Dodatkowo
z uzyskanego przesączu pobrano 50 cm3, dodano ok. 1 cm3 stężonego kwasu siarkowego
i pozostawiono na 24 godziny, do momentu pełnej sedymentacji kwasów huminowych.
• formę mineralną azotu N-NH4; w uzyskanym wyciągu wodnym po dodaniu MgO
oddestylowano NH3 i oznaczono jon NH4+;
• azot ogólny (Nog.) metodą Kjeldahla;
Przedstawione wyniki analiz stanowią średnią z 2 powtórzeń różniących się
maksymalnie o 5%. Dla średnich wartości obliczono względny błąd standardowy
średniej. W analizie statystycznej wykorzystano program Statistica 9.
Wyniki i dyskusja
Kompostowanie to skomplikowany proces oksydacyjny, podczas którego zmienia się
skład ilościowy i jakościowy wyjściowych substancji zawierających węgiel i azot.
Przemiany te prowadzone są przez mikroorganizmy, których metabolizm obejmuje
głównie związki wodnorozpuszczalne. Przeprowadzone badania pozwoliły na
określenie podstawowych, fizykochemicznych parametrów procesu kompostowania,
w tym przemian azotu i węgla organicznego, zachodzących w czasie. Wyniki wskazują
na przekształcenie ilościowe i jakościowe materii organicznej i związków azotu
w trakcie prowadzenia procesu. Materiał kompostowany po 20 dniach zawierał od 20,32
g ∙ kg-1 Nog. w przypadku obiektu z dodatkiem oleju do 34,78 g ∙ kg-1 Nog. z dodatkiem
mączki mięsno-kostnej (tab. 1). Ilość Nog. zwiększała się w każdym z obiektów do 60
dnia kompostowania. Ilość azotu ogółem warunkowała różna intensywność procesów
amonifikacji, nitryfikacji i denitryfikacji. Badania innych autorów [Drozd i in. 2009,
1999, Brewer i in. 2003, Francou i in. 2005] również wskazują na zwiększenie
zawartości azotu ogólnego, który to proces wyraźnie zaznaczony jest w fazie termofilnej.
W badaniach własnych po 50-60 dniach nieznacznie ubyło azotu ogólnego w przypadku
kompostu z dodatkiem folii, a przybyło w obiekcie kontrolnym i z dodatkiem papieru
gazetowego. Ilość azotu w przypadku obiektu z dodatkiem mączki mięsno-kostnej
i oleju po 60. dniu kompostowania nie uległa istotnym zmianom (tab. 1).
Zawartość azotu amonowego w masie kompostowanej po 100 dniach wahała się
w granicach od 0,527 (obiekt III) do 0,884 (obiekt IV) g ∙ kg-1 s.m. (tab. 1).
W przypadku każdego z obiektów nastąpiło zmniejszenie zawartości azotu amonowego.
Dane literaturowe [Raj D. i in. 2010, Bernal i in. 1997, Krzywy-Gawrońska E. 2006,
Jędrczak 2008] wskazują, na zmniejszanie się ilości azotu amonowego w wyniku
ulatniania się lub utleniania do azotanów. Nieobecność amoniaku w kompoście
wskazuje na stan ustabilizowania. Maksymalny limit zawartości N-NH4+ sugerowany
219
3/9/12 4:31 AM
przez autorów [Raj 2010, Jędrczak 2008] dla dojrzałego kompostu to 0,4 do 0,6
g ∙ kg-1. Podwyższone zawartości azotu amonowego w przedstawionych materiałach,
wskazują na konieczność wydłużenia czasu procesu w celu stabilizacji kompostu.
Obiekt
Parametr
Średni udział azotu amonowego w zawartości ogólnej tego pierwiastka zmniejszył się
znacznie w każdym z obiektów. Zmniejszenie zawartości wynosiło od 6,0 % w obiekcie
kontrolnym do 19,7% w przypadku obiektu z dodatkiem mączki mięsno-kostnej.
Dni kompostowania
20
40
60
80
100
29,13±< 0,01
31,76±0,03
33,21±0,03
32,44±0,01
N-NH4 [g ∙ kg-1]
N ogólny [g ∙ kg-1]
27,58±< 0,01
I
0,00331
0,00331
0,00331
II
26,47±0,04
27,77±0,03
29,51±0,05
25,83±< 0,01
25,61±0,06
III
20,39±< 0,01
22,01±0,02
23,70±0,02
30,67±0,03
31,39±0,05
IV
34,78±0,03
38,33±0,15
40,96±0,04
41,43±0,01
41,26±0,02
V
20,32±0,06
27,43±< 0,01
32,48±0,03
30,67±0,04
33,70±< 0,01
I
0,698±0,02
0,769±0,02
0,851±0,06
0,720±0,02
0,626±0,01
II
0,786±0,03
0,775±0,01
0,720±0,01
0,637±0,01
0,599±0,01
III
0,599±0,01
0,648±< 0,01
0,582±0,01
0,533±0,01
0,527±0,01
IV
1,430±0,13
1,494±0,18
1,049±0,05
0,901±0,02
0,884±0,03
V
0,654±0,03
0,692±0,01
0,736±0,02
0,621±0,01
0,637±0,03
Tab. 1. Zmiany zawartość azotu ogólnego i jego formy N-NH4 w czasie kompostowania, ± SE
(błąd standardowy oznaczenia)
W czasie kompostowania obniżała się z różną intensywnością zawartość związków
organicznych. Mineralizacja była dominującym procesem i była zauważalna już w 40.
dniu w przypadku materiałów z dodatkiem gazety, mączki i oleju (ryc. 1a ). Przejawem
mineralizacji było znaczne zmniejszenie zawartości form węgla rozpuszczalnych
w wodzie. Materiały z obiektów III, IV i V zawierały najmniejsze ilości węgla
rozpuszczalnego w wodzie. W 40. dniu kompostowania materiał z dodatkiem mączki
zawierał 24,44 g ∙ kg-1 Cwodnorozp., nieco więcej materiał z dodatkiem papieru gazetowego
27,85 g ∙ kg-1 Cwodnorozp.. Największą zawartością tej formy węgla charakteryzował się
materiał z dodatkiem folii biodegradowalnej (ryc. 1). Mineralizacja była już wyraźnie
zauważalna po 60. dniu kompostowania. W przypadku kompostu kontrolnego
220
3/9/12 4:31 AM
Zmiany zawartości azotu i węgla organicznego w procesie kompostowania...
nastąpiło zmniejszenie ilości węgla frakcji wodnorozpuszczalnej o 42%, znaczne 45%
zmniejszenie ilości węgla tej frakcji również zaobserwowano w przypadku kompostu
z dodatkiem folii. W pozostałych obiektach mineralizacja przebiegała stopniowo
z równomiernymi spadkami zawartości węgla wodnorozpuszczalnego (ryc. 1 a).
Drugim obok mineralizacji procesem transformacji materii organicznej jest
humifikacja, która przejawia się wzrostem swoistych związków próchnicznych.
Humifikacja rozpoczyna się zwykle z pewnym opóźnieniem w stosunku do
mineralizacji. W przedstawionych badaniach nie stwierdzono zwiększania ilości
węgla kwasów huminowych w żadnym z obiektów kompostowania, co wskazuje na
przewagę procesów mineralizacji nad humifikacją.
Stosunek C/N jest często używany jako wskaźnik dojrzałości kompostu. Dojrzały
kompost charakteryzuje się C/N mniejszym niż 15 [Drozd 1999, Francou i in. 2005].
W przeprowadzonym doświadczeniu stosunek C/N zmniejszał się wraz z upływem
czasu kompostowania w każdym z obiektów i po 100 dniach procesu wynosił od 8,2 w
przypadku obiektu IV do 14,8 w obiekcie II. Przyjmując, że przy wartości C/N około 15
zachodzi już wyraźna stabilizacja kompostowanej masy, możemy uznać wyprodukowane
komposty za stabilne. Należy jednak pamiętać, że wskaźnik C/N nie może być jedynym,
na podstawie którego wnioskujemy o stabilności i dojrzałości kompostów.
Ryc. 1. Zmiany zawartości węgla rozpuszczalnego w wodzie (po lewej) oraz stosunku C/N (po prawej)
WnioSKi
• Wybrane wskaźniki dotyczące węgla i azotu przedstawione w pracy
odzwierciedlają przemiany w kompostach wyprodukowanych w warunkach
laboratoryjnych i mogą być wykorzystane do oceny ich dojrzałości.
• Podwyższona zawartość formy amonowej azotu, niewielki udział węgla kwasów
huminowych oraz niska zawartość suchej masy wskazują na konieczność
modyfikacji warunków kompostowania oraz wydłużenia czasu trwania procesu.
• Biorąc pod uwagę przedstawione parametry, dodatek wybranych odpadów
biodegradowalnych do kompostowanych materiałów organicznych nie
różnicował oznaczanych parametrów kompostu, co wskazuje na możliwość
zagospodarowania tych odpadów w omówiony sposób.
221
3/9/12 4:31 AM
LITERATURA
Bernal M.P., Paredes C., Sanchez-Monedero M.A., Cegarra J. 1998. Maturity and stability
parameters of composts prepared with a wide range of organic wastes. Bioresource
Technology, 63: 91-99.
Brewer L.J., Sullivan D.M. 2003. Maturity and Stability Evaluation of Composted Yard
Trimmings. Compost Science and Utilization, 11(2): 96-112.
Drozd J., Licznar M., Bekier J. 2009. Ocena dojrzałości kompostów z odpadów komunalnych
na podstawie jakości związków próchnicznych i różnych form azotu. Roczniki
Gleboznawcze tom LX, 3: 67-74.
Drozd J., Licznar M., Jamróz E., Licznar S.E., Weber J. 1999. Próchniczne indeksy
dojrzałości kompostu produkowanego z pomiotu kurzego. Folia Univer. Agriculturae
Stetinensis, 77: 81-86.
Francou Cedric, Poitrenaud Maelenn, Houot Sabine. 2005. Stabilization of organic
matter during composting: influence of process and feedstocks. Compost Science and
Utilization 13: 72-83.
Grzebisz W. 2008. Nawożenie roślin uprawnych. Tom II. Państwowe Wyd. Rolnicze i Leśne,
Poznań ss. 376.
Jędrczak A. 2008. Biologiczne przetwarzanie odpadów. PWN, Warszawa ss. 456.
Kalembasa D. 1998. Zawartość węgla i azotu w kwaśnych i alkalicznych wyciągach
z wermikompostów. Archiwum ochrony środowiska, 24(1): 111-119.
Krzywy-Gawrońska E. 2006. Zmiany zawartości azotu ogólnego, azotanowego i amonowego
w masie kompostów z komunalnego osadu ściekowego i wycierki ziemniaczanej podczas
rozkładu. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol., 513: 243-249.
Raj D., Antil R.S. 2010. Evaluation of maturity and stability parameters of composts
prepared from agro-industrial waste. Bioresource Technology, 102: 2868-2873.
Agnieszka Ozimek
e-mail: aozimek@o2.pl
Opiekun naukowy:Prof. dr hab. Michał Kopeć
222
3/9/12 4:31 AM
Michał Paluch
Danuta Parylak
EPISTEME
12/2011, t. I
s.223-227
ISSN 1895-4421
WPŁYW MIĘDZYPLONU ŚCIERNISKOWEGO I BIOPREPARATÓW NA
DYNAMIKĘ WZROSTU PSZENŻYTA OZIMEGO UPRAWIANEGO W
MONOKULTURZE
THE INLUENCE OF STUBBLE CROP AND BIOLOGICAL AGENTS ON THE
GROWTH RATE OF WINTER TRITICALE CULTIVATED IN A MONOCULTURE
Abstrakt: Wzrastające zainteresowanie ziarnem zbóż paszowych powoduje zwiększenie ich
udziału w strukturze zasiewów. Rośliną uprawną, która cieszy się coraz większą popularnością
jest pszenżyto ozime. Zboże to zawdzięcza swój sukces możliwości uprawy na glebach słabszych
i wysokiemu potencjałowi plonotwórczemu. Skutkiem uprawy zbóż po sobie jest na ogół słabszy
ich wzrost. Jednym z czynników regenerujących stanowisko w uprawach monokulturowych jest
wysiew międzyplonów ścierniskowych. Poprawę właściwości gleby oraz warunków wzrostu
i rozwoju roślin można również uzyskać poprzez zastosowanie preparatów stymulujących życie
biologiczne gleby. Celem badań było określenie wpływu uprawy międzyplonu ścierniskowego
oraz użyźniacza UGmax i środka z udziałem tzw. efektywnych mikroorganizmów EM-Farming
na wzrost pszenżyta ozimego uprawianego w monokulturze. Obserwowano na ogół korzystny
wpływ badanych preparatów na wzrost roślin. Wzrostowi pszenżyta sprzyjała zwłaszcza uprawa
międzyplonu z gorczycy białej, jako rośliny regenerującej.
Słowa kluczowe: pszenżyto ozime, monokultura, międzyplon ścierniskowy, UGmax, efektywne
mikroorganizmy, dynamika wzrostu
Summary: The increasing interest in feed grains has led to their greater share in the sowing
structure. The cultivated plant which enjoys increasing popularity is winter triticale. The success
of this grain can be put down to the fact that it can be cultivated on weaker soils and to its highyield potential. The weaker growth usually results from the fact that grains are cultivated in
succession. One of the position-regenerating factors in monoculture farming is the sowing of
stubble crop. The improvement of soil properties, growth conditions and plant development can
also be achieved by using agents that stimulate biological soil life. The aim of the research was
to determine the influence of stubble crop growing, Ugmax fertilizer and the agent containing
the so-called effective EM-Farming microorganisms on the growth of winter triticale cultivated
in a monoculture. On the whole, a positive influence of the examined agents on the plant growth
was observed. The growth of winter triticale was enhanced by the stubble crop of white mustard,
which served as a regenerating plant.
Key words: winter triticale, monoculture, stubble crop, UGmax, effective microorganisms,
growth rate
223
3/9/12 4:31 AM
Michał Paluch, Danuta Parylak
Wstęp
Rosnące zainteresowane ziarnem zbóż, w tym również paszowych, powoduje
zwiększenie ich powierzchni w strukturze zasiewów prowadząc często do
krótkotrwałej monokultury. Zbożem, które w ostatnich latach zyskuje na popularności
jest pszenżyto, a zwłaszcza jego ozima forma. Roślina ta sukces swój zawdzięcza
możliwości uprawy na glebach lekkich oraz wyższemu potencjałowi plonotwórczemu
w stosunku do żyta. Uprawa roślin w monokulturze powoduje słabszy ich wzrost,
a w konsekwencji gorsze plonowanie [Deryło i Tracz 2005, Rychcik i in. 2004].
Negatywne skutki uprawy pszenżyta po sobie można niwelować stosując przerywnik
w postaci międzyplonu ścierniskowego. Wprowadzenie tego elementu zmianowania
do agrotechniki przyczynia się do poprawy warunków siedliska, co skutkuje zwyżką
plonów [Kwiatkowski 2004, Płaza i Ceglarek 2008]. Podobnym działaniem, według
producentów, mają charakteryzować się biopreparaty, których coraz większy
asortyment można spotkać na rynku [Kaczmarek i in. 2008, Stępień i Adamiak 2009].
Celem badań była ocena wpływu międzyplonu ścierniskowego i środków w postaci
efektywnych mikroorganizmów oraz UGmax na dynamikę wzrostu pszenżyta
ozimego uprawianego po sobie.
Materiał i metody
Podstawą badań było doświadczenie polowe realizowane w Zakładzie Doświadczalnym
Swojec należącym do Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu w latach 20082010. Doświadczenie jednoczynnikowe założono metodą losowanych bloków
w czterech powtórzeniach na poletkach o powierzchni 80 m2. W doświadczeniu
uprawiano pszenżyto ozime odmiany Grenado bezpośrednio po sobie (obiekt
kontrolny) oraz w warunkach włączenia do monokultury międzyplonu ścierniskowego i
jego kombinacji z biopreparatami. Przedplonem dla pszenżyta ozimego było pszenżyto
ozime. Oprysku ścierniska dokonano preparatami EM-Farming (80 l/300 l H2O/ha )
oraz UGmax (0,6 l/300 l H2O/ha) tuż po zbiorze przedplonu. W uprawie pożniwnej
użyto brony talerzowej oraz brony ciężkiej. Gorczycę odmiany Rutha wysiano w dawce
20kg•ha-1. Przed siewem pszenżyta wykonano orkę siewną na głębokość 20 cm oraz
doprawiono glebę agregatem uprawowym. Pszenżyto wysiano siewnikiem tradycyjnym
w ilości zapewniającej obsadę 380 ziaren/m2. Nawożenie NPK oparte było o zasobność
gleby oraz potrzeby nawozowe roślin. Nawozy fosforowe i potasowe zastosowano
w dawce 17 kg P·ha-1 i 50 kg K·ha-1 w formie superfosfatu potrójnego 46% i soli potasowej
60% przed wykonaniem orki siewnej. Nawożenie azotowe w dawce 120 kg N·ha-1
stosowano w formie saletry wapniowej 32% w trzech terminach: przed siewem pszenżyta
ozimego (30 kg N·ha-1), wiosną w fazie krzewienia (60 kg N·ha-1) i w fazie strzelania
w źdźbło (30 kg N·ha-1). Kolejne opryski efektywnymi mikroorganizmami wykonano
pogłównie po ruszeniu wegetacji na wiosnę oraz przed kłoszeniem pszenżyta ozimego
(20 l/300 l H2O/ha). Ocenę dynamiki wzrostu pszenżyta ozimego przeprowadzono
w 4 fazach: strzelania w źdźbło (BBCH 32), kłoszenia (BBCH 51), kwitnienia (BBCH 65)
i dojrzałości pełnej (BBCH – 92) na 25 reprezentatywnych roślinach z poletka. Uzyskane
wyniki opracowano statystycznie przy pomocy analizy wariancji dla doświadczeń
jednoczynnikowych przy poziomie istotności α = 0,05.
224
3/9/12 4:31 AM
Wpływ międzyplonu ścierniskowego i biopreparatów...
Wyniki i Dyskusja
Wykazano znaczący wpływ przyoranego międzyplonu ścierniskowego
i biopreparatów na wysokość pszenżyta ozimego uprawianego w monokulturze
w większości badanych faz rozwoju. (tab.1).
Biopreparat
Międzyplon
ścierniskowy
Brak
Faza rozwojowa
strzelanie w
źdźbło
kłoszenie
kwitnienie
dojrzałość
pełna
brak
19,7
53,9
63,7
68,7
Brak
tak
20,7
54,1
68,9
73,8
UGmax
tak
19,6
52,7
64,9
71,2
EM
tak
17,9
51,0
62,7
68,7
UGmax + EM
tak
20,3
53,5
68,4
73,2
1,2
1,9
3,7
r.n.
NIR 0,05
Tabela 1. Wysokość roślin w ważniejszych fazach rozwoju pszenżyta ozimego [cm]
W stosunku do tradycyjnej uprawy wprowadzenie do agrotechniki uprawianego
w monokulturze pszenżyta ozimego międzyplonu i oprysków preparatem EM-Farming
wpłynęło na istotne zmniejszenie wysokości roślin w fazach strzelania w źdźbło
i kłoszenia odpowiednio o 9,1% i 5,4%. Również Faltyn i Miszkieło [2008] donoszą o
słabszym rozwoju pszenicy jarej, której materiał siewny zaprawiano podwójną dawką
efektywnych mikroorganizmów. W fazie kwitnienia, w stosunku do technologii
uprawy, w której nie stosowano międzyplonu i biopreparatu, zarówno wysiew
samego międzyplonu, jak i jego uprawa po oprysku środkiem Ugmax i EM wpłynęła
istotnie na zwiększenie wysokości roślin odpowiednio o 8,2% i 7,4%. Pomiar
wysokości pszenżyta ozimego w fazie pełnej dojrzałości nie wykazał istotnego
wpływu przyorywania międzyplonu oraz biostymulatorów. Jest to rezultat odmienny
od wyników badań Wojciechowskiego [2009], który stwierdził, iż pozytywny wpływ
przyorywania międzyplonu na długość źdźbeł pszenicy jarej.
W porównaniu do stanowiska z uprawą pszenżyta, w której przerywnikiem
monokultury był międzyplon ścierniskowy, opryski preparatem z zawartością
efektywnych mikroorganizmów i wysiew gorczycy białej wpłynęły w sposób istotny
na zmniejszenie wysokości roślin. Z kolei Piskier [2006] donosi o nieistotnie wyższych
roślinach pszenicy jarej o 3,5% po zastosowaniu efektywnych mikroorganizmów
w stosunku do opryskiwanych samą wodą.
Zarówno uprawa międzyplonu z gorczycy białej, jak i stosowanie środków UGmax
i EM-Farming nie wpłynęły w sposób statystycznie udowodniony na przyrosty
wysokości pszenżyta w poszczególnych fazach, a obserwowane tendencje nie były
jednoznacznie ukierunkowane (tab. 2).
225
3/9/12 4:31 AM
Biopreparat
Międzyplon
ścierniskowy
Brak
Fazy rozwojowe
strzelanie w źdźbłokłoszenie
kłoszeniekwitnienie
kwitnieniedojrzałość pełna
brak
+174,6
+17,1
+8,3
Brak
tak
+163,4
+24,6
+7,7
UGmax
tak
+169,6
+19,6
+10,1
EM
tak
+188,3
+19,0
+9,8
UGmax + EM
tak
+165,8
+23,7
+7,5
r.n.
r.n.
r.n.
NIR 0,05
Tab. 2. Dynamika przyrostu wysokości roślin pszenżyta pomiędzy poszczególnymi fazami (faza
poprzednia = 100%)
W okresie pomiędzy strzelaniem w źdźbło a kłoszeniem wystąpiła tendencja do
przyrost wysokości roślin pszenżyta po uprawie międzyplonu i opryskach efektywnymi
mikroorganizmami. Z kolei w okresie od kłoszenia do kwitnienia po zastosowaniu
każdego z zabiegów regeneracyjnych w porównaniu z uprawą standardową wystąpiła
tendencja do nieznacznie szybszego wzrostu pszenżyta. Zauważono tendencję do
większego przyrostu wysokości pomiędzy fazą kwitnienia a pełną dojrzałością,
gdy pszenżyto ozime wysiewane było na stanowisku po przyoraniu gorczycy białej
i oprysku preparatem UGmax.
Wnioski
• Wzrost pszenżyta ozimego uprawianego w monokulturze zależał do fazy
kwitnienia od zastosowanych zabiegów o charakterze regeneracyjnym.
• We wszystkich badanych fazach najwyższe rośliny pszenżyta ozimego
obserwowano w stanowisku po przyoranym międzyplonie z gorczycy białej.
• W porównaniu do uprawy tradycyjnej wprowadzenie do agrotechniki międzyplonu
oraz oprysku preparatem EM-Farming, w, powodowało zmniejszenie wysokości
roślin, choć istotne różnice obserwowano tylko w fazie strzelania w źdźbło
i kłoszenia.
• Modyfikacje uprawy pszenżyta ozimego w postaci uprawy międzyplonu
ścierniskowego oraz biopreparatów nie wpłynęły na dynamikę przyrostu
wysokości między poszczególnymi fazami rozwojowymi.
226
3/9/12 4:31 AM
Wpływ międzyplonu ścierniskowego i biopreparatów...
Literatura
Deryło S., Tracz J., 2005. Oddziaływanie płodozmianów i monokultury zbożowej na
plonowanie żyta ozimego w warunkach zróżnicowanej agrotechniki. Fragm. Agron.
2, 39–45.
®
Faltyn U., Miszkieło T. Wpływ efektywnych mikroorganizmów (EM ) na zdolność
kiełkowania ziarna pszenicy jarej. Zesz. Nauk. UP Wroc., Rol., 92 (568), 31-37.
Kaczmarek Z., Wolna-Maruwka A., Jakubus M. 2008. Zmiana liczebności wybranych grup
drobnoustrojów glebowych oraz aktywności enzymatycznej w glebie inokulowanej
efektywnymi mikroorganizmami (EM). J. Res. and Appl. in Agric. Eng., 53(3), 118-121.
Kwiatkowski C. 2004. Wpływ międzyplonu na plonowanie i zachwaszczenie jęczmienia
jarego uprawianego w monokulturze. Ann. UMCS, Sect. E, 59 (2), 809–815.
Piskier T. 2006. Reakcja pszenicy jarej na stosowanie biostymulatorów i absorbentów
glebowych. J. Res. Appl. Agric. Eng., Nr 51 (2), 136-138.
Płaza A, Ceglarek F. 2008. Produkcyjno-ekonomiczna ocena uprawy pszenżyta ozimego
w drugim roku po zastosowaniu międzyplonów i słomy. Acta Sci. Pol., Agricultura 7(2),
115-124.
Rychcik B, Tyburski J, Zawiślak K. 2004 Reakcja grochu siewnego na uprawę w narastającej
monokulturze. Acta Sci. Pol., Agricultura 3(1), 195-201.
Stępień A., Adamiak E. 2009. Efektywne mikroorganizmy (EM-1) i ich wpływ na
występowanie chorób zbóż. Progr. Plant Protect./Post. Ochr. Roślin, 49(4), 2027-2030.
Wojciechowski W. 2009. Znaczenie międzyplonów ścierniskowych w optymalizacji
nawożenia azotem jakościowej pszenicy jarej. Monografie UP Wroc., 76.
Michał Paluch
e-mail: Michalpaluch83@gmail.com
Opiekun naukowy: prof. dr hab. Danuta Parylak
Publikacja finansowana z środków pozyskanych
w ramach projektu „ Przedsiębiorczy doktorant –
inwestycja w innowacyjny rozwój regionu”. Projekt
jest współfinansowany ze środków Unii Europejskiej
- Europejskiego Funduszu Społecznego oraz budżetu
Województwa Dolnośląskiego w ramach Programu
Operacyjnego Kapitał Ludzki
227
3/9/12 4:31 AM
3/9/12 4:31 AM
Paweł Skonieczny
Barbara Krzysztofik
EPISTEME
12/2011, t. I
s.229-234
ISSN 1895-4421
WPŁYW OKRESU PRZECHOWYWANIA NA WYBRANE CECHY
JAKOŚCIOWE I ILOŚCIOWE BULW ZIEMNIAKA
THE INFLUENCE OF THE LENGHT OF STORAGE ON SELECTED
QUANTITATIVE AND QUALITATIVE FEATURES OF A POTATO’S TUBER
Abstrakt: Celem pracy było określenie wpływu długości okresu przechowywania na cechy
ilościowe i jakościowe bulw ziemniaka. W sezonie przechowalniczym 2008/2009 badaniami
objęto trzy odmiany ziemniaka tj. Felka, Ibis, Vineta, wykorzystano dwie frakcje bulw: 40-50
mm i powyżej 60 mm. Uzyskane wyniki wykazały, że odmiany różniły się istotnie pomiędzy
sobą ubytkami występującymi podczas długotrwałego przechowywania i wielkością pochłoniętej
energii podczas odbicia wahadła. Frakcja wymiarowa bulw wpływała istotnie na wielkość
energii pochłoniętej podczas odbicia wahadła. Okres przechowywania wpływał istotnie na
wzrost ubytków naturalnych bulw oraz ich zdolność do kumulacji energii odbicia.
Słowa kluczowe: ziemniak, straty przechowalnicze, ubytki, energia odbicia
Summary: The aim of the research was to determine how the length of the storage influenced
the quantitative and qualitative features of a potato’s tuber. In the storage period of 2008/2009
three varieties of potato’s tuber were examined, i.e. Felka, Ibis and Vineta. Two fractions of
tubers were used: between 40 and 50 mm and over 60 mm. According to the results obtained, the
individual varieties of potato’s tubers showed significant differences in losses which appeared
during a long-term storage as well as in the amount of energy absorbed during a pendulum
rebound. The fraction of a tuber has also significantly influenced the amount of energy absorbed
during a pendulum rebound. The length of storage had an influence on the growth of natural
losses in tubers as well as their ability to cumulate the rebound energy.
Key words: potato’s tuber, storage losses, diminution, rebound energy
229
3/9/12 4:31 AM
Paweł Skonieczny, Barbara Krzysztofik
Wstęp
Przechowywanie ziemniaków jest bardzo ważnym elementem ich produkcji.
Zakłada się, że 90% ogólnej masy wyprodukowanych ziemniaków kieruje się do
przechowywania lub krótkotrwałego składowania przed ich przerobem [SowaNiedziałkowska 2003, 2004].
Podczas długotrwałego przechowywania dochodzącego do 9 miesięcy (np. ziemniaki
jadalne), w bulwach ziemniaka zachodzą procesy, które prowadzą do zmian cech
jakościowych i ilościowych (zmniejszenie masy bulw, zmiana zawartości suchej
masy) [Zgórska, Frydecka-Mazurczyk 1997, Sowa-Niedziałkowska, Gruczek 2002,
Sobol 2005, Sobol, Baran 2007]. Zachowanie cech jakościowych oraz wielkość
ubytków masy bulw powodowanych transpiracją, oddychaniem, kiełkowaniem
i porażeniem chorobami zależy zarówno od warunków termiczno-wilgotnościowych
w pomieszczeniach przechowalniczych, jak i od właściwości odmianowych,
czynników agrotechnicznych, warunków i sposobu zbioru, oraz transportu itp.
[Adamicki i Czerko 2002].
Celem pracy było określenie wpływu długości okresu przechowywania na cechy
ilościowe i jakościowe bulw ziemniaka.
Materiał i metody
Badaniami objęto: trzy odmiany ziemniaka tj. Felka, Ibis, Vineta, dla których
wykonano po zbiorze ocenę jakości zebranego plonu (pomiar sprężystości bulw).
Do badań wykorzystano dwie frakcje bulw: 40-50 i powyżej 60 mm. Podczas
długotrwałego okresu przechowywania (7 mies.) w cyklu comiesięcznym i po jego
zakończeniu dla bulw obu frakcji również określono straty masy bulw i sprężystość
bulw. Badanie sprężystości bulw wykonano za pomocą penetrometru wahadłowego.
Energię spadania wahadła określono zależnością wg wzoru (1):
E0 = mgl(l – cosα0) [J] (1)
gdzie: E0 – energia spadającego wahadła, g – przyśpieszenie ziemskie [m∙s-2],
m – masa wahadła [kg], l – długość wahadła od środka obrotu do środka ciężkości
[m], α 0– kat podniesienia wahadła [o].
Dla warunków doświadczalnych m = 0,628 kg, l = 0,218 m, g = 9,81 m∙s-2, energię
odbicia określono wzorem (2):
E1 = mgl(l – cosα1) [J] (2)
gdzie: α1 – kąt odbicia wahadła [o].
Natomiast energię pochłoniętą (kumulowaną) przez bulwę (E) obliczono jako różnicę
obu energii (E0 –E1) i wyrażono w mJ.
230
3/9/12 4:31 AM
Wpływ okresu przechowywania na wybrane cechy jakościowe i ilościowe...
Ubytki bulw ziemniaka wyliczono ze wzoru 3 i wyrażono w procentach.
(3)
gdzie: mp – masa bulwy początkowa [g], mpp– masa bulwy po przechowywaniu
w powietrzu [g], mc – masa bulwy w cieczy [g].
Wszystkie zastosowane metodyki były zgodne z podanymi przez IHAR [1999] oraz
Marks i in. [1981].
WyniKi
Bulwy odmiany Felka charakteryzują się największymi ubytkami w okresie
przechowywania (5,72%), natomiast u bulw odmiany Vineta odnotowano najmniejsze
ubytki na poziomie 3,62%. Biorąc pod uwagę frakcję wymiarową bulw, stwierdzono,
że bulwy o wielkości 40-50 mm charakteryzowały się nieznacznie wyższymi
ubytkami niż bulwy o frakcji powyżej 60 mm (odpowiednio 4,68% i 4,61%). Wzrost
ubytków był wprost proporcjonalny do długości okresu przechowywania, przy czym
największy wzrost ubytków nastąpił po pierwszym miesiącu przechowywania,
a najmniejszy - po drugim miesiącu przechowywania (tab. 1).
Odmiana Felka charakteryzowała się największą energią akumulowaną przez bulwę
(166,45 mJ), podczas gdy najniższą wartość energii akumulowanej przez bulwę
odnotowano u odmiany Vineta (164,17 mJ). Frakcja powyżej 60 mm akumulowała
mniej o 4,38 mJ energii niż frakcja 40-50 mm (163,04 mJ). Do piątego miesiąca
przechowywania następował wzrost energii akumulowanej przez bulwę, natomiast
po piątym miesiącu przechowywania nastąpił znaczący spadek ilości akumulowanej
energii (ze 170,25 do 162,67 mJ). Po szóstym miesiącu przechowywania ilość energii
ponownie wzrosła (do 166,64 mJ).
Analiza wariancji w klasyfikacji podwójnej wykazała istotny wpływ odmiany,
frakcji i terminu przechowywania na energię akumulowaną przez bulwę. Również
wszystkie interakcje były istotne. Natomiast odmiana oraz termin przechowywania
istotnie wpływały na ubytki naturalne bulw. Również interakcje odmiana*termin
i odmiana*frakcja*termin były istotne (tab. 2).
Szczegółowe zależności istotne w obrębie danego czynnika przedstawiono w formie
testu Duncana, którego wyniki zamieszczono w tabeli 3 oraz 4.
231
3/9/12 4:31 AM
Odmiana
Ubytki [%]
E [mJ]
Felka
5,72
166,45
Ibis
4,87
165,06
Vineta
3,62
164,17
Frakcja
40-50 mm
4,86
167,42
>60 mm
4,61
163,04
Termin przechowywania (mies.)
X
0,00
163,23
XI
2,96
163,81
XII
3,20
164,43
I
4,79
165,57
II
6,64
170,25
III
7,33
162,67
IV
8,26
166,64
Tab. 1. Wartości średnie dla odmian, frakcji i terminów przechowywania w odniesieniu do
ubytków [%] oraz energii akumulowanej przez bulwę [mJ]
Ubytki
E
Czynnik
F
p
F
p
odmiana
16,942
0,000
3,481
0,031
frakcja
0,716
0,398
42,908
0,000
termin
56,113
0,000
8,604
0,000
odmiana*frakcja
2,639
0,072
9,233
0,000
odmiana*termin
4,248
0,000
5,017
0,000
frakcja*termin
1,620
0,139
3,082
0,006
odmiana*frakcja*termin
1,920
0,029
3,435
0,000
Tab. 2. Wyniki analizy wariancji w klasyfikacji podwójnej. Wpływ odmiany, frakcji, terminu
przechowywania z interakcjami, „boldem” zaznaczono wartości istotne na poziome α=0,05
232
3/9/12 4:31 AM
Wpływ okresu przechowywania na wybrane cechy jakościowe i ilościowe...
Ubytki
E
Odmiana
{1}
{2}
Odmiana
{1}
{2}
{1} Felka
{1} Felka
{2} Ibis
0,056
{2} Ibis
0,001
{3} Vineta
0,000
0,000
{3} Vineta
0,000
0,247
Frakcja
Frakcja
{1} 40-50mm
{1} 40-50mm
{2} >60 mm
0,052
{2} >60 mm
0,000
Tab. 3. Wyniki testu Duncana. Wpływ odmiany i frakcji wymiarowej bulw na ubytki masy oraz wartość
energii akumulowanej przez bulwę, „boldem” zaznaczono wartości istotne na poziome α=0,05
Termin przechowywania
Ubytki
{1}
{2}
{3}
{4}
{5}
{6}
{1} X
{2} XI
0,000
{3} XII
0,000
0,739
{4} I
0,000
0,002
0,004
{5} II
0,000
0,000
0,000
0,009
{6} III
0,000
0,000
0,000
0,000
0,086
{7} IV
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,008
E
{1} X
{2} XI
0,643
{3} XII
0,407
0,672
{4} I
0,048
0,110
0,204
{5} II
0,000
0,000
0,000
0,000
{6} III
0,590
0,348
0,198
0,014
0,000
{7} IV
0,010
0,030
0,068
0,510
0,003
0,002
Tab. 4. Wyniki testu Duncana. Wpływ terminu przechowywania na ubytki masy oraz wartość
energii akumulowanej przez bulwę, „boldem” zaznaczono wartości istotne na poziome α=0,05
233
3/9/12 4:31 AM
Wnioski
• Bulwy odmiany Felka były najbardziej podatna na ubytki (5,72%), natomiast
najmniej bulwy odmiany Vineta (3,62%).
• Bulwy frakcji wymiarowej 40-50 mm akumulowały podczas uderzenia o 4,38
mJ więcej energii w porównaniu do bulw frakcji >60 mm (167,42 mJ).
• Analiza wariancji w klasyfikacji podwójnej wykazała istotny wpływ odmiany,
frakcji wymiarowej bulw i terminu przechowywania na energię akumulowaną
przez bulwę. Również interakcje pomiędzy czynnikami były istotne.
Literatura
Adamicki F., Czerko Z. 2002. Przechowalnictwo warzyw i ziemniaka. PWRiL Poznań.
IHAR 1999. Metodyka obserwacji, pomiarów i pobierania prób w agrotechnicznych
doświadczeniach z ziemniakami., Oddział Jadwisin, 1-50.
Marks N., Biel M., Krzysztofik B. 1981. Określenie wpływu wielkości i ciężaru bulw na
kształtowanie się wytrzymałości mechanicznej bulw wybranych odmian ziemniaka.
Roczniki Nauk Rolniczych t. C-75-1: 109-124.
Sobol Z. 2005. Określenie strat ilościowych bulw ziemniaka., cz. II. Ubytki naturalne.
Inżynieria Rolnicza 10(70): 349-359.
Sobol Z., Baran D. 2007. Relacje pomiędzy przyrostem gęstości bulw a wybranymi
właściwościami ziemniaka w okresie przechowywania. Inżynieria Rolnicza 9(97): 203-210.
Sowa-Niedziałkowska G., Gruczek T. 2002. Wpływ sposobu zbioru ziemniaka na straty
przechowalnicze. Ziemniak Polski 4. IHAR Oddział Jadwisin: 21-26.
Sowa-Niedziałkowska G. 2003. Straty przechowalnicze i ich ograniczanie. Ziemniaki nowe
wyzwania. Agro serwis, IHAR. Stowarzyszenie Polski Ziemniak. Warszawa: 73-77.
Sowa-Niedziałkowska G. 2004. Charakterystyka trwałości przechowalniczej odmian
ziemniaka w latach 1997-2002. Ziemniak Polski 3 IHAR: 7-11.
Zgórska K., Frydecka-Mazurczyk A. 1997. Temperatura przechowywania ziemniaka w
zależności od kierunku użytkowania. Ziemniak Polski 4. IHAR Jadwisin: 16-19.
Paweł Skonieczny
Wydział Inżynierii Produkcji i Energetyki
ul. Balicka 116B, 30-149 Kraków
email: pawel.skonieczny@ur.krakow.pl
Opiekun naukowy: dr hab. inż. Barbara Krzysztofik, prof. UR
234
3/9/12 4:31 AM
Tomasz Snopczyński
Krzysztof Domaradzki
EPISTEME
12/2011, t. I
s.235-240
ISSN 1895-4421
Zaślaz pospolity (Abutilon theophrasti Medik.) – nowy
chwast polskich pól. Charakterystyka i możliwości
chemicznego zwalczania
Velvetleaf (Abutilon theophrasti Medik.) – new weed of
Polish farmlands. Characterization and chemical control
possiblities
Abstrakt: Zaślaz pospolity jest silnie konkurencyjnym chwastem powodującym istotne straty
plonu. Stanowi on narastający problem na polach uprawnych w wielu państwach. Pierwsze
informacje o pojawieniu się zaślazu w Polsce na obszarach użytkowanych rolniczo pochodzą
z roku 2002. W pracy przedstawiono charakterystykę gatunku, jego rozmieszczenie na terenie
Dolnego Śląska oraz wyniki badań dotyczących wrażliwości chwastu na wybrane herbicydy.
Stwierdzono, że bardzo skutecznym środkiem jest Callisto 100 SC zastosowany w fazie 3-4
liści właściwych zaślazu, przy czym opóźniony zabieg (faza 6-9 liści) cechuje już dużo niższa
efektywność. W przypadku aplikacji mieszaniny Lontrel 300 SL + Safari 50 WG + Trend 90 EC
+ Betanal Progress 274 OF nie uzyskano zadowalającej skuteczności.
Słowa kluczowe: zaślaz pospolity, abutilon theophrasti, herbicydy, zwalczanie, występowanie
Summary: Velvetleaf is strongly competitive weed species that can cause significant crop
yield loss. Its occurance is a growing problem in plant production in many countries. The first
information concerning velvetleaf appearance in arable areas of Poland was reported in year
2002. This article presents characteristic, locations on Lower Silesia (South-West Poland) region
and influence of selected herbicides on velvetleaf. Callisto 100 SC applied at stage of 3-4 leaves
was very efficient in velvetleaf control, but when it was used at later growth phase (stage of 6-9
leaves) the efficacy was considerable lower. Velvetleaf control by the mixture of Lontrel 300 SL
+ Safari 50 WG + Trend 90 EC + Betanal Progress 274 OF was insufficient.
Key words: velvetleaf, abutilon theophrasti, herbicides, control, occurrence
235
3/9/12 4:31 AM
Tomasz Snopczyński, Krzysztof Domaradzki
Wstęp
Przenikanie agrofagów na obszary, w których dotychczas nie występowały, zachodzi
w sposób ciągły. Procesowi temu sprzyja działalność człowieka a szczególnie
rosnący w postępie geometrycznym handel towarami rolno-spożywczymi i leśnymi
[Pągowska i Lipa 2008]. Nowym gatunkiem chwastu, który trafił na polskie pola
uprawne najprawdopodobniej wraz z importowanym materiałem siewnym, jest
zaślaz pospolity (Abutilon theophrasti Medik.). Obecność zaślazu w uprawach
rolniczych została po raz pierwszy potwierdzona w roku 2002. Chwast pojawił się
wówczas na dwóch plantacjach odległych od siebie w linii prostej o ok. 50 km.
Jedno ze stanowisk zlokalizowali pracownicy Katedry Ochrony Roślin Uniwersytetu
Przyrodniczego we Wrocławiu. Roślina występowała placowo (zgrupowania od kilku
do kilkudziesięciu sztuk) w centrum kilkudziesięciohektarowych plantacji buraka
cukrowego, położonych w okolicach Legnicy [Kita i in. 2003]. W tym samym roku
Domaradzki (IUNG-PIB Wrocław) zaobserwował pojedyncze egzemplarze zaślazu
w łanie kukurydzy, w pobliżu podwrocławskich Magnic [Domaradzki i Snopczyński
2008]. Obserwacje te były inspiracją do zainteresowania się gatunkiem. W ramach
wykonanych badań podjęto próbę określenia zasięgu występowania chwastu oraz
możliwości jego chemicznego zwalczania.
Charakterystyka gatunku
Zaślaz pospolity jest rośliną jednoroczną jarą, należącą do rodziny Malvaceae.
W sprzyjających warunkach wykazuje duże tempo wzrostu, w ciągu kilku miesięcy
jego wysokość może przekroczyć 2,5 m. Łodygę ma cylindryczną, wzniesioną,
słabo rozgałęziającą się, natomiast system korzeniowy jest typu palowego. Liście są
duże, sercokształtne, pokryte podobnie jak łodyga drobnymi włoskami. Niewielkie
pięciopłatkowe żółte kwiaty osadzone są na długich szypułkach w kątach górnych
liści. Kwitnienie rozpoczyna się w lipcu a nieliczne kwitnące egzemplarze możemy
obserwować jeszcze we wrześniu. Owocem jest pękająca na szczycie torebka,
tworzona przez zrośnięte wielonasienne rozłupki. Liczba wytworzonych nasion sięga
od kilkuset do kilkunastu tysięcy i jest uzależniona od warunków siedliska: m.in.
konkurencji ze strony innych roślin oraz żyzności gleby. Nasiona po osypaniu się
mogą zachować zdolność do kiełkowania w glebie nawet przez 50-60 lat.
Zaślaz pospolity pochodzi z Azji, pierwotnie występował na obszarze obecnych Chin
i Indii. Aktualnie stwarza coraz większe zagrożenie na polach uprawnych w Ameryce
Północnej, Afryce Północnej, Azji, Europie Południowej oraz Australii. Powoduje
straty głównie w kukurydzy, burakach i soi. Pojawia się również w ogrodach, sadach
oraz na plantacjach warzyw. W ekspansji gatunku ważną rolę odegrał człowiek, który
uprawiał tę roślinę w celu pozyskania włókna, porównywalnego pod względem
jakościowym z włóknem konopnym. Zaślaz jest silnie konkurencyjny dla innych
roślin i może przyczynić się do znacznych strat plonu. Występując w nasileniu 6,
12, 18 i 24 sztuk na 30 m rzędu buraka cukrowego może obniżyć plon odpowiednio
o 14, 17, 25 i 30% [Schweitzer i Bridge 1982], a w uprawie soi straty powodowane
obecnością 7 roślin zaślazu na mb rzędu sięgały 42% [Hagood i in. 1980]. Z kolei
w kukurydzy redukcja plonu przy nasileniu 4, 18 i 26 szt. na m2 wyniosła kolejno 32,
52 i 54% [Varga i in. 2000].
236
3/9/12 4:31 AM
Zaślaz pospolity (Abutilon theophrasti Medik.) – nowy chwast...
Materiał i metody
Mapę przedstawiającą stanowiska zaślazu pospolitego na Dolnym Śląsku sporządzono
na podstawie lustracji terenowych wykonanych przez pracowników Zakładu
Herbologii i Technik Uprawy Roli IUNG – PIB we Wrocławiu, informacji uzyskanych
od właścicieli pól (w takich przypadkach każdorazowo starano się weryfikować
doniesienie) lub instytucji bądź firm powiązanych z branżą rolniczą (m.in. Uniwersytet
Przyrodniczy we Wrocławiu – Katedra Ochrony Roślin, Państwowa Inspekcja
Ochrony Roślin i Nasiennictwa, Ośrodki Doradztwa Rolniczego, Małopolska
Hodowla Roślin HBP Spółka z o.o. - oddział Nasiona Kobierzyc).
Badania dotyczące możliwości chemicznego zwalczania zaślazu przeprowadzono
w warunkach mikropoletkowych na terenie ZHiTUR IUNG-PIB we Wrocławiu
w latach 2009-2010. Doboru herbicydów dokonano na podstawie wstępnych wyników
uzyskanych w badaniach szklarniowych. Doświadczenie założono w 4 powtórzeniach
na poletkach o powierzchni 1m2, na których uprawiano kukurydzę lub buraki cukrowe,
w obsadzie 8 szt./m2. W każdej z upraw zapewniono jednakowe warunki glebowe oraz
nawozowe. Nasiona zaślazu, przed wysianiem do gleby, poddano działaniu wysokiej
temperatury, zalewając wrzącą wodą i pozostawiając do wystygnięcia (skaryfikacja
fizyczna). Badane herbicydy (tab. 1) aplikowano przy użyciu opryskiwacza plecakowego
Gloria o ciśnieniu roboczym 0,25 MPa i wydatku cieczy roboczej 250 l/ha. Terminy
oraz dawki stosowanych środków podano w tabeli 1. Skuteczność zabiegów oceniono
po ok. 4-5 tygodniach od momentu aplikacji, na podstawie analizy szacunkowej,
w trakcie której oszacowano procentowe zniszczenie zaślazu na poletkach traktowanych
herbicydem, w porównaniu z nieopryskiwaną kontrolą.
Herbicyd
Substancja aktywna
herbicydu
Dawka w
przeliczeniu
na ha
Callisto 100 SC
mezotrion 100 g/l
1,5 l/ha
Lontrel 300 SL
+ Safari 50 WG
+ Trend 90 EC
(adiuwant)
+ Betanal
Progress 274
OF
chlopyralid 300 g/l
+ triflusulfuron
metylowy 50%
+ etoksylowany alkohol
izodecylowy 90%
+ etofumesat 112 g/l
+ fenmedifam 91 g/l +
desmedifam 71 g/l
0,3 l
+ 30 g
+ 250 ml
+ 1,0 l
Termin aplikacji (faza
rozwojowa zaślazu
pospolitego)
3-4 liście właściwe
6-9 liści właściwych
liścienie
liścienie
+ 5-7 dni później
Tab. 1. Charakterystyka zastosowanych herbicydów oraz terminy ich aplikacji
237
3/9/12 4:31 AM
Wyniki i dyskusja
a) Stanowiska zaślazu pospolitego na terenie Dolnego Śląska. Aktualnie na terenie
woj. dolnośląskiego znanych jest 15 stanowisk zaślazu pospolitego. Pojawiły się również
doniesienia pochodzące z innych części kraju, z których wynika, że omawiany gatunek
dotarł także w okolicach Dębicy (woj. podkarpackie, powiat dębicki) i Modzurowa
(woj. śląskie, powiat raciborski). Pusz [2006] opisał przypadki pojawienia się zaślazu
pospolitego w południowych powiatach województwa opolskiego.
Skuteczność chwastobójcza herbicydów [%]
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Callisto 100 SC
Callisto 100 SC
zabieg w fazie 3-4 liści
w ł.
zabieg w fazie 6-9 liści
w ł.
Lontrel 300 SL + Safari 50 Lontrel 300 SL + Safari 50
WG + Trend 90 EC +
WG + Trend 90 EC +
Betanal Progress 274 OF Betanal Progress 274 OF
zabieg w fazie liścieni
zabieg w fazie liścieni +
zabieg po 5-7 dniach
Ryc. 2. Skuteczność zwalczania zaślazu pospolitego wybranymi herbicydami
b) Możliwości chemicznego zwalczania. W przeprowadzonym doświadczeniu
mikropoletkowym silny efekt chwastobójczy (niemal całkowite zasychanie roślin)
uzyskano stosując herbicyd Callisto 100 SC w fazie 3-4 liści właściwych zaślazu.
W takich przypadku skuteczność działania preparatu oceniono na ponad 90% (Rys.
2). Opóźniony zabieg (chwast w fazie 6-9 liści właściwych) nie był wystarczająco
efektywny, ponieważ skuteczność obniżyła się do 66% - wzrost rośliny został
zahamowany, a liście w górnej części pędu były zdeformowane, z wyraźnymi
uszkodzeniami herbicydowymi.
Skuteczność preparatu Callisto 100 SC w przeprowadzonym doświadczeniu była
zbliżona do skuteczności uzyskanej przez autorów we wcześniejszych badaniach,
realizowanych w warunkach szklarniowych oraz we wstępnych, jednorocznych
badaniach polowych [Domaradzki i in. 2008]. Wyniki sugerują, że herbicyd ten
stanowi bardzo efektywne narzędzie pozwalające na wyeliminowanie zaślazu
pospolitego z łanu kukurydzy, pod warunkiem, że zabieg zostanie przeprowadzony
we wczesnych fazach rozwojowych chwastu.
Aplikując mieszaninę Lontrel 300 SL + Safari 50 WG + Trend 90 EC + Betanal Progress
274 OF w zabiegu jednokrotnym osiągnięto skuteczność na poziomie 51%. W wyniku
dwukrotnej aplikacja powyższej kombinacji (drugi zabieg 5-7 dni po pierwszym)
uzyskano wzrost efektywności chwastobójczej do 68%. W obydwu przypadkach (zabieg
pojedynczy i podwójny) efekt działania herbicydu przejawiał się głównie zahamowaniem
wzrostu roślin. Z rolniczego punktu widzenia skuteczność ta była niewystarczająca.
238
3/9/12 4:31 AM
Zaślaz pospolity (Abutilon theophrasti Medik.) – nowy chwast...
Rys. 1. Stanowiska zaślazu
pospolitego na terenie
Dolnego Śląska
Domaradzki i in. [2008] stosując kombinację Lontrel 300 SL + Safari 50 WG
+ Trend 90 EC + Betanal Progress 274 OF w warunkach szklarniowych zaobserwowali
wysoką fitotoksyczność względem zaślazu (pojedynczy zabieg – redukcja świeżej
masy o 86%, podwójny – 97%). Również w badaniach czeskich, prowadzonych
w warunkach kontrolowanych [Jursik i in. 2004], w których stosowano m.in.
mieszaninę triflusulfuronu metylowego (substancja aktywna herbicydu Safari 50 WG)
z chlopyralidem (substancja aktywna herbicydu Lontrel 300 SL) oraz dwukrotnie,
w odstępie 10 dniowym, triflusulfuron metylowy, uzyskano zadowalający efekt
chwastobójczy, znacząco ograniczający biomasę zaślazu.
Można przypuszczać, że zaobserwowana w doświadczeniu mikropoletkowym niska
skuteczności mieszaniny Lontrel 300 SL + Safari 50 WG + Trend 90 EC + Betanal
Progress 274 OF może być wynikiem wpływu czynników siedliska: temperatury
i wilgotności powietrza, wilgotności gleby, intensywności światła oraz opadów
deszczu, które mogą znacząco modyfikować działanie środków chwastobójczych
[Kieloch 2009, Kudsk i Kristensen 1992].
Wnioski
• Herbicyd Callisto 100 SC wykazał wysoką efektywność w przypadku
zastosowania go na rośliny zaślazu będące w fazie 3-4 liści właściwych,
natomiast dużo niższą – po zastosowaniu na rośliny w fazie 6-9 liści.
• Mieszanina Lontrel 300 SL + Safari 50 WG + Trend 90 EC + Betanal Progress
274 OF ograniczała rozwój zaślazu, jednak jej efektywność nie była zadowalająca
zarówno w zabiegu pojedynczym, jak i dwukrotnym.
• Niezbędny jest monitoring chwastu oraz dalsze badania nad możliwościami
chemicznego zwalczania, a szczególnie poszukiwanie efektywnych rozwiązań
herbicydowych możliwych do zastosowania w uprawie buraka cukrowego.
239
3/9/12 4:31 AM
Literatura
Domaradzki K., Snopczyński T. 2008. Zaślaz pospolity – nowy chwast na polskich polach.
Poradnik Plantatora Buraka Cukrowego, 1: 24–26.
Domaradzki K., Snopczyński T., Jezierska-Domaradzka A. 2008. Zaślaz pospolity
(Abutilon theophrasti Medik.), nowy groźny chwast upraw polowych – charakterystyka,
występowanie i możliwości zwalczania. Prog. Plant Protection/Post. Ochr. Roślin,
48(2): 567-574.
Hagood E.S.Jr., Bauman T.T., Williams J.L.Jr., Schreiber M.M. 1980. Growth analysis of
soybeans (Glicine max) in competition with velvetleaf (Abutilon theophrasti). Weed
Sci., 28: 729–734.
Jursík M., Soukup J., Holec J. 2004. Herbicide control of velvetleaf (Abutilon theophrasti)
in sugar beet. Herbologia, 5(1): 13-21.
Kieloch R. 2009. Przyrodnicze i agrotechniczne uwarunkowania skuteczności zabiegów
chwastobójczych. Studia i raporty IUNG-PIB, 18: 79–88.
Kita W., Pusz K., Pusz W. 2003. Zaślaz pospolity (Abutilon theophrasti Medik.) – nowy,
groźny chwast w buraku? Ochrona roślin, 10: 14–15.
Kudsk P., Kristensen J.L. 1992. Effect of environmental factors on herbicide performance.
Proc. 1st International Weed Control Congress, Melbourne, Australia: 173-185.
Pągowska E., Lipa J.J. 2008. Dobrowolne Kodeksy Dobrej Praktyki jako środki ograniczające
rozprzestrzenianie się obcych gatunków inwazyjnych i kwarantannowych. Prog. Plant
Protection/Post. Ochr. Roślin, 48(1): 47-51.
Pusz W. 2006. Zaślaz pospolity - nowy chwast w uprawach buraków już na Opolszczyźnie.
Kurier Rolniczy, 05: 7.
Schweizer E.E., Bridge L.D. 1982. Sunflower (Helianthus annus) and velvetleaf (Abutilon
theophrasti) interference in sugarbeets (Beta vulgaris). Weed Sci., 30: 514–519.
Varga P., Béres I., Reisinger P. 2000. The role of weeds on the yields of maize in arable land
experiments. Hungarian Weed Research and Technology, 1: 45-52.
Zakład Herbologii i Technik Uprawy Roli we Wrocławiu
Państwowy Instytut Badawczy w Puławach
Al. Partyzantów 57, 24-100 Puławy
Opiekun naukowy: dr hab. Krzysztof Domaradzki, prof. nadzw.
240
3/9/12 4:31 AM
Bartłomiej Spyrka
EPISTEME
12/2011, t. I
s.241-246
ISSN 1895-4421
Powstawanie uszkodzeń mechanicznych bulw ziemniaka
w zależności od warunków termicznych panujących
podczas zbioru
The formation of mechanical damage of potato tubers,
depending on the prevailing thermal conditions during
harvest
Abstrakt: W trzyletnich badań prowadzonych na plantacjach ziemniaka frytkowego uprawianego
na glinie lekkiej (klasa IVa) analizowano wielkość uszkodzeń powstających w trakcie zbioru
w zależności od warunków termicznych. Próby pobierano dwukrotnie w ciągu dnia, tj.
w godzinach 700 – 800 oraz 1400 – 1500, z trzech miejsc na kombajnie (taśma sitowa, stół selekcyjny
i zbiornik). Następnie próby były przechowywane w przechowalni z regulowaną temperaturą,
a przed określeniem wielkości i ilości uszkodzeń umieszczane w szafie klimatycznej MTS
Bionix® EnviroBath (hot box). Uszkodzenia mechaniczne określano na podstawie metodyki
zalecanej przez IHAR [1999], klasyfikując bulwy na nieuszkodzone oraz z uszkodzeniami
płytkimi i głębokimi. Wykazano, że warunki termiczne w istotny sposób wpływają na wielkość
oraz ilość uszkodzeń mechanicznych. W wyższych temperaturach zmniejsza się udział bulw
uszkodzonych.
Słowa kluczowe: ziemniak, uszkodzenia mechaniczne, temperatura
Summary: The three-year study conducted at the farm potato chips intended for grown on light
clay (class IVa) analyzed the size of lesions formed during the harvest, depending on thermal
conditions. Samples were taken twice a day, that is, at times 7 – 8 AM and 2 – 3 PM, with
three seats on the combine (tape sieve, a table selector and container). Then the samples were
stored in a temperature-controlled vault, and before the size and amount of damages included in
the climate cabinet MTS Bionix® EnviroBath (hot box). Mechanical damage was determined
based on the methodology recommended by IHAR [1999], classifying the undamaged tubers and
shallow and deep damage. It was shown that the temperature conditions have a significant impact
on the size and number of mechanical defects. At higher temperatures reduces the proportion of
damaged tubers.
Key words: potato, mechanical damages, temperature
241
3/9/12 4:31 AM
Bartłomiej Spyrka
Wstęp
Znaczenie gospodarcze ziemniaka w Polsce związane jest z jego wszechstronnym
wykorzystaniem, specyficznymi warunkami klimatycznymi oraz dużą ilością gleb
lekkich stanowiących około 65% całkowitej powierzchni gruntów ornych.
Chcąc uzyskać wysokie ceny za wyprodukowany surowiec, należy zwrócić
szczególną uwagę na uszkodzenia powstające podczas zbioru (obicia, skaleczenia),
gdyż w znacznym stopniu pogarszają one jakość surowca [Krzysztofik i in. 2006]. Na
powstawanie uszkodzeń mechanicznych wpływa szereg warunków agrotechnicznych
oraz biologicznych, a w szczególności temperatura panująca w trakcie zbioru bulw
[Gastoł 1985; Marks i in. 1993; Lutomirska 2009]. Z badań Marksa i in. [1993]
wynika, że zbiór ziemniaków prowadzony przy temperaturze gleby powyżej 10oC,
w znacznym stopniu przyczynia się do zmniejszenia ilości uszkodzeń mechanicznych
bulw wywoływanych przez elementy robocze maszyn.
Uszkodzenia bulw ziemniaka obniżają wartość surowca, a także ograniczają
możliwości dłuższego przechowywania w przechowalniach. Celem badań było
określenie wpływu warunków termicznych na powstawanie oraz wielkość uszkodzeń
mechanicznych bulw ziemniaka.
Materiał i metody
W badaniach prowadzonych w latach 2008 – 2010 na plantacjach wielkoobszarowych
ziemniaka do produkcji frytek analizowano wielkość uszkodzeń mechanicznych bulw
powstających w trakcie zbioru w zależności od warunków termicznych.
Badania prowadzono na plantacjach położonych w województwie dolnośląskim,
w powiecie złotoryjskim na glebach brunatnych, o składzie granulometrycznym gliny
lekkiej, klasy bonitacyjnej IVa.
Podczas zbioru pobierano 4-kilogramowe próby w trzech powtórzeniach, dwukrotnie
w ciągu dnia, tj. w godzinach 700 – 800 oraz 1400 – 1500, z trzech miejsc na kombajnie
(taśma sitowa, stół selekcyjny i zbiornik). Mierzono także temperaturę powietrza, gleby
(30 pomiarów) oraz bulw (10 pomiarów dla każdego powtórzenia) elektronicznym
termometrem z sondą zewnętrzną o dokładności 0,1oC. Do analiz pobrano 18 prób
o łącznej masie 72 kg z powierzchni 180m2.
Po pobraniu próby zmagazynowano w przechowalni z regulowaną temperaturą
na okres 4 tygodni, a po okresie przechowywania próby umieszczono w szafie
klimatycznej MTS Bionix® EnviroBath (hot box) utrzymującej temperaturę 33oC
i wilgotność 100%. Po 15-godzinnej inkubacji bulwy obrano i posortowano na
bulwy nieuszkodzone oraz z uszkodzeniami zewnętrznymi i wewnętrznymi zgodnie
z metodyką zalecaną przez IHAR [1999]. Udział bulw z poszczególnymi uszkodzeniami
wyrażono w procentach wagowych, a ogólny wskaźnik uszkodzeń wyrażono jako
sumę uszkodzeń zewnętrznych i wewnętrznych. Badania przeprowadzono metodą
kompletnej randomizacji. Wyniki opracowano statystycznie stosując analizę wariancji
jednoczynnikową. Dla cech istotnych obliczono analizę regresji.
242
3/9/12 4:32 AM
Powstawanie uszkodzeń mechanicznych bulw ziemniaka...
Doświadczenia prowadzono na odmianie Markies. Jest to odmiana późna, o wysokim
potencjale plonotwórczym i dużej odporności na uszkodzenia mechaniczne,
przeznaczona do produkcji frytek oraz chipsów. Zbiór przeprowadzono w II dekadzie
października kombajnem Grimme SE 170-60.
Średnie miesięczne temperatury powietrza w okresie wegetacji (Wyk. 1),
w porównaniu z temperaturami z wielolecia różniły się w przedziale od 0,4 do 3,2oC,
a ich przebieg nie wywierał istotnego wpływu na rozwój roślin.
WyniKi
Warunki termiczne podczas zbioru miały istotny wpływ na powstawanie oraz
wielkość uszkodzeń mechanicznych bulw ziemniaka. Wraz ze wzrostem temperatury
podczas zbioru zmniejszał się ogólny wskaźnik uszkodzeń (Wyk. 2). Drugi
rok badań charakteryzował się największą liczbą uszkodzeń mechanicznych,
a najlepszymi warunkami do zbioru wyróżnił się ostatni rok badań, w którym ogólna
liczba uszkodzeń była niższa o około 6% w porównaniu do roku 2008 i około 16%
w porównaniu do roku 2009. Warunki termiczne podczas zbioru w godzinach
popołudniowych obniżyły liczbę uszkodzeń o 2,5 do 4% w porównaniu do zbioru w
godzinach wczesno porannych.
Analizując miejsce pobierania bulw na kombajnie (Wyk. 3 i 4), stwierdzono, że
procentowy udział bulw z uszkodzeniami wzrastał wraz z ich przemieszczaniem po
elementach roboczych maszyny. Ogólny procentowy wskaźnik uszkodzeń wahał się
od około 4 % na I taśmie sitowej do ponad 11% w zbiorniku.
Na podstawie wykresów zależności między uszkodzeniami a temperaturą gleby oraz
bulw (Wyk. 5 – 12) stwierdzono, że udział bulw uszkodzonych zależy od warunków
termicznych panujących podczas zbioru.
Ryc. 1. Średnie miesięczne temperatury powietrza dla lat 2008, 2009 i 2010 oraz wielolecia
243
3/9/12 4:32 AM
Bartłomiej Spyrka
Ryc. 2. Wskaźnik uszkodzeń w latach
Ryc. 3. Uszkodzenia zewnętrzne w zależności od miejsca pobrania na kombajnie
Ryc. 4. Uszkodzenia wewnętrzne w zależności od miejsca pobrania na kombajnie
244
3/9/12 4:32 AM
Powstawanie uszkodzeń mechanicznych bulw ziemniaka...
Ryc. 5 i 6. Zależność między wskaźnikiem uszkodzeń a temperaturą gleby rano
Ryc. 7 i 8. Zależność między wskaźnikiem uszkodzeń a temperaturą gleby po południu
Ryc. 9 i 10. Zależność między wskaźnikiem uszkodzeń a temperaturą bulwy rano
Ryc. 11 i 12. Zależność między wskaźnikiem uszkodzeń a temperaturą bulwy po południu
245
3/9/12 4:32 AM
Bartłomiej Spyrka
Dyskusja i wnioski
Badania przeprowadzone na plantacjach ziemniaków przeznaczonych do produkcji
frytek wykazały na istotną zależność między wielkością i liczbą uszkodzeń
mechanicznych bulw a warunkami termicznymi panującymi podczas zbioru. Wraz ze
wzrostem temperatury powietrza rosła temperatura gleby oraz bulw, co przyczyniło
się do wzrostu ich odporności na uszkodzenia mechaniczne. Podobne wyniki uzyskali
także inni badacze [McRae i Fleming 1994; Marks i in. 1996; Prośba-Białczyk i Spyrka
2010]. Ponadto Marks i współpracownicy [1996] wykazali, że spadek temperatury
wewnątrz bulwy podnosi jej podatność na uszkodzenia, ponieważ wzrasta jej turgor.
Literatura
• Gastoł J. 1985. Wpływ temperatury gleby na uszkodzenia mechaniczne powstające w
czasie zbioru. Biul. Inst. Ziemn. 33: 30-48.
• Krzysztofik B., Marks N., Nawara P. 2006. Porównanie cech jakościowych bulw ziemniaka
po zbiorze i po przechowywaniu. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. z. 511, (cz. II): 369-377.
• Lutomirska B. 2009. Uszkodzenia mechaniczne bulw ziemniaka. Wieś Jutra, 2(127): 2728.
• Marks N., Baran P., Sobol Z. 1993. Wpływ rozkładu opadów w okresie wegetacji na
wielkość mechanicznych uszkodzeń bulw ziemniaka. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. z. 408.
s. 319-328.
• Marks N., Krzysztofik B., Sobol Z., Baran D., Baran P. 1996. Wpływ warunków
klimatycznych i składu chemicznego bulw ziemniaka na powstawanie mechanicznych
uszkodzeń podczas zbioru. Zesz. Probl. Post. Nauk Rol. 444: 239-246.
• McRae D. C., Fleming J. 1994. Potato damage – where it occurs and how to avoid it. Potato
Marketing Board. Oxford. ss. 32.
• Prośba-Białczyk U., Spyrka B. 2010. Wpływ niektórych czynników siedliskowych na
powstawanie uszkodzeń mechanicznych bulw ziemniaka. Zesz. Probl. Post. Nauk. Rol.
z. 557 (Praca przyjęta do druku).
Bartołomiej Spyrka
ul. C.K. Norwida 25/27, 50-001 Wrocław
Opiekun naukowy: prof. dr hab. Urszula Prośba-Białczyk
246
3/9/12 4:32 AM
Bernadeta Strochalska
Lesław Zimny
EPISTEME
12/2011, t. I
s.247-253
ISSN 1895-4421
ZWIĘZŁOŚĆ GLEBY W KONSERWUJĄCEJ UPRAWIE BURAKA CUKROWEGO
SOIL CONCISENESS IN A CONSERVING CULTIVATION OF SUGAR BEET
Abstrakt: Celem badań było poznanie wpływu różnych wariantów konserwującej uprawy
buraka cukrowego na zmiany zwięzłości gleby. Badania prowadzono w latach 2008-2010
w Rolniczym Zakładzie Doświadczalnym Swojec należącym do Uniwersytetu Przyrodniczego
we Wrocławiu. Doświadczenie założono metodą split-plot w 3 powtórzeniach na glebie
kompleksu żytniego dobrego. Czynnikiem pierwszego rzędu były zróżnicowane systemy uprawy
konserwującej, a czynnikiem drugiego rzędu dwa poziomy nawożenia azotowego: optymalne –
1 N (120 kg·ha-1) i obniżone 2/3 N (80 kg·ha-1). Wiosną najwyższą zwięzłość gleby odnotowano
na poletkach z klasyczną uprawą konserwującą, a jesienią na poletkach zmulczowanych żytem.
Najniższą zwięzłość gleby w obu terminach badań stwierdzono na poletkach po zastosowaniu
słomy z minimalną uprawą gleby. Obniżona dawka azotu, w porównaniu z optymalną, wpłynęła
na spadek zwięzłości gleby wiosną średnio o 3,4%, a jesienią średnio o 8,3%.
Słowa kluczowe: uprawa konserwująca, burak cukrowy, mulcz, zwięzłość gleby
Summary: The aim of the research was to learn about the influence of varieties of conserving
cultivation of sugar beet on the changes in soil conciseness. The research was conducted at the
Swojec Agricultural Experimental Institute, part of the Wrocław University of Environmental
and Life Sciences, in the years 2008-10. The experiment was based on the split-plot method, and
repeated 3 times in good rye complex soil. Varied systems of conserving cultivation were the
first-rate factor and two levels of nitrogen fertilization were the second-rate factor: the optimal
one – 1 N (120 kg·ha-1) and the lowered one – 2/3 N (80 kg·ha-1). In spring the highest soil
conciseness was observed in plots mulched with rye. The lowest soil conciseness, in both terms,
was established in the plots after using straw and with minimal soil cultivation. The decreased
nitrogen dose, when compared with the optimal one, influenced the decrease in soil conciseness
by 3,4% on average in spring, and by 8,3% on average in autumn.
Key words: conserving cultivation, sugar beet, mulch, soil conciseness
247
3/9/12 4:32 AM
Bernadeta Strochalska, Lesław Zimny
Wstęp
Uproszczenia w uprawie roli stosowane w uprawie buraka cukrowego prowadzą
do zmian właściwości fizycznych gleby oraz wpływają na plon i jego jakość. Jedną
z cech fizycznych, która reaguje na modyfikacje uprawy jest zwięzłość gleby. Uprawa
konserwująca jest systemem uprawy z wykorzystaniem mulczowania, mającym na
celu ochronę gleby przed degradacją oraz zachowanie jej produktywności [Zimny
1999]. Burak cukrowy, jak i inne rośliny jare uprawiane w szerokich rzędach, sieje
się w przemarznięty międzyplon ścierniskowy lub ozimą roślinę okrywową po jej
zniszczeniu. Siew może następować bezpośrednio w mulcz lub po płytkim wymieszaniu
biomasy z rolą. Plony korzeni buraków uprawianych w tym systemie są stosunkowo
duże i dorównują plonom korzeni z uprawy tradycyjnej [Dzienia i in. 2005]. Uprawa
konserwująca buraka cukrowego z zastosowaniem międzyplonu ścierniskowego jest
dość dobrze poznana pod względem plonowania [Rajewski 2009, Kuc 2006, Kordas
2000, Szymczak-Nowak i in. 2002]. Niewiele jest badań dotyczących właściwości
fizycznych gleby, w tym zwięzłości w uprawie konserwującej buraka cukrowego
z zastosowaniem mulczu z roślin ozimych.
Celem badań było poznanie wpływu zastosowanych mulczów na zmiany zwięzłości
gleby w okresie wschodów i zbioru w konserwującej uprawie buraka cukrowego.
Materiał i metody
Doświadczenie realizowano w latach 2008–2010 w Rolniczym Zakładzie
Doświadczalnym Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu, jako ścisłe
dwuczynnikowe doświadczenie polowe. Założono je metodą split-plot w trzech
powtórzeniach na glebie średniej, kompleksu żytniego dobrego. Przedplonem
była pszenica ozima. Przed założeniem doświadczenia pole zostało zwapnowane
i zgłęboszowane.
W doświadczeniu uwzględniono dwa czynniki. Czynnikiem pierwszego rzędu były
zróżnicowane systemy uprawy konserwującej. Na obiekcie 1 (kontrola) stosowano
tradycyjną uprawę konserwującą (międzyplon ścierniskowy – gorczyca biała
pozostawiony do wiosny). Rozdrobnioną słomę przedplonową przykryto kultywatorem
podorywkowym (obiekt 2) lub po wymieszaniu broną zębową pozostawiono do
wiosny w formie mulczu (obiekt 3). Na pozostałych obiektach uprawiano żyto
(obiekt 4) i wykę ozimą (obiekt 5) jako międzyplonowe rośliny okrywowe, które po
przedsiewnym zniszczeniu posłużyły jako mulcz. Na obiektach 2, 3, 4, 5 wczesną
wiosną zastosowano herbicyd totalny (Roundup Energy 450 SL 2,5 l·ha-1) w celu
zniszczenia międzyplonów i chwastów, a przed siewem agregat uprawowy złożony
z brony wirnikowej i wału strunowego. Czynnikiem drugiego rzędu były dwa poziomy
nawożenia azotowego: optymalne – 1 N (120 kg·ha-1) i obniżone – 2/3 N (80 kg·ha-1).
Jesienią wysiano superfosfat potrójny 40% (60 kg P·ha-1) i sól potasową 60% (80 kg
K·ha-1) zgodnie z zasobnością gleby. Burak cukrowy odmiany Jagoda wysiewano na
gotowo w rozstawie 0,18 x 0,45 m mechanicznym siewnikiem punktowym. Chwasty
zwalczano chemicznie metodą dawek dzielonych preparatami: Betanal Elite 274 EC
(1 l·ha-1), Goltix 700 SC (1 l·ha-1) i Kemiron Koncentrat 500 EC (0,2 l·ha-1).
248
3/9/12 4:32 AM
Zwięzłość gleby w konserwującej uprawie buraka cukrowego
Zwięzłość gleby zmierzono elektronicznym penetrometrem glebowym
w 3 powtórzeniach na poletku. Badania wykonano w okresie wschodów oraz w terminie
zbioru buraka cukrowego w międzyrzędziach – w miejscach nieugniecionych przez
sprzęt rolniczy. Wyniki badań poddano analizie wariancji przy poziomie istotności 0,05.
Wyniki badań
W okresie wschodów buraka cukrowego zaobserwowano istotne zróżnicowanie
zwięzłości gleby systemami uprawy we wszystkich badanych warstwach (tab. 1).
W warstwie 0-5 cm i 15-20 cm zwięzłość gleby była najwyższa na poletkach ze
słomą wymieszaną kultywatorem, odpowiednio 0,25 i 1,84 MPa, a w pozostałych
warstwach (5-10, 10-15 i 20-25 cm) na poletkach zmulczowanych gorczycą – kontrola.
W warstwie 5-25 cm najmniejszą zwięzłością charakteryzowała się gleba ze słomą
wymieszaną broną. Natomiast w warstwie 0-5 cm najmniejszą zwięzłość gleby (0,14
MPa) zanotowano na poletkach kontrolnych. W warstwie 5-10 cm zwięzłość gleby
na poletkach ze słomą była niższa o 9,9% od kontroli, a na poletkach z mulczami
z roślin ozimych o 5,0%. Dawki azotu i interakcja obu czynników doświadczenia nie
wpłynęły istotnie na tę cechę. Zwięzłość gleby na poletkach z obniżoną dawką azotu
była niższa średnio o 3,4% w porównaniu z dawką wyższą.
Systemy uprawy
1N
2/3 N
Średnio
1N
0–5 cm
2/3 N
Średnio
5–10 cm
1. Gorczyca - mulcz
0,15
0,12
0,14
1,12
0,90
1,01
2. Słoma przykryta kult.
0,28
0,21
0,25
1,01
0,80
0,91
3. Słoma wymieszana broną
0,22
0,19
0,20
0,90
0,91
0,91
4. Żyto - mulcz
0,24
0,21
0,23
0,99
0,92
0,96
5. Wyka oz. - mulcz
0,20
0,12
0,16
0,93
0,96
0,95
0,22
0,17
–
0,99
0,90
–
Średnio
NIR 0,05 systemy uprawy
0,08
r.n.
NIR 0,05 dawki azotu
r.n.
r.n.
NIR 0,05 interakcja
r.n.
r.n.
10–15 cm
15–20 cm
1. Gorczyca - mulcz
1,78
1,47
1,63
1,87
1,61
1,74
1,52
1,39
1,46
1,72
1,96
1,84
1,09
1,28
1,19
1,09
1,29
1,19
249
3/9/12 4:32 AM
4. Żyto - mulcz
1,37
1,29
1,33
1,41
1,45
1,43
5. Wyka oz. - mulcz
1,27
1,36
1,32
1,51
1,46
1,49
1,41
1,36
–
1,52
1,55
–
Średnio
0,23
0,31
r.n.
r.n.
NIR 0,05 interakcja
r.n.
r.n.
20–25 cm
0–25 cm
1. Gorczyca - mulcz
1,98
1,76
1,87
1,38
1,17
1,28
1,75
1,56
1,66
1,26
1,19
1,22
1,19
1,41
1,30
0,90
1,02
0,96
4. Żyto - mulcz
1,62
1,62
1,62
1,13
1,10
1,12
5. Wyka oz. - mulcz
1,70
1,57
1,63
1,12
1,10
1,11
1,65
1,58
–
1,16
1,12
–
Średnio
0,27
0,16
r.n.
r.n.
NIR 0,05 interakcja
r.n.
r.n.
Tab. 1. Zwięzłość gleby w okresie wschodów buraka cukrowego w MPa (średnie z lat 2008–
2010)
Systemy uprawy
1N
2/3 N
Średnio
1N
0–5 cm
2/3 N
Średnio
5–10 cm
1. Gorczyca - mulcz
1,11
0,95
1,03
3,16
2,25
2,71
0,90
0,99
0,94
2,25
2,13
2,19
1,51
1,55
1,53
3,36
3,47
3,41
4. Żyto - mulcz
1,68
1,46
1,57
3,21
2,91
3,06
5. Wyka oz. - mulcz
1,35
1,32
1,34
2,67
2,55
2,61
Średnio
1,31
1,25
–
2,93
2,66
–
250
3/9/12 4:32 AM
0,34
0,67
r.n.
r.n.
NIR 0,05 interakcja
r.n.
r.n.
10–15 cm
15–20 cm
1. Gorczyca - mulcz
4,10
3,16
3,63
3,99
3,05
3,52
3,20
2,70
3,00
3,29
3,16
3,23
3,21
3,60
3,40
3,37
3,44
3,41
4. Żyto - mulcz
3,60
3,60
3,60
3,93
3,48
3,70
5. Wyka oz. - mulcz
3,00
2,55
2,77
3,28
2,66
2,97
Średnio
3,42
3,11
–
3,57
3,16
–
0,56
r.n.
r.n.
r.n.
NIR 0,05 interakcja
r.n.
r.n.
20–25 cm
0–25 cm
1. Gorczyca - mulcz
4,04
3,10
3,57
3,28
2,50
2,89
3,44
4,06
3,75
2,61
2,61
2,61
3,65
3,76
3,70
3,02
3,16
3,10
4. Żyto - mulcz
3,93
3,50
3,71
3,27
2,98
3,13
5. Wyka oz. - mulcz
3,78
3,30
3,54
2,82
2,48
2,65
Średnio
3,77
3,54
–
3,0
2,75
–
r.n.
r.n.
r.n.
r.n.
NIR 0,05 interakcja
r.n.
r.n.
Tabela 2. Zwięzłość gleby w okresie zbioru buraka cukrowego w MPa (średnie z lat 2008–
2010)
251
3/9/12 4:32 AM
Dyskusja
Uzyskane wyniki znajdują potwierdzenie w badaniach Rajewskiego [2009], który
stwierdził najmniejszą zwięzłość gleby po zastosowaniu uprawy zerowej (słoma
pozostawiona do wiosny i siew bezpośredni). W przeprowadzonym doświadczeniu
najmniejszą zwięzłość gleby badaną wiosną i jesienią stwierdzono na poletkach ze
słomą i minimalną uprawą gleby. Natomiast w pracy Kuca [2006], gdzie zastosowano
minimalną uprawę gleby (bronowanie) oraz Pabina i in. [2000], gdzie zastosowano
tylko płytkie spulchnienie do 10 cm i siew bezpośredni odnotowano wzrost
zwięzłości gleby. W uprawie buraka cukrowego stosowanie uproszczonych systemów
prowadzi na ogół do negatywnych zmian w środowisku glebowym, zwłaszcza
właściwości fizycznych i chemicznych gleby [Dzienia i in. 1995, Tebrügge 1994].
Badania Radeckiego [1986] i Włodka i in. [1999] pokazują, że wyeliminowanie
uprawy przedzimowej i wiosennej w uprawie buraka cukrowego powoduje
w okresie wschodów wyraźny wzrost zwięzłości gleby. Gutmański [1991] twierdzi, że
nadmierna zwięzłość gleby przyczynia się do deformacji korzeni buraka cukrowego
oraz niedostatecznego zagłębienia ich w glebie. Z kolei Włodek i in. [1999] doszli do
wniosku, że uproszczenia w uprawie roli przyczyniają się do zbitości gleby w okresie
wschodów, zwłaszcza w wierzchniej warstwie gleby. Uzyskane wyniki potwierdziły
to jedynie w przypadku gleby zmulczowanej gorczycą.
Wnioski
• Spośród zastosowanych systemów uprawy konserwującej buraka cukrowego
najmniejszą zwięzłość gleby stwierdzono na poletkach po zastosowaniu słomy
z minimalną uprawą gleby.
• Największą zwięzłością gleby wiosną charakteryzowały się poletka z klasyczną
uprawą konserwującą, a jesienią – poletka zmulczowane żytem.
• Obniżona dawka azotu, w porównaniu z optymalną, wpłynęła na spadek
zwięzłości gleby wiosną średnio o 3,4%, a jesienią średnio o 8,3%.
Bibliografia
Dzienia S., Piskier T., Wereszczaka J. 1995. Wpływ roślin mulczujących na wybrane
właściwości fizyczne gleby po zastosowaniu siewu bezpośredniego bobiku. Mat. konf.
„Siew bezpośredni w teorii i praktyce”. Szczecin – Barzkowice, 57–61
Dzienia S., Zimny L., Weber R. 2006. Najnowsze kierunki w uprawie roli i technice siewu.
Fragm. Agron. 2, 227-241.
Gutmański I. 1991. Produkcja buraka cukrowego. PWRiL, Poznań.
Kordas L. 2000. Studia nad optymalizacją uprawy buraka cukrowego na glebie średniej.
Rozpr. 171, AR Wrocław.
Kuc P. 2006. Optymalizacja produkcji buraka cukrowego w warunkach różnych systemów
uprawy. Praca doktorska, AR Wrocław.
252
3/9/12 4:32 AM
Pabin J., Włodek S., Biskupski A., Runowska-Hrynczuk B., Kaus A. 2000. Ocena
właściwości fizycznych gleby i plonowania roślin przy stosowaniu uproszczeń
uprawowych. Inż. Rol. 6, 213–219.
Radecki A. 1986. Studia nad możliwością zastosowania siewu bezpośredniego na czarnych
ziemiach właściwych. Rozpr. Nauk. i Monografie SGGW-AR Warszawa.
Rajewski J. 2009. Zastosowanie uprawy konserwującej w produkcji buraka cukrowego.
Praca doktorska, AR Wrocław.
Szymczak-Nowak J., Kostka-Gościniak D., Nowakowski M., Gutmański I. 2002. Systemy
uprawy buraka na różnych glebach. Cz. 6. Wybrane pomiary biometryczne. Biul.
IHAR 222, 349-354.
Tebrügge F. 1994. Introduction to the EU-Concerted Action: Experience with the
applicability of on-tillage crop production in the West-European countries. Procedings
of the EC-Workshop-I, 5-9.
Włodek S., Pabin J., Biskupski A., Kaus A. 1999. Skutki uproszczeń roli w zmianowaniu.
Fol. Univ. Agric. Stetin. 195, Agricultura 74, 39-45
Zimny L. 1999. Uprawa konserwująca. Post. Nauk Rol. 5, 41-51.
Bernadeta Strochalska
pl. Grunwaldzki 24 A, 50-363 Wrocław
e-mail: bernadeta.strochalska@gmail.com
Opiekun naukowy: Prof. dr hab. Lesław Zimny
253
3/9/12 4:32 AM
3/9/12 4:32 AM
Beata Szafrańska
EPISTEME
12/2011, t. I
s.255-260
ISSN 1895-4421
ANALIZA ZMIAN KIERUNKU UŻYTKOWANIA GRUNTÓW WE WSI RODAKI
ANALYSIS OF CHANGES TOWARDS OF LAND USE IN RODAKI VILLAGE
Abstrakt: Praca dotyczy zagadnień związanych z transformacją użytków gruntowych w celu
osiągnięcia optymalnego stanu użytkowania gruntów, koncentrując się na stworzeniu koncepcji
systemu informacji przestrzennej zawierającej dane, cechy i metody użyteczne w racjonalnym
zarządzaniu przestrzenią planistyczną. Zastosowano metodę Tomasza Bajerowskiego, do
określenia optymalnego sposobu użytkowania terenu. Przyjęto założenie, że na podstawie
56 cech oraz materiałów geodezyjno-kartograficznych, możliwe jest wstępne określenie
optymalnej funkcji danego obszaru wraz z kierunkami rozwoju. Do analizy zaproponowano
wieś Rodaki z gminy Klucze, będącej pod wpływem dwóch dużych aglomeracji miejskich,
użytków ekologicznych i obszarów chronionych. Efektem końcowym pracy jest wyodrębnienie
stref obszarowych na podstawie klasyfikacji funkcjonalnej terenu oraz określenie stopnia
dezaktualizacji treści map, stanowiących zasób geodezyjno-kartograficzny.
Słowa kluczowe: geodezja rolna, użytki rolne i leśne, rozwój obszarów wiejskich
Summary: This paper concerns issues related to the transformation of arable land in order to
achieve an optimal land use, focusing on the creation of the concept of land information system
containing data attributes and methods useful in the rational management of space planning. The
method of Tomasza Bajerowskiego to identify optimal land use. It is assumed that, based on 56
attributes, and geodesy and cartographic materials, it is possible to pre-determine the optimal
function of the area, together with developments. For the analysis of the proposed Rodaki village
from commune Klucze, influenced by two major urban areas, ecological protected areas. The
end result of work is to separate the zone area on the basis of the functional classification of land
and to determine the degree of obsolete content maps, which are the geodesic and cartographic
resource.
Key words: surveying agricultural, agricultural and forest grounds, rural development
255
3/9/12 4:32 AM
Beata Szafrańska
Wstęp
Sposób użytkowania każdego obszaru jest wynikiem wzajemnego oddziaływania
stanu społeczno-gospodarczego oraz cech fizycznych tego obszaru.
Jednym z wielu problemów planisty, czyli człowieka zarządzającego przestrzenią jest
określenie prawidłowej funkcji danego obszaru oraz wybór momentu przekształcenia
funkcji aktualnie obserwowanej w funkcję maksymalizującą dany obszar. Nie jest
możliwe określenie, jakim przeobrażeniom (transformacjom) ulegnie pojedynczy
kontur danego stanu użytkowania, ale już chociażby na podstawie obserwacji
dotychczasowych tendencji można z dużym prawdopodobieństwem określić jak
zwykle zmienia się dany stan w ogólności, w jakim kierunku przeważnie ewoluuje,
a więc można określić tendencje jego zmian, kierunek przekształceń wynikający
z parametrów przestrzeni [Bajerowski, 1996].
Metoda opracowana przez Tomasza Bajerowskiego pozwala wskazać możliwość
wstępnego określenia optymalnego sposobu użytkowania ziemi przy wykorzystaniu
zaledwie kartograficznej metody badań i inwentaryzacji terenowej.
Materiały i metodyka badań
Badaniem objęto wieś Rodaki, położoną w gminie Klucze, w północno-zachodniej
części województwa małopolskiego. Do roku 1999 gmina Klucze znajdowała się
w granicach administracyjnych byłego województwa katowickiego. Rozwinięty
przemysł wydobywczy i papierniczy, sąsiedztwo Pustyni Błędowskiej, objętej
programem ochrony NATURA 2000, liczne pomniki przyrody oraz słabe gleby
powodują dużą różnorodność funkcyjną wsi.
W celu określenia optymalnego stanu użytkowania dla obszaru badanego, przyjęto
56 cech identyfikowalnych na mapie ewidencyjnej w skali 1:2000 oraz na mapie
topograficznej w skali 1:10 000. Do analizy walorów glebowych, wykorzystano
mapę glebowo-rolniczą w skali 1:5000. Mapę ewidencyjną podzielono na kwadraty
o wymiarach 10x10 cm w skali mapy, odpowiadających 4 ha w terenie. W ten
sposób otrzymano 360 pól podstawowych (kwadratów obliczeniowych). Każde pole
podstawowe zostało zinwentaryzowane według cech przestrzeni tworzących tzw.
„macierz cech wywołujących optymalne użytkowanie ziemi”, zaprojektowaną przez
Tomasza Bajerowskiego.
Poszczególne elementy macierzy informują, z jaką, „procentową siłą” dana cecha
generuje potrzebę wprowadzenia na obszarze analizowanego pola podstawowego,
jednej z dziesięciu niżej wymienionych funkcji. Liczba ujemna oznacza wykluczenie
danej cechy, natomiast dodatnia – określa funkcję, jaką spełnia dane pole. W przypadku
wystąpienia dwóch takich samych wartości maksymalnych (dodatnich) lub bardzo
zbliżonych, przyjęto je równocześnie i uznano za dominujące. Pozwoliło to na określenie
bardziej prawdopodobnej możliwości ewolucji stanu aktualnego w stan optymalny.
W efekcie zastosowanej metody poszczególne pola podstawowe otrzymały
przyporządkowane optymalne (najbardziej prawdopodobne) funkcje użytkowania
obszaru – powstała macierz użytkowania tego obszaru.
256
3/9/12 4:32 AM
Analiza zmian kierunku użytkowania gruntów we wsi Rodaki
Przyjęto następujące funkcje terenu:
• Funkcja rolna – grunty orne – R
• Funkcja rolna – pastwiska – PS
• Funkcja rolna – łąki – Ł
• Funkcja leśna – produkcyjna –LsP
• Funkcja leśna – ekologiczno-ochronna – LsE
• Funkcja rekreacyjna – rekreacja indywidualna – Wi
• Funkcja rekreacyjna – rekreacja zbiorowa – Wz
• Funkcja rekreacyjna – rekreacja bez zabudowy – Wn
• Funkcja osiedlowa – tereny zabudowane –B
• Funkcja przemysłowa – infrastruktura – P
• Funkcja handlowo-usługowa – H-U [Bajerowski, 1996, Ogryzek, 2007].
Jako kryterium kwalifikacji przyjęto 70% przewagę danego użytku gruntowego.
W przypadku braku możliwości jednoznacznego wyodrębnienia sposobu użytkowania,
przyjmowano dwa o charakterze dominującym.
W celu potwierdzenia aktualności treści danych z ewidencji gruntów i budynków,
wykonano inwentaryzację terenową stanu użytkowania gruntów badanego obszaru.
Szczególnie zwrócono uwagę na rodzaj i granice zasięgu, poszczególnych użytków
gruntowych, wykazanych w ewidencji gruntów i budynków. Istotnym materiałem,
była wiedza na temat aktualnego stanu użytkowania ziemi, zwłaszcza gruntów ornych
odłogowanych. Inwentaryzacja terenowa wykazała, że powierzchnia gruntów ornych
w stosunku do danych z ewidencji gruntów uległa zmniejszeniu o 13%, użytków
zielonych o 21%, a sadów o 40%. Stwierdzono natomiast, wzrost powierzchni
gruntów leśnych o 20%. Wynika to z wieloletniego odłogowania gruntów, co
spowodowało na znacznych obszarach niekontrolowaną naturalną sukcesję drzew.
Ponadto wiele powierzchni zostało zalesionych. Niestety znaczna części zalesień
tworzy szachownicę działek z gruntami rolnymi, co stoi w sprzeczności z ideą
uporządkowania rolniczej przestrzeni produkcyjnej. Wiek zalesień waha się od kilku
do kilkunastu lat, co świadczy między innymi o zupełnym zaniechaniu aktualizacji
ewidencji gruntów w zakresie użytków gruntowych.
Na podstawie badań terenowych wykonano mapę w skali 1:2000 inwentaryzacji
terenu, na podkładzie mapy ewidencyjnej, którą podzielono na 360 pól podstawowych
o optymalnych funkcjach użytkowania terenu, analogicznie jak w przypadku mapy
ewidencyjnej. Na ryc. 1 przedstawiono wyniki analizy sporządzonego stanu aktualnego
dla obu map i zaznaczono te obszary, dla których funkcja terenu zmieniła się.
Wykonano aktualny stan użytkowania zarówno dla mapy ewidencyjnej jak i dla
mapy inwentaryzacji terenowej. Porównanie obydwu stanów ukazało dość znaczące
różnice. Mając na uwadze nieaktualność mapy ewidencyjnej, jako bazowy przyjęto
materiał z mapy inwentaryzacji terenowej.
257
3/9/12 4:32 AM
Beata Szafrańska
Wszystkie badania wykonano metodą kartograficzną, do opracowań graficznych
wykorzystano program MicroStation, natomiast obliczenia (analizę) liczbowe
wykonano przy użyciu arkusza kalkulacyjnego Microsoft Excel.
Wyniki
Dotychczasowy stan aktualnego użytkowania oraz jego charakterystyka zróżnicowania
przestrzennego wskazują na występowanie trzech głównych stref funkcjonalnych:
bioprodukcyjnej, mieszkaniowej i przemysłowej. Dominuje strefa bioprodukcyjna
z przewagą funkcji leśnej. Znaczna część powierzchni gruntów rolnych w gminie
Klucze pozostaje bez ingerencji człowieka lub przestaje być uprawiana zgodnie ze
swoim przeznaczeniem.
W celu określenia kierunków rozwoju wsi porównano, wykonany na podstawie analizy
opracowań kartograficznych i obliczeniowych, stan aktualny ze stanem optymalnym,
w tym celu wykonano mapę transformacji użytków, ryc 2. Porównanie obydwu
stanów ukazuje dość znaczące różnice. Zmiany wynikające z przeprowadzonych
badań należy przeprowadzić na 76 polach podstawowych, bez zmian pozostaje 284.
Największe zmiany zachodzą wewnątrz strefy bioprodukcyjnej, między funkcją
leśną a rolną. Sugerowana jest potrzeba zmiany terenów leśnych na rolne. Wynika
to z wieloletniego odłogowania gruntów, co spowodowało na znacznych obszarach
niekontrolowaną naturalną sukcesję drzew. Powodem tej sytuacji jest coraz mniejsze
znaczenie rolnictwa jako miejsca zatrudnienia i źródła pozyskiwania dochodów
przez mieszkańców wsi. Znaczna grupa rolników zaniechała uprawy roli z powodu
jej nieopłacalności. Zmiany w rolnictwie (brak wypasu zwierząt, koszenia)
spowodowały zmniejszone zapotrzebowanie na uprawę łąk i pastwisk. Duże ich
powierzchnie pozostawiono naturalnej sukcesji drzew. Część terenów wyłączonych
z produkcji rolnej została zalesiona niekoniecznie na dużych powierzchniach
i w celu powiększenia obszarów leśnych. Zanikająca funkcja rolnicza, słaba klasa
gleb (głównie V i VI) oraz atrakcyjność walorów przyrodniczych i krajobrazowych,
potwierdzają wyniki badań, wskazujące na konieczność transformacji terenów
o funkcji rolniczej i leśnej na funkcję rekreacyjną. Jednocześnie z badań wynika,
że niewielka część obszarów wsi Rodaki powinna zostać przeznaczona na funkcję
handlowo-usługową, czego powodem jest bliskość dużego ośrodka aglomeracji
śląskiej i krakowskiej oraz pozostałości przemysłowego charakteru gminy. Natomiast
potrzeba zwiększenia terenów o funkcji rolnej z przeznaczeniem na łąki wydaje się
być uzasadniona. Potwierdza to specyficzne ukształtowanie terenu, na które składają
się liczne wzniesienia i obniżenia terenu oraz sąsiedztwo cieków wodnych, tworzące
tereny zagrożone lokalnymi podtopieniami. Nie odnotowano natomiast konieczności
transformacji użytków na cele funkcji osiedlowej, co z kolei potwierdza niewielki
przyrost naturalny a nawet ujemny ludności gminy Klucze.
258
3/9/12 4:32 AM
Analiza zmian kierunku użytkowania gruntów we wsi Rodaki
Ryc 1 Niezgodność w użytkowaniu gruntów między mapą ewidencyjną a mapą z inwentaryzacji
terenowej.
Ryc 2 Mapa transformacji użytków
259
3/9/12 4:32 AM
Beata Szafrańska
Wnioski
Analizując przemiany struktury funkcjonalnej obszaru wsi Rodaki można zauważyć
ogólne tendencje i możliwości rozwoju. Przeprowadzone badania określające
możliwość ewolucji stanu aktualnego w optymalny wraz z wynikami z zakresu
struktury demograficznej i społecznej, jak również stanu niektórych funkcji, zwłaszcza
rolniczej i rekreacyjnej, mogą stanowić podstawę do przestrzennego rozpoznania wsi
oraz ocenę stanu rozwoju społeczno-gospodarczego. Wyznaczony optymalny stan
użytkowania ukazuje dość znaczące zmiany w stosunku do obecnego.
W wyniku analizy stanu użytkowania Rodaków określono zapotrzebowanie na:
• Zmianę sposobu użytkowania w wybranych miejscach
• Uporządkowanie granicy rolno-leśnej
• Przywrócenie funkcji rolnej dla gruntów o lepszych klasach bonitacyjnych
• Polepszenie warunków gospodarowania oraz ekonomicznych mieszkańców wsi
poprzez prace scaleniowo - wymienne
• Istnieje
pilna potrzeba aktualizacji ewidencji gruntów w zakresie użytków
gruntowych.
Literatura
Bacior S., Litwin U. 2006. Kształtowanie krajobrazu w aspekcie optymalnego użytkowania
gruntów na przykładzie miasta Rabka Zdrój. Zesz. Nauk. AR Kraków, nr 433, str. 161-169.
Bajerowski T. 1996. Metodyka wyboru optymalnego użytkowania ziemi na obszarach
wiejskich, Akademia Rolniczo-Techniczna, Olsztyn.
Ogryzek M.P. 2007. Weryfikacja metody wyboru optymalnego użytkowania ziemi wg
Bajerowskiego dla potrzeb zarządzania przestrzenia planistyczną. Acta Sci. Pol.,
Administratio Locorum 6(2) 2007, 19-34.
Beaata Szafrańska
Katedra Geodezji Rolnej, Katastru i Fotogrametrii
ul. Balicka 253a, 30-198 Kraków
e-mail: szafranskabeata@o2.pl
Opiekun naukowy: prof. dr hab. inż. Urszula Litwin, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
260
3/9/12 4:32 AM
Ewelina Szydełko
EPISTEME
12/2011, t. I
s.261-265
ISSN 1895-4421
WYKORZYSTANIE SORGA CUKROWEGO DO PRODUKCJI ETANOLU
Usage of sweet sorghum in ethanol production
Abstrakt: Następstwem intensywnego rozwoju gospodarczego jest rosnące zużycie paliw
kopalnych, powodujące zwyżkę ich cen oraz negatywny wpływ na środowisko. Dlatego wzrasta
zainteresowanie odnawialnymi źródłami energii, do których należy biomasa i uprawa na te
cele tzw. roślin energetycznych m. in. sorga cukrowego. Przeprowadzone badania dotyczyły
określenia wydajności soku z zielonki sorga cukrowego oraz wpływu nawożenia siarczanem
amonu i mocznikiem na teoretyczną wydajność etanolu. Wyciśnięty sok stanowił od 37,6 do
48,7% masy zielonki. Istotnie więcej etanolu (3,78 m-3 · ha-1) można otrzymać po nawożeniu
mocznikiem, a po zastosowaniu siarczanu amonu mniej o 0,31 m-3 · ha-1.
Słowa kluczowe: sorgo cukrowe, sok, etanol, wytłoki
Summary: Increased fuel consumption and its rising prices are aftermath of intensive
industrial development. For that reason interest of renewable energy sources, such as biomass
and connected with biomass energy crops (sweet sorghum) is increasing. Research evaluates
estimation juice yield from sweet sorghum and influence of ammonium sulphate and urea
fertilization on theoretical ethanol production. Pressing juice account from 37,6 to 48,7% of
green matter. Significantly more athanol (3,78 m-3 · ha-1) has been obtained when coated urea was
applied, while use after of ammonium sulphate 0,31 m-3 · ha-1 less.
Key words: sweet sorghum, juice, ethanol, bagasse
261
3/9/12 4:32 AM
Ewelina Szydełko
Wstęp
Następstwem intensywnego rozwoju przemysłu jest wzrastające zużycie paliw
kopalnych, powodujące zwyżkę ich cen. Aktualnie światowe zapotrzebowanie na
energię w 80% pokrywają paliwa kopalne (węgiel, gaz, ropa oraz uran), są one jednak
nieodnawialne i ulegną wyczerpaniu za 80 lat (ropa, gaz, uran), natomiast węgla
wystarczy na około 180 lat [Jeżowski 2001]. Ich wydobycie i spalanie przyczynia
się do powstania 75% wytwarzanych zanieczyszczeń. Z tych powodów wzrasta
zainteresowanie odnawialnymi źródłami energii, do których należy m.in. biomasa
i związane z nią tzw. rośliny energetyczne m. in. sorgo cukrowe.
Uprawy energetyczne to rośliny przeznaczone na produkcję stałych, płynnych lub
gazowych surowców energetycznych [Jeżowski 2003]. Przetwarzają one energię
słoneczną oraz zasoby gleby w substancję organiczną [Szczukowski i in 2001].
Roślinom przeznaczonym na te cele stawia się wysokie wymagania: powinny
wydajnie zamieniać energię promieniowania słonecznego na biomasę aby uzyskać co
najmniej 55 t · ha-1 suchej masy dla roślin szlaku C-4, i 35 t · ha-1 dla roślin szlaku C-3,
mieć dużą zawartość suchej masy, efektywnie wykorzystywać składniki mineralne
i wodę [Jeżowski 2003]. Istotne są również niskie nakłady na uprawę, prostota
technologii zbioru i magazynowania [Durak, Pietrzak 2010].
Jednym z biopaliw płynnych pozyskiwanych z biomasy jest bioetanol, który może być
produkowany z różnych surowców roślinnych. W 2007 r. w Polsce wyprodukowano
ok. 160 tys. m3 etanolu w 80% ze zbóż, 13% z melasy i 2% z ziemniaka, a pozostałą
część z innych surowców [Matyka 2009]. Dla porównania produkcja etanolu
w tym samym roku w USA wynosiła 24,6 mln m3, w Brazylii 34,07 mln m3, zaś
w Europie produkuje się 2,16 mln m3 [Renewable Fuels Association]. Etanol można
także pozyskiwać z sorga. W USA 10% produkowanej biomasy z tej rośliny jest
przerabiana na etanol [Corredor i in. 2006]. Z powodu wyższej zawartości cukrów
redukujących sorgo cukrowe jest bardziej odpowiednie do produkcji etanolu niż np.
trzcina cukrowa [Huilgol i in. za Reddy i in. 2007].
W Polsce sorgo jest mało znane, jednakże z powodu dominującego udziału i czasem
zawodnej uprawy kukurydzy obserwuje się coraz większe zainteresowanie tą rośliną.
Sorgo cukrowe należy do roślin szlaku C4, charakteryzuje się wysoką produkcją
biomasy, wysoką zawartością cukru, niskimi potrzebami wodnymi oraz szerokim
spektrum adaptacyjnym [Redy i in. 2007].
Przeprowadzone w 2010 roku badania dotyczyły określenia wydajności soku
z zielonki sorga cukrowego oraz wpływu nawożenia mocznikiem i siarczanem amonu
na teoretyczną wydajność etanolu.
Materiał i metody
Podstawę badań stanowiło doświadczenie polowe prowadzone w 2010 roku
w Pawłowicach, na polach doświadczalnych Katedry Szczegółowej Uprawy Roślin
Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Doświadczenie założono metodą
losowanych bloków, czynnikiem zmiennym był rodzaj nawozów: mocznik i siarczan
amonu, kontrolę stanowił wariant bez nawożenia.
262
3/9/12 4:32 AM
Wykorzystanie sorga cukrowego do produkcji etanolu
Doświadczenie zostało założone w pierwszej dekadzie maja na glebie lekkiej.
Wielkość poletek wynosiła 14,7 m-2 (7 m długości i 2,1 m szerokości). Badania
prowadzono w czterech powtórzeniach. Przed siewem wysiano nawozy mineralne
w dawkach: 90 kg P2O5 · ha-1 w postaci superfosfatu potrójnego i 120 K2O · ha-1
w formie soli potasowej oraz 120 kg N · ha-1 (warianty z nawożeniem azotem).
Badania przeprowadzono na odmianie Sucrosorgo 304. W czasie zbioru określono
wysokość plonu zielonki z poletka. Przy pomocy prasy hydraulicznej, pod ciśnieniem
30 barów wyciśnięto z zielonki sok, który następnie zważono i refraktometrem
oznaczono zawartość cukru. Pozostałe po wyciśnięciu soku wytłoki zważono. Na
podstawie średniej wydajności etanolu z cukru (0,43 g z 1g) [Sipos i in. 2009] i plonu
cukru oszacowano produkcję etanolu.
Uzyskane wyniki opracowano w programie Statistica 9. Przedziały ufności testowano
testem Duncana na poziomie istotności (α=0,05).
Wyniki i dyskusja
W uprawie sorga cukrowego przeznaczonego do produkcji etanolu istotna jest ilość
soku, która ma podlegać fermentacji oraz zawartość cukrów. Istotnie więcej soku
uzyskano z sorga cukrowego nawożonego mocznikiem (27,06t · ha-1), przy nawożeniu
siarczanem amonu soku było mniej o 3,35 t · ha-1, a bez nawożenia o 17,34 t · ha1
. Przy takim samym poziomie nawożenia azotem Poornima i in. [2008] uzyskali
13,07 m-3 · ha-1 soku, natomiast nie stosując nawożenia azotowego – 9,4 m-3 · ha-1.
W badaniach własnych zawartość cukru w obu wariantach nawozowych była
zbliżona (u sorga nawożonego siarczanem amonu - 13,00% i mocznikiem - 12,50%),
w kontroli stwierdzono 10,75% cukru (tab. 1). Ratnavathi i in. [2010] podają, że sok z
sorga cukrowego w zależności od odmiany zawierał 18,62-21,05% cukru.
W badaniach własnych teoretyczny plon cukru dla sorga nawożonego mocznikiem
wynosił 6,94 t · ha-1, siarczanem amonu – 6,37t · ha-1, bez nawożenia zaledwie 2,78t
· ha-1. Ratnavathi i in. [2010] uzyskali w warunkach bardziej korzystnych od 4,01 do
7,35 t · ha-1 cukru.
Jeżowski [2003] podaje, że najwięcej etanolu z 1 hektara można uzyskać z upraw
buraka cukrowego (5,60 m3 · ha-1) oraz sorga cukrowego i trzciny cukrowej (po 5,40
m3 · ha-1). Przy założeniu fermentacyjności cukru podanej w metodyce [Sipos i in.
2009], obliczono, że najwięcej etanolu uzyska się z sorga cukrowego nawożonego
mocznikiem – 3,78 m-3 · ha-1 (przy 55,50 t · ha-1 świeżej masy), uprawa bez nawożenia
spowodowała spadek wydajności o 60%. Gnansounou i in. [2005] z łodyg mieszańca
sorga cukrowego otrzymali 3,50 m-3 · ha-1 etanolu. W badaniach amerykańskich [Tew
i in. 2008] w zależności od odmiany słodkiego sorga uzyskali od 7,70 m-3 · ha-1 (przy
63,9 t · ha-1 świeżej masy) do 12,34 m-3 · ha-1 etanolu (przy 89,6 t · ha-1 zielonki).
Produktem ubocznym po wyciskaniu soku z sorga cukrowego są wytłoki, których
w badaniach własnych istotnie więcej otrzymano z sorga nawożonego mocznikiem (27,7t
· ha-1), po nawożeniu siarczanem amonu uzyskano o 2,8 t · ha-1 mniej. Wytłoki mogą być
przeznaczone do produkcji alkoholu bądź na paszę dla bydła [Gnansounou i in. 2005].
263
3/9/12 4:32 AM
Ewelina Szydełko
% cukru w
soku
cukru (t)
etanolu
(dm-3)
wytłoków
(t)
kontrola
25,87
9,72
10,75
2,78
1,52
15,1
mocznik
55,50
27,06
12,50
6,94
3,78
27,7
siarczan amonu
49,03
23,71
13,00
6,37
3,47
24,9
NIR
11,80
5,30
-
1,41
0,77
6,3
Nawóz
Plon zielonki
(t·ha-1)
Wydajność
soku (t·ha-1)
Wydajność z 1 ha
Tab. 1. Wpływ nawozów azotowych na wybrane parametry ilościowe i jakościowe sorga
100%
3,9
1,4
0,9
49,9
50,7
90%
80%
70%
58,5
60%
straty
50%
%wyt³oków
40%
%soku
30%
20%
37,6
48,7
48,4
mocznik
siarczan amonu
10%
0%
kontrola
Ryc. 1. Udział pozyskanego soku w zależności od zastosowanego nawozu
Wnioski
• Nawożenie formą amidową azotu zapewniło istotnie wyższy plon zielonki,
wyższą wydajność soku roślinnego i cukru oraz etanolu niż nawożenie formą
amonową.
• W warunkach klimatu umiarkowanego wydajność etanolu z sorga jest niższa niż
w rejonach o korzystniejszych warunkach termicznych. Jest to jednak gatunek
zaliczany do roślin najbardziej wydajnych i perspektywicznych.
264
3/9/12 4:32 AM
Wykorzystanie sorga cukrowego do produkcji etanolu
Literatura
Corredor D.Y., Bean S.R., Schober T., Wang D. 2006. Effect of decorticating sorghum on
ethanol production and composition of DDGS. Careal Chemistry, 83(1): 17-21.
Gnausounou E., Dauriat A., Wyman C.E. 2005. Refining sweet sorghum to ethanol and sugar:
economic trade-offs in the context of North China. Bioresource Technology, 96: 985-1002.
Jeżowski S. 2001. Rośliny energetyczne – ogólna charakterystyka, uwarunkowania
fizjologiczne i znaczenie w produkcji ekobiopaliwa. Post. Nauk Roln., 2: 19-27.
Jeżowski S. 2003. Rośliny energetyczne – produktywność oraz aspekt ekonomiczny, środowiskowy
i socjalny ich wykorzystania jako ekobiopaliwa. Post. Nauk Roln., 3: 61-73.
Durak A., Pietrzak M. 2010. Miskant jako trawa energetyczna. XV Międzynarodowa
Konferencja Studenckich Kół Naukowych i XXVII Sejmik SKN, 215.
Matyka M. 2009. Rolnictwo polskie a produkcja roślinna na cele energetyczne. Studia
i Raporty IUNG – PIB, 14: 167-174.
Poornima S., Geetalakshmi V., Leelamathi M. 2008. Sowing dates and nitrogen levels on
yield and juice quality of sweet sorghum. Research Journal of Agriculture and Biological
Sciences, 4(6): 651-654.
Renewable Fuels Association. Annual Industry Outlook www.ethanolrfa.org
Ratnavathi C.V., Suresh K., Vijay Kumar B.S., Pallavi M., Komala V.V., Seetharama
N. 2010. Study on genotypic variation for ethanol production from sweet sorghum juice.
Biomass and Bioenergy, 34: 947-952.
Reddy B.V.S., Reddy P.S., Kumar A.A., Ramaiah B. 2007. Variation in the quality
parameters of sweet sorghum across different dates of sowing. http://ejournal.icrisat.
org/volume5/Sorgum_Millet/sm6.pdf
Tew T. L., Cobill R. M., Richard E. P. 2008. Evaluation of sweet sorghum and
sorghum·sudangrass hybrids as feedstocks for ethanol production. BioEnergy Research,
1: 147-152.
Sipos B., Réczey J., Somorai Z., Kádár Z., Dienes D., Réczey K. 2009. Sweet sorghum
as feedstock for ethanol production: enzymatic hydrolysis of stem-pretreated bagaase.
Applied Biochemistry and Biotechnology, 153: 151-162.
Szczukowski S., Tworkowski J., Piechocki J. 2001. Nowe trendy wykorzystania biomasy
pozyskiwanej na gruntach rolniczych do wytwarzania energii. Post. Nauk Roln., 6: 87-96.
Ewelina Szydełko
pl. Grunwaldzki 24a, 50-363 Wrocław
e-mail: ewelina.szydelko@up.wroc.pl
Opiekun naukowy: dr hab. Józef Sowiński, prof. nadzw.
265
3/9/12 4:32 AM
3/9/12 4:32 AM
Jaroslav Tomášek
Petr Dvořák
Jiří Cimr
EPISTEME
12/2011, t. I
s.267-271
ISSN 1895-4421
Porównanie wewnętrznej jakości bulwy ziemniaka
w organicznej i konwencjonalnej uprawie
Comparison of internal quality of potato tubers in
organic and conventional potato growing
Abstrakt: Celem niniejszej pracy jest porównanie wewnętrznej jakości bulw ziemniaka
w systemie uprawy organicznej i konwencjonalnej. Ważnymi wskaźnikami w ocenie wewnętrznej
jakości bulw ziemniaczanych są kwas chlorogenowy i witamina C. W konwencjonalnej uprawie
stwierdzono niższą zawartość kwasu chlorogenowego niż w biologicznej. Odmiana Jelly przy
zastosowaniu Neem Azal TS wykazała znacznie niższą zawartość kwasu chlorogenowego.
Zawartość witaminy C nie różniła się zbytnio w przypadku badanych odmian. W konwencjonalnej
odmianie stwierdzono najmniejszą ilość asparginy i glutaminy.
Słowa kluczowe: kwas askorbinowy, kwas chlorogenowy, rolnictwo organiczne, ziemniak
Summary: This article is oriented to comparing the internal quality of potato tubers in organic
and conventional production system. Chlorogenic acid and vitamin C are an important indicator
in assessing internal quality of potato tubers. The conventional growing showed a lower
content of chlorogenic acid than the biologic. Variety Jelly and applications Neem Azal TS
had significantly lowest amounts of chlorogenic acid. The content of vitamin C did not differ
significantly for the observed variations. Conventional variant showed the smallest amount of
asparagine and glutamine.
Key words: ascorbic acid, chlorogenic acid, organic agriculture, potato
267
3/9/12 4:32 AM
Jaroslav Tomášek, Petr Dvořák, Jiří Cimr
Introduction
Vitamin C is considered the most important vitamin for human nutrition. It occurs in
most fruits and vegetables. The most important biologically active form of vitamin
C is L - ascorbic acid. Ascorbic acid has the ability to eliminate toxic free radicals
(Hernandez et. al., 2006). Fresh tubers usually contain 10 to 30 mg of ascorbic acid
per 100 grams net weight. It is involved in antioxidant capacity of potatoes and is
the main natural inhibitor of the enzyme graying potatoes. The content of vitamin
C in potatoes is essential due to their great interest in human nutrition (Lachman et
al., 2005).
The content of vitamin C is influenced by variety, year, methods of cultivation,
weather conditions, level of maturity and tuber storage conditions (Rogozińska,
Wojdyla, 1996, Weber, Putz, 1999).
The total polyphenols chlorogenic acid is 90 %. Chlorogenic acid has a negative
impact on the quality of tubers that causes darkening of the tubers flesh. On the other
hand, chlorogenic acid in potato tuber is one of the richest sources of antioxidants in
human nutrition. It was demonstrated that with increasing content of polyphenols in
periderm of tubers the extent of infestation of tubers wheat scab is reduced (Hajšlová
et al. (1998). Other results show that the content of chlorogenic acid is mainly
affected by the variety and maturity. In organic cultivation is a trend of higher levels
of chlorogenic acid in some varieties (Hamouz et al. (2005).
Materials and methods
This experiment was established on 20 4th 2010 on certified area of Research Station
of Department of Crop Production CULS Uhříněves. It was conducted in accordance
with the regulations for organic farming. Legumes were the previous crop. Fertilizing
with manure in doses of 25 t ha-1 was applied. There were used three varieties of
potatoes: very early Monika, medium late Red Anna and medium late Jelly. Tubers
were planted in pre-formed holes in the black nonwoven fabric mulch textile. This
method was used in order to reduce weed pressure. Neem Azal TS (with the active
ingredient 1 % Azadirachtin) was used against Colorado potato beetle. The protective
net was used as a mechanical protection against asking the Colorado potato beetle
larvae - especially against the beetles passage into the soil and subsequent oviposition.
To increase the vitality of plants and defenses against late blight of potato following
products were used: PRP-EBV - 4 applications per vegetation - 2 litres.ha-1; MYCO-SIN
Vin (1 % solution) - 2 applications per vegetation. Preparations were applied to the leafs
at a dose of 300 l water.ha-1. Experimental treatments were compared with untreated
control and with the conventional alternative with conventional pesticides. Chemical
analyses of tubers were made in VŠCHT Prague. STATISTICA (v. 9.1) was used for
statistical analysis. Tukey HSD was used to compare differences between means.
268
3/9/12 4:32 AM
Comparison of internal quality of potato tubers...
Results
The trend of lower content of chlorogenic acid was found in conventional variant
versus organic and untreated control (Figure 1). Preparation PRP-EBV showed trend
of the highest content of chlorogenic acid. Variant Neem Azal had lower content of
chlorogenic acid versus untreated control. In evaluating the content of ascorbic acid it
was not found statistically significant difference in the acid contents between variants.
300
250
mg.kg-1
200
chlorogenic acid
150
ascorbic acid
100
50
0
Conventional
Neem
Myco
PRP
control
protective net
variant
Fig. 1: Content of chlorogenic and ascorbic acid in potato tubers (mg.kg-1)
It was found a trend of lower content of glutamine and asparagine in the conventional
cultivation (Figure 2) compared with organic. There were not found statistically
significant differences in the levels of asparagine and glutamine between organic
variants.
3,0
2,5
mg.kg-1
2,0
asparagine
1,5
glutamine
1,0
0,5
0,0
Conventional
Neem
Myco
PRP
control
protective net
variant
Fig. 2: Content of asparagine and glutamine in potato tubers (mg.kg-1)
Monika variety reported statistically significantly higher ascorbic acid content than
other varieties (Figure 3). Chlorogenic acid content was not significantly different in
the observed variants. Jelly variety had a trend of lower content of chlorogenic acid,
which could be due to high defoliation caused by Colorado potato beetle (Leptinotarsa
decemlineata).
269
3/9/12 4:32 AM
300
250
b
b
b
mg.kg-1
200
a
a
ab
chlorogenic acid
150
ascorbic acid
100
50
0
Monika
RedA
Jelly
variety
Fig. 3: Content of ascorbic acid and chlorogenic acid depending on variety (mg.kg-1). a, b differences between the averages (with the same size fraction) bearing the same letter are not
statistically significant
Discussion
Hajšlová et al. (1998) focused on the determination of chlorogenic acid. She found in
all the years high content of chlorogenic acid in most samples with organically grown
potatoes, which in our experiment is confirmed. Chlorogenic acid content was higher in
the organic variants. This is consistent with the work Hamouz et al. (2005), which states
that it has found a higher total polyphenol content in potatoes from the organic growing
system. This result could be related to the response to non-chemically treated plants
against various stress factors (in this case the larvae damages and fungus infections).
Rogozińská and Wojdyla (1996) reported a decrease in the concentration of ascorbic
acid in protected crops by fungicide against late blight compared to control without
the use of fungicide, which was not confirmed in the experiment (Conventional 205
mg.kg-1, control 198 mg.kg-1). Differences between the ascorbic acid content by
conventional and organic cultivation in our experiment were not conclusive. This is
confirmed by Woes et al. (1995), which indicates that in most cases the content of
ascorbic acid is higher in organically grown potatoes, or the differences are minimal.
Weber and Putz (1999) studied the influence of a variety trial with 26 German varieties
and found that the ascorbic acid content in different cultivars differed significantly
and ranged in freshly harvested tubers from 13 mg. 100g-1 to 25 mg. 100g-1 (in our
experiment ranged from 15,6 mg. 100g-1 in Jelly to 24,4 mg. 100g-1 in Monika variety.
Conclusion
Organic cultivation of potatoes showed a trend of higher levels of chlorogenic acid
and insignificant differences between the variations in the assessment of ascorbic
acid. Chlorogenic acid content was not significantly different between the observed
varieties. Jelly has the lowest content. Monika is a variety with significantly highest
content of ascorbic acid. We found a trend of lower content of glutamine and
asparagine by the conventional cultivation compared to organic.
270
3/9/12 4:32 AM
Comparison of internal quality of potato tubers...
References
Hajšlová J., Schulzová V., Gruziur J., Oldřich M., Parkányiová L. (1998). Assessement of
the quality of potatoes and other crops from organic farming. Zpráva o řešení projektu
COST, VŠCHT Praha, 25s.
Hamouz K., Lachman J., Dvořák P., Pivec V. (2005). The effect of ecological growing on the
potatoes yield and quality. PLANT SOIL ENVIRON., 51, (9): 397–402.
Hernández Y., Lobo M. G., González M. (2006). Determination of vitamin C in tropical
fruits: A comparative evaluation of methods. Food Chem., 96: 654-664.
Lachman J., Hamouz K., Orsák M. (2005). Červeně a modře zbarvené brambory – významný
zdroj antioxidantů v lidské výživě. Chem. Listy, 99: 474 – 482.
Rogozińska I., Wojdyla T. (1996). The effect of minerál fertilization on the vitamin C content
in potato tubers. Abstr. 13th Trienn. Conf. EAPR, Veldhoven: 216-217.
Weber L., Putz, B. (1999). Vitamin C content in potatoes. In: Abstr. 14th Trien. Conf. EAPR,
Sorrento: 230–231.
Woese K., Lange D., Boss C., Bágl K. W. (1995). Ökologisch und konventionell erzeugte
Lebensmittel im Vergleich. Eine Literaturstudie. Teil I u. II BgVv-Helfe, 04 - 05.
Department of crop production, CULS Prague, email: tomasek@af.czu.cz
Jaroslav Tomášek
Department of crop production, CULS Prague
Supervisor: Prof. Ing. Karel Hamouz, CSc.
This publication is supported by the Ministry of Education research project MSM 6046070901
and project NAZV QH 82149 and project CIGA 20112004.
271
3/9/12 4:32 AM
3/9/12 4:32 AM
Monika Tabak
Barbara Filipek-Mazur
EPISTEME
12/2011, t. I
s.273-278
ISSN 1895-4421
DYNAMIKA ZAWARTOŚCI WAPNIA I MAGNEZU W PODDANYCH
KOMPOSTOWANIU ODCHODACH NUTRII I SZYNSZYLI
DYNAMICS OF CALCIUM AND MAGNESIUM CONTENT DURING
COMPOSTING OF COYPUS AND CHINCHILLAS EXCRETA
Abstrakt: Kompostowanie odchodów zwierząt futerkowych umożliwia przekształcanie odpadu
(stwarzającego ryzyko zanieczyszczenia środowiska) w materiał, który można wykorzystać jako
nawóz. Celem badań było określenie zmian zawartości dwóch składników pokarmowych (Ca
i Mg) w trakcie kompostowania odchodów nutrii i szynszyli. Kompostowaniu poddano odchody
bez dodatku materiałów strukturalnych oraz z dodatkiem liści drzew lub słomy zbożowej.
W wyniku kompostowania nastąpiło zwiększenie zawartości badanych pierwiastków
w kompostach (na skutek mineralizacji materii organicznej). Jednocześnie, w wyniku użycia
materiałów strukturalnych o mniejszej zawartości wapnia i magnezu niż oznaczona w odchodach,
komposty z dodatkiem liści lub słomy zawierały z reguły mniej badanych pierwiastków niż
kompost bez dodatków.
Słowa kluczowe: odchody zwierząt futerkowych, kompost, wapń, magnez
Summary: Composting of fur animal excreta allows to transform waste (that can lead to
environmental pollution) into a material, which can be used as a fertilizer. The aim of the research
was to assess changes in content of two nutrient elements (Ca and Mg) during composting of
coypus and chinchillas excreta. Excreta without addition of structural materials as well as with
additions of tree leaves or wheat straw were composted. As a result of the composting process,
an increase in the content of the analyzed elements was stated (in consequence of organic matter
mineralization). Moreover, as a result of using structural materials with a lower content of
calcium and magnesium than the content determined in excreta, composts with additions of
leaves or straw contained a lower concentration of the analyzed elements than compost without
additions.
Key words: fur animal excreta, compost, calcium, magnesium
273
3/9/12 4:32 AM
Monika Tabak, Barbara Filipek-Mazur
Wstęp
Odchody uważane są za ten czynnik w produkcji zwierzęcej, który stwarza
największe zagrożenie degradacji środowiska [Bobmik 2003]. Zgodnie z prawem,
powstające na fermach zwierząt futerkowych odchody są odpadem [Rozporządzenie
2001]. Jednym ze sposobów zagospodarowania tego odpadu jest wykorzystanie go
do nawożenia. Niedozwolone jest nawożenie gleb nieprzetworzonymi odchodami
zwierząt futerkowych, ponieważ materiał ten zawiera znaczne ilości pierwiastków
biogennych [Kuźniewicz, Filistowicz 2006] oraz może być zasiedlony przez
organizmy chorobotwórcze. Do nawożenia można natomiast wykorzystywać kompost
z odchodów zwierząt futerkowych [Rozporządzenie 2002, Ustawa 2007].
Stosowanie materiału organicznego do nawożenia jest uzasadnione wtedy, gdy nie
stwierdza się w nim znacznych ilości substancji szkodliwych dla organizmów żywych
i nie jest on zanieczyszczony mikrobiologicznie i parazytologicznie, a zarazem
cechuje się odpowiednią zawartością składników pokarmowych. Celem badań
było określenie dynamiki zawartości dwóch składników pokarmowych – wapnia
i magnezu – w poddanych kompostowaniu odchodach nutrii i szynszyli. Odchody
kompostowano bez dodatków materiałów strukturalnych oraz z dodatkiem liści drzew
lub słomy zbożowej.
Materiał i metody
Materiał badawczy stanowiły odchody nutrii i szynszyli zmieszane w stosunku
wagowym 1:1 w przeliczeniu na świeżą masę. Odchody poddano kompostowaniu bez
dodatku materiałów strukturalnych oraz z dodatkiem liści drzew lub słomy pszennej.
Dokładną charakterystykę składu chemicznego materiałów wykorzystanych do
sporządzenia kompostów podano w pracy Filipek-Mazur i Gondka [2009]. Materiałem
o największej zawartości badanych składników były odchody, które zawierały 57,60
g Ca i 5,26 g Mg ∙ kg-1 s.m. [Filipek-Mazur, Gondek 2009]. Z kolei liście zawierały
21,98 g Ca i 2,27 g Mg ∙ kg-1 s.m., natomiast słoma 3,54 g Ca i 1,24 g Mg ∙ kg-1 s.m.
[Filipek-Mazur, Gondek 2009].
Kompostowaniu poddano same odchody oraz cztery mieszaniny odchodów
i materiałów strukturalnych (wielkość dodatku materiałów strukturalnych podano
w przeliczeniu na suchą masę odchodów):
• odchody z dodatkiem 20% liści drzew,
• odchody z dodatkiem 40% liści drzew,
• odchody z dodatkiem 20% słomy pszennej,
• odchody z dodatkiem 40% słomy pszennej.
Mieszaniny umieszczono w pojemnikach wykonanych z PCW, które przetrzymywano
w pomieszczeniu zamkniętym. W trakcie kompostowania kontrolowano stopień
uwilgotnienia i napowietrzenia materiałów. Proces kompostowania trwał 25 tygodni,
a próbki kompostów pobrano po 11, 13, 15, 23 i 25 tygodniach. Przed przystąpieniem
do oznaczenia właściwości chemicznych pobrane próbki wysuszono i zmielono.
274
3/9/12 4:32 AM
Dynamika zawartości wapnia i magnezu w poddanych kompostowaniu odchodach...
W celu oznaczenia zawartości ogólnych form wapnia i magnezu próbki kompostów
poddano suchej mineralizacji (8h w 450oC), a pozostałość po spaleniu odparowano
z mieszaniną stężonego kwasu azotowego i wody destylowanej zmieszanych
w proporcji objętościowej 1:2. Po ponownym spaleniu (5h w 450oC) materiał
odparowano, najpierw z 20% kwasem chlorowodorowym, po czym z mieszaniną
HNO3:H2O (1:2). Pozostałość roztworzono w mieszaninie HNO3:H2O (1:2).
W uzyskanych roztworach zawartość wapnia i magnezu oznaczono metodą atomowej
spektrometrii emisyjnej z indukcyjnie wzbudzoną plazmą (ICP-AES) na aparacie
Jobin Yvon 238 Ultrace.
Wyniki i dyskusja
W badanych kompostach stwierdzono od 54,18 g do 91,07 g wapnia oraz od 5,28g
do 8,52 g magnezu, w przeliczeniu na kilogram suchej masy (tab. 1-2). Wartości te
porównano z podanymi przez Maćkowiaka i Żebrowskiego [2000] danymi dotyczącymi
składu chemicznego obornika. Podstawę do opracowania tych danych stanowiły wyniki
analizy ponad czterech tysięcy próbek nawozu pochodzącego z terenu całej Polski,
od różnych gatunków zwierząt (analizowano obornik: bydlęcy, od trzody chlewnej,
koński, owczy i mieszany), z letniego i zimowego okresu żywienia, przechowywanego
w oborach głębokich i na gnojowniach. Średnia zawartość wapnia dla wszystkich
przebadanych próbek obornika wynosiła około 14,4 g ∙ kg-1 s.m., natomiast średnia
zawartość tego pierwiastka w zależności od pochodzenia nawozu (gatunku zwierząt)
przyjmowała wartości z zakresu od 12,4 do 15,5 g ∙ kg-1 s.m. [Maćkowiak i Żebrowski
2000]. Obornik zawierał średnio około 4,5 g Mg ∙ kg-1 s.m., przy czym w zależności
od pochodzenia nawozu średnia zawartość magnezu wynosiła od 3,9 do 5,1 g ∙ kg-1
s.m. Na podstawie przytoczonych danych można stwierdzić, że komposty badane
w doświadczeniu własnym cechowały się kilka razy większą zawartością wapnia oraz
nieco większą zawartością magnezu niż obornik. Komposty z odchodów zwierząt
futerkowych mogą więc stanowić bogate źródło wapnia i magnezu dla roślin. Ponadto,
nawozowe wykorzystanie kompostów może przyczyniać się do – korzystnego
w warunkach znacznego zakwaszenia gleb Polski – zwiększania stopnia wysycenia
glebowego kompleksu sorpcyjnego pierwiastkami o charakterze zasadowym.
Skład kompostu
Czas kompostowania [tygodnie]
11
13
15
23
25
odchody
65,96
73,26
77,65
91,07
91,03
odchody + 20% liści
63,80
68,84
75,41
78,77
82,02
60,12
69,80
68,50
63,66
71,37
odchody + 20% słomy
64,48
64,46
62,90
76,62
76,51
57,69
54,61
54,18
63,09
63,01
Tab. 1. Zawartość wapnia (Ca) w kompostach [g ∙ kg-1 s.m.]
275
3/9/12 4:32 AM
Skład kompostu
Czas kompostowania [tygodnie]
11
13
15
23
25
odchody
6,21
6,53
6,67
8,17
7,58
6,21
6,70
6,76
7,76
8,52
5,77
5,54
6,29
6,20
6,69
5,80
6,03
6,13
6,31
6,79
5,57
5,28
5,75
6,24
6,42
Tab. 2. Zawartość magnezu (Mg) w kompostach [g ∙ kg s.m.]
-1
Największą zawartością badanych pierwiastków cechował się z reguły kompost
sporządzony wyłącznie z odchodów (tab.1-2). Jako że materiały strukturalne
zawierały mniej wapnia i magnezu niż odchody, w kompostach z dodatkiem liści
lub słomy nastąpiło rozcieńczenie zawartości tych pierwiastków (tym silniejsze, im
większy był dodatek materiału). Wyjątek stanowił kompost z 20% dodatkiem liści,
charakteryzujący się w niektórych terminach analiz większą zawartością magnezu,
niż kompost bez dodatków (tab. 2).
Liście były materiałem strukturalnym bogatszym w wapń i magnez niż słoma.
W efekcie kompost z dodatkiem 20% liści zawierał więcej tych pierwiastków niż
kompost z dodatkiem 20% słomy, a kompost z dodatkiem 40% liści więcej niż kompost
zawierający 40% słomy (tab. 1-2).
W miarę trwania procesu kompostowania z reguły stwierdzano zwiększanie
zawartości analizowanych pierwiastków w kompostach (tab. 1-2). Pomiędzy
jedenastym a dwudziestym piątym tygodniem procesu zwiększenie zawartości
wapnia i magnezu wynosiło, w zależności od pierwiastka i wariantu kompostu, od
9,22% do 38,01%. Zwiększenie zawartości badanych pierwiastków (należących do
tzw. składników popielnych) nastąpiło na skutek rozkładu materii organicznej [Drozd
i in. 1999, Iglesias Jiménez, Pérez Garcia 1991]. Podobnie jak w badaniach własnych,
zwiększenie zawartości całkowitych form wapnia i magnezu stwierdzili również
Drozd i in. [1999] w wyniku kompostowania pomiotu kurzego ze słomą pszenną
oraz Czekała i Sawicka [2006] w efekcie kompostowania osadu ściekowego ze słomą
i trocinami. Kompostowanie odchodów zwierząt futerkowych, obornika bydlęcego,
pomiotu kurzego czy osadów ściekowych prowadziło również do zwiększenia
zawartości całkowitych form innych składników pokarmowych (P, K, S, Na) [Ciećko,
Harnisz 2001, Ciećko i in. 2005, Czekała, Sawicka 2006, Drozd i in. 1999, Larney
i in. 2008, Tabak, Filipek-Mazur 2010].
276
3/9/12 4:32 AM
Dynamika zawartości wapnia i magnezu w poddanych kompostowaniu odchodach...
Wnioski
• Największą zawartością wapnia charakteryzował się kompost sporządzony
z samych odchodów. Z kolei największą zawartością magnezu cechowały się dwa
komposty: z odchodów bez dodatków oraz z odchodów z 20% dodatkiem liści.
• Komposty sporządzone z odchodów i liści były z reguły zasobniejsze
w wapń i magnez w porównaniu z kompostami składającymi się z odchodów
i równoważnych dawek słomy.
• W miarę trwania procesu kompostowania (od jedenastego do dwudziestego
piątego tygodnia) z reguły następowało zwiększanie zawartości wapnia
i magnezu w kompostach. W tym ostatnim tygodniu zawartość pierwiastków
była o 9,22-38,01% większa niż w jedenastym tygodniu kompostowania.
Literatura
Bombik T. 2003. Oddziaływanie na środowisko ferm mięsożernych zwierząt futerkowych.
Wyd. Akademii Podlaskiej, Siedlce, ss: 105.
Ciećko Z., Harnisz M. 2001. Dynamika zawartości fosforu w osadach ściekowych podczas ich
kompostowania z różnymi komponentami. Zesz. Probl. Post. Nauk Roln., 477: 307-312.
Ciećko Z., Harnisz M., Wyszkowski M., Najmowicz T. 2005. Dynamics of potassium
content in sewage sludge during its composting with different additives. Pol. J. Soil
Sci., 38/1: 31-40.
Czekała J., Sawicka A. 2006. Przetwarzanie osadu ściekowego z dodatkiem słomy i trocin na
produkt bezpieczny dla środowiska. Woda-Środowisko-Obszary Wiejskie, 6, 2(18): 41-50.
Drozd J., Jamroz E., Licznar M., Licznar S. E., Weber J. 1999. Zmiany wybranych form makroi mikroskładników w czasie kompostowania pomiotu kurzego i produkowanego z niego
nawozu organiczno-mineralnego. Fol. Univ. Agric. Stetin. 200 Agricultura (77): 69-74.
Filipek-Mazur B., Gondek K. 2009. Dynamika składu chemicznego odchodów zwierząt
futerkowych w czasie ich kompostowania. Część I. Węgiel i azot. Zesz. Probl. Post.
Nauk Roln., 537: 89-95.
Iglesias Jiménez E., Pérez Garcia V. 1991. Composting of domestic refuse and sewage
sludge. I. Evolution of temperature, pH, C/N ratio and cation-exchange capacity.
Resources, Conservation and Recycling, 6: 45-60.
Kuźniewicz A. (red.), Filistowicz A. (red.). 2006. Chów i hodowla nutrii. Wydawnictwo
Akademii Rolniczej, Wrocław, ss: 251.
Larney F. J., Olson A. F., DeMaere P. R., Handerek B. P., Tovell B. C. 2008. Nutrient and
trace element changes during manure composting at four southern Alberta feedlots.
Can. J. Soil Sci., 88, 1: 45-59.
Maćkowiak Cz., Żebrowski J. 2000. Skład chemiczny obornika w Polsce. Nawozy Nawoż.,
4(5): 119-130.
277
3/9/12 4:32 AM
Rozporządzenie. 2001. Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 27 września 2001 r.
w sprawie katalogu odpadów. Dz. U. Nr 112, poz. 1206.
Rozporządzenie. 2002. Rozporządzenie (WE) nr 1774/2002 Parlamentu Europejskiego
i Rady z dnia 3 października 2002 r. ustanawiające przepisy sanitarne dotyczące
produktów ubocznych pochodzenia zwierzęcego nieprzeznaczonych do spożycia przez
ludzi. OJ L 273 z 10.10.2002: 1-95, z późn. zm.
Tabak M., Filipek-Mazur B. 2010. Zmiany zawartości fosforu, potasu i siarki
w kompostowanych odchodach zwierząt futerkowych [w:] Wielokierunkowość badań
w rolnictwie i leśnictwie. Monografia, Wyd. UR, Kraków, praca w druku.
Ustawa. 2007. Ustawa z dnia 10 lipca 2007 r. o nawozach i nawożeniu. Dz. U. Nr 147, poz.
1033.
Monika Tabak
Opiekun naukowy: prof. dr hab. inż. Barbara Filipek-Mazur
278
3/9/12 4:32 AM
Anna Weber
Hubert Waligóra
Alicja Szabelska
EPISTEME
12/2011, t. I
s.279-284
ISSN 1895-4421
ZASTOSOWANIE METODY SUM JEDNOSTEK EFEKTYWNYCH W
WYZNACZANIU KLAS WCZESNOŚCI ODMIAN KUKURYDZY CUKROWEJ
DEFINITION USEFULNESS THE METHOD OF SUM OF HEATS UNITS IN
DETERMINATION EARLINESS CLASSES OF SUGAR MAIZE VARIETYS
Abstrakt: Celem podjętych badań było określenie przydatności metody Sum Jednostek
Efektywnych w wyznaczaniu klas wczesności kukurydzy cukrowej. Doświadczenie
przeprowadzono w ZDD Swadzim w latach 2007 – 2009, użyto dziesięciu odmian kukurydzy
cukrowej. W każdym roku badań określono plon kolb (t∙ha-1) oraz długość okresu wegetacji (dni)
badanych odmian. Na podstawie przebiegu dobowej temperatury obliczono zapotrzebowanie
roślin na Sumy Jednostek Efektywnych (°C) do osiągnięcia fazy dojrzałości mlecznej,
używając trzech różnych temperatur progowych. Klasyfikację odmian do grup wczesności
przeprowadzono za pomocą metody trzy sigma. Na podstawie badań stwierdzono, że metoda
Sum Jednostek Efektywnych może być przydatna w wyznaczaniu klas wczesności kukurydzy
cukrowej, a otrzymany plon jest zależny od wczesności dojrzewania.
Słowa kluczowe: metoda Sum Jednostek Efektywnych, klasyfikacja, kukurydza cukrowa,
odmiany, wczesność
Summary: The aim of this study was to determine the suitability of the method Sum of Heats
Units in determining grades of sugar maize maturity. The experiment was conducted in the
Experimental – Didactic Station Swadzim in the years 2007 - 2009, using ten varieties of sugar
maize. In each year of research it was determinate the cob yield (t ∙ ha-1) and length of growing
period (days) tested varieties. Based on the course of daily temperature it was calculated the
amounts of plant demand SHU (°C) to reach the milk ripeness, using three different temperature
thresholds. The classification of varieties to maturity groups was performed using the method of
three sigma. The method Sum of Heats Units can be useful in determining the classes of maturity
of sugar maize, and the resulting yield is dependent on maturity.
Key words: method of Sum Heats Units, classification, sugar maize, varieties, earliness
279
3/9/12 4:32 AM
Anna Weber, Hubert Waligóra, Alicja Szabelska
Wstęp
W produkcji kukurydzy cukrowej, jak w żadnym innym gatunku, wybór odmiany
jest czynnikiem istotnie decydującym o powodzeniu uprawy. Tylko poprzez właściwy
dobór wczesności dojrzewania odmiany dla danego rejonu można stworzyć warunki
do uzyskania wysokich plonów [Waligóra, 2006]. Odmiany o dłuższym okresie
wegetacji posiadają zwiększoną liczbę dni asymilacji, co wpływa na wytworzenie
wyższych plonów, natomiast krótszy okres wegetacji pozwala na zmniejszenie ryzyka
uprawy oraz usprawnia organizację prac polowych [Michalski, 1997].
W klasyfikacji wczesności kukurydzy pastewnej funkcjonuje system FAO, jednak
nie dotyczy on podgatunku kukurydzy cukrowej [Waligóra, 1996]. Dodatkowo
obciążony jest błędami, które uniemożliwiają porównanie odmian kukurydzy na
arenie międzynarodowej oraz na przestrzeni lat [Michalski, 1997].
Celem badań było określenie przydatności Metody Sum Jednostek Efektywnych
w wyznaczaniu klas wczesności kukurydzy cukrowej.
Materiał i metody
Doświadczenie przeprowadzono na polach Zakładu Doświadczalno-Dydaktycznego
Swadzim w latach 2007 – 2009. Użyto dziesięciu odmian kukurydzy cukrowej, tj.
Golda, GSS 5022, GSS 8529, Helena, Merkur, Rana, Sheba, Shimmer, Sweet Talk
oraz Sweet Trophy. W każdym roku badań określono plon kolb (t∙ha-1) oraz długość
okresu wegetacji (dni) odmian kukurydzy cukrowej. Na podstawie przebiegu
dobowej temperatury obliczono zapotrzebowanie badanych odmian na Sumy
Jednostek Efektywnych (°C) do fazy dojrzałości mlecznej, przy użyciu trzech
różnych temperatur progowych 6°C, 8°C oraz 10°C. Klasyfikację do grup wczesności
przeprowadzono za pomącą metody trzy sigma [Shewhart]. Zależność pomiędzy
wczesnością dojrzewania odmian a ich plonowaniem przedstawiono za pomocą
współczynnika korelacji.
Wyniki i dyskusja
Metoda Sum Jednostek Efektywnych polega na określeniu ilości jednostek cieplnych
niezbędnych do osiągnięcia określonej fazy rozwojowej rośliny. Zakłada ona
prostoliniowy związek pomiędzy rozwojem roślin, a ilością dostarczanego ciepła
[Górski i Jakubczak, 1965]. W warunkach Francji sumy ciepła w 90% wyjaśniają
zawartość suchej masy w ziarnie w okresie od kwitnienia do dojrzewania, a więc
ciepło jest tam najważniejszym czynnikiem warunkującym rozwój i dojrzewanie
roślin [Bloc i Gouet, 1977]. Oparcie metody SJE na podstawach fizjologicznych,
a z drugiej strony wprowadzenie aparatu matematycznego, umożliwia precyzyjne
prognozowanie rozwoju i dojrzewania kukurydzy [Górski i Jakubczak, 1965].
280
3/9/12 4:32 AM
Zastosowanie metody sum jednostek efektywnych...
Grupa wczesności
Odmiana
2007
2008
2009
Średnia
Wczesne
Sheba
82,0
90,0
93,0
88,3
GSS 5022
91,0
89,0
102,0
94,0
Sweet Trophy
87,0
100,0
99,0
95,3
Rana
95,0
95,0
100,0
96,7
Shimmer
93,0
100,0
112,0
101,7
Merkur
95,0
107,0
105,0
102,3
Golda
103,0
99,0
107,0
103,0
GSS 8529
103,0
102,0
109,0
104,7
Sweet Talk
103,0
105,0
108,0
105,3
Helena
103,0
105,0
109,0
105,7
Średnio wczesne
Średnio późne
Tab. 1. Klasyfikacja kukurydzy cukrowej ze względu na liczbę dni wegetacji
Grupa wczesności
Wczesne
Średnio wczesne
Średnio późne
Odmiana
2007
2008
2009
Średnia
Sheba
985,7
1040,5
986,9
1004,4
GSS 5022
1103,8
1043,1
1098,9
1081,9
Sweet Trophy
1054,0
1154,2
1065,8
1091,3
Rana
1159,6
1108,5
1079,2
1115,8
Shimmer
1130,7
1154,2
1224,1
1169,7
Merkur
1159,6
1221,4
1139,9
1173,6
Golda
1238,5
1146,1
1166,6
1183,7
GSS 8529
1238,5
1176,8
1184,4
1199,9
Sweet Talk
1230,3
1202,2
1175,5
1202,7
Helena
1238,5
1203,7
1184,4
1208,9
Tab. 2. Klasyfikacja kukurydzy cukrowej ze względu na SJE (°C), temperatura progowa 6°C
281
3/9/12 4:32 AM
Temp. min.=8°C
Grupa
wczesności
Wczesne
Średnio
wczesne
Średnio
późne
Temp. min.=10°C
Odmiana
2007
2008
2009
Średnia 2007
2008
2009
Średnia
Sheba
820,7
860,6
800,9
827,4
656,9 681,5 632,5
657,0
GSS 5022
920,8
865,2
894,9
893,6
705,2 794,1 687,4
728,9
Sweet Trophy
979,0
954,3
867,8
933,7
778,8 729,5 696,8
735,0
Rana
968,6
992,3
879,2
946,7
739,0 688,1 717,9
715,0
Shimmer
943,7
954,3
1001,5
966,5
778,8 794,5 737,5
770,3
Merkur
968,6
1007,5
929,9
968,7
825,7 751,1 756,2
777,7
Golda
1031,5
948,2
952,6
977,4
757,9 794,1 793,7
781,9
GSS 8529
1031,5
974,7
966,4
990,9
825,7 771,6 766,0
787,8
Sweet Talk
1025,3
992,3
959,5
992,4
821,5 783,2 761,1
788,6
Helena
1031,5
993,8
966,4
997,2
825,7 784,7 766,0
792,1
Tabela 3. Klasyfikacja kukurydzy cukrowej ze względu na SJE (°C), temperatura progowa 8 i 10°C
W badaniach własnych klasyfikowano dziesięć odmian kukurydzy cukrowej do trzech
grup wczesności. Biorąc pod uwagę liczbę dni wegetacji odmianami wczesnymi
okazały się Sheba, średnio późną Helena, natomiast do średnio wczesną zaliczono
pozostałe osiem odmian (tab. 1). Inny podział do grup wczesności wystąpiły przy
uwzględnieniu Sum Jednostek Efektywnych. Biorąc pod uwagę temperaturę minimalną
6°C, do grupy wczesnych zaliczono odmiany Sheba, GSS 5022 oraz Sweet Trophy
(tab. 2). Odmianami średnio wczesnymi okazały się Rana, Shimmer, Merkur oraz
Golda. Pozostałe trzy odmiany GSS 8529, Sweet Talk oraz Helena są odmianami
średnio późnymi. W klasyfikacji ze względu na Sumy Jednostek Efektywnych, biorąc
pod uwagę temperaturę minimalną 8 oraz 10°C, przynależność do grup wczesności
badanych odmian okazała się taka sama (tab. 3). Odmianami wczesnymi są tutaj Sheba,
GSS 5022, średnio późnymi Sweet Talk oraz Helena. Do grupy średnio wczesnymi
zaliczono odmiany Sweet Trophy, Rana, Shimmer, Merkur, Golda oraz GSS 8529.
Badania własne pokazują, że metoda Sum Jednostek Efektywnych może być przydatna
w wyznaczaniu klas wczesności odmian kukurydzy cukrowej. Określa ona dokładniej
niż liczba dni wegetacji przynależność do grup wczesności. Według Jakackiej [1985]
występujące małe zróżnicowanie mieszańców pod względem wymagań termicznych
utrudnia ich klasyfikację. Natomiast Siódmiak [1993] stwierdził, iż metoda Sum
Jednostek Efektywnych może być pomocna przy prognozowaniu dojrzewania odmian
kukurydzy o zróżnicowanej wczesności w różnych rejonach kraju. W klasyfikacji
wg SJE uwzględniając temperatury progowe 6, 8 i 10°C wykazano różnice
w przynależności odmian do grup wczesności. Różnice między sposobami liczenia są
niewielkie, lecz mogą wpływać na klasyfikację odmian kukurydzy cukrowej.
282
3/9/12 4:32 AM
Zastosowanie metody sum jednostek efektywnych...
Plon (t∙ha-1)
Grupa wczesności
Wczesne
Średnio wczesne
Średnio późne
Odmiana
2007
2008
2009
Średnia
Sheba
15,45
3,52
18,25
12,41
GSS 5022
13,10
5,36
16,86
11,77
Sweet Trophy
17,28
4,32
19,65
13,75
Rana
13,78
7,4
22,36
14,51
Shimmer
13,86
8,67
14,00
12,18
Merkur
24,14
4,35
16,36
14,95
Golda
13,39
7,36
20,76
13,84
GSS 8529
21,49
5,36
15,62
14,16
Sweet Talk
15,89
10
19,15
15,01
Helena
15,71
8,98
18,37
14,35
Tab. 4. Klasyfikacja ze względu na SJE (temp. min.=6°C) oraz plon (t∙ha-1) odmian kukurydzy
cukrowej, Współczynnik korelacji wczesność/plon = 0,597 Współczynnik korelacji wczesność/
plon = 0,597
W badaniach własnych wykazano zależność pomiędzy wczesnością dojrzewania
odmian a ich plonowaniem (tab. 4). Plon odmian należących do grupy wczesnych
wahał się od 12,41 do 13,75 t x ha-1, natomiast średnio późnych od 14,16 do 14,35
t x ha-1. Współczynnik korelacji wczesności badanych odmian oraz ich plonowania
(n=10, α=0,05) wyniósł 0,597 i wskazał na proporcjonalną zależność między tymi
czynnikami. Podobnie zauważyli Niedziółka i Szymanek [2005]. Stwierdzili oni, że
u wczesnych odmian kukurydzy cukrowej plon jest niższy i o mniejszej zawartości
cukru. Natomiast odmiany o dłuższym okresie wegetacji charakteryzują się wyższym
plonem. W 2008 roku plony były znacząco niższy, co wynika niekorzystnych
warunków pogodowych.
283
3/9/12 4:32 AM
Wnioski
• Klasyfikacja odmian kukurydzy cukrowej ze względu na Sumy Jednostek
Efektywnych jest bardziej precyzyjna niż klasyfikacja ze względu na liczbę dni
wegetacji.
• Wykazano różnice w przynależności do klas wczesności badanych odmian
kukurydzy cukrowej używając metody Sum Jednostek Efektywnych,
uwzględniając temperaturę progową 6 oraz 8, 10°C.
• Współczynnik korelacji pomiędzy wczesnością dojrzewania badanych odmian
kukurydzy cukrowej a ich plonowaniem wskazuje na proporcjonalną zależność
między tymi czynnikami.
LITERATURA
Bloc D., Gouet I. P. 1978. Influence des sommes de temperature sur la floraison et la
maturite du mais. Ann. Amelior Plantes, Tom 28, z. 1: 89-111.
Górski T., Jakubczak Z. 1965. W sprawie metody Sum Temperatur a agrometeorologii.
Rocznik Nauk Rolniczych, Tom 90-A-2: 215229.
Jakacka M. 1985. Określenie dynamiki dojrzewania odmian kukurydzy o różnej wczesności
za pomocą metody sum temperatur. Pamiętnik Puławski, Zeszyt 86: 161-172.
Michalski T. 1997. Liczba FAO jako metoda oznaczania wczesności odmian kukurydzy.
Kukurydza 1(9): 9.
Niedziółka I., Szymanek M. 2005. Problemy wykorzystania masy roślinnej w procesie
zbioru i obróbki kolb kukurydzy cukrowej. Inżynieria Rolnicza 7/2005: 207-214.
Siódmiak J. 1993. Oznaczenie wczesności odmian kukurydzy w doświadczeniach
odmianowych w Polsce. Kukurydza 1: 26.
Waligóra H. 1996. Uprawa kukurydzy cukrowej. Akademia Rolnicza w Poznaniu. Katedra
Uprawy Roli i Roślin.
Waligóra H. 2006. Odmiany kukurydzy cukrowej. Kukurydza 2(28): 710.
Anna Weber
Katedra Agronomii
Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu
ul. Mazowiecka 45/46, 60-623 Poznań
e-mail: aweber@up.poznan.pl
Opiekun naukowy: prof. dr hab. Hubert Waligóra
284
3/9/12 4:32 AM
Karol Wełdycz
EPISTEME
12/2011, t. I
s.285-290
ISSN 1895-4421
DOBÓR MASZYN, URZĄDZEŃ I TECHNOLOGII ZBIORU SŁOMY Z
WYKORZYSTANIEM SYSTEMU EKSPERTOWEGO
SELECTION OF MACHINERY, EQUIPMENT AND TECHNOLOGY OF
STRAW HARVEST USING EXPERT SYSTEM
Abstrakt: Słoma jest rolnym produktem ubocznym – to suche łodygi rośliny zbożowej po
usunięciu ziarna i plew. Słoma jest używana jako pasza i podściółka dla żywca dostarczającego
nawozu. Słoma jest także stosowana jako nawóz organiczny. Obecnie technologię zbioru słomy
można podzielić na dwie grupy różniące się formą zbieranego materiału. System ekspercki
w postaci komputerowej aplikacji rozwiązuje skomplikowane problemy wymagające rozległej
wiedzy ze strony człowieka. Najważniejszym celem rozwoju systemów eksperckich jest
zapewnienie obsługi rozległych zasobów informacji, a także edukacji osób podejmujących
decyzje (rolników) w zakresie zarządzania i technologii zbioru słomy.
Słowa kluczowe: słoma, system ekspertowy
Summary: Straw is an agricultural by-product, the dry stalks of cereal plants, after
the grain and chaff have been removed. Straw is used as feed and bedding for livestock, which
are obtained manure. It is also using as organic fertilizer. Currently, the straw harvesting
technology is divided into two groups, which differ in form of the collected material. An expert
system is a computer application that solves complicated problems that would otherwise require
extensive human expertise. The main purpose the rise of the expert system is a delivery system
for extension information, to provide management education for decision makers (farmers) of
straw harvesting technology.
Key words: straw, expert system.
285
3/9/12 4:32 AM
Karol Wełdycz
Wstęp
Ostatnio duże zainteresowanie wzbudza słoma, która często w znacznych ilościach
pozostaje na polu i nie jest zużywana do celów gospodarczych. W stosunkowo
krótkim czasie nastąpił ponad dwudziestopięciokrotny wzrost skupowanej masy
słomy [Sadowski 2002].
Słomę wykorzystuje się jako paszę i ściółkę dla zwierząt gospodarskich, z której
uzyskuje się obornik. Jest także przeorywana jako nawóz organiczny. Ze słomy
można produkować sztuczny obornik, który powstaje przez jej kompostowanie
z organicznymi dodatkami zwilżanymi gnojowicą lub gnojówką. Ponadto słomę
wykorzystuje się jako: biopaliwo (po odpowiednich procesach przetwórczych),
strzechę (słoma żytnia), materiał do ocieplania ścian budynków oraz wyrobu
artykułów dekoracyjnych.
Obecnie stosowane technologie zbioru słomy dzieli się na dwie podstawowe grupy,
które różnią się formą zebranego materiału. Pierwsza grupa obejmuje rozwiązania,
w których materiał występuje w postaci luźnej. Są to technologie bazujące głównie
na przyczepach zbierających oraz ręcznej realizacji wielu operacji technologicznych.
Do drugiej grupy należą technologie bazujące na prasach zbierających, które formują
zbierany materiał w bele prostopadłościenne lub cylindryczne. Są to metody zbioru,
które dominują w wielu krajach Europy i Ameryki Północnej.
Wdrażanie nowych technologii wymaga prowadzenia badań i analiz, które dotyczą
dwóch grup zagadnień. Pierwsza grupa obejmuje zagadnienia dotyczące wydajności
i nakładów pracy ludzkiej. Druga zaś grupa zagadnienia związane z wskaźnikami
ekonomicznymi, które w gospodarce rynkowej mają wielkie znaczenie.
Cel pracy
Celem pracy jest stworzenie systemu eksperckiego mającego za zadanie
wspomaganie doboru maszyn, urządzeń i technologii zbioru słomy tak, aby można
było zoptymalizować proces zbioru słomy uwzględniając zagadnienia dotyczące
wydajności i nakładów pracy ludzkiej oraz kryteria ekonomiczne dotyczące
minimalizacji kosztów wykonania zabiegów. Połączenie techniki sztucznych sieci
neuronowych i systemów ekspertowych pozwala na stworzenie wirtualnych doradców
– specjalistów w wybranej dziedzinie. Umożliwi to uzyskanie skutecznej pomocy
w wielu przypadkach podejmowania optymalnej decyzji.
Materiał i metody
Obiektem badań były dwa warianty technologii zbioru słomy w postaci zagęszczonej,
które stosowane są w naszym kraju. Z każdego z nich wyodrębniono kilka grup
różniących się parametrami oraz liczbą stosowanych maszyn i urządzeń zarówno
produkcji krajowej, jak i zagranicznej. Główne ogniwa tych technologii stanowiły
prasy zbierające formujące duże bele cylindryczne i prostopadłościenne oraz małe bele
prostopadłościenne, których walory użytkowe były zróżnicowane. Szczegółowym
badaniom eksploatacyjnym poddano maszyny oraz urządzenia przeznaczone do
286
3/9/12 4:32 AM
Dobór maszyn, urządzeń i technologii zbioru słomy...
formowania bel, ich transportu a także składowania. Niektóre z wybranych wariantów
technologicznych bazowały na najnowszej generacji maszyn produkowanych przez
firmy o światowej renomie. Dotyczy to głównie pras zbierających oraz wydajnych
środków do zbioru i transportu bel słomy.
Przyjęto następujące warianty technologii zbioru słomy w postaci zagęszczonej:
I wariant technologii bazuje na prasach zwijających:
• prasa Z-279 Farma, którą wyposażono w jednosznurkowy system owijania bel
(ciągnik U 4514 o mocy 50,5 kW),
• prasa
Claas Rollant oznaczona symbolem 46 z dwusznurkowym systemem
owijania bel (ciągnik Pronar 5112 o mocy 60 kW),
• prasa zmiennokomorowa firmy Vario Pack 1800 wyposażoną w system owijania
bel siatką (ciągnik Valtra C 100 o mocy 75 kW).
Do zbioru i transportu bel cylindrycznych zastosowano dwa warianty technologiczne:
• pierwszy z nich bazuje na wózku samo załadowczym, którym również ustawiano
sterty,
• w
drugim wariancie zbioru stosowano specjalne przyczepy platformy (typ A)
Pronar T026.
II wariant technologii bazuje na prasach do formowania dużych bel
prostopadłościennych:
•prasa Big Pack 120-70 (ciągnik Fendt Vario 718 o mocy 125 kW),
•samojezdna prasa Power Press 120H.
Do zbioru i transportu bel wybrano trzy warianty technologiczne:
•pierwszy z nich bazuje na przyczepie samozaładowczej E-170 firmy Arcusin,
którą zebrane belę ustawiano w stertę (ciągnik U 1614),
•drugi wariant zbioru bel bazuje na przyczepie samozaładowczej QB 95 firmy
Fasterholt. Maszyna ta jest wyposażona w hydrauliczny ładowacz bel sterowany
•z kabiny ciągnika (Ursus 1614),
•trzeci wariant bazuje na zbirze i transporcie bel formowanych prasą samojezdną,
który realizowany był przez następujące zestawy: ciągniki U 7524
•i Pronar 5112 współpracujące z ładowaczami czołowymi TUR 6, ciągnik
•Zetor 12441 Forterra stosowany do transportu bel.
We wszystkich wariantach tej technologii bele słomy składowano w pomieszczeniach
zadaszonych [Ilczuk 2008].
287
3/9/12 4:32 AM
Karol Wełdycz
Budowa systemu ekspertowego
W przypadku budowanego systemu ekspertowego wybrano system typu szkieletowego
firmy AITECH – PC –Shell [AITECH 2006].
Tworzenie systemu eksperckiego wymagało również udziału ekspertów z dziedziny
rolnictwa, od samego początku jego powstawania.
Proces budowy systemu ekspertowego do wspomagania doboru środków technicznych
do zbioru słomy wymagał, odwzorowania w budowanym systemie informatycznym,
procesów technologicznych, które składają się na proces produkcyjny oraz czynności
wykonywanych w ramach zabiegów technologicznych. W trakcie realizacji procesu
budowy systemu rozważano również inne struktury elementów składowych systemu,
jak i zakresu informacji, jakie zostaną w nich uwzględnione [Mulawka 1996].
Optymalizacja procesu technologicznego zbioru słomy wymagała rozwiązania
następujących zagadnień: (a) minimalizacji kosztów wykonania zabiegów, (b)
minimalizacji nakładów siły roboczej gwarantującej wykonanie określonych procesów
technologicznych, (c) minimalizacji nakładów energetycznych zabezpieczających
realizację procesów technologicznych [Skwarcz 2007].
Funkcjonowanie systemu oparto o scenariusze różnych sytuacji, które mogą się
pojawić w trakcie realizacji procesu technologicznego zbioru słomy. W opisywanym
systemie eksperckim opracowano pięć scenariuszy, które mogą mieć zastosowanie
przy realizacji zbioru słomy:
• pierwszy
scenariusz polega na doborze środków technicznych do realizacji
wszystkich zabiegów składowych procesu zbioru słomy,
• drugi scenariusz dotyczy doboru środków technicznych do realizacji wybranego
zabiegu procesu zbioru słomy,
• trzeci scenariusz polega na doborze środków technicznych z uwzględnieniem
posiadanych w gospodarstwie ciągników, maszyn i urządzeń,
• czwarty scenariusz pozwala producentowi na dobór maszyn i urządzeń zgodnie
z wielowymiarowym kryterium,
• piąty scenariusz pozwala producentowi określić warunki wykonania wszystkich
zabiegów w formie usługi zewnętrznej.
Pierwszy scenariusz jest scenariuszem wiodącym, określającym dalszą strategię
postępowania użytkownika systemu. W zależności od wyników uzyskanych
z obliczeń wg tego scenariusza użytkownik systemu może podjąć decyzję odnośnie
dalszego postępowania optymalizacyjnego. W tym celu może powtórzyć obliczenia
zgodnie z jednym z pozostałych pięciu scenariuszy [Skwarcz 2009].
Na rysunku 1 przedstawiono schemat budowanego systemu ekspertowego do
wspomagania doboru środków technicznych do zbioru słomy [Knosala 2002].
288
3/9/12 4:32 AM
Dobór maszyn, urządzeń i technologii zbioru słomy...
MODUŁ WNIOSKOWANIA REPOZYTORIUM DANYCH REPOZYTORIUM SCENARIUSZY: Dobór środków technicznych do realizacji zabiegów składowych procesu zbioru słomy MODUŁ OBJAŚNIANIA MODUŁ POZYSKIWANIA WIEDZY INTERFEJS UŻYTKOWNIKA REPOZYTORIUM METOD OPTYMALIZACJI PROCESU PRODUKCJI PRZY WYBRANYM KRYTERIUM OPTYMALIZACYJNYM Rys.1. Schemat systemu ekspertowego
Podsumowanie
W pracy przedstawiono komputerowy system ekspertowy do wspomagania
doboru środków technicznych do zbioru słomy. System ukierunkowany jest na
doradztwo w zakresie doboru ciągników, maszyn i urządzeń do realizacji zabiegów
technologicznych wchodzących w skład procesu zbioru słomy. W ramach pracy
określono metodykę tworzenia systemu ekspertowego.
289
3/9/12 4:32 AM
Karol Wełdycz
Literatura
AITECH Artificial Intelligence Laboratory. Dokumentacja systemu. Katowice, 2006
Ilczuk P.: Ocena technologii zbioru słomy w formie zagęszczonej. Praca wykonana
w Katedrze Eksploatacji Maszyn i Zarządzania w Inżynierii Rolniczej pod kierunkiem
prof. Dr hab. Janusza Nowaka, Lublin, 2008
Knosala R.: Zastosowanie metod sztucznej inteligencji w inżynierii produkcji, WNT, 2002
Mulawka J.: Systemy ekspertowe, WNT, Warszawa, 1996
Sadowski W.: Analiza kosztów mechanizacji oraz opłacalność produkcji roślinnej
w gospodarstwie ekologicznym. Journal of Research and Applications in Agricultural
Engineering, 47 (1): 49-54, 2002
Skwarcz J.: Optymalizacyjny system ekspertowy doboru środków technicznych dla
producentów zbóż. Rozprawy Naukowe Akademii Rolniczej w Lublinie. Z. 315, 2007
Skwarcz J.: Założenia systemu eksperckiego do sterowania procesem produkcji zbóż. Inż.
Rol., 9(118), 235-240, 2009
Karol Wełdycz
Katedra Podstaw Techniki
ul. Akademicka 13, 20-950 Lublin
Opiekun naukowy: dr hab. inż. Jacek Skwarcz
290
3/9/12 4:32 AM
Agnieszka Wełdycz
EPISTEME
12/2011, t. I
s.291-296
ISSN 1895-4421
WPŁYW DODATKU TŁUSZCZU NA WYTRZYMAŁOŚĆ KINETYCZNĄ PASZ
GRANULOWANYCH
INFLUENCE OF FAT ADDITION TO KINETIC ENDURANCE OF
GRANULATED FODDERS
Abstrakt: Dodatek tłuszczu do pasz pozwala na podniesienie energetyczności pasz. Tłuszcze
mają prawie trzykrotnie więcej energii metabolicznej, niż węglowodany czy białka. Do
natłuszczania pasz wykorzystuje się najczęściej porafinacyjne kwasy tłuszczowe, oleje roślinne,
tłuszcze zwierzęce a także mydła, czyli tłuszcz paszowy w postaci sypkiej. Wzrost udziału
tłuszczy w mieszance poddawanej granulowaniu, z jednej strony zwiększa wydajność granulatora,
a z drugiej wpływa niekorzystnie na jakość gotowego produktu. Wytrzymałość kinetyczna paszy
granulowanej jest jedną z cech jakości granulatu. Wysoka wartość wytrzymałości kinetycznej
oznacza, że pasza granulowana jest bardziej trwała tzn. granule nie ulegają uszkodzeniu podczas
transportu od producenta do hodowcy oraz w transporcie wewnętrznym.
Słowa kluczowe: tłuszcz sypki, granulowanie, wytrzymałość kinetyczna
Summary: The study presents the results of a research on the influence of fat addition on kinetic
endurance of granulated fodder. The addition of fat allows for raising calorific value of fodder.
Mostly for greasing fodders are used: fatty acids, vegetable oils, animal fats or protected fats.
Kinetic endurance is an important feature of fodders quality. The higher this parameter is, the
better granulated fodders are for fodder suppliers.
Key words: protected fats, granulation, kinetic endurance
291
3/9/12 4:32 AM
Agnieszka Wełdycz
WSTĘP
Granulowanie, czyli ciśnieniowa aglomeracja w formę stałą sypkich składników
mieszanek, jest jednym z kluczowych zabiegów technologicznych we współczesnym
przemyśle spożywczym [Grochowicz 1998; Zawiślak 1996].
Osiągnięcie dobrej jakości granulatu zależy od wielu czynników, które ogólnie można
podzielić na związane z surowcami, oraz urządzeniami stosowanymi w procesie
wytłaczania. Właściwości fizyczne i chemiczne surowców stanowią o ich podatności
na granulowanie. Zdolność surowców do aglomerowania zależy od wilgotności,
temperatury, składu granulometrycznego, współczynnika tarcia wewnętrznego,
sypkości itp. Ponadto skład chemiczny, a głównie zawartość białka, skrobi, włókna
i tłuszczu, istotnie wpływa na przebieg procesu i jakość granulatu. Substancje te
w wyniku wysokiej temperatury, ciśnienia i wilgotności ulegają różnorodnym przemianom
fizykochemicznym. Duży wpływ na przebieg procesu mają również czynniki techniczne
związane z parametrami konstrukcyjnymi układu roboczego [Zawiślak i in. 2010].
Jednym z kryterium oceny jakości granulatu jest jego trwałość mechaniczna,
określająca zdolność do zachowania stałej postaci w określonych, niesprzyjających
warunkach działania mechanicznych czynników zewnętrznych. Cecha ta ma istotne
znaczenie zarówno z punktu żywienia zwierząt, jak też warunków chłodzenia,
składowania, czy też transportu gotowego produktu [Laskowski 1989].
Wzrost udziału tłuszczy w mieszance poddawanej granulowaniu, z jednej strony
zwiększa wydajność granulatora, a z drugiej wpływa niekorzystnie na jakość
gotowego produktu [Laskowski 1989]. Według MacMahon’a i in. [1991] wytłaczanie
jest utrudnione, przy zawartości tłuszczu w materiale paszowym mniejszej niż
1%. Niemniej jednak zbyt duży udział tego składnika w mieszance powoduje
otrzymywanie granulek miękkich i mało spoistych.
MATERIAŁY I METODY
Materiały do badań stanowiły 3 rodzaje tłuszczy sypkich, a mianowicie Hidropalm,
Magnapack oraz RumiFat R100, które dodawano do rozdrobnionych zbóż: pszenżyto
(kazo), pszenica i żyto. Do granulowania przygotowano mieszanki badanych tłuszczy
ze zbożami po 10 kg każda próba.
Aglomerację przeprowadzono na linii doświadczalnej w Katedrze Inżynierii i Maszyn
Spożywczych Uniwersytetu Przyrodniczego w Lublinie (rys. 1).
Do badań wykorzystano granulator RMP 250, który charakteryzował się następującymi
parametrami układu granulującego: stopień sprężania matrycy – 15, liczba rolek – 2, matryca
z otworami 3 mm, Średnia temperatura mieszanki po kondycjonowaniu wynosiła 70°C.
Otrzymany granulat po wychłodzeniu poddano badaniom jakościowym, określając
wytrzymałość kinetyczną metodą Pfosta zgodnie z PN-R-64834:1998
292
3/9/12 4:32 AM
Wpływ dodatku tłuszczu na wytrzymałość kinetyczną pasz granulowanych...
L.p.
Surowiec
1
2
Procentowy dodatek tłuszczu
Magnapack
Rumifat R100
Pszenżyto
0
0
Hidropalm
0
Pszenżyto
4
4
4
3
Pszenżyto
6
6
6
4
Pszenżyto
8
8
8
5
Pszenica
0
0
0
6
Pszenica
6
6
6
7
Żyto
0
0
0
8
Żyto
6
6
6
Tab. 1. Układ doświadczenia granulowania z dodatkiem tłuszczy sypkich
Ryc. 1. Linia doświadczalna
procesu granulowania
Ryc. 2. Tester TG-01. 1
– podstawa, 2 – zespół
komór pomiarowych,
3 – szuflada z sitem, 4
– układ sterowania
293
3/9/12 4:32 AM
Agnieszka Wełdycz
Wytrzymałość kinetyczną granul obliczono ze wzoru:
P=
[%]
gdzie: mg – masa granul pozostałych na sicie po
zbadaniu ich wytrzymałości [g], m – masa granul
przed badaniem [g]
WyniKi i dySKuSja
Przeprowadzone badania wykazały, w jakim stopniu dodatek tłuszczu w postaci
sypkiej wpływa na wytrzymałość kinetyczną wyprodukowanych granulatów. Wyniki
z badań przedstawiono na rys. 3 – 7.
Najwyższą trwałość uzyskały granulaty wykonane na bazie śruty żytniej (97%),
następnie z pszenżyta (95%) i pszenicy (93,5%). Otrzymane wyniki potwierdzają, że
na wytrzymałość kinetyczną granulatu mają wpływ zastosowane surowce. Dodatek
tłuszczy sypkich spowodował obniżenie wytrzymałości kinetycznej każdego
badanego granulatu.
Z przeprowadzonych badań wynika, że stosowane tłuszcze sypkie nie wpływają
jednakowo na trwałość granulatu. W przypadku żyta najmniej destrukcyjnym
okazał się tłuszcz o nazwie Rumifat natomiast w przypadku pszenicy i pszenżyta
Magnapack. Należy podkreślić, że przeprowadzone badania potwierdzają, że stosując
w produkcji pasz granulowanych jako składnika podnoszącego energetyczność pasz,
tłuszczy w postaci sypkiej można zwiększyć ich udział w dawce bez pogarszania
parametrów wytrzymałościowych. W przypadku pszenżyta (kazo) dodatek nawet 8%
tłuszczu Magnapack obniża wytrzymałość kinetyczną tylko o 2 punkty procentowe,
natomiast dodatek tłuszczu Hidropalm w ilości 8% powoduje spadek wytrzymałości
o 13 punktów procentowych.
Ryc. 3. Wpływ dodatku tłuszczu (Magnapack) na wytrzymałość kinetyczną na przykładzie
granulatów z pszenżyta
294
3/9/12 4:32 AM
Wpływ dodatku tłuszczu na wytrzymałość kinetyczną pasz granulowanych...
Ryc. 4. Wpływ dodatku tłuszczu (Rumifat R00) na wytrzymałość kinetyczną na przykładzie
Ryc. 5. Wpływ dodatku tłuszczu (Hidropalm) na wytrzymałość kinetyczną na przykładzie
Ryc. 6. Wpływ dodatku tłuszczu na wytrzymałość kinetyczną na przykładzie granulatów z pszenicy
Ryc. 7. Wpływ dodatku tłuszczu na wytrzymałość kinetyczną na przykładzie granulatów z żyta
295
3/9/12 4:32 AM
Agnieszka Wełdycz
WNIOSKI
• Dodatek tłuszczu wpływa negatywnie na wytrzymałość kinetyczną granulatu.
• Dla granulatów próby kontrolnej bez dodatku tłuszczu wytrzymałość kształtowała
się na poziomie 93-97%, po dodaniu tłuszczu te wartości znacznie się obniżyły
dla każdego z badanych zbóż.
• Najniższe wartości wytrzymałości kinetycznej oznaczono dla granulatu
z pszenżyta
• z dodatkiem 8% tłuszczu Rumifat R100.
• Najwyższe wartości wytrzymałości kinetycznej uzyskano dla pszenżyta z 4%
dodatkiem tłuszczu Magnapack.
LITERATURA
Grochowicz J. 1998. Zaawansowane techniki wytwarzania przemysłowych mieszanek
paszowych. Pagros, Lublin, s. 240.
Laskowski J. 1989. Studia nad procesem granulowania mieszanek paszowych. Seria
Wydawnicza – Rozprawy Naukowe, nr 113, Wydawnictwo Akademii Rolniczej
w Lublinie.
MacMahon M.J., Payne J.D. 1991. The Pelleting Handbook, Borregaard Lignotech,
Sarpsborg Norway.
Zawiślak K. 1996. Czynniki wpływające na jakość granulatu. Pasze Przemysłowe, 2-3, 1516.
Zawiślak K., Sobczak P., Panasiewicz M., Markowska A. 2010. Wpływ wybranych
parametrów technologicznych na wytrzymałość kinetyczną granulatu. Acta Sci. Pol.,
Technica Agraria 9(1-2) 2010, 3-10.
Agnieszka Wełdycz
Katedra Inżynierii i Maszyn Spożywczych
ul. Akademicka 13, 20-950 Lublin
Opiekun naukowy: dr hab. inż. Kazimierz Zawiślak
296
3/9/12 4:32 AM
Weronika Włodarczyk
EPISTEME
12/2011, t. I
s.297-303
ISSN 1895-4421
Wpływ dolistnego dokarmiania mocznikiem
i mikroelementami na plon oraz skład chemiczny
kukurydzy
The influence of foliar application with urea and
microelements on the yield and the chemical composition
of maize
Abstrakt: Celem pracy była ocena efektywności dolistnego nawożenia kukurydzy
mikroelementami i mocznikiem w porównaniu z nawożeniem doglebowym tej rośliny. Badania
prowadzono w dwuletnich doświadczeniach wazonowych w hali wegetacyjnej Katedry Żywienia
Roślin Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. W celu realizacji założeń mocznik oraz
mikroelementy (Zn, Cu, Mn, Fe) stosowano w dwóch zróżnicowanych dawkach doglebowo
i w formie oprysku. Oddziaływanie tych składników oceniono na podstawie plonowania i składu
chemicznego rośliny testowej, oraz wielkości pobrania składników pokarmowych. W badaniach
wykazano efekt plonotwórczy podwójnej doglebowej dawki mocznika oraz podwójnej dawki
mikroelementów zastosowanych dolistnie. Dolistne nawożenie mikroelementami oddziaływało
istotnie na kumulację i pobranie K, Zn, Cu, Mn, Fe. Wykazano, iż najbardziej efektywna dla Zn,
Cu, Mn i Fe była podwójna dawka stosowana dolistnie.
Słowa kluczowe: Nawożenie doglebowe, dokarmianie dolistne, makroskładniki, mikroskładniki,
plon, pobranie, zawartość, kukurydza
Summary: The paper presents estimation of the effectiveness of foliar maize application with
microelements and urea in comparison with soil fertilization of this plant. The pot experiment
has been carried in two years time in greenhouse of Department of Plant Nutrition in Pawłowice.
To achieve the goal urea and Zn, Cu, Mn, Fe were used in two different soil and foliar doses. The
effect of them was estimated by yield, uptake and concentration of macro- and microelements in
tested plant. The obtained results indicated that doubled urea fertilization of the soil and doubled
foliar feeding positively affected the maize yield. The usage of foliar fertilization with this
microelements caused significant increase of content and uptake K, Zn, Cu, Mn, Fe. The most
effective for selected microelements was determined for doubled foliar fertilization.
Key words: fertilization, foliar feeding, microelements, macroelements, yield, content, uptake,
maize
297
3/9/12 4:32 AM
Wstęp
Prawidłowo wykonane nawożenie mineralne jest jednym z najważniejszych czynników
agrotechnicznych stwarzających warunki do pełnego wykorzystania potencjalnej
zdolności produkcyjnej roślin. Oprócz stosowania w uprawie roślin makroskładników,
należy również pamiętać o właściwym ich zaopatrzeniu w mikroelementy, które
pośrednio wpływają na zwiększenie plonów i poprawienie ich biologicznej wartości
[Czuba 1996, Grzyś 2004, Lipiński 2009]. W ostatnich latach coraz popularniejsze
staje się dolistne stosowanie różnych nawozów, głównie mikroelementowych, często
z dodatkiem azotu (w formie mocznika) lub magnezu w formie łatwo przyswajalnego
siarczanu magnezu. Celowość i opłacalność dolistnego dokarmiania roślin zależy
od szeregu czynników m. in. od przebiegu pogody w okresie wegetacji, gatunku
i odmiany rośliny, poziomu agrotechniki czy rodzaju stosowanego nawożenia. Zabieg
ten może mieć duże znaczenie w warunkach ograniczonego pobierania składników
z gleby, a w aspekcie środowiskowym prowadzi do zmniejszenia zanieczyszczenia
gleby i wód gruntowych [Spiak 2000].
Badania Sztuder [2009] wykazały, że najlepiej spośród roślin uprawnych na
uzupełnienie niedoborów składników pokarmowych drogą dolistną reagują ziemniaki,
a zaraz po nich zboża, w tym kukurydza, która w okresie wegetacji pobiera relatywnie
dużą ilość składników pokarmowych, dlatego gatunek ten był przedmiotem badań
opisanych w niniejszym opracowaniu.
Celem podjętej pracy była ocena efektywności dolistnego nawożenia kukurydzy
mikroelementami i mocznikiem w porównaniu z nawożeniem doglebowym tej rośliny.
Materiał i metody
Badania prowadzono w latach 2009-2010 w hali wegetacyjnej Katedry Żywienia
Roślin UP we Wrocławiu w wazonach o pojemności 9 kg gleby. Doświadczenie
założono na glinie średniej wytworzonej z gliny lekkiej. Odczyn pH tej gleby mierzony
w roztworze KCl o stężeniu 1 mol · dm -1 wynosił 4,8, a zawartość makropierwiastków
była następująca: fosforu 135,0 mg P2O5 · 100 g gleby -1, potasu 62,5 mg K2O · 100
g gleby -1, a magnezu 26,0 mg Mg · 100 g gleby -1. Z uwagi na kwaśny odczyn przed
założeniem doświadczenia gleba została zwapnowana węglanem wapnia w ilości
4,0 g· wazon -1. Ze względu na bardzo wysoką zasobność gleby w fosfor i potas
nawożenia tymi składnikami nie stosowano.
W badaniach uwzględniono dwa odrębne doświadczenia. W pierwszym z nich
przedsiewnie zastosowano nawożenie mineralne w ilości: 0,3 g Mg · wazon -1
w postaci roztworu MgSO4 oraz mikroelementy w formie roztworów wodnych
w dawkach powszechnie stosowanych w doświadczeniach wazonowych. Na tle
obiektu kontrolnego doglebowo i dolistnie stosowano N w postaci mocznika
w ilościach 0,5 g N · wazon -1 i 1,0 g N · wazon -1 jednorazowo i dwukrotnie
w okresie wegetacji . W drugim doświadczeniu przedsiewnie zastosowano 0,3 g
Mg · wazon -1 w postaci MgSO4 oraz 0,5 g N · wazon -1 w formie NH4NO3. Tutaj
również na tle obiektu kontrolnego doglebowo i dolistnie stosowano: 1,2 mg Cu ·
wazon -1, 2,5 mg Zn · wazon -1, 10 mg Mn · wazon -1 i 15 mg Fe · wazon -1 w postaci
298
3/9/12 4:32 AM
Wpływ dolistnego dokarmiania mocznikiem i mikroelementami...
roztworu siarczanów tych pierwiastków- jednorazowo oraz dwukrotnie w podwójnej
dawce. Rośliną doświadczalną była kukurydza odmiany KLg 22-10, której nasiona
wysiano w ilości 15 sztuk · wazon -1, a po 2 dniach od wschodów dokonano przerywki
pozostawiając po 8 roślin w wazonie. W fazie 9 liści rośliny zebrano, określano plon
świeżej masy , a następnie wysuszono je, zważono i oznaczono zawartość oraz
pobranie podstawowych makroskładników, a także tych mikroskładników, które
stosowano w schemacie doświadczeń. Ocenę zawartości pierwiastków w kukurydzy
po mineralizacji materiału roślinnego przeprowadzono następującymi metodami:
P- metodą kolorymetryczną,
K i Ca- metodą fotometrii płomieniowej,
Mg oraz mikroelementy (Zn, Cu, Mn, Fe )- metodą spektrofotometrii atomowo- absorpcyjnej,
N- metodą destylacyjno- miareczkową.
Uzyskane wyniki poddano analizie wariancji, weryfikując ją za pomocą testu Duncana
na poziomie istotności α = 0,05.
Wyniki badań i dyskusja
Nawożenie kukurydzy mocznikiem wpłynęło istotnie na wzrost jej plonu, przy czym
wzrost ten był znacznie wyższy wówczas, gdy stosowano go doglebowo (zarówno w
dawce pojedynczej jak i podwójnej) oraz dwukrotnie dolistnie. Dolistne stosowanie
N w niższej dawce zwiększyło plon kukurydzy jedynie o około 30%, dopiero przy
dawce dwukrotnie wyższej uzyskano plon porównywalny z tym jaki określono stosując
ten składnik doglebowo. Również w badaniach Grzmil i in. [2009] oraz Rabikowskiej
[2000 a i b] stwierdzono, że azot jest jednym z najbardziej plonotwórczych składników
pokarmowych.
Plon
N
P
K
Ca
Mg
Zn
Cu
Mn
Fe
Nawożenie
mocznikiem
g · wazon -1
Kontrola
23,1
6,9
3,8
21,4
5,3
3,0
48,3
3,2
74,9
150,0
Doglebowo x 1
52,3
9,3
2,1
9,9
4,0
3,4
51,5
3,0
67,5
126,3
Dolistnie x 1
30,8
13,9
2,1
8,6
4,2
3,8
55,3
4,1
83,2
141,9
Doglebowo x 2
59,5
9,1
3,4
18,0
4,2
2,9
46,8
2,8
50,4
129,4
Dolistnie x 2
54,4
16,2
3,4
16,6
4,0
2,8
45,0
3,2
58,4
128,5
NIR 0,05
11,96
1,29 0,78 2,18
r. n.
r. n.
3,36
0,58 15,87 14,95
g · kg -1
mg · kg -1
Tab.1. Plon kukurydzy i zawartość składników pokarmowych
299
3/9/12 4:32 AM
Zawartość N w kukurydzy istotnie zależała od nawożenia tym składnikiem i była tym
wyższa im wyższą jego dawkę zastosowano (tab. 1). Nawożenie azotem w sposób
istotny obniżyło zawartość P i K w kukurydzy, jednak w większym stopniu było to
widoczne po zastosowaniu niższej dawki tego składnika aplikowanego doglebowo
i dolistnie. Nie wykazano natomiast wpływu zróżnicowanego nawożenia azotem na
zawartość Ca i Mg w kukurydzy, gdyż niezależnie od obiektów doświadczalnych
oznaczone ilości tych składników były zbliżone.
Stosowany w doświadczeniach azot w istotny sposób wpływał na zawartość
mikroskładników w kukurydzy (tab. 1). Jednorazowa dolistna aplikacja mocznika
powodowała zwiększenie zawartości Zn, Cu i Mn. W pozostałych obiektach
stwierdzono niższą zawartość badanych mikroskładników niż w kontroli. Podobnie
Rabikowska [2000 a] wykazała, iż wzrost poziomu nawożenia azotem powodował
zwiększenie zawartości Zn, Cu oraz Mn w ziarnie i słomie jęczmienia jarego.
Kulczycki [2006] wykazał, iż następczy wpływ wyższej z badanych dawek azotu
uwidocznił się wzrostem zawartości N, Mg i Ca w kukurydzy, natomiast obniżeniem
zawartości K i P. Wyższy poziom nawożenia azotem powodował większe pobranie
analizowanych makroelementów zarówno przez gorczycę, jak i kukurydzę.
Pobranie N, P i K wraz z plonem części nadziemnych kukurydzy istotnie zależało
od nawożenia roślin mocznikiem (tab. 2). Najwięcej azotu pobrała kukurydza
dokarmiana dwukrotnie mocznikiem- około 60% więcej niż rośliny nawożone
doglebowo N w podwójnej dawce. Mimo, że wykazano wzrost pobrania Ca i Mg
w obiektach nawożonych N w stosunku do kontroli, to różnice te były statystycznie
nieistotne.
Nawożenie mocznikiem
N
P
K
Ca
Mg
Zn
Cu
Mn
Fe
mg · wazon -1
g · wazon -1
Kontrola
0,16
0,09
0,49
0,12
0,07
1,12
0,07
1,73
3,47
Doglebowo x 1
0,49
0,11
0,52
0,21
0,18
2,69
0,16
3,53
6,61
Dolistnie x 1
0,43
0,06
0,26
0,13
0,12
1,70
0,13
2,56
4,37
Doglebowo x 2
0,54
0,20
1,07
0,25
0,17
2,78
0,17
3,00
7,70
Dolistnie x 2
0,88
0,18
0,90
0,22
0,15
2,45
0,17
3,18
6,99
NIR0,05
0,16
0,10
0,11
r. n.
r. n.
0,96
0,06
1,10
1,10
Tab.2. Pobranie składników pokarmowych przez kukurydzę
W przedstawionych wynikach badań ilość Zn, Cu, Mn i Fe pobrana wraz z plonem
roślin kukurydzy nawożonej azotem była średnio ponad dwukrotnie wyższa niż
w kontroli, przy czym wyraźnie więcej tych mikroskładników pobrały rośliny
nawożone doglebowo. Uzyskane rezultaty potwierdzają wyniki badań Rabkowskiej
[2000 b], w których nawożenie mineralne azotem powodowało zwiększenie pobrania
Zn, Cu oraz Mn wraz z plonem jęczmienia jarego.
300
3/9/12 4:32 AM
Nawożenie mikroelementami zarówno doglebowo jak i dolistnie istotnie wpływało
na poziom plonowania kukurydzy (tab. 3). Faligowska i in. [2009] w dwuletnich
badaniach polowych wykazali, iż nawożenie dolistne mikroelementami nie wpłynęło
istotnie na plon ani grochu ani łubinów. Jednakże Kocoń [2009 b] wykazała istotny
wzrost plonu części generatywnych pszenicy i rzepaku pod wpływem dokarmiania
tych roślin nawozami mikroelementowymi. W innych badaniach Kocoń [2009 a]
stwierdziła, że efektywność plonotwórcza dokarmiania dolistnego uzależniona była
od gatunku rośliny oraz składu i kombinacji zastosowanych nawozów.
Zarówno doglebowe jak i dolistne nawożenie Cu, Zn, Mn i Fe istotnie zwiększyło
zawartość badanych składników pokarmowych w kukurydzy. Bardziej skuteczna w
tym zakresie była ich dolistna aplikacja, która spowodowała ponad dwukrotny wzrost
zawartości żelaza i siedmiokrotny miedzi, w porównaniu z kontrolą. W badaniach
Sztuder [2009] dolistne stosowanie nawozów mikroelementowych powodowało
istotny wzrost plonu wybranych gatunków roślin uprawnych oraz poprawę jego
jakości. Kocoń [2009 b] wykazała, stosunkowo nieznaczne zwiększenie zawartości
Fe, Cu, Zn, Mn, B, Mo w organach generatywnych dwóch gatunków zbóż pod
wpływem dolistnego dokarmienia preparatami Plonvit Z/R.
Nawożenie
mikroelementami
Plon
N
P
K
Ca
Mg
Zn
g · kg -1
g · wazon -1
Cu
Mn
Fe
mg · kg -1
Kontrola
65,9
10,5
1,8
8,1
4,1
3,6
55,8
3,6
85,7
128,5
Doglebowo x 1
71,2
11,4
1,8
4,9
4,1
3,6
67,0
3,7
144,3
129,4
Dolistnie x 1
73,3
11,5
1,8
7,6
4,0
3,7
82,0
10,5
171,9
178,2
Doglebowo x 2
71,7
11,1
1,8
7,4
4,1
3,7
66,3
7,4
140,0
135,0
Dolistnie x 2
75,0
11,6
1,8
7,8
4,2
3,7
106,5
27,8
254,7
371,9
NIR0,05
5,61
r. n.
r. n.
0,96
r. n.
r. n.
5,72
1,34
13,5
9,54
Tab.3 Plon kukurydzy i zawartość składników pokarmowych
Nawożenie mikroelementami nie miało istotnego wpływu na poziom zawartości oraz
wielkość pobrania makroskładników, z wyjątkiem potasu. Jednorazowe doglebowe
nawożenie mikroelementami powodowało znaczące obniżenie zawartości i pobrania
potasu wraz z plonem rośliny testowej (tab. 3 i 4).
Dokarmianie dolistne, zwłaszcza w podwójnej dawce, było skuteczniejszym sposobem
wzbogacania roślin kukurydzy w Zn, Cu, Mn, Fe niż doglebowe nawożenie tymi
składnikami. Rośliny z dolistną aplikacją pierwiastków wynosiły więcej składników
pokarmowych niż nawożone doglebowo mikroelementami.
301
3/9/12 4:32 AM
Nawożenie
mikroelementami
N
P
K
g · wazon
Ca
Mg
Zn
Cu
Mn
Fe
mg · wazon
-1
-1
Kontrola
0,69
0,12
0,53
0,27
0,24
3,68
0,24
5,65
8,47
Doglebowo x 1
0,81
0,13
0,35
0,29
0,26
4,77
0,26
10,27
9,21
Dolistnie x 1
0,84
0,13
0,56
0,29
0,27
6,01
0,77
12,60
13,06
Doglebowo x 2
0,80
0,13
0,53
0,29
0,27
4,75
0,53
10,04
9,68
Dolistnie x 2
0,87
0,14
0,59
0,32
0,28
7,99
2,09
19,10
27,89
NIR 0,05
r. n.
r. n.
0,07
r. n.
r. n.
0,96
0,06
1,46
1,22
Tab. 4. Pobranie składników pokarmowych przez kukurydzę
Wnioski
• Plonowanie kukurydzy
i mikroelementami.
zależało
• Lepsze plonotwórcze działanie
a mikroelementy dolistnie.
zarówno
wykazał
azot
od
nawożenia
stosowany
azotem
doglebowo,
• Niezależnie od sposobu i ilości stosowanych mikroskładników wykazano
zarówno wzrost ich zawartości jak i pobrania przez kukurydzę. Lepsze efekty
w tym zakresie uzyskano po dolistnej aplikacji mikroskładników pokarmowych.
Literatura
Czuba R. 1996. Celowość i możliwości uzupełniania niedoborów mikroelementów u roślin.
Zesz. Post. Nauk Roln. 434: 55- 64.
Faligowska A., Szukała J., Kowalska M. 2009. The influence of foliar fertilization with
microelements and seed inoculation on the crop field and quality of seeds of leguminous
plants. Zesz. Post. Nauk Roln. 541: 113-119.
Grzmil B., Kowal D., Kic B. 2009. Badania nad otrzymywaniem nawozu NP. w procesie
rozkładu fosforytu mieszaniną kwasów w obecności mocznika. Zesz. Post. Nauk Roln.
538: 73- 84.
Grzyś E. 2004. Rola i znaczenie mikroelementów w żywieniu roślin. Zesz. Post. Nauk Roln.
502: 89- 99.
Kocoń A. 2009 a. Efektywność dolistnego dokarmiania pszenicy i rzepaku ozimego
wybranymi nawozami w warunkach optymalnego nawożenia i wilgotności gleby.
Annales UMCS Lublin VOL. LXIV (2) 23-28.
302
3/9/12 4:32 AM
Kocoń A. 2009 b. Effect of foliar nutrition of wheat and oilseed rape with mixed micronutrient
fertilizers on the yield volume and quality. Zesz. Post. Nauk Roln. 541: 239-244.
Kulczycki G. 2006. Wpływ zróżnicowanego nawożenia potasem i azotem na plon roślin
oraz właściwości gleby średniej. Zesz. Post. Nauk Roln. 546: 221-228.
Lipiński W. 2009. Ocena zasobności gleby Polski w mikroelementy. Zesz. Post. Nauk Roln.
541: 291- 296 .
Rabikowska B. 2000 a. Zawartość i pobranie miedzi, manganu i cynku przez jęczmień
jary uprawiany w warunkach wieloletniego zróżnicowanego nawożenia obornikiem
i azotem. Cz. I. Zawartość Cu, Mn i Zn w ziarnie i słomie. Zesz. Post. Nauk Roln. 471:
463- 471.
Rabikowska B. 2000 b. Zawartość i pobranie miedzi, manganu i cynku przez jęczmień
jary uprawiany w warunkach wieloletniego zróżnicowanego nawożenia obornikiem
i azotem. Cz. II. Pobranie Cu, Mn i Zn z plonami. Zesz. Post. Nauk Roln. 471: 473- 483.
Spiak Z. 2000. Mikroelementy w rolnictwie. Zesz. Post. Nauk Roln. 471: 29- 34.
Sztuder H. 2009. Ocena efektywności dolistnego dokarmiania wybranych gatunków roślin
nawozami płynnymi zawierającymi mikroelementy. Zesz. Post. Nauk Roln. 541: 417- 424.
Katedra Żywienia Roślin
ul. Grunwaldzka 53, 50-357 Wrocław
e-mail: weronika.wlodarczyk@up.wroc.pl
Opiekun naukowy: prof. dr hab. Zofia Spiak
303
3/9/12 4:32 AM
3/9/12 4:32 AM
Aneta Wójtowicz
Monika Białkowska
EPISTEME
12/2011, t. I
s.305-312
ISSN 1895-4421
Wpływ terminu stosowania biostymulatorów Hergit
i Sunagreen na rozwój i plonowanie rzepaku ozimego
The influence application date biostimulants Hergit and
Sunagreen on the growth and yielding winter rape
Abstrakt: W latach 2007-2009 przeprowadzono jednoczynnikowe doświadczenie polowe
w układzie losowanych bloków, w czterech powtórzeniach. Celem przeprowadzonych badań
była ocena wpływu biostymulatorów Hergit i Sunagreen na plon rzepaku ozimego. W wyniku
przeprowadzonych badań stwierdzono, że cechy morfologiczne roślin, a także plon nasion
odmiany mieszańcowej „Nelson” F1 były istotnie zależne od przebiegu warunków pogodowych
w poszczególnym roku badań oraz terminu aplikacji biostymulatorów. Spośród porównywanych
biostymulatorów najkorzystniejszą dla uzyskania najwyższego plonu nasion (4,72 t.ha-1) okazała
się aplikacja preparatu Hergit w fazie żółtego pąka kwiatowego. Skład chemiczny nasion nie był
modyfikowany przez termin i rodzaj stosowanych preparatów.
Słowa kluczowe: rzepak ozimy, biostymulator, Hergit, Sunagreen, plon
Summary: The one-way field experiment was carried out in the years 2007-2009. The experiment
was established using split-plot method in four replicates. The objective of the research was
to evaluate the influence of biostimulants Hergit and Sunagreen on the yield of winter rape.
The morphological traits of plants and the yield of seeds of hybrid variety’s “Nelson “F1 were
dependent on weather conditions and the term of biostimulant’s application. The highest yield
of seeds was obtained using biostimulant Hergit in the phase of yellow bud. The chemical
composition of seeds didn’t depend on the term and kind of used biostimulants.
key words : winter rape, biostimulant, Hergit, Sunagreen, yield
305
3/9/12 4:32 AM
Aneta Wójtowicz, Monika Białkowska
WSTĘP
Ze względu na wysoką zawartość tłuszczu w nasionach rzepak zaliczany jest do
najważniejszych roślin oleistych. Jego nasiona zawierają od 43 do 48% tłuszczu
roślinnego wykorzystywanego w różnych gałęziach przemysłu [Rosiak 2005].
Potencjał plonowania rzepaku ozimego oceniany jest na około 9 t·ha-1 nasion,
natomiast rzeczywiste plony uzyskiwane w Polsce kształtują się najczęściej
w zakresie od 1,9 do 4 t·ha-1 [Kozak, Malarz 2005]. Niskie wykorzystanie
potencjału hodowlanego odmian rzepaku jest najczęściej spowodowane licznymi
stresami towarzyszącymi jego rozwojowi na przestrzeni całego okresu wegetacji
roślin. Gatunek ten, jak większość roślin ozimych, jest bardzo narażony na stresy
spowodowane występowaniem między innymi przymrozków, niedoboru składników
mineralnych, czy opóźnionym siewem, które w efekcie często prowadzą do likwidacji
plantacji. Wierność plonowania rzepaku ozimego można zachować optymalizując
wszystkie ogniwa technologii produkcji. Przy takim działaniu ograniczamy jednak
jedynie czynniki stresowe, które powodują spadek plonów. Aby minimalizować
niepożądane reakcje spowodowane niekorzystnymi warunkami środowiskowymi,
należy zastosować jedną z najnowszych i najlepiej działających technologii produkcji
opartą o aplikację biostymulatorów [Harasimowicz-Hermann 2006].
Termin biostymulatory, chociaż powszechnie używany w szeroko rozumianej
produkcji roślinnej, jak dotąd nie doczekał się w Polsce jednoznacznej definicji
pozwalającej wyodrębnić tę grupę preparatów spośród wszystkich pozostałych
środków ochrony roślin [Prusiński 2008]. Najczęściej spotykana definicja wyjaśnia,
że są to substancje biologicznie czynne, które w swoim składzie zawierają hormony,
enzymy, białka, aminokwasy, mikroelementy i inne związki, uaktywniające procesy
przemiany materii przy użyciu małej dawki [Jankowski, Dubis 2008]. Zgodnie
z ustawą o ochronie roślin z 2003 roku (Art. 2.p. 14) środki te przeznaczone są
do: „ochrony roślin, produktów roślinnych lub przedmiotów przed organizmami
szkodliwymi lub zapobiegania występowaniu tych organizmów; wpływania na
procesy życiowe roślin w inny sposób niż składnik pokarmowy, a w tym regulator
wzrostu; zabezpieczenia produktów roślinnych, jeżeli te substancje lub preparaty nie
są objęte odrębnymi przepisami; niszczenia niepożądanych roślin; niszczenia części
roślin lub hamowania, lub zapobiegania niepożądanemu wzrostowi roślin”.
Celem przeprowadzonych badań polowych i laboratoryjnych była ocena wpływu
biostymulatorów Hergit i Sunagreen na plon rzepaku ozimego. Badania miały na celu
wyjaśnienie, czy zastosowane preparaty są przydatne w uprawie rzepaku ozimego
oraz który termin aplikacji jest najbardziej odpowiedni, aby otrzymać wysoki plon
nasion o bardzo dobrej jakości.
METODYKA
W latach 2007/2008-2008/2009 na polach doświadczalno-produkcyjnych Katedry
Szczegółowej Uprawy Roślin Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu
przeprowadzono jednoczynnikowe doświadczenie polowe w układzie losowanych
bloków, w czterech powtórzeniach, dotyczące wpływu terminu stosowania
306
3/9/12 4:32 AM
Wpływ terminu stosowania biostymulatorów Hergit i Sunagreen...
biostymulatorów Hergit i/lub Sunagreen na rozwój i plonowanie rzepaku ozimego.
Charakterystykę prowadzonego doświadczenia przedstawiono w tab. 1.
Liczba kombinacji doświadczalnych: 4
Nawozy: N – saletra amonowa 34% – 100 kg·ha-1
+ mocznik 46% – 50 kg·ha-1, P2O5 – 60 kg·ha-1
(superfosfat potrójny 40%), K2O – 120 kg·ha-1
(sól potasowa 60%), S – 54 kg·ha-1 (Vigor S 90%)
Liczba poletek: 16
Herbicyd: Butisan Star 416 SC 2,75 dm3·ha-1
Lokalizacja: Wrocław
Fungicydy: Horizon 250 EW 0,3 dm3·ha-1 (jesień),
Odmiana: Nelson F1
Alert 375 SC 1,2 dm3·ha-1 (wiosna)
Ilość wysiewu: 50 nasion na 1 m2 (wg
zaleceń hodowcy odmiany rzepaku)
Insektycyd: Nurelle D 550 EC 0,6 dm3·ha-1
Alphaguard 100 EC 0,1 dm3·ha-1
Zaprawa nasienna: Criuser OSR 322FS
Nawożenie N: 30 kg·ha-1 (po zbiorze
przedplonu – pszenicy ozimej)
100 kg·ha-1 (w fazie ruszenia wiosennej
wegetacji roślin) + 50 kg·ha-1 ( w fazie
początku formowania łodygi)
Powierzchnia pojedynczego poletka do zbioru:
15,0 m2
Tab. 1. Schemat doświadczenia z rzepakiem ozimym w latach 2007/2008-2008/2009
Na tle wariantu kontrolnego oceniano oddziaływanie Hergitu stosowanego pojedynczo
lub łącznie z preparatem Sunagreen oraz pojedynczej aplikacji biostymulatora
Sunagreen na cechy morfologiczne roślin, struktury plonu oraz poziom plonowania
rzepaku ozimego mieszańcowej odmiany „Nelson” F1. Sunagreen jest biostymulatorem,
w którego skład wchodzą: kwas 2-aminobenzowy, a substancją pomocniczą jest kwas
2-hydroksybenzoesowy. Hergit – podobnie jak Sunagreen jest biostymulatorem
zawierającym kwas 2-aminobenzowy, a substancjami pomocniczymi kwas
2-hydroksybenzoesowy i 2-amino-pentandiowy. Jego działanie jest bardzo zbliżone
do działania Sunagreenu. Biostymulatory Hergit i Sunagreen stosowano łącznie
z insektycydami Nurelle D 550 EC (substancje aktywne: 500g chloropiryfosu i 50g
cypermetryny w l preparatu) i Alphaguard 100 EC (substacja aktywna 100g alfacypermetryny w l preparatu). Terminy stosowania biostymulatorów zestawiono w tab. 2.
Bezpośrednio przed zbiorem na 10 roślinach rzepaku ozimego z każdego poletka
oznaczono wysokość roślin, wysokość do I plonującego rozgałęzienia, liczbę
rozgałęzień I rzędu oraz liczbę łuszczyn na jednej roślinie. Ponadto z każdego poletka
pobrano próbę 20 łuszczyn pochodzących z pędów głównych roślin w celu określenia
liczby i masy nasion z jednej łuszczyny. Po zbiorze określono plon nasion oraz
wilgotność nasion i masę 1000 sztuk. W laboratorium Katedry Szczegółowej Uprawy
Roślin UP we Wrocławiu wykonano analizy zawartości tłuszczu surowego i białka
ogółem w zebranych nasionach rzepaku ozimego.
307
3/9/12 4:32 AM
Lp.
Kombinacja
1
kontrola
2
Hergit (0,2 dm3·ha-1)
+ Alphaguard 100 EC (0,1 dm3·ha-1)
3
4
1)Hergit (0,2 dm3·ha-1)
+ Nurelle D 550 EC (0,6 dm3·ha-1)
Termin aplikacji
Skala BBCH
-
-
faza „żółtego pąka
kwiatowego”
50-59
początek formowania łodygi
30-31
2) Sunagreen (0,5 dm3·ha-1)
kwiatowego”
50-59
Sunagreen (0,5 dm3·ha-1)
kwiatowego”
50-59
Tab. 2. Kombinacje doświadczalne w latach 2007/2008-2008/2009
WYNIKI
Spośród ocenianych cech morfologicznych rzepaku ozimego aplikacja
biostymulatorów w istotny sposób wpłynęła na liczbę łuszczyn na roślinie. Z kolei
najwyższą wysokością do I rozgałęzienia charakteryzowały się rośliny pozbawione
stymulacji Hergitem lub Sunagreenem, które wytworzyły przy tym istotnie
najmniej łuszczyn na roślinie. Nie stwierdzono wpływu oprysku Hergitem i/lub
Sunagreenem na wysokość roślin rzepaku przed zbiorem oraz liczbę rozgałęzień
I rzędu. Przebieg warunków pluwio-termicznych w sezonie wegetacyjnym 2007/2008
był korzystniejszy dla osiągnięcia przez rośliny wyższej wysokości przed zbiorem,
wysokości do I rozgałęzienia oraz wyższej liczby łuszczyn na jednej roślinie (tab. 3).
Aplikacja preparatów Hergit i/lub Sunagreen korzystnie wpłynęła, w porównaniu do
kombinacji kontrolnej (1), na zwiększenie liczby i masy nasion w łuszczynie oraz
masy 1000 nasion (tab. 4). Nie stwierdzono statystycznego zróżnicowania liczbą
i masą nasion w jednej łuszczynie w zależności od rodzaju i terminu stosowanego
biostymulatora, natomiast najwyższą masą 1000 nasion (5,73 g) charakteryzował się
rzepak opryskiwany podczas wegetacji Hergitem i Sunagreenem (kombinacja 3) lub
samym Sunagreenem (kombinacja 4).
Pomimo mniejszej liczby nasion w jednej łuszczynie przebieg pogody w okresie
wegetacyjnym 2008/2009 roku skutkował wytworzeniem nasion o większej masie
w łuszczynie, co znalazło następnie swoje odzwierciedlenie również w wyższej masie
1000 sztuk (tab. 4)
308
3/9/12 4:32 AM
Wysokość
roślin
[cm]
Wysokość do I
rozgałęzienia
[cm]
Liczba
rozgałęzień
I rzędu
Liczba
łuszczyn
na roślinie
kontrola
139
65,1
4,9
109
+
Hergit
(0,2
dm3.ha-1)
Alphaguard 100 EC (0,1dm3.ha-1)
143
60,6
5,5
128
1) Hergit (0,2 dm3.ha-1) + Nurelle
D 550 EC (0,6 dm3.ha-1)
2) Sunagreen (0,5 dm3.ha-1) +
144
59,5
5,7
132
Sunagreen (0,5 dm3.ha-1) +
139
56,7
5,6
135
NIR (α = 0,05)
r.n.
3,9
r.n.
9
2007/08
170
84,2
5,6
146
2008/09
113
36,8
5,2
105
NIR (α = 0,05)
3
2,8
r.n.
7
Kombinacja
ŚREDNIE Z LAT
Tab. 3. Cechy morfologiczne roślin rzepaku ozimego przed zbiorem (średnie dla czynników),
r.n. – różnica nieistotna
Niezależnie od terminu aplikacji ocenianych biostymulatorów odnotowano ich
korzystny wpływ na zwiększenie uzyskanych plonów nasion rzepaku w porównaniu
do kombinacji kontrolnej (1). Nie stwierdzono statystycznie istotnego zróżnicowania
zawartości tłuszczu surowego i białka ogółem w zebranych nasionach (tab. 5) pod
wpływem stosowanych biostymulatorów. Wydajność tłuszczu surowego oraz białka
ogółem z nasion z jednostki powierzchni, będąca funkcją uzyskanego plonu oraz
procentowej zawartości poszczególnych składników, była determinowana wysokością
zebranego plonu nasion.
Chłodniejszy i bardziej wilgotny przebieg pogody w fazie wykształcania i dojrzewania
łuszczyn rzepaku w roku 2009 miał wpływ na większą akumulacją tłuszczu surowego
w nasionach oraz wyższy plon nasion, a także wydajność tłuszczu surowego z 1 ha.
309
3/9/12 4:32 AM
Kombinacja
Liczba nasion
w łuszczynie
Masa nasion w
łuszczynie [mg]
Masa 1000 nasion
(MTN) [g]
kontrola
23,3
134,4
5,60
Hergit (0,2 dm3.ha-1)
+ Alphaguard 100 EC
(0,1dm3.ha-1)
24,0
143,3
5,61
1) Hergit (0,2 dm3.ha) + Nurelle D 550 EC
(0,6 dm3.ha-1)
2) Sunagreen (0,5 dm3.
ha-1) + Alphaguard
100 EC (0,1dm3.ha-1)
25,1
143,5
5,73
Sunagreen (0,5 dm3.
ha-1) + Alphaguard
100 EC (0,1dm3.ha-1)
24,6
140,9
5,73
NIR (α = 0,05)
0,6
3,4
0,10
2007/08
26,8
132,6
4,65
2008/09
21,7
148,5
6,67
NIR (α = 0,05)
0,4
2,4
0,07
1
ŚREDNIE Z LAT
Tab. 4. Cechy struktury plonu rzepaku ozimego (średnie dla czynników), r.n. – różnica
nieistotna r.n. – różnica nieistotna
Zawartość [%]
Wydajność [t·ha-1]
Kombinacja
Plon
nasion
[t·ha-1]
tłuszcz
surowy
białko
ogółem
tłuszcz
surowy
białko
ogółem
kontrola
4,18
42,3
21,6
1,54
0,79
Hergit (0,2 dm3.ha-1) +
4,72
41,6
22,3
1,71
0,91
1) Hergit (0,2 dm3.ha-1) + Nurelle
D 550 EC (0,6 dm3.ha-1)
2) Sunagreen (0,5 dm3.ha-1) +
4,56
41,5
21,9
1,65
0,87
310
3/9/12 4:32 AM
Sunagreen (0,5 dm3.ha-1) +
4,45
42,0
21,8
1,63
0,83
NIR (α = 0,05)
0,31
r.n.
r.n.
0,11
0,05
2007/08
4,19
40,7
21,7
1,48
0,79
2008/09
4,76
43,1
22,1
1,78
0,90
NIR (α = 0,05)
0,22
2,1
r.n.
0,08
0,04
ŚREDNIE Z LAT
Tab. 5. Plon nasion, skład chemiczny i wydajność tłuszczu surowego oraz białka ogółem
(średnie dla czynników), r.n. – różnica nieistotna
DYSKUSJA
Biostymulatory w świadomości wielu rolników funkcjonują najczęściej jako preparaty
stosowane interwencyjnie w przypadku wystąpienia na plantacji czynnika stresowego
(fitotoksyczność, przymrozek, susza, itp.), natomiast o wiele rzadziej włączane są do
standardowych technologii upraw. Wiąże się to przede wszystkim z obawą o wzrost
kosztochłonności wykonywanych zabiegów i brakiem świadomości o możliwościach
ograniczenia aplikacji innych środków chemicznych ochrony roślin oraz zmniejszenia
strat w plonach. Obecnie jedynie plantatorzy osiągający najlepsze wyniki produkcyjne
stosują te produkty w zaplanowanych technologiach produkcji [Kozak 2009].
W Republice Czeskiej zostało przeprowadzonych wiele badań dotyczących wpływu
Hergitu i Sunagreenu na rośliny, najczęściej rzepaku ozimego. Samalik [2007]
zastosował Hergit w dawce 0,2 l/ha (wariant 2), oraz Hergit, w tej samej dawce,
razem z insektycydem, Rexanem, przeciwko słodyszkowi rzepakowemu (wariant 3).
Najwyższe plony otrzymano w wariancie 3 (106,1% w porównaniu do kontroli).
Petrasek [2006] podobnie jak Samalik w swoim doświadczeniu zastosował Sunagreen
w dawce 0,5 l/ha (wariant 1), w drugim przypadku też aplikował Sunagreen wraz
z insektycydem Standard w dawce 0,2l/ha (wariant 2). Najwyższy plon uzyskano
w wariancie 3 (109,6% w porównaniu do wariantu kontrolnego).
Przytoczone przykłady stosowania biostymulatorów w nowoczesnej produkcji
roślinnej wskazują na pozytywny ich wpływ na roślinę uprawną. Tym niemniej należy
podkreślić, iż efekty stosowania tej grupy środków ochrony roślin nie zawsze mogą
w pełni zaspokoić oczekiwania rolników, gdyż wynik ich działania, podobnie jak
innych preparatów jest wypadkową współdziałania wielu czynników środowiskowych,
z których tylko część podlega kontroli producenta.
311
3/9/12 4:32 AM
WNIOSKI
• Stwierdzono, że warunki wilgotnościowo-termiczne w latach badań wpływają
istotnie na wszystkie oceniane cechy morfologiczne roślin i struktury plonu oraz
poziom plonowania z wyjątkiem liczby rozgałęzień I rzędu oraz zawartości białka
ogółem w nasionach rzepaku. Ponadto determinują także wielkość zebranego
plonu nasion i wydajność składników pokarmowych z 1 ha.
• Aplikacja Hergitu i/lub Sunagreenu wpływa korzystnie na cechy struktury plonu
i poziom uzyskanych plonów, niezależnie od terminu ich aplikacji w sezonie
wegetacyjnym roślin.
• Stymulacja rzepaku ozimego zwiększa wydajność białka ogółem i tłuszczu surowego
z nasion z jednostki powierzchni 1 ha w stosunku do wariantu kontrolnego.
• Aplikacja biostymulatora Hergit w fazie BBCH 50-59 (kombinacja 2) powoduje
zwyżkę plonów nasion.
LITERATURA
Harasimowicz-Hermann G. 2006a. Innowacje w stymulowaniu produkcji rzepaku ozimego.
Agro Serwis, Warszawa, 4, 44-55.
Jankowski K., Dubis B. 2008. Biostymulatory w polowej produkcji roślinnej. Biostymulatory
w nowoczesnej uprawie roślin. Wyd. Wieś Jutra, Warszawa, 24.
Kozak M. 2009. Biostymulator dobry wybór. Agrotechnika, Warszawa, 3, 61-62.
Kozak M., Malarz W. 2005. Dozwolony doping, czyli biostymulator Asahi SL w rzepaku.
[w:] Technologia produkcji rzepaku. Red. Muśnicki Cz., Bartkowiak-Broda I.,
Mrówczyński M. „Wieś Jutra”, Warszawa: 120-121.
Petrásek J. 2006. Stimulace růstu a výnosu řepky. Sborník z konference „Prosperující
olejniny”, Praha 13-14.12.2006: 123-124.
Prusiński S. 2008. Miejsce biostymulatorów w ochronie roślin i nawożeniu. Wieś Jutra,
5, (118), 23-25.
Rosiak E. 2005. Produkcja rzepaku w Polsce i na świecie. [w:] Technologia produkcji rzepaku.
Red. Muśnicki Cz., Bartkowiak-Broda I., Mrówczyński M. „Wieś Jutra”, Warszawa: 7-17.
Šamalík J. 2007. Hergit – novinka ve stimulaci růstu a výnosu řepky olejné. Sborník
z konference „Prosperující olejniny”, Praha 12-14.12.2007: 132.
Aneta Wójtowicz
pl. Grunwaldzki 24A, 50-363 Wrocław
e-mail: aneta.wojtowicz@up.wroc.pl
opiekun naukowy: dr hab. inż. Władysław Malarz
312
3/9/12 4:32 AM
Aldona Zimoch
Barbara Patorczyk-Pytlik
EPISTEME
12/2011, t. I
s.313-321
ISSN 1895-4421
ZAWARTOŚĆ FOSFORU W NADZIEMNYCH CZĘŚCIACH NIEKTÓRYCH
GATUNKÓW ROŚLIN ŁĄKOWYCH
PHOSPHORUS CONTENT IN THE ABOVEGROUND PARTS OF SOME
MEADOW PLANT SPECIES
Abstrakt: Celem przeprowadzonych w latach 2006-2008 badań było porównanie zdolności
do nagromadzania fosforu przez nadziemne części 5 gatunków traw oraz 5 gatunków roślin
zaliczanych do tzw. ziół łąkowych. Średnie zawartości fosforu ogólnego oraz mineralnej jego
formy w trawach były zróżnicowane w niewielkim stopniu i wahały się od 2100 do 2240
mg·kg-1s.m. części nadziemnych dla P-og oraz od 1350 do 1550 mg·kg-1s.m. dla P-min. Wśród
analizowanych gatunków największą zawartością P charakteryzowały się Holcus lanatus L.,
a najmniejszą Poa pratensis L. Rośliny zaliczane do ziół łąkowych charakteryzowały się
większą zdolnością do nagromadzania obu form fosforu, wahania dla P-og wynosiły od 2970 do
3550 mg·kg-1s.m. części nadziemnych, a dla P-min. 1550-2560 mg·kg-1s.m. W tej grupie roślin
najwięcej fosforu zawierał Taraxacum officinale, a najmniej Equisetum arvense L. Odsetek
fosforu mineralnego w stosunku do ogólnej jego zawartości był na zbliżonym poziomie zarówno
dla traw, jak i ziół i jego średnia wartość wynosiła odpowiednio 67 i 64%.
Słowa kluczowe: fosfor, użytki zielone, rośliny łąkowe
Summary: The aim of the study in 2006-2008 was to compare the ability to accumulate
phosphorus by the aboveground parts of five grass species and five species of meadow herbs.
The average of the total phosphorus content and its mineral forms in the grass varied slightly
and ranged from 2100 to 2240 mg·kg-1d.m. for the P-total and from 1350 to 1550 mg·kg-1d.m.
for the P-min. The highest content of phosporus was characterized by Holcus lanatus L. and
the lowest by Poa pratensis L. The herb meadow plants had a significantly higher ability to
accumulate both forms of phosphorus, the fluctuations for the P-og ranged from 2970 to 3550
mg·kg-1d.m. and for the P-min. 1550-2560 mg·kg-1d.m. In this group of plants the highest content
of phosphorus was determined by Taraxacum officinale and the lowest by Equisetum arvense L.
Proportion of mineral phosphorus in relation to the total of its content was at a similar level for
both the grasses and herbs, and the average value was respectively 67% and 64%.
Key words: phosphorus, grassland, meadow plant species
313
3/9/12 4:32 AM
Aldona Zimoch, Barbara Patorczyk-Pytlik
WSTĘP
Fosfor, to jeden z makroskładników niezbędnych do prawidłowego przebiegu
procesów życiowych, zarówno u roślin, jak i u zwierząt [Falkowski i in. 2000, Grzyś
2004, Heflik i in. 2007]. Na jego pobieranie przez rośliny wpływa wiele czynników
glebowych i środowiskowych, takich jak: zasobność podłoża w fosfor i skład
mineralny gleby, zawartość materii organicznej, jej natlenienie i zagęszczenie, odczyn,
dostępność wody, temperatura [Bednarek i in. 2009, Casler i in. 2008, Grzebisz,
Potarzycki 2003]. Na użytkach zielonych znaczny wpływ będzie miał również skład
botaniczny runi [Dzida i in. 2004, Filipek-Mazur i in. 1999, Kopeć 2000, Puder 2009].
Z drugiej strony, jak podają Spychalski i in. [2010], fosfor ma bezpośredni wpływ na
liczbę gatunków w runi zbiorowisk łąkowych oraz ich skład botaniczny. Największą
liczbę gatunków wykazywały zbiorowiska łąkowe, gdy zawartość fosforu w glebie
wynosiła 30-50 mg·kg-1.
Na terenie Dolnego Śląska 33% UR stanowią gleby o niskiej i bardzo niskiej zasobności
w fosfor [Raport 2009]. Niedobór tego pierwiastka u bydła powoduje występowanie
afosforozy, która może doprowadzić do słabszych przyrostów wagi żywej i obniżenia
mleczności, zwiększa prawdopodobieństwo wystąpienia chorób infekcyjnych oraz
osłabia zdolność rozrodczą zwierząt [Dziubich 2007]. Wykorzystanie fosforu z pasz
wynosi średnio 70%, natomiast zapotrzebowanie bydła na ten składnik różni się w
zależności od wieku i ilości produkowanego mleka i wynosi od 30 do 94 g/dzień/szt
[Kruczyńska 2009]. W żywieniu bydła, zwłaszcza w małych gospodarstwach, duży
udział stanowi pasza uzyskana z użytków zielonych, stąd tak istotna jest jej jakość,
w tym także optymalna zawartość fosforu.
Ilość publikacji naukowych poświęconych zawartości tego pierwiastka w glebach
użytków zielonych, a także w runi łąkowej jest niewielka. Dlatego celem badań
była ocena zawartości fosforu ogólnego i mineralnego w glebach oraz wybranych
gatunkach traw i ziół pobranych z 97 łąk położonych w okolicach Wrocławia.
MATERIAŁ I METODY
Ocenę gatunkowego zróżnicowania pod względem zdolności do pobierania fosforu
przeprowadzono w oparciu o analizę zawartości tego składnika w nadziemnych
częściach suchej masy 10 gatunków roślin łąkowych. Próbki do analizy pobrano
w terminie pierwszego pokosu z 97 łąk naturalnych, położonych na terenie powiatów:
Milicz, Oleśnica, Oława, Strzelin, Trzebnica i Wrocław. W badaniach uwzględniono
pięć gatunków traw: kupkówkę pospolitą (Dactylis glomerata L.), rajgras wyniosły
(Arrhenatherum elatuis L.), wiechlinę łąkową (Poa pratensis L.), wyczyniec łąkowy
(Alopecurus pratensis L.) i kłosówkę wełnistą (Holcus lanatus L.) oraz pięć gatunków
roślin zaliczanych do ziół łąkowych: mniszek lekarski (Taraxacum officinale),
krwawnik pospolity (Achillea milefolium L.), skrzyp polny (Equisetum arvense L.),
babkę lancetowatą (Plantago lanceolata), szczaw zwyczajny (Rumex acetosa L.).
Materiał roślinny pobrano z całej powierzchni użytku, a na próbę średnią składało
się 30-40 prób wyjściowych. Z tych samych miejsc pobrano losowo również próbki
glebowe- laską gleboznawczą z dwóch głębokości: 0-5cm i 5-20cm. Oznaczono
314
3/9/12 4:32 AM
Zawartość fosforu w nadziemnych częściach niektórych gatunków roślin łąkowych
podstawowe właściwości fizykochemiczne gleb: skład granulometryczny metodą
Bouyocosa-Casagrande w modyfikacji Prószyńskiego [BN-78/9180], zawartość
węgla organicznego metodą Tiurina [PN-ISO14235], pojemność sorpcyjną (T) metodą
Kappena [Nowosielski 1974], pH w 1M KCl potencjometrycznie [PN-ISO10390],
a także zawartość: fosforu ogólnego po mineralizacji gleb z wodą królewską [PNISO11466] oraz fosforu przyswajalnego metodą Egnera-Riehma [PN-R-04023].
W suchej masie nadziemnych części traw i ziół oznaczono zawartość: fosforu
ogólnego po mineralizacji na sucho i rozpuszczeniu popiołu w 1M HNO3, mineralną
formę tego składnika po ekstrakcji 2% kwasie octowym metodą kolorymetryczną
wanado-molibdenową [Koter, Panok 1960]. Analizy materiału roślinnego i glebowego
wykonano w dwóch powtórzeniach dla każdej próby, a wyniki opracowano
statystycznie przy pomocy analizy wariancji na poziomie istotności α =0,05
w programie Statistica 8.0.
WYNIKI I DYSKUSJA
Gleby badanych użytków zielonych były bardzo zróżnicowane pod względem ich
właściwości (tab.1). Przeprowadzona analiza składu granulometrycznego wykazała,
że 36 prób miało uziarnienie piasków, 29 to gleby gliniaste, a 15 gleby pylaste. Gleby
bardzo lekkie i lekkie stanowiły odpowiednio 25% i 24% ogółu prób, a 32% to gleby
średnie, pozostałe należały do grupy gleb ciężkich.
Ponieważ nie na wszystkich użytkach zielonych występował badany gatunek roślin,
liczebność pobranych prób jest nierówna. W tabeli 2 przedstawiono średnią zawartość
fosforu ogólnego oraz przyswajalnej jego formy dla roślin w glebach, na których dany
gatunek występował.
Warstwa
0-5cm
Właściwości gleb
min.
max.
średnio
5-20cm
V%
Frakcja <0,02mm
pHKCl
T cmol(+)kg
-1
min.
max.
średnio
V%
3,1
50
22
60
3,7
7,3
-
18
3,8
7,5
-
18
4
51
25
49
7
51
21
68
Tab. 1. Właściwości fizykochemiczne badanych gleb, V- współczynnik zmienności
Zawartość fosforu w powierzchniowej warstwie polskich gleb wynosi średnio 500
mg·kg-1 i mieści się w granicach 200-5000 mg·kg-1 [Sapek, Sapek 2002, Grzebisz
2009]. Przeprowadzone badania wykazały, że zawartość ogólna fosforu w glebach
użytków zielonych wahała się w szerokich granicach. Stwierdzono bowiem zakres
od 20 do 3450 mg·kg-1 w warstwie 0-5cm i od 50 do 6560 mg·kg-1 w warstwie
głębszej (tab.2). Wyższą średnią zawartością fosforu charakteryzowały się stanowiska
występowania ziół (400 i 623 mg·kg-1- odpowiednio dla poziomów 0-5cm i 5-20cm),
niż traw (363 i 548 mg·kg-1). Najwyższą średnią zawartość P-og. stwierdzono
w glebach, na których występował krwawnik pospolity oraz skrzyp polny, a najniższą
w glebach z kłosówką wełnistą.
315
3/9/12 4:32 AM
Rośliny pobierają fosfor z roztworu glebowego, prawie wyłącznie w formie jonów
fosforanowych. Ich stężenie w glebie jest zwykle niewielkie i wynosi ok. 0,1-1,5kg P
w warstwie 0-20cm [Grzebisz 2009].
V* %
24
69
43-92
14
2,1
22
1,0-3,0
1,35
0,622,67
32
64
42-89
18
2,12
20
0,9-2,2
1,46
0,562,07
22
68
36-91
16
GLEBA
V* %
Udział P-min. w P-og
średnia min-max
P-min. (g·kg-1) średnia
min-max
1,48
0,722,18
V* %
19
P-og (g·kg-1) średnia
min-max
V* %
P-rozp. (mg·kg-1)
średnia min-max
V* %
P-og (mg·kg-1)
średnia min-max
Poziom cm
Gatunek
Zawartość przyswajalnej formy fosforu w badanych glebach charakteryzowała
się znacznym zróżnicowaniem (tab. 2). Wartość ta wahała się od 3-1250 mg·kg-1
dla warstwy 0-5cm oraz od 3-1210 mg·kg-1 w warstwie głębszej. Większość prób
charakteryzowało się w obu poziomach bardzo niską (60%) lub niską (21%)
zasobnością w przyswajalną formę tego składnika. Wskazuje to na znaczne
zaniedbania w nawożeniu fosforem użytków zielonych na badanym terenie, bowiem
według danych WIOŚ [Raport 2009] w tym przedziale zasobności mieści się 33%
gleb UR. Najwięcej przyswajalnej formy fosforu było w glebach, z których zebrano
krwawnik pospolity, a najmniej ze stanowisk z wyczyńcem łąkowym.
ROŚLINY
Arrhena-therum
elattuis L. n=55
Poa
pratensis L. n=45
Dactylis
glomerata n=64
Trawy
0-5
384
20-1680
81
71
3-485
129
5-20
674
167
50-6325
66
3-470
139
0-5
447
50-1547
80
5-485
127
77
5-20
626
139
50-4560
73
4-470
139
0-5
357
20-1230
65
3-485
132
5-20
70
541
136
50-3725
60
3-470
143
2,15
1,22,94
316
3/9/12 4:32 AM
NIRp<0,05
Średnia dla
traw
Holcus
lanatus L. n=37
Alopecurus
pratensis L. n=36
0-5
301
50-650
50
39
7-150
83
5-20
363
150
50-3250
31
7-146
94
0-5
278
50-600
45
5-178
94
5-20
417
1003250
0-5
48
145
38
4-146
100
363
65
63
113
5-20
548
147
57
123
0-5
59
5-20
116
2,18
0,72,39
26
1,4
0,642,02
28
65
48-94
16
2,24
21
1,3-3,1
1,55
0,272,88
33
69
15-93
22
2,16
22
1,45
28
67
17
0,05
-
0,07
-
2,1
-
3,55
1,217,3
33
2,56
0,45,83
45
69
33-91
17
3,53
1,455,2
26
2,37
0,864,22
36
66
38-83
19
2,99
1,354,8
28
2,1
0,834,14
41
68
39-91
19
15
-
16
-
Plantago
lanceolata n=36
Achillea milefolium
L. n=57
Taraxacum
officinale n=52
Zioła
0-5
422
50-1680
88
84
7-485
131
5-20
732
167
50-6325
86
7-655
159
0-5
453
85-3450
93
101250
212
5-20
616
1006560
0-5
372
50-1320
5-20
116
85
181
7-1210
224
72
9-485
140
72
483
121
50-3250
64
7-470
155
317
3/9/12 4:32 AM
NIRp<0,05
Średnia dla ziół
Rumex acetosa
L. n=31
Equisetum
arvense L. n=26
0-5
360
80-1680
90
58
5-340
125
5-20
804
177
50-6325
53
4-350
143
0-5
342
150-980
51
13-178
84
5-20
441
1003450
45
148
10-165
88
0-5
400
84
75
138
5-20
623
159
71
154
0-5
40
5-20
137
54
2,97
1,984,25
20
1,55
0,782,94
34
52
22-75
23
3,18
2,154,5
18
1,83
0,563,6
32
58
16-89
26
3,24
25
2,08
38
64
21
0,25
-
0,36
-
6,4
-
15
-
16
-
Tab. 2. Zawartość fosforu w glebach oraz w badanych gatunkach traw i ziół
Zawartość fosforu w suchej masie nadziemnych części roślin wynosi 5-10 g·kg-1,
a objawy niedoboru u większości gatunków pojawiają się przy zawartości mniejszej
niż 1,0 g·kg-1s.m. [Grzebisz 2009]. Falkowski i in. [2000] podają, że ruń dobrej
jakości powinna zawierać około 3,0 gP·kg-1s.m.
Przeprowadzone badania wykazały, że średnia zawartość fosforu w nadziemnych
częściach 5 gatunków traw była wyraźnie niższa, niż ta wartość optymalna. Spośród
237 analizowanych prób traw jedynie zebrane z 4 UZ charakteryzowały się ilością
zbliżoną do 3,0 g·kg-1s.m. Wyższa średnia zawartość fosforu w Holcus lanatus L. oraz
Alopecturus pratensis L. wskazuje na większą zdolność tych gatunków do pobierania
P z gleby, zebrane one bowiem były z gleb o wyraźnie niższej zawartości zarówno
P-og., jak i przyswajalnej formy tego makroskładnika, niż pozostałe gatunki (tab.2).
Znacznie więcej fosforu niż trawy, nagromadziły rośliny zaliczane do ziół łąkowych
(tab.2). Średnia zawartość tego makroskładnika wyniosła bowiem 3,24 g·kg-1s.m.,
przy wahaniach 1,21-7,30 gP·kg-1s.m. W blisko 60% z 202 analizowanych prób
przekraczała ona wartość 3,0 g·kg-1s.m. Wyższą zawartość fosforu w nadziemnych
częściach ziół i chwastów łąkowych, niż w trawach, stwierdzili również Dzida i in.
[2004], Filipek-Mazur i in. [1999]. Zależność taką na podstawie literatury podają
także Falkowski i in. [2000] oraz Dziubich [2007].
Porównując zawartość fosforu w analizowanych suchej masie nadziemnych części
gatunków ziół można stwierdzić, że najwięcej tego makroskładnika nagromadziły
318
3/9/12 4:32 AM
Taraxacum officinale i Achillea milefolium L., a wyraźnie mniej P zawierały Plantago
lanceolata i Equisetum arvense L.
W badaniach Dzidy i in. [2004], a także w cytowanych przez Falkowskiego i in. [2000]
Rumex acetosa zawierał wyraźnie więcej P niż Achillea multiflora. Odwrotna zależność
stwierdzona w badaniach własnych wynika z wyraźnie niższej zasobności w przyswajalną
formę P gleb, z których zebrano Rumex acetosa L., niż Achillea milefolium L.
Optymalny udział w runi roślin zaliczanych do ziół będzie w znacznym stopniu
poprawiał jakość uzyskiwanej paszy. Wzrośnie ilość dostarczanego fosforu, przy
równoczesnym spadku zawartości kwasu szczawiowego, związku organicznego
obniżającego wartość paszową roślin [Grzebisz 2008].
Fosfor w roślinach występuje w postaci połączeń mineralnych- głównie jako
ortofosforan lub jako pyrofosforan- oraz w połączeniach organicznych. Stosunek
fosforu mineralnego do organicznego uwarunkowany jest między innymi zasobnością
gleb w przyswajalne formy tego składnika [Lityński, Jurkowska 1982]. Grzebisz
[2008] podaje, że w nadziemnych częściach młodych roślin w postaci mineralnej
może występować nawet 80% ogólnej jego zawartości. Optymalna zawartość Pmin.
w roślinach jest warunkiem niezbędnym między innymi do budowy organicznych
połączeń P, fosforylacji różnych połączeń organicznych, a także stanowi układ
buforujący odczyn soku komórkowego [Lityński, Jurkowska 1982].
Przeprowadzone badania wykazały, że nadziemne części roślin zaliczanych do ziół
charakteryzują się większą zawartością mineralnej formy fosforu, niż nadziemne
części traw.
Porównując udział Pmin. w P-og. można stwierdzić, że dla 5 porównawczych
gatunków traw był on zróżnicowany w niewielkim stopniu, wahał się bowiem od 64
do 69%. Znacznie większe zróżnicowanie stwierdzono w grupie ziół. Najmniejszy
udział (52%) Pmin. w P-og. określono w roślinach skrzypu polnego, a największy
(69%) w próbach mniszka lekarskiego.
trawy
Gatunek
Pmin
Dactylis
glomerata
Poa
Pratensis L.
Arrhenatherum
elattuis L.
Alopecurus
pratensis L.
Holcus
lanatus L.
0,82*
0,79*
0,70*
0,87*
0,78*
Taraxacum
officinale
Achillea
milefolium L.
Plantago
lanceolata
Equisetum
arvense L.
Rumex
acetosa L
0,96*
0,86*
0,91*
0,63*
0,51*
zioła
Gatunek
Pmin
Tab 3. Współczynniki korelacji prostej pomiędzy zawartością w roślinach P-og., a P-min.,
*istotne dla p<0,05; n.i.- korelacja nieistotna
Na podstawie obliczonego współczynnika korelacji liniowej (dla p<0,05) (tab. 3)
stwierdzono, że zawartość fosforu mineralnego w tkankach roślin była dodatnio
skorelowana z ilością ogólną tego pierwiastka u wszystkich badanych gatunków
319
3/9/12 4:32 AM
roślin. Najwyższą wartość współczynnika korelacji (r=0,96) stwierdzono dla mniszka,
a najniższą dla szczawiu (r=0,51).
WNIOSKI
• Bardzo niską oraz niską zasobnością w przyswajalną formę fosforu
charakteryzowało się 81% badanych gleb użytków zielonych.
• Większą zdolnością do nagromadzenia fosforu ogólnego, a także mineralnej jego
formy, charakteryzowały się rośliny dwuliścienne z grupy ziół, niż trawy.
• Stwierdzono znaczne zróżnicowanie w zawartości P-og. i P-min. u poszczególnych
gatunków roślin. Najwięcej tego pierwiastka nagromadził mniszek lekarski wśród
ziół oraz kłosówka wełnista spośród traw. Najmniejszą zdolnością do pobrania
fosforu charakteryzował się skrzyp polny oraz wiechlina łąkowa.
LITERATURA
Bednarek W., Bednarek H., Dresler S. 2009. Zawartość i pobranie fosforu, potasu
oraz magnezu przez kupkówkę pospolitą w zależności od przebiegu warunków
meteorologicznych. Acta Agrophysica, 13(3):587–600;
Casler M.D., Undersander D.J., Jokela W.E. 2008. Divergent selection for phosphorus
concentration in Reed Canarygrass. Crop Science, 48:119–126;
Dzida M., Podsiadło C., Furmanek T. 2004. Zmiany w składzie botanicznym i chemicznym
runi jako wskaźnik degradacji użytków zielonych. Folia Univ. Agric. Stetin., Agricultura
242 (98): 37–40;
Dziubich S. 2007. Fosfor w roślinach łąk a jakość paszy. Pomorskie Wieści Rolnicze. Nr
3: 38–39;
Falkowski M., Kukuła I., Kozłowski S. 2000. Właściwości chemiczne roślin łąkowych.
Wyd. AR w Poznaniu, 133 ss;
Filipek-Mazur B., Mazur K., Kasperczyk M., Gondek K. 1999. Wpływ długotrwałego
nawożenia mineralnego wapnowania na skład chemiczny gatunków roślin wybranych
z runi łąkowej statycznego doświadczenia w Czarnym Potoku. Zesz. Probl. Post. Nauk
Rol., 465:585–595;
Grzebisz W. 2008. Nawożenie roślin uprawnych. Cz.I Podstawy nawożenia. PWRiL Poznań,
428 ss;
Grzebisz W. 2009. Nawożenie roślin uprawnych. Cz.II Nawozy i systemy nawożenia. PWRiL
Poznań, 376ss;
Grzebisz W., Potarzycki J. 2003. Czynniki kształtujące pobieranie fosforu przez roślinę.
J. Elementol. 8(3) Suppl.: 47–59;
Grzyś E. 2004. Fosfor niezbędnym składnikiem pokarmowym w życiu roślin. Świat roślin
i zwierząt. Ekonatura, Nr 7/8 (8/9): 22–23;
320
3/9/12 4:32 AM
Heflik M., Kandziora M., Nadgórska-Socha A., Ciepał R. 2007. Aktywność kwaśnych
fosfataz u roślin występujących na terenach o podwyższonej zawartości metali ciężkich.
Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych, Nr 32: 151–154;
Kopeć M. 2000. Dynamika plonowania i jakości runi łąki górskiej w okresie 30 lat trwania
doświadczenia nawozoweg. Zesz. Nauk. AR w Krakowie, rozp.267;
Koter M., Panok K. 1960. Chemia Analityczna, 5, 1960.
Kruczyńska H. 2009. Makroelementy w żywieniu krów mlecznych. Hoduj z głową-bydło.
Nr 5/2009;
Lityński T., Jurkowska H. 1982. Żyzność gleby i odżywianie się roślin. PWN Warszawa,
643 ss;
Nowosielski O. 1974. Metody oznaczania potrzeb nawożenia. PWR i L, Warszawa, 721 ss;
Puder Z. 2009. Efektywność wykorzystania pastwiska w żywieniu krów. www.targirolne.pl,
11.01.2011;
Raport o stanie środowiska województwa dolnośląskiego w 2009 roku. WIOŚ Wrocław;
Sapek A., Sapek B. 2002. Obieg i bilans fosforu w łańcuchu pokarmowym człowieka
w Polsce. Nawozy i Nawożenie, Nr 4: 105–124;
Spychalski W., Kryszak J., Kryszak A. 2010. Zawartość fosforu w glebach a zróżnicowanie
florystyczne zbiorowisk łąkowych. Woda-Środowisko-Obszary wiejskie. 10. 4(32):237–247
Aldona Zimoch
Katedra Żywienia Roślin,
e-mail: aldona.zimoch@up.wroc.pl
Opiekun naukowy: dr hab. Barbara Patorczyk-Pytlik prof. nadzw.
321
3/9/12 4:32 AM
3/9/12 4:32 AM
III. ogrodnictwo i architektura krajobrazu
323
3/9/12 4:32 AM
324
3/9/12 4:32 AM
Beata Jawoszek
Daria Kortylewska
EPISTEME
12/2011, t. I
s.325-330
ISSN 1895-4421
OCENA PRZYDATNOŚCI KILKU ODMIAN BRZOSKWINI
DO UPRAWY NA DOLNYM ŚLĄSKU
ASSESSMENT OF THE USEFULNESS OF SEVERAL PEACH VARIETIES
FOR GROWING IN LOWER SILESIA
Abstrakt: Badania prowadzane w ostatnich latach nad brzoskwinią wskazują, że może być
ona z powodzeniem uprawiana w Polsce. Podstawowym ograniczeniem uprawy jest jednak
wrażliwość drzew na niskie temperatury. Takie temperatury wystąpiły zimą 2009/2010 i
spowodowały uszkodzenia drzew brzoskwini, co ujemnie odbiło się na plonowaniu. Celem
pracy była ocena plonowania kilku odmian brzoskwini w 2010 roku w odniesieniu do roku
2009. Obiektami doświadczenia były 6-cio letnie drzewa następujących odmian brzoskwiń:
‘Catherine’, ‘Harwester’, ‘Sweethaven’, ‘Fidelia’, ‘Harbrite’, ‘Iskra®’, ‘Harken’, ‘Royalvee’,
‘Belmondo’ i ‘Saturn’. Warunki panujące zimą 2009/2010 spowodowały zredukowanie
owocowania brzoskwiń od 20 nawet do 50%. Najbardziej ujemnie zareagowały odmiany
‘Harbrite’ i ‘Fidelia’. Ich plonowanie w 2010 roku było o ponad 50% mniejsze w odniesieniu
do 2009 roku. Najmniejszy wpływ niskich temperatur na drzewa brzoskwiń zaobserwowano
u odmiany ‘Belmondo’.
Słowa kluczowe: brzoskwinia, odmiana, uszkodzenia mrozowe, strata plonu
Summary: Studies on peaches conducted in recent years indicates that it can be successfully
cultivated in Poland. The main limitation is high sensitivity of trees to low temperatures. These
temperatures occurred in winter 2009/2010 and have caused damage to peach trees, which
negatively affected the yield. The aim of research was estimate the yield of several varieties
of peaches in 2010 regard for the year 2009. Objects of experience was a 6-year peach tree of
the following varieties: ‘Catherine’, ‘Harvester’, ‘Sweethaven’, ‘Fidelio’, ‘Harbrite’, ‘Iskra®’,
‘Harken’, ‘Royalvee’, ‘Belmondo’ and ‘Saturn’. Conditions in winter 2009/2010 led to reduction
of fruiting peaches from 20 up to 50%. Most negatively reacted variety ‘Harbrite’ and ‘Fidelio‘.
Their yield in 2010 was more than 50% lower for 2009. The smallest effect of low temperatures
on the peach trees were observed in cultivar ‘Belmondo’.
Key words: peach, variety, frost damage, yield loss.
325
3/9/12 4:32 AM
Beata Jawoszek, Daria Kortylewska
Wstęp
Wybór brzoskwini do uprawy w Polsce wiąże się z dużym ryzykiem, głównie z uwagi
na duże wymagania klimatyczne tego gatunku. Uważa się jednak, że brzoskwinie można
uprawiać w krajach, gdzie średnia temperatura roczna nie jest niższa niż 8oC [Morgaś
2000]. W Polsce wynosi ona w zależności od regionu od 6 do 10oC [GUS 2010]. Obszarów
o odpowiednich warunkach do uprawy brzoskwiń w Polsce jest kilka, należy do nich
między innymi południowo-zachodnia część kraju, a szczególnie Dolny Śląsk.
Podstawowym ograniczeniem uprawy tego gatunku jest wrażliwość drzew na mrozy
oraz pąków kwiatowych na przymrozki. Pędy, a zwłaszcza pąki kwiatowe, uszkadzane
są podczas zimy przy temperaturze poniżej -20oC, a temperatura -25oC powoduje
trwałe uszkodzenia drzew [Sękowski 1960]. Szkody w uprawie powodować mogą
także przymrozki wiosenne. Wytrzymałość roślin na przymrozki zależy od odmiany,
ale również od stopnia rozwoju kwiatów. Najbardziej wrażliwe na przymrozki są
kwiatostany w fazie pełnego kwitnienia. W tym okresie temperatura od -2 do -4oC
może spowodować uszkodzenia odpowiednio od 10 do 90% kwiatów. Brzoskwinia
jest gatunkiem kwitnącym stosunkowo wcześnie (IV-V), co przyczynia się do
częstego uszkadzania kwiatów w wyniku przymrozków wiosennych [Treder 2001].
Jednym z wielu czynników rozpatrywanych przy zakładaniu sadu brzoskwiniowego
jest wybór odmiany. Istotnym kryterium przy wyborze odmiany jest jej odporność
na niskie temperatury w zimie i przymrozki wiosenne. Odmianami spełniającymi
te kryteria są między innymi ‘Iskra®’ i ‘Royalvee’, wpisane do Rejestru Odmian.
‘Iskra®’ jest odmianą polską, licencjonowaną, zaś ‘Royalvee’ to odmiana kanadyjska,
posiadająca owoce o twardym miąższu, dlatego nazywana jest „półtwardką”. Obie
odmiany są odporne na niskie temperatury i polecane do uprawy w naszym kraju.
Odmianami spoza Rejestru wytrzymałymi na niekorzystne warunki klimatyczne
Polski są również ‘Harken’ oraz Harbrite’, a także odmiana płaskoowocowa ‘Saturn’
[Morgaś i in. 2001, Rejman 1994, Bradt 1969].
Celem pracy była ocena plonowania kilku odmian brzoskwini w 2010 roku w odniesieniu do
roku 2009 oraz ocena uszkodzeń mrozowych drzew i przymrozkowych pąków kwiatowych.
Materiał i metody
Doświadczenie przeprowadzono w Stacji Badawczo-Dydaktycznej w Samotworze
należącej do Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu. Materiał doświadczalny
stanowiły 6-letnie drzewa brzoskwiń uszlachetnionych na podkładce Brzoskwinia
Mandżurska, posadzone w rozstawie 4 m × 1,5 m (1666 drzew∙ha-1). Kwaterę założono
w układzie losowanych bloków, w czterech powtórzeniach po trzy drzewa na poletku.
Ochronę oraz nawożenie przeprowadzano według zaleceń dla sadów produkcyjnych.
Badania obejmowały lata 2009-2010. Obserwacje dotyczyły dziesięciu odmian
brzoskwiń: osiem o owocach okrągłych ‘Catherina’, ‘Harwester’, ‘Sweethaven’,
‘Fidelia’, ‘Harbrite’, ‘Iskra®’, ‘Harken’, ‘Royalvee’ oraz dwie odmiany płaskoowocowe
‘Belmondo’ i ‘Saturn’. Podczas zimy 2009/2010 dokonywano pomiaru temperatur
minimalnych i maksymalnych przy zastosowaniu termometrów rozmieszczonych
w koronie drzew na wysokości 1,5 m. Na ich podstawie wykonano analizę przebiegu
326
3/9/12 4:32 AM
Ocena przydatności kilku odmian brzoskwini do uprawy na Dolnym Śląsku
pogody oraz określono okresy krytyczne dla właściwego przezimowania drzew
brzoskwiń. Przebieg temperatur podczas kwitnienia drzew wykorzystano do analizy
możliwości wystąpienia uszkodzeń przymrozkowych kwiatów.
Na podstawie pomiaru plonu (t∙ha-1) z dwóch lat przeprowadzono analizę poziomu
plonowania poszczególnych odmian oraz określono procentowy spadek plonu
drzew brzoskwini w roku 2010 w stosunku do owocowania w 2009 roku. Owoce
zbierano w miarę dojrzewania, 1 lub 2-krotnie w sezonie. Zbiór w zależności od
odmiany wykonany był w roku 2009 w okresie od 7 VII do 16 VIII, natomiast w 2010
w okresie od 12 VII do 23 VIII (tab. 1). Owoce zbierano oraz ważono oddzielnie
z każdego drzewa.
Odmiana
Termin zbioru
Odmiana
Termin zbioru
‘Royalvee’
26 VII-2 VIII
‘Harwester’
11-17 VIII
‘Sweethaven’
26 VII-2 VIII
‘Harbrite’
11-17 VIII
‘Saturn’
5-9 VIII
‘Fidelia’
11-17 VIII
‘Belmondo’
9 VIII
‘Catherina’
11-17 VIII
’Harken’
11-17 VIII
‘Iskra®’
17-23 VIII
Tab. 1. Termin zbioru owoców badanych odmian podczas owocowania w 2010 roku
Podczas zimy 2008/2009 oraz okresu wegetacyjnego w 2009 i 2010 roku nie
zaobserwowano dodatkowych czynników mogących spowodować uszkodzenia
drzew lub spadek plonu.
Wyniki i dyskusja
Analiza przebiegu temperatury minimalnej w czasie zimy 2009/2010 wskazuje na
kilkukrotny spadek temperatury poniżej -20oC, czyli granicznej temperatury, poniżej której
mogą wystąpić uszkodzenia drzew brzoskwiń. Niskie temperatury, czyli poniżej -20oC,
zaobserwowano cztery razy. Po raz pierwszy pojawiły się w nocy z 19 na 20 XII 2009 roku,
zaś najniższą temperaturę zanotowano w nocy z 26 na 27 I, gdzie wynosiła -26oC (ryc. 1).
Z porównania wartości średnich miesięcznych temperatur minimalnych wynika
jednak, że zima 2009/2010 była dość typowa, a wartości miesięcznie nie różniły się
bardzo od średnich wieloletnich [Dubicki i in. 2002] (tab. 2).
Średnie miesięczne temperatury [oC]
XII
I
II
III
2009/2010
-3,6
-9,6
-6,7
-1,5
1981-2000
-4,3
-9,0
-7,9
-0,8
Tab. 2. Porównanie średniej miesięcznej temperatury z zimy 2009/2011 ze średnimi z lat 1981-2000
327
3/9/12 4:32 AM
Ryc. 1. Kształtowanie się temperatury minimalnej i maksymalnej zimą 2009/2010 w miesiącach
XII-III w Stacji Doświadczalno-Badawczej w Samotworze
Warto zauważyć, że wraz ze spadkiem temperatury minimalnej, obniżała się wartość
temperatury maksymalnej. Oznacza to, że amplituda temperatur między dniem a nocą była
niewielka. Od początku stycznia temperatura dnia i nocy utrzymywała się na ujemnym
poziomie, z niewielkim wzrostem powyżej 0oC przez 4 dni. Następnie przez okres tygodnia,
temperatura systematycznie spadała, do osiągnięcia poziomu -26oC. Ten stopniowy spadek
temperatury spowodował prawdopodobnie zahartowanie się roślin. Jednak dość szybkie
skoki temperatury, które nastąpiły w kolejnych dniach mogły mieć wpływ na rozhartowanie
się drzew. W przeciągu 4 dni, temperatura minimalna wahała się między -26 a -4oC,
a następnie spadła do -22oC. O wpływie wahań temperatury dla przezimowania roślin donoszą
Kacparska-Palacz i Długokęcka [1971]. Autorki te wskazują na fakt, że uszkodzenia tkanek
zależą bezpośrednio od szybkości zamarzania i tajenia, przy czym szybkość zamarzania ma
większe znaczenie dla przeżycia tkanek niż szybkość tajenia.
Analiza wystąpienia uszkodzeń podczas kwitnienia dla brzoskwiń obejmowała okres od
ostatnich dni kwietnia do pierwszych dni maja (ryc. 2). W tym okresie nie zaobserwowano
temperatur mogących spowodować uszkodzenia kwiatów. Temperatury poniżej 0oC, jakie
zaobserwowano w kwietniu, wystąpiły w okresie, gdy pąki kwiatowe znajdowały się
w fazie zamkniętego i różowego pąka. Temperatury te nie miały wpływu na ich zdrowotność.
Ryc. 2. Temperatura minimalna podczas kwitnienia brzoskwiń w miesiącach IV-V w Stacji
Doświadczalno-Badawczej w Samotworze
328
3/9/12 4:32 AM
Ocena przydatności kilku odmian brzoskwini do uprawy na Dolnym Śląsku
Ocenę uszkodzeń mrozowych drzew i pąków kwiatowych dokonuje się kilkoma
sposobami. Najczęściej wykorzystywana jest skala 5-cio stopniowa Hołubowicza
oceniająca zdrowotność pędów i pąków kwiatowych. Z powodu braku powyższych
obserwacji ocenę stopnia uszkodzeń mrozowych dokonano metodą pośrednią.
Wysokość plonu zebranego z drzew w sezonie po wystąpieniu krytycznych temperatur
porównano z plonem roku poprzedniego. Tak wyliczono procentowy spadek plonu.
Spośród 10 badanych odmian u 9 zaobserwowano spadek plonu (tab. 3). Tylko
odmiana ‘Belmondo’ plonowała na wyższym poziomie, niż w roku poprzednim (o
7,7%). Mały spadek plonu zaobserwowano u odmiany ‘Royalvee’ (o 0,2%), który
świadczyć może o braku lub niewielkich uszkodzeniach mrozowych drzew. Natomiast
z badań przeprowadzonych w Stacji Poznańskiego Uniwersytetu Przyrodniczego
w Przybrodzie wynika, że temperatura -21,5oC, która wystąpiła podczas zimy
1995/1996, uszkodziła prawie wszystkie pąki kwiatowe odmiany ‘Royalvee’
[Andrzejewska, Radajewska 1998]. W badaniach własnych u odmiany ‘Iskra®’, ‘Saturn’
i ‘Sweethaven’ wystąpił miały lub średni spadek plonu. Również przebieg pogody
podczas zimy w 1998 roku miał duży wpływ na plonowanie brzoskwiń w Przybrodzie.
W toku tym uszkodzenie pąków kwiatowych u odmian ‘Iskra®’ było najmniejsze 35% wszystkich pąków, a u ‘Seethaven’ największe (94 % uszkodzonych pąków).
W badaniach własnych największy spadek plonu zanotowano dla odmian ‘Fidelia’. Plon
tej odmiany w 2010 roku stanowił tylko 43 % plonu z 2009 roku. Spadek temperatury
do -25oC, w Stacji Dydaktyczno-Badawczej w Samotworze podczas zimy 2005/2006
spowodował całkowity brak plonu u badanych odmian [Szewczuk i in. 2007].
Odmiana
Plon [t∙ha-1]
Spadek plonu [%]
2009 r.
2010 r.
‘Belmondo’
35,6
38,4
‘Royalvee’
35,4
35,3
0,3
‘Saturn’
24,2
20,3
15,9
-7,7
‘Iskra®’
45,5
37,6
17,4
‘Sweethaven’
49,2
38,4
21,9
‘Harken’
22,5
13,5
40,0
‘Harwester’
21,5
11,2
47,8
‘Catherina’
66,1
33,4
49,4
‘Harbrite’
53,8
25,4
52,8
‘Fidelia’
51,9
22,5
56,6
Tabela 3. Plonowanie dziesięciu odmian brzoskwini w latach 2009 i 2010
Wnioski
• Niekorzystne warunki pogodowe zaistniałe podczas zimy 2009/2010 spowodowały
uszkodzenia drzew brzoskwiń, co ujemnie wpłynęło na plonowanie w 2010 r.
• Porównanie obserwacji przebiegu temperatury podczas zimy wskazywać może
jak ważny dla przezimowania drzew brzoskwiń jest przebieg pogody podczas
spoczynku zimowego.
329
3/9/12 4:32 AM
• Najbardziej ujemnie zareagowały odmiany ‘Harken’, ‘Harwester’, ‘Catherina’,
‘Harbrite’ i ‘Fidelia’. Ich plonowanie było o ponad 40 % mniejsze w odniesieniu
do 2009 roku. Świadczy to, że te odmiany z racji małej odporności na niskie
temperatury są mało przydatne do uprawy w rejonie Dolnego Śląska.
• Najmniejszy spadek plonu brzoskwiń zaobserwowano u odmian ‘Belmondo’,
‘Royalvee’ i ‘Iskra®’. Dobry wynik uzyskany dla małoznanej odmiany ‘Belmondo’
dowodzi o konieczności prowadzenia nad nią dalszych badań i obserwacji.
• Analiza przebiegu pogody podczas kwitnienia brzoskwiń w 2010 roku nie
wskazuje na wystąpienie uszkodzeń przymrozkowych. A zatem na plonowanie
ujemnie wpłynęły zimowe niskie temperatury powietrza.
Literatura
Andrzejewska L., Radajewska B. 1998. Susceptibility of 11 peach and nectarine cultivars to
low temperature. Acta Hort., 465: 389-394.
Bradt O.A. 1960. The Royalvee peach. Fruit Varieties and Horticultiral Diges, 14: 50.
Dubicki A., Dubicka M., Szymanowski M. 2002. Klimat Wrocławia. Środowisko Wrocławia
- Informator, Dolnośląska Fundacja Ekorozwoju: 9-25.
Kacperska-Palacz A., Długokęcka E. 1971. Metodyka przeprowadzania oceny odporności
roślin na zamarzanie. Wiadomości botaniczne, 15(1): 79-90.
Morgaś H. 2000. Brzoskwinie i nektaryny. MULTICO Oficyna Wydawnicza, Warszawa:
51-55.
Morgaś H., Jakubowski T., Rutkowski K. 2001. Intensywna uprawa brzoskwiń. ISiK,
Skierniewice: 33-55.
Treder W. 2001. Ochrona kwiatów brzoskwiń przed przymrozkami wiosennymi. Ogólnopolski
Zjazd Producentów Brzoskwiń, 08.08.2001, Skierniewice. ISiK: 64-71.
Sękowski B. 1960. Brzoskwinia w warunkach klimatycznych Polski. Wydawnictwo
Popularnonaukowe, KNRiL, nr 6: 15-23.
Rejman A. 1994. Pomologia - odmianoznawstwo roślin sadowniczych. PWRiL, Warszawa :676
Szewczuk A., Gudarowska E., Dereń D. 2007. The estimation of frost damage of some peach
and sweet cherry cultivars after winter 2005/2006. J. Fruit. Ornam. Plant Res., 15: 55-63.
Główny Urząd Statystyczny. Mały Rocznik Statystyczny Polski 2010. Warszawa.
Beata Jawoszek
Katedra Ogrodnictwa
50-363 Wrocław, pl. Grunwaldzki 24
e-mail: beata.jawoszek@gmail.com
Opiekun naukowy: dr hab. Adam Szewczuk prof. nadzw.; dr hab. Ireneusz Sosna prof. nadzw.
330
3/9/12 4:32 AM
Daria Kortylewska
Maria Licznar-Małańczuk
Beata Jawoszek
EPISTEME
12/2011, t. I
s.331-336
ISSN 1895-4421
Wpływ zastosowania żywych ściółek na wysokość i jakość
plonu jabłoni odmiany ‘Pinova’
Influence of living mulches use on the yield and quality
of fruit ‘Pinova’ apple cv.
Abstrakt: Na terenie Stacji Badawczo-Dydaktycznej w Samotworze należącej do
Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu od wiosny 2007 roku rozpoczęto doświadczenie
z zastosowaniem żywych ściółek w uprawie jabłoni odmiany ‘Pinova’ w 4. roku po posadzeniu.
Drzewa zostały wysadzone wiosną 2004 roku w rozstawie 3,5 x 1,2 m (2381 drzew∙ha-1) na
podkładce P60. Korony drzew prowadzono w formie wrzecionowej. W rzędach drzew badanej
odmiany wysiewano corocznie nasiona facelii błękitnej i seradeli siewnej. Jako kontrolę
zastosowano ugór herbicydowy. Celem badań było określenie oddziaływania żywych ściółek
na plonowanie drzew oraz masę owoców z uwzględnieniem jakości wewnętrznej. Owoce
przebadano pod kątem zawartości w nich wapnia, magnezu, fosforu, potasu, karotenoidów
i związków polifenolowych. Zastosowanie roślin okrywowych w rzędach drzew jabłoni odmiany
‘Pinova’ wpłynęło na obniżenie wysokości plonu od 3. roku po wprowadzeniu żywej ściółki.
Analiza jakości wewnętrznej owoców wykazała, że zastosowanie żywych ściółek nie miało
wpływu na zawartość magnezu oraz wapnia w owocach jabłoni ‘Pinova’. Owoce pochodzące
z drzew rosnących w żywych ściółkach zawierały istotnie więcej związków polifenolowych
w porównaniu do uzyskanych z drzew prowadzonych w ugorze herbicydowym.
Słowa kluczowe: jabłoń, żywe ściółki, plonowanie, jakość owoców
Summary: The experiment was conducted in 2007-2010 at the Fruit Experimental Station
in Samotwór near Wrocław. The aim of the study was demonstrated the usefulness of living
mulches for apples cultivation. Apple trees of the cultivar ‘Pinova’ grafted on P 60 were planted
in the spring 2005, at a spacing of 3,5 x 1,2 m (2381 trees per hectare). The experiment was
established in a randomized block design, in four replications, with 5 trees per plot. In spring of
the fourth year after planting were sown in the tree rows seeds of Phacelia tanacetifolia Benth.
and Ornithopus sativus Brot. as living mulches. As the control, herbicide fallow was conducted.
In this experiment was estimated the effect of living mulches on yield and fruit quality. Fruits
have been tested for calcium, magnesium, phosphorus, potassium, carotenoids, and polyphenolic
compounds contains. The used of living mulches in the rows of ‘Pinova’ apple trees influenced
on yield decrease from the third year after the introduction of cover plants. Analysis of quality of
fruit showed that the used of living mulches had no effect on magnesium and calcium contain of
‘Pinova’ apple fruit. Apple from trees growing in the living mulches characterized significantly
more polyphenolics compared to those obtained from herbicide fallow.
Key words: apple, living mulches, yield, quality of fruit
331
3/9/12 4:32 AM
Daria Kortylewska, Maria Licznar-Małańczuk, Beata Jawoszek
Wstęp
Stosowanie żywych ściółek, jako roślin okrywających glebę, może przynieść
znaczne korzyści. Poprawiają one żyzność gleby, zabezpieczają przed erozją oraz
ograniczają konkurencję chwastów [Hooks i in. 2007]. Pozwalają ograniczyć
stosowanie herbicydów, które są niedozwolone w uprawie ekologicznej,
a w uprawie integrowanej ograniczone [Adamczewska i in. 2009]. Wykorzystanie
roślin do okrycia gleby jest przede wszystkim stosowane w warzywnictwie ale również
w sadownictwie [Hiltbrunner i in. 2007, Jędrszczyk i Poniedziałek 2007]. Rośliny
okrywowe powinny charakteryzować się krótkim okresem wschodów i niskim
wzrostem, szybko okrywać glebę oraz posiadać niskie wymagania pokarmowe oraz
odporność na suszę [Adamczewska-Sowińska i in. 2009; Winiarska i Kołota 2004].
Najczęściej wykorzystuje się koniczynę białą oraz różne gatunki traw [Mika 1998].
Celem badań przeprowadzonych w latach 2007-2010 była ocena wpływu zastosowania
żywych ściółek na wysokość plonu, średnia masę owocu oraz zawartość wybranych
pierwiastków, związków polifenolowych i karotenoidów w jabłkach odmiany ‘Pinova’.
Materiał i metody
Doświadczenie zostało przeprowadzone w Stacji Badawczo-Dydaktycznej
Uniwersytetu Przyrodniczego we Wrocławiu, w Samotworze. Od wiosny 2007 roku
rozpoczęto badania z zastosowaniem żywych ściółek w uprawie jabłoni odmiany
‘Pinova’. Drzewa te zostały posadzone wiosną 2004 roku w rozstawie 3,5 x 1,2
m (2381 drzew∙ha-1) na podkładce P60, które prowadzono w formie wrzeciona.
Doświadczenie założono metodą losowanych bloków w czterech powtórzeniach, po
pięć drzew na każdym poletku doświadczalnym. Badanym czynnikiem był sposób
prowadzenia gleby w rzędach drzew. Od wiosny czwartego roku po posadzeniu
wysiewano corocznie, jako żywą ściółkę, nasiona facelii błękitnej (Phacelia
tanacetifolia Benth.) i seradeli siewnej (Ornithopus sativus Brot.). Kontrolę stanowiły
rzędy drzew, na których stosowano ugór herbicydowy.
Badania prowadzone w latach 2007-2010, obejmowały ocenę wysokości plonu
i jego jakości (ustalonej na podstawie średniej masy owocu). Dodatkowo w roku
2010 pobrano po 10 owoców w okresie dojrzałości zbiorczej z każdego powtórzenia.
Materiał poddano analizie laboratoryjnej wykonanej metodą uniwersalną wg.
Nowosielskiego. Metodą kolorymetryczną oznaczono zawartość fosforu i magnezu,
a metodą fotometrii płomieniowej zawartość potasu i wapnia. Ze świeżego
materiału oznaczono zawartość związków polifenolowych i karotenoidów metodą
kolorymetryczną.
Wyniki opracowano statystycznie przy użyciu metody analizy wariancji dla
losowanych bloków. Przy ocenie istotności różnic między średnimi wykorzystano test
Duncana przy poziomie istotności 5%.
332
3/9/12 4:32 AM
Wpływ zastosowania żywych ściółek na wysokość i jakość plonu...
Wyniki i dyskusja
Wykonana analiza statystyczna wyników nie wykazała istotnych różnic między
sposobem prowadzenia gleby w rzędach drzew, a wysokością plonu jabłoni
w pierwszych dwóch latach po wprowadzeniu ściółkowania (tab. 1). W trzecim
i czwartym roku badań, drzewa wysadzone w żywych ściółkach plonowały istotnie
słabiej, niż drzewa prowadzone w ugorze herbicydowym. Istotnie wyższą sumę plonu
z czterech lat doświadczenia zanotowano dla drzew rosnących w ugorze herbicydowym.
Według Jędrszczyk i Poniedziałek [2007] spadek plonu w uprawach rolniczych jest
wynikiem wprowadzenia żywej ściółki. W badaniach Sosny i in. [2009] prowadzonych
na gruszy odmiany ‘Harrow Sweet’ i ‘Pstrągówka’ zaobserwowano, że zastosowanie
żywych ściółek negatywnie wpływa na plonowanie drzew od drugiego roku owocowania.
Plon [kg∙drzewo-1]
Kombinacja
Średnia masa 1
owocu [g]
2007-2010
2007
2008
2009
2010
suma 20072010
ugór herbicydowy
5,0 a*
9,2 a
14,1 b
16,4 b
44,7 b
136 a
facelia błękitna
4,0 a
6,8 a
2,1 a
11,2 a
24,2 a
131 a
seradela siewna
4,8 a
6,6 a
3,3 a
11,5 a
26,2 a
132 a
Tab. 1. Wpływ zastosowania żywych ściółek na plonowanie drzew oraz średnią masę jednego
owocu jabłoni odmiany ‘Pinova’ na podkładce P 60 (rok sadzenia – wiosna 2004), * Średnie
oznaczone tą samą literą nie różnią się istotnie dla α = 0,05 w obrębie kolumn
Zastosowanie żywych ściółek nie miało istotnego wpływu na średnią masę jednego
owocu (tab.1). Wykorzystanie facelii błękitnej i seradeli siewnej nie obniżyło jakości
owoców jabłoni odmiany ‘Pinova’. W przypadku dwóch odmian gruszy obecność
w rzędach drzew koniczyny białej oraz mieszanki traw mietlicy pospolitej i kostrzewy
owczej wpłynęło negatywnie na średnią masę owocu [Sosna i in. 2009].
Analiza jakości wewnętrznej owoców wykazała, że zastosowanie żywych ściółek nie
miało wpływu na zawartość magnezu oraz wapnia w owocach jabłoni ‘Pinova’ (ryc. 1-2).
Jednak w przypadku zawartości fosforu i potasu zanotowano różnice statystyczne. Istotnie
większą zawartością fosforu charakteryzowały się jabłka z drzew rosnących w seradeli
siewnej (81,3 mg∙100g-1s.m.). Zastosowanie facelii błękitnej wpłynęło na zwiększenie
zawartości fosforu (71,3 mg∙100g-1s.m.) w porównaniu do owoców pochodzących z drzew
prowadzonych w ugorze herbicydowym (53,5 mg∙100g-1s.m.). Natomiast istotnie większą
zawartość potasu wykazywały owoce zebrane z drzew rosnących w facelii błękitnej
(683,3 mg∙100g-1s.m.). Zawartość potasu w owocach pobranych z drzew prowadzonych
w ugorze herbicydowym wynosiła 575 mg∙100g-1 suchej masy. W doświadczeniu Nour
i in. [2010] owoce niezależnie od odmiany najwięcej gromadziły potasu (od 82,25
mg∙100g-1 dla ‘Mutzu’ do 160,85 mg∙100g-1 dla ‘Florina’).
Pozytywny wpływ wykorzystania roślin okrywowych w rzędach drzew na jakość
owoców zaobserwowali również Sosna i in. [2009] w swoim doświadczeniu
przeprowadzonym na gruszy odmiany ‘Harrow Sweet’ i ‘Pstrągówka’.
333
3/9/12 4:32 AM
Ryc. 1. Wpływ zastosowania żywych ściółek na zawartość magnezu (Mg) i wapnia (Ca)
w owocach jabłoni odmiany ‘Pinova’ w czwartym roku badań
Ryc. 2 Wpływ zastosowania żywych ściółek na zawartość potasu (K) i fosforu (P) w owocach
jabłoni odmiany ‘Pinova’ w czwartym roku badań
Ryc. 3. Wpływ zastosowania żywych ściółek na zawartość związków polifenolowych
i karotenoidów w owocach jabłoni odmiany ‘Pinova’ w czwartym roku badań
* Średnie oznaczone tą samą literą nie różnią się istotnie dla α = 0,05
334
3/9/12 4:32 AM
Wpływ zastosowania żywych ściółek na wysokość i jakość plonu...
Owoce pochodzące z drzew rosnących w żywych ściółkach zawierały istotnie więcej
związków polifenolowych (od 258 do 265 mg∙100g-1ś.m.) w porównaniu do uzyskanych
z drzew prowadzonych w ugorze herbicydowym (183 mg∙100g-1ś.m.) (ryc. 3). Związki
fenolowe są naturalnymi wtórnymi metabolitami występującymi w roślinie, które
wpływają na wewnętrzne i zewnętrzne parametry jakości owoców, takich jak wygląd,
smak i wartości zdrowotne [Veberic i in. 2005]. Badania nie wykazały statystycznej
różnicy w zawartości karotenoidów w owocach pochodzących z drzew rosnących
w ugorze herbicydowym oraz seradeli siewnej (odpowiednio 113,3 i 113,7 µg∙100g1
ś.m.). Natomiast owoce zebrane z drzew w rzędach, w których była zastosowana
facelia błękitna zawierały istotnie mniej karotenoidów – 76,3 µg∙100g-1ś.m.
Wnioski
• Zastosowanie roślin okrywowych w rzędach drzew jabłoni odmiany ‘Pinova’
wpłynęło na obniżenie wysokości plonu od 3. roku po wprowadzeniu żywej
ściółki.
• W przeciągu czterech lat badań nie zanotowano istotnego wpływu żywych
ściółek na średnią masę owocu jabłoni ‘Pinova’.
• Wprowadzenie żywych ściółek do uprawy nie wpłynęło na zawartość magnezu
i wapnia, a zwiększyło zawartość fosforu i potasu w owocach jabłoni ‘Pinova’.
• Żywe ściółki zwiększyły zawartość związków polifenolowych, natomiast facelia
błękitna obniżyła zawartość karotenoidów badanej odmiany jabłoni.
335
3/9/12 4:32 AM
Literatura
Adamczewska-Sowińska K., Kołota E., Winiarska S. 2009. Living mulches in field
cultivation of vegetables. Vegetable Crops Research Bulletin, vol. 70: 19-29.
Hiltbrunner J., Streit B., Liedgens M. 2007. Are seeding an opportunity to increase grain
yield of winter wheat in a living mulch or white clover? Field Crop Res., 102: 163−171.
Hooks C.R., Pandey R.R., Johnson M.W. 2007. Using Clovers as Living Mulches To Boost
Yields, Suppress Pests, and Augment Spiders in a Broccoli Agroecosystem. College of
Tropical Agriculture and Human Resources, University of Hawaiì at Mănoa, IP-27: 1-6.
Jędrszczyk E., Poniedziałek M. 2007. The impact of the living mulch on plant growth and
select features of sweet corn yield. Folia Hort. Ann., 19 (1): 3−13.
Mika A., Krzewińska D., Olszewski T. 1998. Effects of mulches, herbicides and cultivation
as orchard groundcover management systems in young apple orchard. J. Fruit Ornam.
Plant Res., VI(1): 1-13.
Nour V., Trandafir I., Ionica M.E. 2010. Compositional Characteristics of Fruits of several
Apple (Malus domestica Borkh.) Cultivars. Not. Bot .Hort .Agrobot. Cluj, 38(3): 228-233.
Sosna I., Licznar-Małańczuk M., Czaplicka M. 2009. Wstępna ocena wpływu żywych
ściółek na wzrost i owocowanie drzew jabłoni i gruszy. Zesz. Prob. Post. Nauk Roln.,
536: 197-203.
Veberic R., Trobec M., Herbinger K., Hofer M., Grill D., Stampar F. 2005. Phenolic
compounds in same apple (Malus domestica Borkh.) cultivars of organic and integrated
production. J. Sci. Food Agric, 85: 1687-1694.
Winiarska S., Kołota E. 2004. Przydatność wybranych gatunków roślin jako żywych ściółek
w uprawie pora oraz ocean ich wartości nawozowej. Rocz. AR Pozn., Ogrodn., 37:
225-232.
Daria Kortylewska
Katedra Ogrodnictwa
pl. Grunwaldzki 24A, 50-363 Wrocław
e-mail: daria.kortylewska@up.wroc.pl
Opiekun naukowy: dr hab. Ireneusz Sosna, prof. nadzw.
336
3/9/12 4:32 AM
Magdalena Krygier
EPISTEME
12/2011, t. I
s.337-342
ISSN 1895-4421
Wpływ uprawy współrzędnej na wielkość i jakość plonu
selera naciowego
Influence of intercropping on the yield quantity and
quality of celery
Abstrakt: Większe zainteresowanie producentów warzyw uprawą selera naciowego (Apium
graveolens L. var. dulce Mill.) spowodowało poszerzenie asortymentu odmian dostępnych dla
konsumenta. Uprawa tego warzywa jest jednak bardzo pracochłonna, ze względu na konieczność
częstego odchwaszczania. Z tego względu zastosowanie metody współrzędnej uprawy może
być korzystne, zwłaszcza wtedy, gdy rośliny towarzyszące dobrze okrywają powierzchnię
gleby, a następnie wykorzystane są np. jako nawóz zielony. Mogą także stanowić oddzielny
plon przeznaczony do konsumpcji i wpływać dodatnio na jakość i wielkość plonu głównego,
wydzielając do środowiska związki allelopatyczne. Przeprowadzone w latach 2009-2010
doświadczenie dotyczące uprawy współrzędnej selera naciowego z aksamitką rozpierzchłą,
majerankiem ogrodowym, bazylią pospolitą i cząbrem ogrodowym miało na celu określenie
wpływu aromatycznych gatunków towarzyszących na wielkość i jakość plonu selera. Wyniki
wskazały na istotność wpływu gatunku rośliny współrzędnej oraz wielkości obsady na wielkość
i jakość plonu selera.
Słowa kluczowe: seler naciowy, uprawa współrzędna, aksamitka
pospolita, cząber ogrodowy, majeranek ogrodowy
rozpierzchła, bazylia
Summary: Greater interest in cultivation of vegetable growers of celery (Apium graveolens
L. var. dulce Mill.) resulted in widening the range of varieties available to consumers. Cultivation
of vegetables is very labor intensive, due to the necessity of frequent weeding. For this reason,
the coordinate method of cultivation can be beneficial, especially when the plants associated
with well-envelop the surface of the soil, and then are used as green manure for example. They
can also be designed to yield separate consumption and have a positive impact on the quality
and yield of the main, releasing allelopathic compounds into the environment. Conducted in
2009-2010, the experience of growing celery coordinate with the Marigold, Marjoram, Basil
and Savory was designed to determine the effect of concomitant species on the aromatic yield
quantity and quality of celery. Results indicated the importance of the impact of plant species and
stocking density coordinate the yield quantity and quality of celery.
Key words: Celery, intercropping, Marigold, Basil, Savory, Marjoram
337
3/9/12 4:32 AM
Magdalena Krygier
Wstęp
Umiarkowanie chłodny klimat, jaki panuje w Polsce jest odpowiedni do wzrostu
i rozwoju selera naciowego. Najwyższe jego plony uzyskuje się w chłodniejsze
i wilgotniejsze lata (Dyduch, Najda 2007). Częścią jadalną tego warzywa są ogonki
liściowe, które zawierają: białko, węglowodany, błonnik, potas, sód, wapń, fosfor,
magnez, żelazo, cynk, witaminy C, B1, B2, B6, PP, a także kwasy pantotenowy
i foliowy, jak również olejki eteryczne wspomagające leczenie układu pokarmowego,
wątroby, nerek, chorób reumatycznych i gośćcowych (Michalik, 2002).
Uprawa współrzędna może sprzyjać zwiększeniu odporności roślin na agrofagi
poprzez ich zmylenie lub odstraszenie (Szafirowska, Kłosowski, 2008). Następuje
to w wyniku zjawiska allelopatii, polegającego na wydzielaniu do środowiska
przez rośliny – donory odstraszających substancji chemicznych. Pomimo coraz
większego zainteresowania związkami allelochemicznymi, stan wiedzy dotyczący
ich oddziaływania, zwłaszcza korzystnego na rośliny uprawne jest niewystarczający.
Najbogatszym źródłem związków allelopatycznych są liście i korzenie, a najuboższym:
nasiona, owoce i kwiaty. Podobnie większe ilości tych substancji wydzielają rośliny
młode i mniej dojrzałe (Wójcik-Wojtkowiak i inni, 1998).
Aksamitka rozpierzchła ma działanie odstraszające zmieniki, mszyce i śmietkę
kapuścianą (Lis-Krzyścin, 2007). Bazylia pospolita, majeranek ogrodowy i cząber
ogrodowy są roślinami miododajnymi, stosowanymi jako przyprawy wspomagające
prawidłowe funkcjonowanie układu trawiennego (Dobrakowska-Kopecka, 1989,
Seidler-Łożykowska i in., 2007, Frąszczak, 2004). Rośliny aromatyczne mogą także
odstraszać szkodniki oraz, jak podaje Sartorius (1993), wpływać na poprawę smaku
warzyw.
Rozwiązaniem problemu konkurencyjności roślin towarzyszących względem rośliny
uprawnej może być opóźnienie terminu ich siewu lub sadzenia lub wspomaganie
rozwoju głównej rośliny uprawnej poprzez nawadnianie kropelkowe albo fertygację
(Kołota, Adamczewska-Sowińska, 2003).
Materiał i metody
W latach 2009 i 2010 w Stacji Badawczo-Dydaktycznej Roślin Warzywnych
i Ozdobnych Katedry Ogrodnictwa UP we Wrocławiu przeprowadzono
dwuczynnikowe doświadczenie polowe metodą losowanych podbloków w trzech
powtórzeniach. Pierwszym badanym czynnikiem były gatunki roślin towarzyszących
w uprawie selera: aksamitka rozpierzchła, bazylia pospolita, majeranek ogrodowy i
cząber ogrodowy. Drugim czynnikiem była obsada tych roślin. Stanowiła ona 100%
lub 70% obsady selera. Rozsadę selera i roślin towarzyszących sadzono układając ich
rzędy na przemian, co 30cm. Seler sadzono w rzędzie co 20cm, natomiast pozostałe
gatunki – co 20cm (100% obsady selera) lub co 28,5cm (70% obsady selera).
Nasiona selera wysiano w trzeciej dekadzie marca do skrzynek wypełnionych
substratem torfowym, a następnie siewki przepikowano do wielodoniczek
o pojemności jednej komórki 56 cm3. Rośliny okrywające wysiano na początku
338
3/9/12 4:32 AM
Wpływ uprawy współrzędnej na wielkość i jakość plonu selera naciowego
kwietnia do wielodoniczek z substratem torfowym. W czasie produkcji rozsady
wszystkie rośliny zasilano 0,2% roztworem Florovitu. Na tydzień przed wysadzeniem
na pole, rozsada selera została wyniesiona ze szklarni w celu zahartowania. Rozsadę
selera i rośliny towarzyszące posadzono w pierwszej dekadzie czerwca na poletka
o wymiarach 2,7 x 2m. Doświadczenie założono na silnie zdegradowanej czarnej
ziemi klasy III a o zasoleniu 0,1 g NaCl∙dm-3, zawartości azotu 19 mg∙dm-3,
fosforu 180 mg∙dm-3, potasu 200 mg∙dm-3, magnezu 106 mg∙dm-3 i pH 7,65. Przed
sadzeniem zastosowano saletrę amonową w ilości 150 kg N ∙ ha-1. Na początku
września przeprowadzono zbiór selera naciowego, określając jego plon handlowy.
Pobrano również próby do przeprowadzenia badań laboratoryjnych, obejmujących:
suchą masę – metodą wagową oraz ilość witaminy C w świeżej masie – metodą
miareczkową, N-NO3 – metodą potencjometryczną, cukrów redukujących – metodą
Lane-Eynona, zaś w suchej masie: P i Mg – metodą kolorymetryczną, a K i Ca −
metodą fotometrii płomieniowej. Wyniki poddano analizie wariancji używając testu
Duncana dla poziomu istotności α = 0,05. Ze względu na bardzo niewielkie różnice
pomiędzy wynikami z poszczególnych lat, podano wartości średnie.
Wyniki i dyskusja
Na podstawie opracowanych wyników doświadczenia stwierdzono, że w uprawie
współrzędnej plon selera naciowego wynosił średnio 26,74 t·ha-1 i był o 37,6%
mniejszy niż w uprawie jednorodnej (tab.1.). Najmniej konkurencyjne w stosunku do
selera były majeranek ogrodowy i cząber ogrodowy. Spadek plonu selera rosnącego
łącznie z tymi gatunkami wynosił średnio 24,4%.
W niniejszych badaniach wykazano także, iż na wielkość plonu selera nie miała
istotnego wpływu gęstość sadzenia roślin towarzyszących. Plon ten wynosił 26,94
t·ha-1, gdy ilość roślin aromatycznych odpowiadała obsadzie selera oraz 26,58
t·ha-1, gdy była ona o 30% mniejsza. Największy plon selera naciowego (37,24
t·ha-1) uzyskano w uprawie z majerankiem ogrodowym sadzonym w mniejszym
zagęszczeniu, a najniższy gdy rósł on z bazylią pospolitą w proporcji 1:1.
Średnia wielkość plonu ogonków liściowych selera zebranych w tradycyjnej metodzie
uprawy jak podaje Kołota i in. (2007) waha się od 15 do 30 t·ha-1, natomiast Dyduch
i Kossowski (1982) w swoich badaniach uzyskali plon w granicach 23-55 t·ha-1.
Poniedziałek i in. (2006) stwierdziła, że powodzenie uprawy współrzędnej zależy
także w dużej mierze od warunków pogodowych, które wpływają na intensywność
konkurencji pomiędzy roślinami uprawnymi a towarzyszącymi.
Orłowski i in. (2000) podają, że 100 g świeżej masy ogonków liściowych selera
naciowego zawiera: 12,2 g suchej masy, 1,4-2,1 g cukrów, 400-500 mg potasu, 25-70
mg wapnia, 27-34 mg fosforu, 8-14 mg magnezu i 10,7-47,9 mg witaminy C.
Wyniki analizy chemicznej nie wykazały wpływu badanych czynników doświadczenia
na zawartość w ogonkach liściowych selera suchej masy, cukrów redukujących,
Mg, P i K. Stwierdzono natomiast, że zmniejszenie obsady roślin towarzyszących
spowodowało istotny wzrost w ogonkach selera zawartości witaminy C, średnio
339
3/9/12 4:32 AM
Magdalena Krygier
o 22,2% oraz spadek ilości N-NO3, średnio o 59,2%. Najwięcej witaminy C (średnio
91,18 mg·100 g-1św. m.), ale jednocześnie najmniej Ca (3,88%) oraz N-NO3 (69,95
mg·kg-1ś. m.) w porównaniu z innymi obiektami zawierał seler uprawiany łącznie
z majerankiem ogrodowym. Różnic tych nie potwierdzono jednak statystycznie.
Wnioski
• Uprawa współrzędna spowodowała zmniejszenie plonu handlowego selera
naciowego w stosunku do uprawy jednorodnej średnio o 37,6%.
• Najmniej konkurencyjną rośliną towarzyszącą dla selera naciowego był
majeranek ogrodowy. Łączna uprawa z tym gatunkiem spowodowała 16,2%
spadek plonu selera.
• Obsada roślin towarzyszących nie wpływała na zróżnicowanie plonu selera.
• Od obecności oraz obsady roślin towarzyszących zależała zawartość witaminy
C, wapnia i azotu azotanowego w selerze naciowym.
340
3/9/12 4:32 AM
Fosfor [%]
Wapń [%]
Potas [%]
N-NO3
[mg kg-1 ś. m.]
0,63
0,36
0,36
4,51
3,99
212,25
70%
89,30
0,68
0,34
0,34
4,19
4,16
36,70
24,96
13,90
77,73
0,65
0,35
0,35
4,35
4,09
124,48
100% 17,19
16,75
74,45
0,69
0,37
0,28
4,00
4,62
160,45
70%
17,26
16,87
89,82
0,67
0,37
0,20
4,56
4,00
130,30
17,23
16,81
82,14
0,68
0,37
0,24
4,28
4,31
145,38
100% 30,42
16,15
79,05
0,52
0,34
0,27
4,19
3,86
333,70
70%
27,36
16,65
89,20
0,84
0,36
0,30
4,00
3,80
68,70
28,89
16,40
84,13
0,68
0,35
0,29
4,10
3,83
201,20
100% 34,55
16,64
73,60
1,07
0,33
0,35
3,95
3,44
62,10
70%
37,24
15,44
108,75
1,08
0,34
0,27
3,81
4,24
77,80
35,90
16,04
91,18
1,08
0,34
0,31
3,88
3,84
69,95
42,83
16,00
96,80
0,35
0,75
0,27
3,29
3,44
208,30
100% 26,91
16,22
73,31
0,73
0,35
0,33
4,16
3,98
192,13
70%
26,58
15,36
94,27
0,82
0,35
0,28
4,14
4,05
78,38
gatunku
r. t.(I)
7.36
n.i.
n.i.
n.i.
n.i.
n.i.
n.i.
n.i.
n.i.
obsady
r. t.(II)
Plon
12,48
3,46
n.i.
15,78
n.i.
n.i.
n.i.
0,41
n.i.
62,66
interakcji
I i II
Aksamitka
Bazylia
pospolita
Cząber
ogrodowy
Majeranek
ogrodowy
24,45
9,27
n.i.
n.i.
n.i.
n.i.
n.i.
n.i.
n.i.
n.i.
Średnia
dla
obsady
Kontrola
NIRα=0,05 dla:
Magnez [%]
Cukry
66,15
Sucha masa
[%]
100% 2 5,47 15,32
Gatunek
rośliny
Wit. C
[mg 100g-1
ś. m.]
Wpływ uprawy współrzędnej na wielkość i jakość plonu selera naciowego
Tab. 1. Plon handlowy selera naciowego oraz zawartość w nim suchej masy, witaminy
C, cukrów redukujących, Mg, P, Ca, K i N-NO3 (średnia z lat 2009-2010), * r. t. – roślina
towarzysząca
341
3/9/12 4:32 AM
Magdalena Krygier
Literatura
Dobrakowska-Kopecka Z., 1989. Warzywa i zioła z mojego ogrodu. PWRiL: 118-119
Dyduch J., Najda A., 2007. Uprawa selerów naciowych na zbiór wczesny pod folią
perforowaną. Owoce Warzywa Kwiaty (3):18
Dyduch J., Kossowski M., 1982. Plonowanie kilku odmian selerów naciowych na glebie
mineralnej i torfowej. Rocz. Nauk Roln.: seria A, 106, 3, 145-159
Frąszczak B., 2004. Majeranek na dwa pokosy. Warzywa 1: 30-31
Kołota E., Adamczewska-Sowińska K., 2003. Zastosowanie roślin okrywowych i żywych
ściółek w polowej uprawie warzyw. Post. Nauk Roln. 2: 3-13
Kołota E., Orłowski M., Biesiada A., 2007. Warzywnictwo. Wyd. UWP: 337-361
Lis-Krzyścin A., 2007. Zastosowanie nawozów Osmocote i Vitrofosmak w uprawie aksamitki
rozpierzchłej. Roczniki Akademii Rolniczej w Poznaniu. Ogrodnictwo 41: 109-114
Michalik Ł., 2002. Wartość odżywcza selera naciowego. Biuletyn naukowy: 16: 137-138
Orłowski M., Tendaj M., Kołota E., 2000. Uprawa polowa warzyw. Brasika. Szczecin: 158163
Seidler-Łożykowska K., Golcz A., Kozik E., Kucharski W., Mordalski R., Wójcik J.,
2007. Ocena jakości surowca cząbru ogrodowego (Satureja hortensis L.) z uprawy
ekologicznej. Journal of Research and Application in Agricultural Engineering 4: 48-51
Poniedziałek M., Jędrszczyk E., Sękara A., 2006. Wpływ uprawy współrzędnej z roślinami
ozdobnymi na wzrost, plonowanie i cechy jakościowe cebuli zwyczajnej (Allium cepa
L.). Folia Horticulturae Suplement 2: 70-75
Sartorius G., 1993. Uprawa współrzędna i płodozmian. Multico: 5-72
Szafirowska A., Kłosowski S., 2008. Wykorzystanie allelopatycznych właściwości roślin
w uprawie warzyw. Problemy inżynierii rolniczej 1: 117-118
Wójcik-Wojtkowiak D., Politycka B., Weyman-Kaczmarkowa W., 1998. Allelopatia. Wyd.
AR im. Augusta Cieszkowskiego w Poznaniu: 5-21
Magdalena Krygier
Katedra Ogrodnictwa
50-363 Wrocław, pl. Grunwaldzki 24a
e-mail: magdalena.krygier@up.wroc.pl
Opiekun naukowy: dr hab. Katarzyna Adamczewska-Sowińska, prof. UP
342
3/9/12 4:32 AM
Iwona Ledwożyw-Smoleń
Sylwester Smoleń
Piotr Strzetelski
Stanisław Rożek
EPISTEME
12/2011, t. I
s.343-349
ISSN 1895-4421
WPŁYW SPOSOBU APLIKACJI JODU NA EFEKTYWNOŚĆ
BIOFORTYFIKACJI ORAZ WIELKOŚĆ I JAKOŚĆ BIOLOGICZNĄ PLONU
SAŁATY UPRAWIANEJ W SYTEMIE HYDROPONICZNYM
METHOD OF IODINE APPLICATION AFFECTING THE EFFECTIVENESS
OF BIOFORTIFICATION, YIELD AND NUTRITIONAL QUALITY OF
LETTUCE CULTIVATED IN HYDROPONIC SYSTEM
Abstrakt: Celem badań było określenie wpływu stężenia jodu w pożywce oraz dokarmiania dolistnego
tym pierwiastkiem na efektywność biofortyfikacji, plonowanie oraz jakość biologiczną sałaty. Sałatę
siewną (Lactuca sativa) ‘Melodion’ uprawiano w systemie CKP w doświadczeniu dwuczynnikowym
w sezonie wiosennym 2010 r. Wyróżniono dwa podbloki z dwukrotnym dolistnym dokarmianiem
0 i 0,5 % roztworem jodu. W każdym podbloku wprowadzono jod do pożywki w stężeniu: 0, 1,0 oraz
10 mg I ∙ dm-3. Badane sposoby aplikacji jodu pozwoliły na wzbogacenie sałaty w ten pierwiastek
proporcjonalnie do zastosowanych dawek. Stwierdzono jednak statystycznie istotne obniżenie plonu
sałaty oraz zwiększenie zawartości cukrów w liściach wraz ze wzrostem dawki jodu w pożywce
(niezależnie od dokarmiania dolistnego). Dolistna aplikacja jodu powodowała istotne zwiększenie
zawartości suchej masy i związków fenolowych, obniżenie zawartości kwasu askorbinowego ale nie
miała wpływu na wielkość plonu oraz zawartość cukrów w liściach sałaty. Zaobserwowano istotny
wpływ interakcji badanych czynników na badane parametry jakościowe plonu sałaty. Powyższe
badania wskazują na możliwość uzyskania roślin sałaty z podwyższoną zawartością jodu zwłaszcza
poprzez dolistne dokarmianie, które w mniejszym stopniu (niż wprowadzenie I do pożywki)
wpływało na zmniejszenie plonowania oraz zmiany jej jakości biologicznej.
Summary: The aim of the study was to evaluate the effect of foliar application of iodine as well as
its concentration in the solution medium on the biofortification effectiveness, yield and nutritional
quality of lettuce plants. Lettuce (Lactuca sativa) ‘Melodion’ cv. was cultivated in the nutrient-film
technique in two-factor experiment in spring 2010. Two sub-blocks were distinguished with double
foliar spraying with 0 and 0,5% solution of iodine. Within each sub-block, iodine was applied into
the solution medium in a dose of: 0, 1.0 and 10 mg I ∙ dm-3. The mentioned treatments allowed to
obtain lettuce plants biofortified with iodine proportionally to applied I dose. However, a statistically
significant reduction in lettuce yield as well as increased accumulation of soluble sugars was found
for increasing iodine concentration in the solution medium (irrespective of foliar nutrition). Foliar
application of iodine contributed to a significant growth of dry mass and phenolic compounds content,
reduced ascorbic acid level, but did not affect yield and the content of soluble sugars in lettuce heads.
A significant influence of the interaction between tested factors on selected parameters of lettuce
quality was observed. These studies indicate the possibility of growing lettuce plants with increased
iodine content through foliar application which affected yielding and changes in nutritional quality of
lettuce to a lesser extent than I introduction into solution medium.
Key words: iodine, biofortification, nutritional quality, lettuce, NFT system
343
3/9/12 4:32 AM
Iwona Ledwożyw-Smoleń, Sylwester Smoleń, Piotr Strzetelski, Stanisław Rożek
Wstęp
Jod jest jednym z mikroelementów niezbędnych dla człowieka, a jego niedobory
prowadzą do szeregu zaburzeń takich jak: kretynizm, powstawanie wola, czy
zwiększone ryzyko nowotworów tarczycy [Szybiński i in. 2010]. Aktualnym
źródłem tego pierwiastka w diecie człowieka jest jodowana sól kuchenna. Zgodnie
z zaleceniami Światowej Organizacji Zdrowia konieczne jest jednak ograniczenie
spożycia soli jako czynnika ryzyka nadciśnienia tętniczego, miażdżycy oraz
niektórych chorób nowotworowych [WHO 2007]. Podjęcie badań nad biofortyfikacją
(wzbogacaniem) roślin w jod wynika więc z konieczności poszukiwania
alternatywnych dróg zaopatrzenia ludzi w ten pierwiastek. Dokarmianie dolistne jest
zabiegiem agrotechnicznym umożliwiającym szybkie i efektywne wprowadzenie
do rośliny makro- i mikroelementów [Zalewski 2002]. Badania nad biofortyfikacją
roślin wskazują na możliwość zastosowania tego zabiegu w celu uzyskania roślin
o podwyższonej zawartości żelaza, miedzi, cynku czy selenu [White, Broadley 2009].
Niewiele jest jednak wyników prac dotyczących dolistnego dokarmiania roślin
jodem. Większość badań prowadzonych nad wzbogacaniem roślin w jod miała na
celu głównie określenie efektywności tego procesu z pominięciem wpływu aplikacji
tego pierwiastka na procesy biochemiczne i fizjologiczne rośliny. Szczególnie istotne
wydaje się określenie oddziaływania jodu na zmiany parametrów warunkujących
jakość biologiczną plonu.
Celem pracy było określenie wpływu zróżnicowanych sposobów aplikacji jodu na
efektywność biofortyfikacji oraz wielkość i jakość biologiczną plonu sałaty.
Materiał i Metody
Sałatę siewną (Lactuca sativa) ‘Melodion’ uprawiano w sezonie wiosennym 2010
roku w systemie cienkowarstwowych kultur przepływowych (CKP) umieszczonym
w nieogrzewanym tunelu foliowym. Wysiew nasion wykonano w szklarni 01.03.2010r.
Wysadzenie rozsady do rynien uprawowych wykonano 30.03.2010r. w rozstawie co
25 cm. Na każdy obiekt doświadczenia (jedną rynnę uprawową) przypadało 12 roślin
sałaty. Uprawę prowadzono na pożywce standardowej o składzie: N- 150 mg · dm-3,
P – 50 mg · dm-3, K – 200 mg · dm-3, Mg – 40 mg · dm-3, Ca – 120 mg · dm-3, S –
90, Cl – 30 mg · dm-3. Mikroelementy wprowadzono do pożywki w postaci nawozu
Pionier Mikro w dawce 0,08 ml · dm-3. Odczyn pożywki do pH 6,0 doprowadzono
za pomocą 65% HNO3. EC pożywki (przewodność właściwa) wynosiło 1,6 mS · cm1
. Doświadczenie prowadzono w układzie dwuczynnikowym, w którym wyróżniono
dwa podbloki z dwukrotnym dokarmianiem dolistnym roślin roztworem KI o stężeniu
0 i 0,05% jodu. Gdy rośliny sałaty były w fazie rozety (10-12 liści właściwych)
w każdym podbloku do pożywki wprowadzono jod w formie KI w dawce 0, 1,0 lub
10 mg I ∙ dm-3. Oprysk wodą (0% I) i roztworem 0,05% I przeprowadzono 28.04.2010
r. (7 dni po wprowadzeniu jodu do pożywki) oraz 05.05.2010r. (6 dni przed zbiorem
roślin). Wydatek cieczy roboczej wynosił około 100 ml · m-2. Zbiór roślin połączony
z oceną plonowania przeprowadzono 11.05.2010 r. Zawartość jodu w sałacie oznaczono
za pomocą techniki ICP-OES po inkubacji prób z 25% TMAH (roztwór wodorotlenku
tetrametyloamonu). Ponadto w główkach sałaty oznaczono: zawartość suchej masy
344
3/9/12 4:32 AM
Wpływ sposobu aplikacji jodu na efektywność biofortyfikacji...
w 105°C (metodą suszarkową), cukrów ogółem metodą antronową, związków
fenolowych z odczynnikiem Folina-Ciocalteau oraz kwasu askorbinowego metodą
Tillmansa. Otrzymane wyniki poddano analizie statystycznej przy użyciu modułu
dwuczynnikowej analizy wariancji (ANOVA) programu Statistica 9.0 PL przy poziomie
istotności p < 0,05, natomiast grupy jednorodne wyznaczono stosując test Duncana.
Wyniki i dyskusja
Uzyskane wyniki badań zestawiono w Tabeli 1. Zastosowanie dolistnego dokarmiania
jodem oraz wprowadzenia jodu do pożywki spowodowało zwiększenie zawartości
tego pierwiastka w sałacie. W zależności od stężenia jodu w pożywce zanotowano
zróżnicowany wpływ dodatkowej aplikacji dolistnej tego pierwiastka na wzrost
zawartości I w główkach sałaty. Biorąc pod uwagę ilościowe zmiany akumulacji
jodu wynikające z dokarmiania dolistnego, najwyższe, około 92-krotne zwiększenie
zawartości jodu stwierdzono w roślinach uprawianych na pożywce kontrolnej (0
mg I · dm-3). Cztero- oraz dwuipółkrotny wzrost zawartości jodu wskutek dolistnej
aplikacji (w porównaniu do roślin niedokarmianych dolistnie) zanotowano dla sałaty
uprawianej na pożywce zawierającej odpowiednio: 1,0 i 10 mg I · dm-3 pożywki.
Otrzymane wyniki wskazują, że biofortyfikacja roślin w jod poprzez dolistne
dokarmianie może być bardziej skuteczna, gdy rośliny uprawiane są na pożywce lub
podłożu o niskiej zawartości jodu. Badania Altinoka i in. [2003] z uprawą lucerny
wykazały, iż dolistne dokarmianie formą jodkową (I-) w dawkach od 0 do 2,0 kg
I· ha-1 zwiększało zawartość I w roślinach w porównaniu do doglebowej aplikacji
tego pierwiastka w tych samych dawkach. Dolistna aplikacja 0,2% I (w formie KI)
przyczyniła się do istotnego wzrostu zawartości tego pierwiastka w zgrubieniach
rzodkiewki w porównaniu do doglebowego nawożenia KI w dawce 15 mg I · dm-3
[Strzetelski i in. 2010a].
Najwyższy poziom akumulacji jodu stwierdzono w sałacie uprawianej na pożywce
zawierającej 10 mg I · dm-3 - zwłaszcza dodatkowo dokarmianej dolistnie tym
pierwiastkiem. Jednocześnie na tych roślinach obserwowano wyraźne symptomy
toksycznego oddziaływania jodu objawiające się silnym zahamowaniem wzrostu
oraz chlorotycznymi i nekrotycznymi plamami, co skutkowało znacznym obniżeniem
plonowania. Średnia wielkość plonu z 1 m2 oraz średnia masa główki sałaty
uprawianej na pożywce z najwyższym stężeniem jodu (10 mg I · dm-3) były najniższe
spośród wszystkich badanych kombinacji niezależnie od zastosowanego dokarmiania
dolistnego. Powyższe obserwacje zgodne są z wynikami uzyskanymi przez innych
autorów. W hydroponicznej uprawie ryżu aplikacja jodu w formie jodkowej do
pożywki w stężeniu 10 i 100 µmol · dm-3 (w przeliczeniu około 1 i 10 mg I · dm-3)
w istotny sposób ograniczyła przyrost biomasy i wysokość roślin [Mackowiak, Grossl
1999]. Wprowadzenie I- w stężeniu powyżej 10 µmol · dm-3 do pożywki powodowało
obniżenie przyrostu biomasy liści i korzeni szpinaku [Zhu i in. 2003]. Obserwowany
efekt fitotoksyczności jodu w formie jodkowej (I-) może wynikać z nadmiernej
akumulacji tego pierwiastka w tkankach lub wewnątrzkomórkowego utleniania I- do
jodu cząsteczkowego I2, powodującego zahamowanie aktywności fotosyntetycznej
roślin [Mynet, Wain 1973]. Przedstawione wyniki wskazują, że najwyższy plon
345
3/9/12 4:32 AM
uzyskano w obiekcie kontrolnym. Nie stwierdzono natomiast statystycznie istotnego
wpływu dolistnej aplikacji jodu (niezależnie od rodzaju pożywki) na wielkość
uzyskanego plonu sałaty.
Wraz ze wzrostem stężenia jodu w pożywce zaobserwowano istotne zwiększenie
zawartości suchej masy w liściach sałaty. Odnotowano również istotną interakcję
czynników: dokarmianie dolistne jodem × zawartość jodu w pożywce na wielkość tego
parametru. W badaniach Hagemana i in. [1942] z uprawą pomidora w glebie mineralnej
w doświadczeniu wazonowym wykazano również podwyższenie zawartości suchej
masy w wyniku wprowadzenia jodu do pożywki w dawce powyżej 4 ppm KI.
W przedstawianych badaniach zanotowano zróżnicowany wpływ badanych
czynników na zawartość cukrów, związków fenolowych oraz kwasu askorbinowego
w główkach sałaty. Wprowadzenie wyższych stężeń jodu do pożywki spowodowało
istotny wzrost zawartości związków fenolowych w sałacie. Dokarmianie dolistne
tym pierwiastkiem również spowodowało istotne zwiększenie zawartości związków
fenolowych ale tylko w przypadku uprawy roślin na pożywce zawierającej 10 mg
I · dm-3. Główki sałaty z tego obiektu zawierały najwięcej tych związków spośród
wszystkich badanych kombinacji. W badaniach prowadzonych przez Blasco i in.
[2008] z uprawą sałaty w fitotronie wzrost dawek formy jodkowej (I-) do pożywki
(w przedziale od 20 do 160 µmol · dm-3) powodował każdorazowe podwyższenie
zawartości związków fenolowych w roślinach.
Zwiększanie stężenia jodu w pożywce powodowało wyraźny wzrost zawartości kwasu
askorbinowego w roślinach sałaty − zwłaszcza w podbloku niedokarmianym dolistnie.
W zależności od stężenia jodu w pożywce dolistna aplikacja I w zróżnicowany sposób
wpływała na zawartość tego związku w sałacie. Dolistne dokarmianie jodem roślin
uprawianych na pożywce bez dodatku jodu powodowało wzrost zawartości kwasu
askorbinowego w liściach, natomiast przy zawartości 1 oraz 10 mg I · dm-3 pożywki
− obniżenie poziomu tego związku w główkach sałaty o około 20% w stosunku
do roślin niedokarmianych dolistnie. Jednoroczne badania z polową uprawą sałaty
wykazały wzrost zawartości kwasu askorbinowegp w główkach nawożonych jodem
w formie KI niezależnie od zastosowanej dawki – 0,5, 1 i 2 kg I · ha-1 [Ledwożyw
i in. 2009]. Również w badaniach Blasco i in. [2008] jod powodował zwiększenie
zawartości tego związku w główkach sałaty. Odmienne wyniki uzyskano w badaniach
z wazonową uprawą pomidora, gdzie wzrost dawki KI aplikowanego do pożywki
obniżało zawartość kwasu askorbinowego [Hageman i in. 1942].
Zawartość cukrów rozpuszczalnych w główkach sałaty jest jednym z ważniejszych
parametrów jakości konsumpcyjnej tego warzywa. Wraz ze wzrostem dawki KI
w pożywce (niezależnie od dokarmiania dolistnego) obserwowano statystycznie
istotne zwiększanie akumulacji cukrów. We wspomnianych badaniach Ledwożyw
i in. [2009] stwierdzano obniżenie zawartości cukrów w główkach sałaty niezależnie
od dawki, formy i sposobu aplikacji jodu. Strzetelski i inni [2010b] wykazali natomiast,
iż jod (aplikowany doglebowo lub dolistnie w formie KI i KIO3) nie miał wpływu
na zawartość cukrów rozpuszczalnych w rzodkiewce uprawianej w doświadczeniu
wazonowym na glebie mineralnej. Uzyskane rozbieżności mogą wynikać ze sposobu
prowadzenia uprawy. Zacytowane dane dotyczyły uprawy roślin w warunkach
346
3/9/12 4:32 AM
polowych, natomiast wyniki przedstawione w niniejszej pracy odnoszą się do
prowadzenia uprawy w systemie bezglebowym, zlokalizowanym w tunelu foliowym
(częściowo kontrolowany wpływ czynników środowiskowo – pogodowych).
Zawartość jodu (mg
I·kg-1 św.m.)
Masa główki (g)
Plon (kg·m-2)
% s.m.
Cukry
rozpuszczalne
Związki fenolowe
Kwas askorbinowy
(mg ·100g-1 św.m.)
Pożywka
0,05% KI
Bez dokarmiania
(0% KI)
Dokarmianie dolistne
Interakcja Pożywka × Dokarmianie Dolistne
Kontrola (0
mg I·dm-3)
0,31 a
273,23 c
5,25 c
3,88 a
475,0
19,10 a
2,09 a
KI (1 mg
I·dm-3)
11,88 b
196,28 b
3,77 b
4,15 b
608,0
33,35 b
4,29 d
KI (10 mg
I·dm-3)
113,47 e
65,44 a
1,26 a
7,92 d
1896,3
73,73 c
11,99 f
Kontrola (0
mg I·dm-3)
29,21 c
215,37 b
4,14 b
3,99 ab
480,4
23,43 a
4,01 c
KI (1 mg
I·dm-3)
45,42 d
219,14 b
4,21 b
4,55 c
655,8
35,73 b
3,36 b
KI (10 mg
I·dm-3)
290,13 f
62,96 a
1,21 a
8,61 e
1915,9
98,63 d
9,96 e
*
*
*
*
n.i.
*
*
Test F dla interakcji
dokarmianie dolistne ×
pożywka
Średnie dla dokarmiania dolistnego
Bez dokarmiania (0% KI)
41,89 a
178,32 a
3,43 a
5,32 a
993,1 a
42,06 a
6,12 b
0,05% KI
121,59 b
165,83 a
3,19 a
5,72 b
1017,4 a
52,60 b
5,78 a
Średnie dla stężenia jodu w pożywce
Kontrola (0 mg I·dm )
14,76 a
244,30 c
4,70 c
3,94 a
477,7 a
21,27 a
3,05 a
KI (1 mg I·dm-3)
28,65 b
207,71 b
3,99b
4,35 b
631,9 b
34,54 b
3,82 b
KI (10 mg I·dm-3)
201,80 c
64,20 a
1,23a
8,27 c
1906,1 c
86,18 c
10,97 c
-3
Tab.1. Wpływ aplikacji jodu na efektywność biofortyfikacji, plonowanie oraz zawartość suchej
masy, cukrów rozpuszczalnych, związków fenolowych oraz kwasu askorbinowego w główkach
sałaty. Średnie oznaczone tymi samymi literami nie różnią się statystycznie dla p < 0,05. Test
F dla interakcji dokarmianie dolistne × pożywka - * średnie różnią się statystycznie; n.i.- brak
istotnego zróżnicowania między średnimi.
347
3/9/12 4:32 AM
Wnioski
• Dokarmianie dolistne jodem oraz uprawa na pożywce z dodatkiem I pozwoliło
na uzyskanie roślin sałaty z podwyższoną zawartością tego pierwiastka
w główkach.
• Najwyższą zawartość jodu uzyskano w roślinach uprawianych na pożywce 10
mg I ∙ dm-3 (zwłaszcza z dodatkową dolistna aplikacją tego pierwiastka).
• Obniżenie plonowania oraz podwyższenie zawartości cukrów rozpuszczalnych
w główkach sałaty było niezależne od zastosowania dokarmiania dolistnego,
a wynikało jedynie ze zwiększania zawartości jodu w pożywce.
• Dolistna aplikacja jodu zwiększała zawartość suchej masy w sałacie
proporcjonalnie do wzrostu stężenia jodu w pożywce.
• Zwiększanie dawki jodu w pożywce powodowało wyraźny wzrost zawartości
związków fenolowych (w obu badanych podblokach) oraz kwasu askorbinowego
(zwłaszcza w podbloku niedokarmianym dolistnie) w roślinach sałaty.
Literatura
Altinok S., Sozudogru-Ok S., Halilova H. (2003) Effect of iodine treatments on forage yields
of alfalfa. Comm Soil Sci. Pl. Anal. 34(1-2): 55-64
Blasco B., Rios J.J., Cervilla L.M., Sanchez-Rodriguez E, Ruiz J.M., Romero L. (2008)
Iodine biofortification and antioxidant capacity of lettuce: potential benefits for
cultivation and human health. Ann. Appl. Biol. 152: 289-299.
Hageman R.H., Hodge E.S., McHargue J.S. (1942) Effect of potassium iodide on the
ascorbic acid content and growth of tomato plants Plant Physiol. 17: 465-472.
Ledwożyw I., Smoleń S., Strzetelski P. (2009) Wpływ sposobów biofortyfikacji jodem na
wielkość oraz jakość plonu sałaty gruntowej (badania wstępne) Wielokierunkowość
badań w rolnictwie i leśnictwie Tom II Monografia. Wydawnictwo Uniwersytetu
Rolniczego w Krakowie: 457-463.
Mackowiak C.L., Grossl P.R. (1999) Iodate and iodide effects on iodine uptake and
partitioning in rice (Oryza sativa L.) grown in solution culture. Plant and Soil 212:
135-143.
Mynet A., Wain R.L. (1973) Herbicidal action for iodine: effect on chlorophyll content and
photosynthesis in dwarf bean Phaseolus vulgaris. Weed Res. 13: 101-109.
Strzetelski P., Smoleń S., Rożek S., Sady W. (2010a). The effect of differentiated fertilization
and foliar application of iodine on yielding and antioxidant properties in radish
(Raphanus sativus L.) plants. Ecol. Chem. Eng. 17 (9): 1189-1195.
Strzetelski P., Smoleń S., Rożek S., Sady W. (2010b) The effect of diverse iodine fertilization
on nitrate accumulation and content of selected compounds in radish plants (Raphanus
sativus L.) Acta Sci. Pol. Hort. Cult. 9: 65-7.
348
3/9/12 4:32 AM
Szybiński Z., Jarosz M., Hubalewsja-Dydejczyk A., Stolarz- Skrzypek K., Kawecka- Jaszcz
K., Traczyk I., Stoś K. (2010) Iodine-deficiency prophylaxis and the restriction of salt
consumption – a 21st century challenge. Polish J. of Endocrinol 61(1): 135-140.
White P.J., Broadley M.R. (2009) Biofortification of crops with seven mineral elements often
lacking in human diets – iron, zinc, copper, calcium, magnesium, selenium and iodine.
New Phytol. (2009) 182: 49-84.
WHO. 2007. Reducing salt intake in populations. Report of a WHO Forum and Technical
Meeting.” Geneva, World Health Organization.
Zalewski K. (2002) Odżywianie mineralne roślin i jego znaczenie w plonowaniu.
[w:] Fizjologia plonowania roślin. Górecki R.J i Grzesiuk S. red. Wydawnictwo
Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego. Olsztyn. s. 270.
Zhu Y.-G., Huang Y.-Z., Hu Y., Liu Y.-X. (2003) Iodine uptake by spinach (Spinacia
oleracea) plants grown in solution culture: effects of iodine species and solution
concentrations. Environ. Int. 29: 33-37.
Iwona Ledwożyw-Smoleń
Wydział Ogrodniczy, Katedra Botaniki i Fizjologii Roślin
Al. 29 Listopada 54, 31-425 Kraków
e-mail: iwona_ledwozyw@gazeta.pl
349
3/9/12 4:32 AM
3/9/12 4:32 AM
Małgorzata Leja
AleksandraMech-Nowak
Jan Skrzyński
EPISTEME
12/2011, t. I
s.351-356
ISSN 1895-4421
Porównanie owoców czereśni i wiśni pod względem
zdolności przeciwutleniającej
Comparison of cherries and cherry fruit in terms of
antioxidant capacity
Abstrakt: Badaniami objęto ocenę owoców czereśni i wiśni pod względem zawartości
ważnych związków biologicznie czynnych – przeciwutleniaczy. Owoce pochodziły z sadu koło
Krakowa, w którym nie były prowadzone zabiegi ochrony środkami chemicznymi. Owoce
poszczególnych odmian zostały poddane analizie chemicznej metodą DPPH. Zdolność ta dla
czereśni mieściła się w granicach od 16,2 do 59,6% po pięciu minutach oraz od 25,0 do 85,6%
po trzydziestu minutach. Dla wiśni zakres ten obejmował od 37,0 do 47,8% po pięciu minutach i
od 76,0 do 88,7% po trzydziestu minutach. Badane odmiany wiśni i czereśni wykazują znaczne
zróżnicowanie zdolności przeciwutleniającej. Owoce niektóre odmian czereśni dorównują nawet
swoją zdolnością przeciwutleniającą owocom wiśni, które uważane są za bardziej prozdrowotne.
Najwyższą zdolnością antyrodnikową zbliżoną do uzyskiwanej przez wiśnie charakteryzowały
się ekstrakty z owoców czereśni odmiany ‘Johanna 1’ i ‘Johanna 2’, co może wynikać z wysokiej
zawartości antocyjanów w tych owocach, ze względu na ich ciemne zabarwienie.
Słowa kluczowe: związki prozdrowotne, czereśnie, wiśnie, DPPH
Summary: The study included an assessment of cherries and cherry fruit in terms of content of
important biologically active compounds such as antioxidants. Fruit originated from an orchard
situated near Krakow, where the trees were not treated with chemicals. Different varieties of
fruit have been subjected to chemical analysis by using the DPPH. Antioxidant capacity of sweet
cherry o ranged from 16,2% to 59,6% after five minutes, and from 25 % to 85,6% after thirty
minutes. For the cherry this range varied between 37% to 47,8% after five minutes, and from
76% to 88,7% after thirty minutes. Experience showed that some varieties of sweet cherries had
very high antioxidant capacity in comparison to cherry fruit. The tested varieties of cherries have
differences of antioxidant capacity. The highest antiradical capacity similar to that achieved by
the cherries were characterized by a sweet cherry fruit extracts of ‘Johanna 1’ and ‘Johanna 2 ‘,
which may be due to the high content of anthocyanins in the fruit, because of their dark color.
Key words: cherries, cherry fruit, DPPH
3/9/12 4:32 AM
Małgorzata Leja, AleksandraMech-Nowak, Jan Skrzyński
Wstęp
Niewłaściwy styl życia, stres, brak ruchu oraz złe nawyki żywieniowe są głównymi
czynnikami, które mogą prowadzić do wywoływania grupy chorób określanych,
jako cywilizacyjne. Możemy tu wymienić m. in. nadciśnienie, cukrzycę, miażdżycę,
otyłość, a także rozmaite nowotwory. Choroby te są między innymi wynikiem działania
na organizm niezbilansowanego źródła wolnych rodników. Spożywanie produktów
wysoko przetworzonych, pozostawanie pod działaniem wysoko rozwiniętego
przemysłu, stres, a także naturalne procesy fizjologiczne jak oddychanie mogą
wytwarzać wolne rodniki. Powszechnie znany jest fakt, że wolne rodniki są bardzo
niebezpieczne, ale są również niezbędne do prawidłowego funkcjonowania organizmu
człowieka. Każdy organizm wyposażony jest w szereg mechanizmów obronnych,
które możemy wspomagać związkami przeciwutleniającymi dostarczanymi wraz
z pożywieniem (Kris-Etherton i in. 2002, Bassuk i in. 2004). Owoce i warzywa
to niezastąpione źródło nie tylko witamin i składników mineralnych, ale również
związków o charakterze przeciwutleniającym (Leja i in. 2007).
Dieta bogata w owoce i warzywa dostarcza nam wiele antyoksydantów pochodzenia
roślinnego takich jak witaminy, flawonoidy, kumaryny, czy terpenoidy (Graczyk
i in. 2007, Cybul i Nowak 2008). Jest to znakomicie ilustrowane jako tzw. piramida
prawidłowego żywienia człowieka, oraz w zaleceniu aby spożywać od pięciu do
dziesięciu porcji owoców dziennie (Weisburger 1999, Du Toit i in. 2001). Według
ostatnich badań wyjątkowe znaczenie owoców w diecie człowieka w ograniczaniu
wielu chorób wynika z modulacji czynników przekazywania informacji oraz ekspresji
genów w komórkach mózgowych. Jest to znacznie większy zakres działania niż znane
nam dotychczas wychwytywanie wolnych rodników (Milbury i Kalt 2010).
Na intensywność barwy owoców wiśni wpływa zawartość antocyjanów. W
zależności od ilości tych barwników owoce mają barwę od pomarańczowej aż do
ciemnofioletowej. W zależności od odmiany zawartość antocyjanów waha się od
kilku mg na 100 g świeżej masy owoców u odmian o jasnym kolorze, do około 700
mg/100 g u odmian o ciemnej barwie skórki i miąższu. Najbardziej popularnymi
antocyjanami u odmian o ciemnym zabarwieniu są cyjanidyno 3 – rutynozyd
i cyjanidyno 3 – glukozyd (Gao i Mazza 1995, Goncalves i in. 2004). Dlatego tak
ważne jest aby nasza dieta była zrównoważona, z zachowaniem równowagi między
pro- i antyoksydantami.
Celem pracy było oznaczenie i porównanie zawartości związków o charakterze
przeciwutleniającym w owocach czereśni (Prunus avium) i wiśni (Prunus cerasus)
w zależności od odmiany za pomocą metody DPPH (Cybul i Nowak 2008). Skład
chemiczny oraz aktywność biologiczna owoców zależy od odmiany (Skupień
i Oszmiański 2007), ale również od klimatu i warunków pogodowych. Ponieważ owoce
pochodziły z jednego sadu, poddane były takim samym warunkom zewnętrznym
i dzięki temu możemy zaobserwować przede wszystkim różnice między odmianami.
Odmiany szczególnie zasobne w badane składniki mogą w istotny sposób urozmaicić
atrakcyjnymi owocami dietę człowieka.
352
3/9/12 4:32 AM
Porównanie owoców czereśni i wiśni pod względem zdolności przeciwutleniającej
Materiał i metody
Sad znajduje się na terenie Stacji Doświadczalnej Uniwersytetu Rolniczego
w Garlicy Murowanej koło Krakowa. W sadzie występuje kilkanaście odmian czereśni
i wiśni, z czego przebadanych zostało 10: ‘Burlat’, ‘Johanna 1’, ‘Johanna 2’, ‘Lotka
Trzebnicka’, ‘Merton Premier’, ‘Summit’, ‘Sylwia’, ‘Łutówka’, ‘Nefris’, ‘Northstar’
Do wykonania analiz pobrano reprezentatywne próbki owoców z każdej odmiany
(około 50 sztuk), zebrane z sadu latem 2008 roku. Zebrany materiał został zamrożony
i po 4 miesiącach mrożenia poddany analizie. Właściwości przeciwutleniające
owoców czereśni i wiśni określono za pomocą wolnego rodnika DPPH (1,1-difenylo2-pikrylohydrazyl), który charakteryzuje się ustabilizowanym wolnym elektronem.
Zasada metody polega na tym, że kiedy roztwór DPPH o ciemnofioletowej barwie
w etanolowym roztworze z maksimum absorbancji przy długości fali 515 nm zostaje
zmieszany z substancją będącą donorem atomów wodoru, powstała zredukowana
forma DPPH o barwie żółtej (Ishiwata i in. 2004, Cybul i Nowak 2008, Prakash 2010).
Części jadalne owoców po rozdrobnieniu przygotowano do analiz według
standardowych procedur i wykonano oznaczenia w czterech powtórzeniach. Wyniki
poddane zostały analizie statystycznej i opracowane testem Duncana przy α=0,05 za
pomocą programu statystycznego STATISTICA 9.
Wyniki i dyskusja
Badane odmiany czereśni wykazały znaczne zróżnicowanie pod względem
aktywności antyrodnikowej (Tab. 1). Bardzo wysoką zdolnością neutralizacji
wolnego rodnika DPPH po 5 minutach wśród czereśni cechowały się odmiany
‘Johanna 1’ i ‘Johanna 2’, ponad 55%. Natomiast po upływie 30 minut zdolność ta
wzrosła do ponad 80%. Odmiany te charakteryzuję się zdolnością przeciwutleniającą
podobną do owoców papryki i brokuła (Leja i Mareczek 2007). Odmiany czereśni
o najwyższej zdolności inhibicji wolnego rodnika DPPH charakteryzowały się
ogólną zdolnością antyoksydacyjną porównywalną z owocami moreli oraz borówki
amerykańskiej (Ishiwata i in. 2004). Najniższą wartość natomiast zaobserwowano
w przypadku odmiany ‘Sylwia’. Po 5 minutach odmiana ta wykazywała jedynie 16%
inhibicji wolnego rodnika DPPH, natomiast po upływie 30 minut zdolność ta wzrosła
jedynie do 25%. Najliczniejszą grupę stanowiły odmiany o średniej aktywności
antyrodnikowej. Do odmian tych należały: ‘Summit’, ‘Burlat’, ‘Merton Premier’
i ‘Lotka Trzebnicka’. Po 5 minutach analizy ich zdolność do zmiatania wolnego
rodnika DPPH mieściła się w zakresie od 18,9 do 35,7%, natomiast po upływie 30
minut w zakresie od 33,9 do 54,6%. Odmiany te wykazywały ogólną aktywność
antyrodnikową zbliżoną do odnotowanych w kapuście czerwonej i kapuście białej
głowiastej (Leja i Mareczek 2005).
W innych badaniach (Leja i in. 2007) owoce dziko rosnące takie jak: dzika róża, dereń
jadalny, róża stulistna, głóg jednoszyjkowy i bez czarny wykazywały najwyższą
zdolność antyrodnikową. Badane przez nas ekstrakty z owoców czereśni odmiany
‘Johanna 1’ i ‘Johanna 2’ wykazywały zdolność antyoksydacyjną podobną do owoców
czarnego bzu. Aktywność antyrodnikowa owoców odmiany ‘Burlat’ zbliżona była
353
3/9/12 4:32 AM
do owoców rokitnika pospolitego, natomiast aktywność antyrodnikową owoców
odmiany ‘Merton Premier’ i ‘Lotka Trzebnicka’ możemy porównać do aktywności
owoców jarząba pospolitego i tarniny. Dla owoców truskawek procent neutralizacji
wolnego rodnika DPPH mieści się w granicach od 36,5 do 71,9 w zależności od
odmiany (Skupień i in. 2007). Porównawcze badania obejmujące 14 gatunków
owoców, określały czereśnie jako ósme w kolejności pod względem zawartości
związków antyutleniajacych oznaczanych metodą DPPH. Może to być wynikiem
wysokiej zawartości antocyjanów w tych owocach. Metodyka jednak nie pozwalała
na identyfikację, jakie odmiany wykorzystano w badaniach (Kevers i in. 2007).
Aktywność
antyrodnikowa
DPPH po 30
minutach (%)
SD
1,1
25,1 e
1,6
1,9
33,9 d
5,7
23,8 c
3,6
39,5 d
5,3
32,1 b
3,1
48,7 c
4,2
2,0
54,6 b
2,8
3,3
82, 9 a
3,2
5,7
85,6 a
3,3
Aktywność
antyrodnikowa DPPH
po 5 minutach (%)
SD
‘Sylwia’
16,3 d
‘Summit’
18,9 cd
‘Burlat’
‘Merton Premier’
‘Lotka Trzebnicka’
35,7 b
‘Johanna 1’
55,6 a
‘Johanna 2’
59,6 a
Odmiana
Tabela 1. Zdolność przeciwutleniająca odmian czereśni. Podano średnią z 4 powtórzeń. Jednakowe
litery oznaczają brak różnic statystycznych wg testu Duncana(α=0,05). SD – odchylenie standardowe
Badane odmiany wiśni wykazały zróżnicowanie pod względem zdolności
przeciwutleniających (Tab. 2). Najwyższą zdolnością przeciwutleniającą zarówno
po 5 jak i po 30 minutach wśród wiśni cechowała się odmiana ‘Nefris’ (blisko
90% po 30 minutach). Odmiana ta różniła się statystycznie od dwóch pozostałych
odmian o niższej wartości. Odmiany ‘Northstar’ i ‘Łutówka’ nie wykazywały różnic
statystycznych.
Aktywność
antyrodnikowa DPPH
po 5 minutach (%)
SD
Aktywność
antyrodnikowa DPPH
po 30 minutach (%)
SD
‘Northstar’
37,1 b
2,2
76,1 b
3,5
‘Łutówka’
38,3 b
0,1
79,9 b
2,3
‘Nefris’
47,9 a
2,8
88,8 a
0,8
Odmiana
Tab. 2. Zdolność przeciwutleniająca odmian wiśni. Podano średnią z 4 powtórzeń. Jednakowe litery
oznaczają brak różnic statystycznych wg testu Duncana(α=0,05). SD – odchylenie standardowe
354
3/9/12 4:32 AM
Porównanie owoców czereśni i wiśni pod względem zdolności przeciwutleniającej
Wnioski
• Badane odmiany wiśni i czereśni wykazują znaczne zróżnicowanie zdolności
przeciwutleniającej. Owoce niektóre odmian czereśni dorównują nawet swoją
zdolnością przeciwutleniającą owocom wiśni, które uważane są za bardziej
prozdrowotne.
• Najwyższą zdolnością antyrodnikową zbliżoną do uzyskiwanej przez wiśnie
charakteryzowały się ekstrakty z owoców czereśni odmiany ‘Johanna 1’
i ‘Johanna 2’, co może wynikać z wysokiej zawartości antocyjanów w tych
owocach, ze względu na ich ciemne zabarwienie.
• Odnotowane
wartości
zdolności
przeciwutleniającej
analizowanych
w doświadczeniu odmian są porównywalne z wartościami podawanymi
w literaturze dla owoców uznawanych za bardzo wartościowe pod względem
wysokich wartości antyoksydacyjnych.
• Spożywanie wiśni jak i czereśni o najwyższej zdolności przeciwutleniającej
może korzystnie wpływać na stan zdrowia konsumenta.
Literatura
Bassuk S.S., Rifai N., Ridker P.M. 2004. High-sensitivity C-reactive protein: clinical
importance. Curr Probl Cardiol. 29 (8): 439-443.
Cybul M., Nowak R. 2008. Przegląd metod stosowanych w analizie właściwości
antyoksydacyjnych wyciągów roślinnych. Herba Pol. 54 (1): 69-78.
Du Toit R., Volsteedt Y., Apostolides Z. 2001. Comparison of the antioxidant content of
fruits, vegetables and teas measured as vitamin C equivalents. Technology. 166 (1-2):
63-69.
Gao, L., Mazza, G. 1995. Characterisation, quantification, and distribution of anthocyanins
and colourless phenols in cherries. J. Agric. Food Chem. 43: 343–346.
Gonçalves B., Ladbo A.K., Knudsen D., Silva A.P. Mountinho- Pereira J., Rosa E., Meyer
AS. 2004. Effect of ripenss and postharvest storage on the phenolic profiles of cherries
(Prunus avium L.). J. Agric. Food Chem. 52(3), 523-30.
Graczyk A., Olender K., Bombalska A. 2007. Badanie całkowitej pojemności
antyoksydacyjnej – TAS (Total Antioxidant Status) w suplementach żywności. Żywienie
człowieka i metabolizm. XXXIV, 5: 492-501.
Ishiwata K., Yamaguchi T., Takamura H., Matoba T. 2004. DPPH radical – scavening
activity and polyphenol content in dried fruits. Food Sci. Technol. Res. 10 (2): 152-156.
Kevers C., Falkowski M., Tabart J., Defraigne J-O., Dommes J., Pincemail J. 2007.
Evolution of antioxidant capacity during storage of selected fruits and vegetables.
J. Agric. Food Chem. 55 (21): 8596-8603.
355
3/9/12 4:32 AM
Kris-Etherton P.M., Hecker K.D., Bananome A., Cavol S.M., Binkoski A.E., Hilpert
K.F., Griel A.E., Etherton T.D. 2002. Bioactive compounds in foods: their role in the
prevention of cardiovascular disease and cancer. Amer. Journ. Med. 113, (9): 71-88.
Leja M., Mareczek A. 2005. Wybrane związki zawarte w roślinach mające wpływ na ich wartość
biologiczną. Antyoksydacyjne właściwości roślin. Monografia AR Kraków: 15-20.
Leja M., Mareczek A., Nanaszko B. 2007. Antyoksydacyjne właściwości owoców wybranych
gatunków dziko rosnących drzew i krzewów. Rocz. AR Pozn. CCCLXXXIII, 41: 327-331.
Milbury P.E., Kalt W. 2010. Xenobiotic metabolism and berry flavonoid transport cross the
blood- brain barier. J. Agric. Food Chem. 58 (7): 3950-3956.
Prakash A., Rigelhof F., Miller E. 2010. www.medallionlabs.com
Skupień K., Oszmiański J. 2007. Influence of titanium treatment on antioxidants content
and antioxidant activity of strawberries. Acta Sci. Pol., Technol. Aliment. 6 (4), 83-94.
Weisburger J.H. 1999. Mechanisms of action of antioxidants as exemplified in vegetables,
tomatoes and tea. Food Chem. Tox. 37 (10): 943-948.
Wykład Ogrodniczy, Zakład Biochemii
e-mail: leja.mal@o2.pl
Opiekun naukowy: dr hab. Jan Skrzyński
356
3/9/12 4:32 AM
Justyna Mazur
Zofia Malinowska
EPISTEME
12/2011, t. I
s.357-363
ISSN 1895-4421
Próba oceny stanu zachowania dendroflory w obrębie
fragmentu historycznej dzielnicy Krakowa – Wesołej
An attempt to assess the state of maintain of dendroflora,
located in a part of a historical district of Kraków– Wesoła
Abstrakt: Kraków z końca XVIII wieku pod względem ilości zieleni znacznie różnił się od
miasta, które znamy dzisiaj. Tereny w bezpośrednim sąsiedztwie Starego Miasta były gęsto
poprzecinane ogrodami publicznymi chętnie odwiedzanymi przez krakowian. Postępująca
urbanizacja miasta spowodowała znaczne skurczenie się terenów zieleń, natomiast wciąż
pogarszające się warunki środowiska miejskiego powodują pogorszenie stanu zdrowotnego
drzewostanu. Celem niniejszego opracowania jest próba oceny stanu zachowania dendroflory
w obrębie fragmentu historycznej dzielnicy Krakowa – Wesołej, będącej przez wiele stuleci
dzielnicą ogrodową i „zielonym zapleczem” miasta. Na terenie ograniczonym ulicami:
Westerplatte, Starowiślną, Dietla i Lubicz wykonano inwentaryzację istniejącej zieleni, zbadano
jej skład gatunkowy, określono dokładną lokalizację oraz dokonano oceny stanu zdrowotnego
zinwentaryzowanej zieleni.
Słowa kluczowe: zieleń miejska, Wesoła, dendroflora, Stare Miasto, ogrody
Summary: 18th century Kraków, in respect of quantity of green areas, differs from the city that
we know today. Areas located just next to Stare Miasto used to be covered with public gardens,
willingly visited by citizens. Progressing urbanization has caused significant reduction of green
areas, while still deteriorating conditions of urban environment are the reason of worsening to
tree’s health condition. The purpose of this thesis is an attempt to assess the state of maintain
of dendroflora, located in a part of a historical district of Kraków– Wesoła, which through the
many centuries used to be called the garden’s district and the “green warehouse” of the city. On
the area bordered by the streets: Westerplatte, Starowiślna, Dietla and Lubicz, was done a flora’s
inventory, containing: accurate location of all specimens, species composition and description
of green health condition .
Key words: urban green areas, dendroflora, Wesoła, Stare Miasto, gardens
357
3/9/12 4:32 AM
Justyna Mazur, Zofia Malinowska
Wstęp
Obserwując dzisiejszy Kraków trudno jest wyobrazić sobie leżące wzdłuż centralnie
położnych ulic Starego Miasta ogrody. Jeszcze na początku XX wieku śródmieście
wypełniały licznie odwiedzane przez krakowian i stanowiące centrum życia
towarzyskiego ogrody.
Od okresu osadnictwa pradziejowego kiedy Kraków miał charakter leśno – łąkowy
i moczarowaty na skutek naturalnego procesu rozwoju miasta w zakresie zieleni
zaszły duże zmiany. W dobie Jagiellonów, prócz ogrodów i wirydarzy klasztornych
istniejących w obrębie obwiedzionego murami grodu, liczni dostojnicy i feudałowie
za bramami miasta budowali dwory i rezydencje w otoczeniu ogrodów, zakładano
liczne folwarki z dworami i willami. W XVI wieku wraz z przenikającymi do Krakowa
prądami renesansu powstały m.in. ogrody królewskie na Wawelu i nad Wisłą, oraz
ogrody włoskie m.in. na Prądniku Białym czy Woli Justowskiej. Jednak dopiero wiek
XVIII stał się przełomowy w rozwoju ogrodów miejskich i podmiejskich, kiedy to
odrodziły się na przedmieściach folwarki oraz powstały nowe założenia ogrodowe
w jurydykach szlacheckich. [Dobrzycki i in. 1955]
Pod koniec XVIII w. i w pierwszej połowie XIX wieku weszły w modę udostępniane
mieszkańcom ogrody rozrywkowe połączone z piwiarniami, jadłodajniami
i kręgielniami. Właściciele i dzierżawcy tych ogrodów przygotowywali różne
atrakcje tj. „wieczorne iluminacje” czy sztuczne ognie, mające na celu przyciągnięcie
„prześwietnej publiczności”. Rejonem dworków z ogrodami stały się przede
wszystkim Kleparz, Lubicz oraz Wesoła - gdzie jako jeden z pierwszych w Polsce
powstał Ogród Botaniczny. [ Dobrzycki i in. 1955]
Wesoła stanowi obecnie historyczną dzielnicę Krakowa. W przeciągu wieków jej
granice niejednokrotnie ulegały przekształceniom, zawsze jednak obejmowały
obszar położony we wschodniej części miasta przed bramą Mikołajską, poza
średniowiecznymi murami. [Sepioł i in. 1983]
Z ogrodów znajdujących się w obrębie Wesołej najokazalszym był ogród
Krzyżanowskiego, rozciągający się wzdłuż obecnej ulicy Westerplatte, między
ulicami Kopernika i Lubicz. Teren ten zakupił w 1796 roku Jan Kanty Krzyżanowski
i urządził piękny ogród publiczny, który opisywano: ,,.. zapełniało ten ogród całe
towarzystwo jakby duży salon...Były tam kwatery z jarzynkami, małe drzewka,
ławeczki, altanka..Tam się robiły konkiety i intryżki..”. Było to założenie w stylu
romantycznym, słynące ze wspaniałej roślinności. Przed utworzeniem Plant ogród
ten stanowił miejsce spotkań najwyższych sfer towarzyskich Krakowa. Ogród
Krzyżanowskiego pojawia się w wielu źródłach dotyczących życia towarzyskiego
ówczesnego miasta. Wszystkie opisują pogodną i przyjemną atmosferę panującą
w ogrodzie. W połowie XIX wieku założenie straciło na znaczeniu, a niedługo po tym
zostało rozparcelowane i zabudowane kamienicami dzisiejszych ulic Zamenhofa,
Skłodowksiej-Curie i Radziwiłłowskiej. Ostatnim fragmentem tego niegdyś
wspaniałego ogrodu jest założenie przy Pałacu Pusłowskich.
Prócz ogrodu Krzyżanowskiego w obrębie dzielnicy Wesoła przy kościele Św.
Mikołaja znajdowały się jeszcze dwa popularne wśród mieszczan założenia
358
3/9/12 4:32 AM
Próba oceny stanu zachowania dendroflory...
ogrodowe. Pierwszym był ogród rozrywkowy Szaura, zwany później Alexandrowej,
bardzo popularny wśród polskich rzemieślników i niższej klasy mieszczaństwa.
Drugim, położonym obok kościoła św. Mikołaja był ogród krajobrazowy Bauma –
z otwartym widokiem na Wawel, szczególnie lubiany przez niemieckich urzędników
w okresie pierwszej okupacji austriackiej. Ogród ten stał się następnie własnością
kliniki akademickiej. [ Dobrzycki i in. 1955], [Stępniewska 1977]
Oprócz wymienionych ogrodów i ogródków z piwiarniami i jadłodajniami w połowie
XIX wieku na przedmieściach Krakowa istniało również kilka okazałych i starannie
utrzymanych ogrodów, których właściciele pozwalali szerszej publiczności na ich
odwiedzanie. Jednym z nich, zwanym ”królem krakowskich ogrodów” nazywano
ogród Eugeniusza Dzieduszyckiego leżący wówczas między szpitalem św. Łazarza
i Ogrodem Botanicznym. Ogród ten był słynny z okazałego drzewostanu, podziwiano
w nim zadbane klomby, kwietne gazony i stawy. [ Dobrzycki i in. 1955]
W połowie XIX wieku Wesoła miała rzadką zabudowę i w niektórych częściach
wygląd typowo wiejski, nadawany przez pola uprawne, pastwiska, ogrody i stawy.
Gwałtowny wzrost zainteresowania dzielnicą rozpoczął się w połowie lat 80-tych
XIX-tego wieku, kiedy wraz z poprawą sytuacji ekonomicznej ożywił się ruch
budowlany. W tym okresie po niskich cenach wykupywano położone na terenie
Wesołej pola i ogrody. Na ich miejscu powstawały nowe ulice, budowano szeregi
zwartych kamienic oraz budynki użyteczności publicznej. Intensywny rozwój
dzielnicy łączył się z zanikaniem zieleni miejskiej. Niemal wszystkie wymienione
ogrody, stanowiące niegdyś ulubione miejsce przechadzek i wypoczynku krakowian
zostały rozparcelowane i gęsto zabudowane. [Sepioł i in. 1983],[ Dobrzycki i in. 1955]
Obecnie dzielnica o nazwie Wesoła nie istnieje. Jej teren w 1991 roku decyzją Rady
Miasta Krakowa podzielono na dwie części: wschodni fragment Wesołej włączono
do Dzielnicy II Grzegórzki, natomiast jej zachodnia część, w której zawiera się teren
opracowania należy do I Dzielnicy Krakowa- Stare Miasto.
Materiały i metody
Obszar opracowania ograniczono ulicami: Westerplatte, zachodnim odcinkiem
ulicy Starowiślnej, fragmentem ul. Dietla oraz zachodnim odcinkiem ulicy Lubicz.
Wschodnią granicę opracowania stanowi wiadukt kolejowy.
W celu oznaczenia ilości oraz stanu zdrowotnego zieleni istniejącej na badanym
terenie przeprowadzono w okresie od marca do maja 2008 roku inwentaryzację
dendrologiczną ulic, podwórek oraz innych terenów zieleni znajdujących się
w granicach opracowania. Oznaczono liczbę osobników, ich dokładną lokalizacje,
opisano skład gatunkowy oraz stan zdrowotny istniejącej zieleni.
359
3/9/12 4:32 AM
Ryc.1. Fragment mapy Krakowa,
zaciemnieniem oznaczono zakresem
opracowania [PPWK 2008]
Wyniki i dyskusja
Na terenie objętym inwentaryzacją dendrologiczną oznaczono 639 okazów. Spośród
opisanych roślin przeważają drzewa liściaste, których udział w sumie wszystkich
zinwentaryzowanych gatunków wynosi 56%.
Ryc.2. Procentowy udział dendroflory na badanym terenie.
Najwięcej zinwentaryzowano jesionów wyniosłych (Fraxinus excelsior) i klonów
pospolitych (Acer pseudplatanus). Oznaczono wyjątkowo niewiele gatunków
iglastych, spośród których 50% to świerki pospolite (Picea abies). Krzewy stanowią
30 % zinwentaryzowanej zieleni i występują głównie w skupiskach na terenach
dużych ogrodów oraz w zadbanych podwórkach, często w formie żywopłotu.
Ryc.3. Ilość drzew o poszczególnych obwodach pni na badanym terenie.
360
3/9/12 4:32 AM
Na podstawie analizy inwentaryzacji stwierdzono, że najwięcej drzew posiada
obwód pnia w granicach od 51 do 100 cm, co stanowi 30% sumy wszystkich okazów
oraz od 101 do 150 cm - 25% ogólnej liczby drzew. Najmniej odnotowano okazów
o obwodzie pnia większym od 300 cm. W celu ułatwienia ogólnej charakterystyki
występującą na badanym terenie zieleń podzielono na trzy grupy: zieleń uliczną,
ogrodową oraz zieleń podwórek.
Obszar opracowania stanowi obecnie ścisłe centrum Krakowa o zwartej zabudowie,
gęsto poprzecinane ruchliwymi ulicami. Ostatnimi fragmentami niegdyś pełnej
ogrodów dzielnicy są niewielkie kompleksy zieleni ogrodowej położone przy
ul Kopernika. Zaliczają się do nich: dawny ogród znajdujący się przy Pałacu
Pusłowskich przy ul. Westerplatte, stanowiący pozostałość po istniejącym niegdyś
ogrodzie Krzyżanowskiego, zlokalizowana przy ul. Kopernika zieleń otaczająca
Theatrum Anatomicum oraz ogród przy Katedrze Biochemii Lekarskiej CM UJ.
Na podstawie badań stwierdzono, że zieleń ogrodowa jest zadbana, a jej stan
zdrowotny, zwłaszcza starszego drzewostanu, jest najlepszy spośród wszystkich
zinwentaryzowanych okazów.
Ryc.4. i Ryc.5. Fotografie przedstawiają całkowicie pozbawione zieleni ulice Zamenhofa i
Skłodowskiej-Curie [J. Mazur 2008].
Zieleń uliczna znajdująca się na terenie opracowania jest zróżnicowana. Ze względu
na pogarszające się warunki siedliskowe panujące w centrum ruchliwego miasta
wiele rosnących przy ulicach drzew jest w złym stanie zdrowotnym i zamiera.
Jak wynika z przeprowadzonych badań obwody większości znajdujących się przy
jezdniach drzew nie przekraczają 100 cm. Ulice położone w północnej części obszaru
m.in. ulica Radziwiłłowska, ul. Zamenhofa i ul. Skłodowskiej-Curie całkowicie
pozbawione są zieleni wieloletniej. W przypadku ulic położonych z dala od głównych
361
3/9/12 4:32 AM
arterii, występuje większa ilości zieleni wysokiej. Najbardziej zazielenioną ulicą
jest Bonerowska, charakterystyczna dzięki występowaniu przedogródków przed
kamienicami oraz dużej liczbie starszych nasadzeń.
Na terenie objętym opracowaniem tylko około 1/3 podwórek posiada zieleń
wieloletnią. Spośród całej zinwentaryzowanej na podwórkach zieleni 65% to
drzewa, z których większość posiada obwody od 50cm do 150 cm. Na skutek gęstej
zabudowy drzewa występujące w obszarze podwórek charakteryzują się wąskimi
i zredukowanymi koronami. Stwierdzono, że większość podwórek posiadających
zieleń jest zadbana i pielęgnowana.
Wnioski
• Teren objęty opracowaniem należał niegdyś do historycznej dzielnicy Krakowa
– Wesołej, która przez wiele stuleci uznawana była za dzielnicę ogrodową,
zielone zaplecze miasta i miejsce towarzyskich spotkań w bliskości z przyrodą.
Intensywna zabudowa dzielnicy mająca miejsce w XIX wieku spowodowała
istotne zmniejszenie się powierzchni zajmowanych przez zieleń oraz zniszczenie
istniejących założeń ogrodowych.
• Porównując otrzymane wyniki badań z tabelą wiekową drzew opracowaną przez
prof. Longina Majdeckiego można przypuszczać, że wiele spośród oznaczonych
w trakcie inwentaryzacji drzew jest pozostałością po istniejących dawniej
krakowskich ogrodach. Na podstawie wyników badań oraz przeprowadzonych
obserwacji stwierdzono stałe zmniejszanie się powierzchni terenów zieleni oraz
negatywny wpływ środowiska miejskiego na jej stan zdrowotny .
• Aby chronić istniejącą zieleń miejską przed zniszczeniem należy podjąć
szereg kroków, z których najważniejszym jest prowadzenie stałego
monitoringu opierającego się na wykonywaniu i aktualizowaniu inwentaryzacji
dendrologicznych. Równie ważny jest odpowiedni dobór gatunków do
nasadzeń w warunkach miejskich, prawidłowa pielęgnacja oraz zabezpieczanie
drzewostanu podczas wykonywania prac budowlanych.
362
3/9/12 4:32 AM
Literatura
Dobrzycki J. i inni. 1955. Zieleń Krakowa. Wydawnictwo Literackie, Kraków.
Majdecki L. Tabela wiekowa drzew. [on-line, dostęp 24.01.2011] www.wzgorzadalkowskie.
pl/Files/file/TABELA_WIEKOWA_DRZEW.pdf.
Mazur J. 2008. Ocena stanu zachowania dendroflory w obrębie ulic Westerplatte,
Starowiślnej, Dietla i Lubicz w Krakowie. Praca magisterska, maszynopis.
Sepioł J. i inni. 1983. Studium historyczno-urbanistyczne wraz z wytycznymi konserwatorskimi
dla obszaru ograniczonego ulicami: Powstańców Warszawy, Kotlarską, Podgórską,
Daszyńskiego, Dietla, Bohaterów Stalingrdu, Westerplatte i Lubicz. Biuro Rozwoju
Krakowa.
Seneta W., Dolatowski J. 2003. Dendrologia. PWN, Warszawa.
Stępniewska B. 1977. Ogrody Krakowa. Wydawnictwo Literackie, Kraków.
Justyna Mazur
Wydział Ogrodniczy, Katera Roślin Ozdobnych
Al. 29 Listopada 54, 31-425, Kraków
email: mazurj@wp.pl
Opiekun naukowy: prof. dr hab. Anna Bach
363
3/9/12 4:32 AM
3/9/12 4:32 AM
Joanna Wierzbińska
Sylwester Smoleń
Włodzimierz Sady
EPISTEME
12/2011, t. I
s.365-370
ISSN 1895-4421
EFFECT OF IODINE FORM ON THE EFFICIENCY OF ITS UPTAKE, YIELD AND
NITROGEN METABOLISM OF TOMATO PLANTS CULTIVATED IN NFT SYSTEM
Abstrakt: Celem badań było określenie wpływu oddziaływania jodu, aplikowanego w formie
I- i IO3-, na efektywność pobierania tego pierwiastka (przez owoce i liście), plonowanie oraz
gospodarkę azotem roślin pomidora (Lycopersicon esculentum Mill.) ‘Rambozo F1’. Pomidora
uprawiano w 2010 roku, w szklarni, w systemie hydroponicznym cienkowarstwowych kultur
przepływowych (CKP). Obiektami badań były: 1. Kontrola; 2. 1 mg I∙dm-3 pożywki w formie
KI; 3. 1 mg I∙dm-3 pożywki w formie KIO3. W liściach i ogonkach liściowych pomidora
nawożonych KI stwierdzono odpowiednio 8,1 i 4,7 razy więcej jodu niż traktowanych KIO3.
Najniższą zawartość azotu ogółem w owocach stwierdzono w obiekcie kontrolnym, zaś
azotanów(V) w obiekcie z pożywką wzbogaconą w jod w formie KIO3. Pomimo braku istotnych
różnic statystycznych należy wspomnieć, że zawartość jodu w owocach traktowanych tym
pierwiastkiem w formie KI i KIO3 była wyższa niż w kontroli, odpowiednio o 116,2% i 10,5%.
Słowa kluczowe: jod, biofortyfikacja, azot, azotany(V), pomidor
Summary: The aim of the study was to evaluate the effect of iodine applied in the form of I- and
IO3- on it uptake (by fruits and leaves), yield and nitrogen metabolism of tomato (Lycopersicon
esculentum Mill.) ‘Rambozo F1’ cv. Tomato plants were cultivated in 2010 in the nutrient-film
technique system (NFT) located in a glasshouse. In the experiment, the following combinations
were included: 1 – control; 2 – 1 mg I∙dm-3 in nutrient medium in the form of KI; 3 – 1 mg
I∙dm-3 in nutrient medium in the form of KIO3. In leaves and leaf petioles of tomato fertilized
with KI, a 8.1 and 4.7-times increase in iodine accumulation was respectively observed when
compared to KIO3 treatment. The lowest content of total nitrogen in fruits was noted for the
control combination, while the smallest accumulation of nitrates(V) – in plants grown on nutrient
solution with iodine applied in the form of KIO3. Despite the lack of statistically significant
differences, it should be mentioned that I content in tomato fruits from plants treated with KI and
KIO3 was higher than in the control plants by 116.2% and 10.5%, respectively.
Key words: iodine, biofortification, nitrogen, nitrates(V), tomato
365
3/9/12 4:32 AM
Joanna Wierzbińska, Sylwester Smoleń, Włodzimierz Sady
Wstęp
Biofortyfikacja roślin w jod (lub inne pierwiastki biogenne) polega na takim
zwiększeniu stężenia danego pierwiastka np. Fe, Zn, Ca, Mg, Cu, I czy Se w jadalnej
części plonu danej rośliny, aby móc skutecznie wpłynąć na polepszenie stanu zdrowia
konsumenta. Ten proces może stać się alternatywą dla obecnie obowiązującej w wielu
krajach profilaktyki jodowej, polegającej na jodowaniu soli kuchennej [Strzetelski
2005], [White, Broadley 2005, 2009], [Yang i in. 2007], [Zhao, McGrath 2009].
Choć jod nie jest uznawany za mikroskładnik pokarmowy niezbędny dla roślin, to
jednak w niskich stężeniach może wpływać pozytywnie na plonowanie [KabataPendias, Mukherjee 2007]. Przyczyny tego zjawiska nie zostały dotychczas
wyjaśnione. Wpływ jodu na wzrost, plonowanie i gospodarkę mineralną roślin nie
został w wystarczającym stopniu zdiagnozowany.
Celem niniejszej pracy było określenie wpływu formy jodu na efektywność
biofortyfikacji owoców w ten pierwiastek, plonowanie oraz gospodarkę azotem roślin
pomidora uprawianych w systemie hydroponicznym cienkowarstwowych kultur
przepływowych (CKP) z zamkniętym obiegiem pożywki.
Materiał i metody
Rośliny pomidora (Lycopersicon esculentum Mill.) odmiany ‘Rambozo F1’ uprawiano
w szklarni w systemie hydroponicznym CKP z recyrkulacją pożywki. Badania
przeprowadzone w 2010 roku w szklarni Wydziału Ogrodniczego UR w Krakowie
obejmowały następujące kombinacje: 1. Kontrola – standardowa pożywka bez jodu;
2. Pożywka standardowa wzbogacona w jod w stężeniu 1 mg I∙dm-3 w formie KI; 3.
Pożywka standardowa wzbogacona w jod w stężeniu 1 mg I∙dm-3 w formie KIO3.
Doświadczenie prowadzone było w czterech powtórzeniach – jedno powtórzenie
stanowiło 15 roślin pomidora. Rośliny były prowadzone do szóstego grona, po
czym zostały ogłowione. Analizy chemiczne wykonywano w dojrzałych owocach
z trzeciego grona oraz w liściach i ogonkach liściowych z pierwszego liścia pod
trzecim gronem pobieranych podczas zbioru owoców.
Wielkość plonu owoców określono poprzez ustalenie masy owoców zbieranych
systematycznie ze wszystkich sześciu gron w miarę ich stopniowego dojrzewania.
Zawartość jodu w owcach pomidora, liściach pierzastych oraz ogonkach liściowych
oznaczono metodą ICP-OES po inkubacji prób TMAH [prEN 15111- R2-P5-F01].
Zawartości azotanów(V) i formy amonowej azotu w owocach i liściach oznaczono
metodą FIA po ekstrakcji świeżego materiału roślinnego 2% kwasem octowym.
Zawartość azotu ogólnego w powietrznie suchym materiale roślinnym oznaczono
metodą Kjeldahla.
Obliczenia statystyczne uzyskanych wyników wykonywano przy użyciu modułu
ANOVA programu STATISTICA 8.1 PL dla P < 0,05. Istotność różnic między
obiektami oceniono za pomocą testu Duncana.
366
3/9/12 4:32 AM
Effect of iodine from on the efficiency of its uptake...
Wnioski
• Wzbogacenie pożywki w jod zarówno w formie I- jak i IO3- nie miało istotnego
wpływu na plon ogólny owoców pomidora.
• W liściach i ogonkach liściowych pomidora nawożonych KI stwierdzono
odpowiednio 8,1 i 4,7 razy więcej jodu niż traktowanych KIO3.
• Aplikacja KI spowodowała podwyższenie zawartości azotanów(V) w owocach
w stosunku do nawożenia KIO3, co nie ma jednak większego znaczenia jeśli
chodzi o jakość biologiczną plonu owoców pomidora.
• Niezależnie od zastosowanej formy jodu nie stwierdzono istotnych różnic
w zawartości tego pierwiastka w owocach pomidora, jednakże zawartość jodu
w owocach traktowanych tym pierwiastkiem w formie KI i KIO3 była wyższa niż
w kontroli, odpowiednio o 116,2% i 10,5%.
Wyniki i dyskusja
Wpływ jodu na wzrost oraz na plon roślin zależy między innymi od formy i wielkości
dawki tego pierwiastka, jak również od różnic gatunkowych w reakcji roślin na jod
[Borst-Pauwels 1961], [Dai i in. 2006], [Maćkowiak, Grossl 1999], [Zhu i in. 2003].
W badaniach Hagemana i in. [1942] wraz ze zwiększeniem dawki jodu (0, 4, 16, 36,
64 i 100 ppm I) aplikowanego doglebowo w formie KI odnotowano zmniejszenie
wielkości plonu owoców oraz zamieranie roślin pomidora. W naszych badaniach
nie stwierdzono statystycznie istotnego wpływu obydwu form jodu w pożywkach na
wielkość plonu owoców (Ryc. 1).
Rośliny lepiej pobierały jod w formie I- niż IO3- (Tab. 1). W liściach i ogonkach liściowych
pomidora nawożonych KI stwierdzono bowiem odpowiednio 8,1 i 4,7 razy więcej jodu
niż w analogicznych organach roślin traktowanych KIO3. Podobne wyniki uzyskali Bai
i in. [2007] w uprawie hydroponicznej dwóch odmian sałaty ‘Red-fire’ i ‘Rakuten’ –
rośliny traktowane KI zawierały więcej jodu w porównaniu do traktowanych KIO3.
Nie stwierdzono statystycznie istotnego wpływu form jodu w pożywkach na zawartość
tego pierwiastka w owocach pomidora (Tab. 1). Może to wynikać z faktu, że najwięcej
tego pierwiastka akumulują liście starsze, następnie liście młodsze, natomiast najmniej
owoce i nasiona [Muramatsu i in. 1985, 1989]. Zdecydowanie niższą akumulację jodu w
owocach, a zwłaszcza w nasionach tłumaczy się tym, że organy te zasilane są w niezbędne
związki organiczne i mineralne poprzez aktywny transport floemem. Transport jodu
w roślinach odbywa się natomiast poprzez wiązki naczyniowe [Maćkowiak, Grossl
1999], [Ban-nai, Muramatsu 2003]. Pomimo braku istotnych różnic należy wspomnieć,
że zawartość jodu w owocach traktowanych tym pierwiastkiem w formie KI i KIO3 była
wyższa niż w kontroli, odpowiednio o 116,2% i 10,5%.
Najniższą zawartość azotu ogółem w owocach stwierdzono w kontroli, zaś
azotanów(V) w obiekcie z pożywką wzbogaconą w jod w formie KIO3 (Tab. 1).
Aplikacja KI spowodowała podwyższenie zawartości azotanów(V) w owocach oraz
obniżenie zawartości jonów amonowych w liściach w porównaniu do kontroli i
367
3/9/12 4:32 AM
nawożenia KIO3. Smoleń i in. [2009b] w badaniach wazonowych z uprawą marchwi
odnotowali zwiększenie zawartości jonów amonowych w korzeniach spichrzowych
w wyniku doglebowego nawożenia roślin jodem w formie KIO3. Natomiast uzyskane
wyniki mówiące o podwyższeniu zawartości azotanów(V) spowodowanej aplikacją
KI nie znajdują potwierdzenia w zależności na jaką wskazują wyniki badań Hunga
i in. [2005], Smolenia i in. [2009b] oraz wstępne wyniki badań uzyskane przez
Ledwożyw i in. [2010] świadczące o tym, że aplikacja jodu w formie IO3- powoduje
zwiększenie poziomu akumulacji azotanów(V) w roślinach.
Ryc. 1. Sumaryczny plon owoców pomidora
Analizowane próby
Obiekt
N % s.m. I (mg·kg-1 s.m.)
NO3-
NH4+
1. Kontrola
11,83 ab
5,12
2,15 a
2,28
2. KI
20,24 b
6,39
2,50 b
4,93
3. KIO3
8,63 a
5,17
2,33 b
2,52
Owoce
Test F dla owoców
1. Kontrola
Liście pierzaste
*
-
*
-
4713,22
27,96 b
4,36
2,25 a
2. KI
5235,96
21,73 a
4,27
449,56 c
3. KIO3
5149,58
26,40 b
4,33
55,06 b
Test F dla liści
1. Kontrola
Ogonki liściowe
(mg·kg-1 św.m.)
-
*
-
*
─
─
2,38
2,85 a
2. KI
─
─
2,41
308,25 c
3. KIO3
─
─
2,38
65,21 b
─
─
-
*
Test F dla ogonków
Tab. 1. Wpływ nawożenia KI i KIO3 na zawartość azotanów(V), jonów amonowych, N-ogółem
oraz na zawartość jodu w owocach, liściach i ogonkach liściowych roślin pomidora . Test F :
„*” istotne różnice, „-” brak istotnego zróżnicowania między obiektami. Średnie oznaczone
tymi samymi literami nie różnią się istotnie dla P ≤ 0,05.
368
3/9/12 4:32 AM
Effect of iodine from on the efficiency of its uptake...
W porównaniu z kontrolą żadna z badanych kombinacji nie powodowała statystycznie
istotnego zwiększenia bądź obniżenia zawartości jonów amonowych w owocach
pomidora oraz azotanów(V) w liściach a także azotu ogólnego w liściach i ogonkach
liściowych roślin pomidora (Tab. 1). Podobne wyniki uzyskali Smoleń i in. [2009a]
wykazując, że formy związków jodu KI i KIO3 aplikowanego doglebowo nie
powodowały istotnych zmian zawartości azotu ogólnego w liściach marchwi.
LITERATURA
Bai G., Nakahara T., Murase H., Ueno D., Akao S., Someya T., Inoue K. 2007. Marking by
introducing iodine into lettuce grown in hydroponics to certify the provenance. J. Sci.
High Technol. Agric., 19 (3): 137-140.
Ban-nai T, Muramatsu Y. 2003. Transfer factors of radioiodine from volcanic-ash soil
(andosol) to crops. J. Radiat. Res., 44: 23-30.
Borst-Pauwels, G.W.F.H, 1961. Iodine as a micronutrient for plants. Plant Soil, 14 (4):
377-392.
Dai, J-L., Zhu, Y-G., Huang, Y-Z., Zhang, M., Song, J-L., 2006. Availability of iodide and
iodate to spinach (Spinacia oleracea L.) in retention to total iodine in soil solution.
Plant Soil, 286: 301-308.
Hageman R.H., Hodge E.S., McHargue J.S. 1942. Effect of potassium iodide on the ascorbic
acid content and growth of tomato plants. Plant Physiol., 17: 465-472.
Hung C.C., Wong G.T.F., Dunstan W.M. 2005. Iodate reduction activity in nitrate reductase
extracts from marine phytoplankton. Bull. Mar. Sci., 76 (1): 61-72.
Kabata-Pendias A., Mukherjee A.B. 2007. Trace elements from soil to human. Springer.
Ledwożyw I., i in. 2010. Wpływ dokarmiania dolistnego sałaty gruntowej Lactuca sativa L. jodem
na aktywność reduktazy azotanowej i azotynowej w liściach (badania wstępne) – w druku.
Maćkowiak, C.L., Grossl, P.R., 1999. Iodate and iodine effects on iodine uptake and
partitioning in rice (Oryza sativa L.) grown in solution culture. Plant Soil, 212: 135-143.
Muramatsu Y-S., Uchida Y., Sumiya Y., Ohmomo Y. 1985. Iodine separation procedure for
the determination of 129 I and 127 I in soil by neutron activatin analysis. J. Radioanalyt.
Nucl. Chem., 94: 329-338.
Muramatsu Y-S., Uchida Y., Sumiya Y., Ohmomo Y., Obata H. 1989. Tracer experiments on
transfer of radio-iodine in the soil-rice plant system, Water Air Soil Poll., 45: 157-171.
prEN 15111: R2-P5-F01 – 2006 (E) Artykuły żywnościowe – Oznaczanie pierwiastków
śladowych – Oznaczanie zawartości iodine metodą ICP MS (spektrometria masowa
z plazmą wzbudzoną indukcyjnie).
Smoleń S., Ledwożyw I., Strzetelski P., Sady W., Rożek S. 2009a. Wpływ nawożenia jodem
i azotem na efektywność biofortyfikacji w jod oraz na jakość biologiczną marchwi.
Ochr. Środ. i Zasob. Natur., 40: 313 -320.
369
3/9/12 4:32 AM
Smoleń S., Sady W., Strzetelski P., Rożek S., Ledwożyw I. 2009b. Wpływ nawożenia jodem
i azotem na wielkość i jakość plonu marchwi. Ochr. Środ. i Zasob. Natur., 40: 286-292.
Strzetelski P. 2005. Występowanie i przemieszczanie jodu w systemie gleba-roślina. Post.
Nauk Roln., 6: 85-100.
White P.J., Broadley MR. 2005. Biofortifying crops with essential mineral elements. Trends
Plant Sci., 10 (12): 586-593.
White P.J., Broadley MR. 2009. Biofortification of crops with seven mineral elements often
lacking in human diets – iron, zinc, copper, calcium, magnesium, selenium and iodine.
New Phytol., 182 (1): 49-84.
Yang X-E., Chen W-R., Feng Y. 2007. Improving human micronutrient nutrition through
biofortification in the soil-plant system: China as a case study. Environ. Geochem.
Heath., 29 (5): 413-28.
Zhao F.-J., McGrath S.P. 2009. Biofortification and phytoremediation. Curr. Opin. Plant
Biol., 12: 373–380.
Zhu, Y.-G., Huang, Y.-Z., Hu, Y., Liu, Y.-X., 2003. Iodine uptake by spinach (Spinacia
oleracea L.) plants grown in solution culture: effects of iodine species and solution
concentrations. Environ Int., 29: 33-37.
Adres do korespondencji
Joanna Wierzbińska
Wydział Ogrodniczy, Katedra Roślin Ozdobnych
email: jwierzbinska@ogr.ur.krakow.pl
Opiekun naukowy: Prof. dr hab. inż. Włodzimierz Sady
Praca finansowana z grantu pt. „Efektywność biofortyfikacji pomidora w jod w uprawie
hydroponicznej z recyrkulacją pożywki” (projekt nr N N310 080238).
370
3/9/12 4:32 AM
SPIS TREŚCI
I. Ochrona i inżynieria środowiska
Monika Arasimowicz, Marcin Niemiec, Barbara Wiśniowska-Kielian
Zawartość żelaza i manganu w glebie oraz szpilkach sosny
zwyczajnej (Pinus silvestris L.) z terenu Aglomeracji Krakowskiej
7
Łukasz Bolibok
15
Zawartość kadmu i ołowiu
w nerkach i wątrobie zająca szaraka (Lepus Europaeus)
Magdalena Czajkowska, Magdalena Chrobaczyńska,
Anna Kuczkowska-Kuźniar, Anna Gał
ZAWARTOŚĆ CYNKU, ŻELAZA I MIEDZI
W WĄTROBIE I NERKACH ZAJĄCA SZARAKA (LEPUS EUROPAEUS)
39
ZAWARTOŚĆ RTĘCI W GLEBACH UŻYTKOWANYCH ROLNICZO
33
SZTUKA INTERPRETACJI MAKROSZCZĄTKÓW I ARTEFAKTÓW
W WYKORZYSTYWANYCH PRZEZ CZŁOWIEKA ZŁOŻACH TORFOWYCH
27
Daniel Gebler
WYSTEPOWANIE NATURALNYCH ELEMENTÓW MORFOLOGICZNYCH
W RZEKACH O RÓŻNYM STOPNIU PRZEKSZTAŁCENIA
21
45
Agnieszka Kułak, Joanna Sender, Weronika Maślanko
Analiza kompozycji wnętrza krajobrazowego z oczkiem
wodnym, w sąsiedztwie Zalewu Zemborzyckiego w Lublinie
53
371
3/9/12 4:32 AM
ANALIZA ROZKŁADU PRZESTRZENNEGO
ICHTIOFAUNY MIASTA KIELCE PRZY WYKORZYSTANIU TECHNIK GIS
Hydrobotaniczna charakterystyka oczek wodnych
w dolinie rzeki Ciemięgi na odcinku Jastków – Snopków
109
Diana Wieczorek
Stan i perspektywy rozwoju energetyki
odnawialnej w Polsce na tle Unii Europejskiej
103
Tomasz Szewczyk
Analiza eksploatacyjna wybranych Krakowskich
Oczyszczalni Ścieków Zachowania terytorialne
lelka Caprimulgus europaeus L. w Nadleśnictwie Puławy
95
Krzysztof Stasiak
Zachowania terytorialne lelka
Caprimulgus europaeus L. w Nadleśnictwie Puławy
87
Roman Pieprzka
WŁAŚCIWOŚCI SORPCYJNE GLEB WYTWORZONYCH
Z PIASKOWCÓW NA OBSZARZE PARKU NARODOWEGO GÓR STOŁOWYCH
81
ZRÓŻNICOWANIE POZIOMU ROZWOJU INFRASTRUKTURY
W ZAKRESIE OCHRONY ŚRODOWISKA W WOJEWÓDZTWACH POLSKI
71
Dorota Nowak
WŁÓKNO KOKOSOWE JAKO ŹRÓDŁO SKŁADNIKÓW MINERALNYCH
63
117
Pochodne chloroacetamidów jako zanieczyszczenia
wód na terenach rolniczych Dolnego Śląska
125
372
3/9/12 4:32 AM
II. Rolnictwo I technologia Żywności
REAKCJA JĘCZMIENIA BROWARNEGO
NA APLIKACJĘ BIOSTYMULATORA SUNAGREEN
WPŁYW PSZENŻYTA JAREGO NA WYBRANE CECHY
BIOMETRYCZNE ŁUBINU WĄSKOLISTNEGO W UPRAWIE WSPÓŁRZĘDNEJ
175
OCENA MOŻLIWOŚCI WYKORZYSTANIA HYDROŻELU
ORAZ NAWOZU TEPROSYN MN W UPRAWIE KAPUSTY GŁOWIASTEJ BIAŁEJ
169
Bartosz Kozak
OCENA ZMIENNOŚCI WYBRANYCH CECH MORFOLOGICZNYCH
U ŁUBINU WĄSKOLISTNEGO (Lupinus angustifolius L.)
161
Zmiany związane z metabolizmem tlenowym, zachodzące
w kiełkujących nasionach łubinu żółtego (Lupinus luteus L.)
157
Andrzej Joniec
PLONOWANIE PSZENICY OZIMEJ W ZALEŻNOŚCI OD SYSTEMU UPRAWY ROLI
149
WPŁYW WYBRANYCH BIOPREPARATÓW NA WYBRANE PARAMETRY
WZROSTU PSZENŻYTA JAREGO W TRZECH SYSTEMACH UPRAWY ROLI
143
Anna Dudzińska
WPŁYW DODATKU NIEPASTERYZOWANEGO PIWA NA WŁAŚCIWOŚCI LODÓW
133
181
Optymalizacja wyboru odmian
żyta ozimego do uprawy na Dolnym Śląsku
187
373
3/9/12 4:32 AM
KWIETNA ŁĄKA NA DACHACH KRAKOWA I OKOLIC
– FUTURYSTYCZNA WIZJA CZY POTRZEBA NASZYCH CZASÓW?
195
Kamila Musiał
ARCHEOFITY TOWARZYSZĄCE UPRAWOM ZBÓŻ W GMINACH
SŁUPIA I SĘDZISZÓW W WOJEWÓDZTWIE ŚWIĘTOKRZYSKIM
201
WPŁYW BIOSTYMULATORA ASAHI SL NA WZROST WYBRANYCH
GATUNKÓW GRZYBÓW NA RÓŻNYCH PODŁOŻACH HODOWLANYCH
209
ZMIANY ZAWARTOŚCI AZOTU I WĘGLA ORGANICZNEGO W PROCESIE
KOMPOSTOWANIA WYBRANYCH MATERIAŁÓW BIODEGRADOWALNYCH
217
WPŁYW MIĘDZYPLONU ŚCIERNISKOWEGO I BIOPREPARATÓW NA DYNAMIKĘ
WZROSTU PSZENŻYTA OZIMEGO UPRAWIANEGO W MONOKULTURZE
WPŁYW OKRESU PRZECHOWYWANIA
NA WYBRANE CECHY JAKOŚCIOWE I ILOŚCIOWE BULW ZIEMNIAKA
229
Zaślaz pospolity (Abutilon theophrasti Medik.)
– nowy chwast polskich pól. Charakterystyka
i możliwości chemicznego zwalczania
223
235
Bartłomiej Spyrka
Powstawanie uszkodzeń mechanicznych
bulw ziemniaka w zależności od warunków
termicznych panujących podczas zbioru
241
ZWIĘZŁOŚĆ GLEBY W KONSERWUJĄCEJ UPRAWIE BURAKA CUKROWEGO
247
374
3/9/12 4:32 AM
Beata Szafrańska
ANALIZA ZMIAN KIERUNKU UŻYTKOWANIA GRUNTÓW WE WSI RODAKI
Ewelina Szydełko
WYKORZYSTANIE SORGA CUKROWEGO DO PRODUKCJI ETANOLU
261
Comparison of internal quality of potato
tubers in organic and conventional potato growing
255
267
DYNAMIKA ZAWARTOŚCI WAPNIA I MAGNEZU
W PODDANYCH KOMPOSTOWANIU ODCHODACH NUTRII I SZYNSZYLI
273
ZASTOSOWANIE METODY SUM JEDNOSTEK EFEKTYWNYCH
W WYZNACZANIU KLAS WCZESNOŚCI ODMIAN KUKURYDZY CUKROWEJ
279
Karol Wełdycz
DOBÓR MASZYN, URZĄDZEŃ I TECHNOLOGII
ZBIORU SŁOMY Z WYKORZYSTANIEM SYSTEMU EKSPERTOWEGO
285
Agnieszka Wełdycz
WPŁYW DODATKU TŁUSZCZU
NA WYTRZYMAŁOŚĆ KINETYCZNĄ PASZ GRANULOWANYCH
Wpływ dolistnego dokarmiania mocznikiem
i mikroelementami na plon oraz skład chemiczny kukurydzy
297
Wpływ terminu stosowania biostymulatorów
Hergit i Sunagreen na rozwój i plonowanie rzepaku ozimego
291
305
ZAWARTOŚĆ FOSFORU W NADZIEMNYCH
CZĘŚCIACH NIEKTÓRYCH GATUNKÓW ROŚLIN ŁĄKOWYCH
313
375
3/9/12 4:32 AM
III. Ogrodnictwo i architektura krajobrazu
OCENA PRZYDATNOŚCI KILKU ODMIAN
BRZOSKWINI DO UPRAWY NA DOLNYM ŚLĄSKU
325
Wpływ zastosowania żywych ściółek
na wysokość i jakość plonu jabłoni odmiany ‘Pinova’
331
Magdalena Krygier
Wpływ uprawy współrzędnej
na wielkość i jakość plonu selera naciowego
337
WPŁYW SPOSOBU APLIKACJI JODU NA EFEKTYWNOŚĆ
BIOFORTYFIKACJI ORAZ WIELKOŚĆ I JAKOŚĆ BIOLOGICZNĄ
PLONU SAŁATY UPRAWIANEJ W SYTEMIE HYDROPONICZNYM
343
Porównanie owoców czereśni i wiśni
pod względem zdolności przeciwutleniającej
351
Próba oceny stanu zachowania dendroflory w obrębie
fragmentu historycznej dzielnicy Krakowa – Wesołej
357
365
376
3/9/12 4:32 AM
377
3/9/12 4:32 AM
378
3/9/12 4:32 AM

Pobierz wersję PDF

Transcription

Similar documents

Instrukcja obsługi

25 - 26 maja 2013 r. - ARENA AGRO

Untitled

w praktyce - European Court of Human Rights

3018256 DFG Katalog Cover.indd

Spis ksiązek dostępnych w naszej bibliotece

D,G,GH,SHG Pompy bagrowe i żwirowe do ciężkich

Spis treści Contents

Wiadomości POSK

Pobierz ten artykuł - Qualitative Sociology Review

Sprawozdanie_2013 - Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej

"Prawo Kanoniczne" 52(2009) - Wydział Prawa Kanonicznego

Windows Vista PL. Księga eksperta

Planeta Ludzi nr 1/2007 - Vision International People Group

Pełny tekst - Instytut Uprawy Nawożenia i Gleboznawstwa

Spis treści