Transcript Prezentacja programu PowerPoint

Wpływ terminu siewu gorczycy białej
Sinapis alba L.
na plon nasion, biomasy zielonej
oraz na zawartość glukozynolanów
Główne założenia pracy doktorskiej
dr inż. Wioletta Kisielewska
Promotor pracy doktorskiej:
dr hab. inż. Grażyna Harasimowicz-Hermann prof. nadzw. UTP
Cel badań
Celem badań było określenie wpływu terminu siewu
gorczycy białej odmiany ‘Nakielska’ na:
• rozwój roślin,
• architekturę łanu,
• plon nasion,
• plon biomasy wegetatywnej.
Badania miały wyjaśnić, jakie opóźnienie wysiewu gorczycy białej
uprawianej na nasiona czy na zielonkę, w stosunku do terminu
optymalnego wskazanego w zaleceniach agrotechnicznych jest
możliwe, na które roślina zareaguje tylko spadkiem plonu, a który
należy uznać za progowy dla plonu nasion czy biomasy
wegetatywnej.
Hipoteza badawcza
Hipoteza badawcza zakładała, że jednym z istotnych czynników
kształtujących wielkość i jakość plonu gorczycy białej jest termin siewu.
Należało sądzić, że gorczyca biała jako roślina dnia długiego o silnej
reakcji fotoperiodycznej zareaguje na opóźnienie terminu siewu, w
stosunku do wczesnowiosennego, przyspieszeniem kwitnienia i
obniżeniem plonu nasion.
Przy uprawie na zielonkę termin siewu wpłynie na produktywność
biomasy wegetatywnej, a późno letnie czy jesienne siewy zadecydują o
ilości zgromadzonych w plonie składników mineralnych i funkcji gorczycy
białej w ochronie gleb i wód przed migracją biogenów.
Metodyka - charakterystyka stanowiska
Doświadczenie polowe przeprowadzono w latach
2005-2007 w Stacji Badawczej Wydziału Rolniczego
Uniwersytetu Technologiczno-Przyrodniczego im. J.J
Śniadeckich w Bydgoszczy, w miejscowości Mochełek
woj. kujawsko – pomorskie, położonej na szerokości
geograficznej 53°12'N i długości geograficznej
17°51'E, na glebie płowej zaliczanej do
klasy
bonitacyjnej IV a, przedplonem dla gorczycy białej
był jęczmień jary.
Metodyka – schemat doświadczenia
Doświadczenie założono jako jednoczynnikowe, w układzie
losowanych bloków, w czterech powtórzeniach.
Czynnikiem zmiennym w doświadczeniu był termin siewu,
gorczycę białą wysiewano od kwietnia do połowy września
co siedem dni.
Terminy uprawy na nasiona
Symbol
terminu
siewu
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
Uprawa na nasiona - 2005 rok
Data
06.04 13.04 20.04 27.04 04.05 11.05 18.05 25.05 01.06 08.06 15.06 22.06 29.06 06.07
siewu
Data
26.07 26.07 05.08 05.08 18.08 18.08 31.08 09.09 09.09 22.09 22.09 22.09 28.10 28.10
zbioru
Uprawa na nasiona - 2006 rok
Data
12.04 19.04 26.04 02.05 10.05 17.05 24.05 31.05 07.06
siewu
Data
26.07 26.07 02.08 02.08 09.08 09.08 28.08 15.09 15.09
zbioru
Uprawa na nasiona - 2007 rok
Data
04.04 11.04 18.04 25.04 02.05 09.05 16.05 23.05 30.05
siewu
Data
01.08 01.08 08.08 08.08 21.08 29.08 05.09 12.09 12.09
zbioru
14.06 21.06 28.06 05.07
-
15.09 29.09 29.09 29.09
-
06.06 13.06 20.06 27.06
-
12.09 21.09 21.09 21.09
-
Terminy uprawy na zielonkę
Symbol
terminu
siewu
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Uprawa na zielonkę - 2005 rok
Data
siewu
Data
zbioru
13.07 20.07 27.07 03.08 10.08 17.08 24.08 31.08 07.09 14.09
-
28.10 28.10 28.10 28.10 28.10 28.10 28.10 28.10 28.10 28.10
Uprawa na zielonkę - 2006 rok
Data
siewu
Data
zbioru
12.07 19.07 26.07 02.08 09.08 16.08 23.08 30.08 06.09 13.09
-
27.10 27.10 27.10 27.10 27.10 27.10 27.10 27.10 27.10 27.10
-
Uprawa na zielonkę - 2007 rok
Data
siewu
Data
zbioru
04.07 11.07 18.07 25.07 01.08 08.08 15.08 22.08 29.08 05.09 12.09
25.10 25.10 25.10 25.10 25.10 25.10 25.10 25.10 25.10 25.10 25.10
Metodyka – obserwacje i pomiary polowe
Uprawa na nasiona i zielonkę
• w trakcie wegetacji przeprowadzono obserwacje początku
i końca faz rozwojowych (daty),
• obliczono obsadę gorczycy białej w sztukach na 1m2 po pełni
wschodów i ponownie przed zbiorem oraz na tej podstawie
obliczono ubytek roślin (%) w trakcie wegetacji,
• określono polową zdolność wschodów (%) z proporcji liczby
nasion wysianych na 1m2 i liczby roślin, które wzeszły,
Metodyka – obserwacje i pomiary polowe
Uprawa na nasiona
bezpośrednio przed zbiorem na próbie
20 roślin z powtórzenia ustalono:
po zbiorze nasion określono:
• wysokość (cm) i przeliczono na średnią
wysokość 1 rośliny,
• plon nasion (t.ha-1) (przeliczono
plon o wilgotności rzeczywistej na
jednolitą wilgotność 13%),
• liczbę rozgałęzień pierwszego
i dalszych rzędów,
• liczbę łuszczyn na pędzie głównym
i pędach bocznych (sztuk na 1 roślinie),
• średnią liczbę nasion w 1 łuszczynie
z pędu głównego i pędów bocznych;
• plon słomy (t.ha-1 s.m.)
• MTN (g)
Metodyka – obserwacje i pomiary polowe
Uprawa na zielonkę
przed zbiorem roślin określono:
po zbiorze zielonki ustalono:
• fazę rozwoju,
• plon świeżej masy (t.ha-1),
• wysokość (w cm);
• plon suchej masy (t.ha-1),
• strukturę plonu (%);
Metodyka – analizy chemiczne
W roślinach zbieranych na nasiona jak i na zielonkę oznaczono całkowitą
zawartość (g.kg-1):
• azotu (N),
• fosforu (P),
• potasu (K),
• wapnia (Ca),
• magnezu (Mg),
• węgla (C) *.
W oparciu o otrzymane wyniki obliczono pobranie tych składników z plonem
nasion, masą słomy i zielonki.
Dodatkowo w nasionach gorczycy białej określono zawartość:
• glukozynolanów (μM·g-1 s.m.) *
• oleju (tłuszczu surowego) (%) * .
* badania finansowane z grantu promotorskiego PB 3053/B/PO1/2008/334
Metodyka – analiza statystyczna
Otrzymane wyniki poddano analizie statystycznej w programie Statistica.
Przeprowadzono:
• analizę wariancji, dla określenia różnic między terminami siewu,
• analizę korelacji, dla zdefiniowania związku między:
 terminem siewu i warunkami meteorologicznymi,
 terminem siewu i elementami struktury plonu,
 plonem i elementami struktury plonu,
• analizę regresji, dla oceny związku między plonem a terminem
siewu oraz plonem i warunkami meteorologicznymi.
Średnie temperatury i sumy opadów
w okresie od kwietnia do października
w latach 2005 - 2007
13,4
13,7
14,3
13,3
Suma opadów
[mm]
o
[ C]
Średnia dobowa
temperatura
16
14
12
10
8
6
4
2
0
400,5
362,6
2005
2006
2007
Lata
19492006
400
320,2
257,8
300
200
100
0
2005
2006
2007
Lata
19492006
Wyniki - uprawa na nasiona
Wpływ terminu siewu na warunki
wegetacji gorczycy białej
w latach 2005-2007
Wielkości
opisujące
warunki
wegetacji
Współczynnik korelacji między terminem siewu, a warunkami
meteorologicznymi w pełnym okresie wegetacji
i agrofenofazach
okres od
siewu do
wschodów
okres od
formowania
rozety do
końca
pąkowania
okres
wegetacjikwitnienie dojrzewanie
od siewu do
zbioru
Rośliny
siane
później
0,206
0,085
-0,420
charakteryzowały się krótszym
Dojrzewanie roślin z kolejnych
Suma
okresem
od-0,376
formowania
rozety
Wschody
roślin
zopóźniania
późniejszych
terminów
siewu
0,490
0,208
0,188
0,026
terminów
siewu
odbywało
się
w
Udowodniono
istotny
wpływ
terminu
temperatury
liściowej
do
końca
pąkowania,
odbywały liczby
się w
niższej
temperaturze
idnikrótszym
przy
na ograniczenie
wegetacjiczasie,
i sumy w wyższej
Suma siewu
ten
etap
rozwoju
odbywał
się
-0,133
-0,254
0,246
-0,366 się
-0,287
temperaturze
skracającym
dniu
mniejszej
opadów i przy
dnia ilości
opadów godzin
przy
pogarszającym
się
Wsp. K
-0,230
-0,384
0,152
-0,226
-0,299
współczynniku
hydrotermicznym
i krótszym dniu
Suma godzin
Liczba dni
dnia
-0,642
-0,703
-0,443
-0,682
0,044
-0,230
-0,637
Plon nasion [t . ha-1]
Plon nasion gorczycy białej
w latach 2005-2007
1,6
1,4
MAX PLONY
terminy siewu 4.IV-10.V
(1-5 terminu siewu)
1,2
1
0,8
TERMIN PROGOWY W
UPRAWIE NA NASIONA
do drugiej dekady
czerwca
0,6
0,4
0,2
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10 11 12
13 14
Termin siewu
NIR0,05= 0,529
Symbol
terminu
siewu
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
2005
06.04 13.04 20.04 27.04 04.05 11.05 18.05 25.05 01.06 08.06 15.06 22.06 29.06 06.07
2006
12.04 19.04 26.04 02.05 10.05 17.05 24.05 31.05 07.06 14.06 21.06 28.06 05.07
-
2007
04.04 11.04 18.04 25.04 02.05 09.05 16.05 23.05 30.05 06.06 13.06 20.06 27.06
-
Wpływ terminu siewu na plon nasion
gorczycy białej w latach 2005-2007
Plon nasion t.ha-1
1,800
1,600
1,400
1,200
1,000
0,800
0,600
0,400
0,200
0,000
01.04.
01.05.
01.06.
01.07.
Daty siewu
y = 1,424-0,012x, r = -0,686,
x – liczba dni od daty 01 kwietnia w kolejnych latach
2005
2006
2007
Wpływ warunków meteorologicznych
w okresie wegetacji na plon nasion
gorczycy białej w latach 2005-2007
Okres
Równanie regresji
poprzedzający siew
(od 1 kwietnia do
siewu)
od siewu do pełni
wschodów
od formowania rozety
do końca pąkowania
R2%
Y = 1,225 - 0,009x1 + 0,002x2
60,9
Y = 0,923 + 0,106x1 – 0,007x2 – 0,007x3
59,8
Y= 1,454 + 0,059x1 – 0,004x2 – 0,311x4
71,5
kwitnienie
Y = 0,450 – 0,038x1 – 0,012x3 +0,488x4 + 0,003x5
21,4
dojrzewanie do
terminu zbioru
Y = 0,028 – 0,044x1 + 0,002x2 + 0,002x5
41,4
pełen okres wegetacji
Y = 2,066 – 0,003x2 + 0,012x3 – 2,551x4 + 0,002x5
53,4
x1 – liczba dni okresu;
x2 – suma średniej dobowej temperatury powietrza w okresie (oC);
x3 – suma dobowych opadów w okresie (mm);
x4 – współczynnik hydrotermiczny K okresu;
x5 – suma godzin dnia w okresie
Związek między terminem siewu i plonem
nasion, a elementami struktury plonu
Korelacja silna
0,7 < r < 0,9
r - współczynnik korelacji Pearsona
Termin siewu
długość pędu głównego
r = -0,797
Plon
obsada roślin przed zbiorem
r = 0,759
Związek między terminem siewu i plonem
nasion, a elementami struktury plonu
Korelacja średnia
0,4 < r < 0,7
r - współczynnik korelacji Pearsona
liczba nasion w łuszczynie
pędów bocznych
liczba nasion w
r = -0,546
łuszczynie
na pędzie głównym
r = -0,524
Termin siewu
polowa
zdolność
wschodów
r = -0,687
obsada
roślin przed
zbiorem
r = - 0,554
liczba łuszczyn
na pędzie
głównym
r = -0,488
ubytki roślin
w trakcie
wegetacji
r = 0,442
liczba nasion w łuszczynie
na pędzie głównym
r = 0,685
liczba nasion w
łuszczynie pędów
bocznych
r = 0,656
liczba łuszczyn
na pędzie głównym
r = 0,476
długość pędu
głównego
r =0,479
ubytki roślin
w trakcie wegetacji
r = - 0,626
obsada roślin
po wschodach
r = 0,535
Plon
polowa
zdolność
wschodów
r = 0,668
Związek między terminem siewu i plonem
nasion, a elementami struktury plonu
Korelacja słaba
0,2 < r < 0,4
r - współczynnik korelacji Pearsona
Termin siewu
Liczba rozgałęzień dalszych rzędów
r = 0,395
Plon
Liczba rozgałęzień dalszych rzędów
r = - 0,339
Wyniki - uprawa na zielonkę
Wpływ terminu siewu na warunki wegetacji
gorczycy białej uprawianej na zielonkę
w latach 2005-2007
Wielkości
opisujące
warunki
wegetacji
Współczynnik korelacji między terminem siewu, a parametrami
meteorologicznymi w okresie wegetacji i poszczególnych
agrofenofazach
okres od
okres
okres
okres od formowania
dojrze wegetacjirozety do kwitnienie
przed
siewu do
wanie od siewu
siew wschodów
końca
do zbioru
pąkowania
Liczba dni Opóźnianie
0,662
0,166terminu
0,354 bardzo
-0,287 istotnie
-0,601
związane
było
ze
skracaniem okresu
-0,630
-0,510
z kolejnych
zasiewów odbywał się przy obniżającej się
Suma opadów
0,501
-0,271
-0,417
-0,645
-0,673
temperaturze,
ilości
opadów,
Wsp. K
-0,180
-0,207 się współczynniku
-0,264
-0,370 K 0,468
pogarszającym
oraz
Suma godzin stopniowo krótszym dniu
Suma
0,939
-0,430
Wzrost -0,420
roślin
temperatury wegetacji.
dnia
-
-0,256
-0,066
-0,526
-0,581
-0,966
-0,951
-0,792
-0,358
-0,952
Zawartość suchej masy [%] w
plonie zielonki
Plon zielonki i zawartość suchej masy
gorczycy białej w latach 2005-2007
.
-1
Plon zielonki (ś.m.) [tha ]
24
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
45
40
35
30
25
20
15
10
5
0
0
1
2
3
4
1
2005
rok
2006
rok
2007
rok
5
6
2
7
8
9
3
10
11
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11
Termin siewu
Termin siewu
NIR0,05=18,2
NIR0,05=15,7
4
5
6
7
8
9
10
11
13.07 20.07 27.07 03.08 10.08 17.08 24.08
31.08
07.09
14.09
-
12.07 19.07 26.07 02.08 09.08 16.08 23.08
30.08
06.09
13.09
-
04.07 11.07 18.07 25.07 01.08 08.08 15.08
22.08
29.08
05.09 12.09
Plon suchej masy [t.ha-1]
Plon suchej masy gorczycy białej
w latach 2005-2007
5
4,5
4
3,5
3
2,5
2
1,5
1
0,5
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Termin siewu
NIR
1
2005
rok
2006
rok
2007
rok
2
3
4
5
6
7
0,05
=2,36
8
9
10
11
13.07 20.07 27.07 03.08 10.08 17.08 24.08
31.08
07.09
14.09
-
12.07 19.07 26.07 02.08 09.08 16.08 23.08
30.08
06.09
13.09
-
04.07 11.07 18.07 25.07 01.08 08.08 15.08
22.08
29.08
05.09 12.09
Wpływ terminu siewu na strukturę plonu
zielonki gorczycy białej
w latach 2005-2007
udział masy
kwiatostanów w
suchej masie plonu
zielonki
r = -0,612
udział masy pędów
w suchej masie
plonu zielonki
r = - 0,316
Termin siewu
udział suchej
masy w plonie
zielonki
r = - 0,845
udział masy liści w
suchej masie plonu
zielonki
r = 0,865
r – współczynnik korelacji Pearsona
Wpływ terminu siewu na strukturę plonu
zielonki gorczycy białej
w latach 2005-2007
udział masy
kwiatostanów w
suchej masie plonu
zielonki
r = 0,442
udział masy łodyg
w suchej masie
plonu zielonki
r = 0,445
Plon suchej masy
zielonki
udział masy liści w
suchej masie plonu
zielonki
r = - 0,787
r – współczynnik korelacji Pearsona
Pobranie azotu, fosforu i potasu
z plonem zielonki gorczycy białej
w latach 2005-2007
Pobranie składników z plonem
zielonki [kg.ha -1 ]
127,3
140
98,6
120
100
51,1
80
43
39,1
60
5,8
40
20
0
N
P
pobranie z maksymalnym plonem zielonki
K
pobranie z minimalnym plonem zielonki
Wnioski
1.
Najwyższe plony nasion gorczycy białej otrzymano z siewów
przeprowadzonych od pierwszej dekady kwietnia do pierwszej dekady
maja. Opóźnienie siewu o 1 dzień powodowało spadek plonu o 0,012
t.ha-1. Gorczyca biała siana od drugiej dekady maja do połowy czerwca
wydawała systematycznie niższe plony nasion, ale jeszcze na poziomie
opłacalności, natomiast uprawa gorczycy białej na nasiona po tym
terminie była nieopłacalna.
Wnioski
2.
W miarę opóźniania siewu gorczycy białej odmiany ‘Nakielska’, w
terminach przewidzianych na uprawę jej na nasiona, następowało
istotne skrócenie okresu wegetacji roślin. Było to spowodowane
przyspieszaniem wschodów i skróceniem czasu formowania rozety
liściowej oraz wydłużania pędu. W im krótszym dniu po dniu
przesilenia letniego następowało przechodzenie roślin w kolejną
fazę rozwojową, tym ubytek plonu był wyższy.
Wnioski
3.
Obniżanie plonu nasion gorczycy białej w miarę opóźniania siewu
następowało wskutek pogorszenia się polowej zdolności wschodów,
mniejszego zagęszczenia łanu przed zbiorem oraz zmian pokroju
roślin wyrażających się skróceniem pędu głównego, skłonnością do
formowania liczniejszych odgałęzień bocznych, zmniejszeniem ilości
łuszczyn na pędzie głównym i bocznym i liczby nasion w łuszczynach.
Wnioski
4.
Jakość nasion gorczycy białej nie miała regularnego związku z
terminem
siewu
roślin
–
zawartości
tłuszczu
surowego,
glukozynolanów i makroskładników podlegały niewielkim zmianom,
które zależały od przebiegu pogody w okresie formowania nasion.
Wnioski
5.
Najwyższy plon zielonki i suchej masy gorczycy białej zebrano z roślin
wysianych od końca pierwszej do połowy trzeciej dekady sierpnia.
Istotnie niższe plony zielonki i suchej masy wydały rośliny siane po 10
września. Niski plon biomasy i pobranie niewielkiej ilości składników
mineralnych wskazują, że taka okrywa roślinna nie ochroni skutecznie
gleby i wód gruntowych przed migracją biogenów.
Wnioski
6.
Wzrost i plonowanie gorczycy białej z zasiewów od końca sierpnia i
późniejszych ograniczały systematycznie obniżająca się temperatura,
mniejsza ilość opadów i pogarszający się współczynnik K oraz
stopniowo krótszy dzień.
Wnioski
7.
Wielkość pobrania składników mineralnych z plonem zielonki
różnicowana była głównie przez jego wysokość zależną od terminu
siewu roślin, a nie wynikała ze zmian ich zawartości.